JPS637333A - グラス皮膜特性のすぐれた低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はグラス皮膜特性のすぐれた低鉄損方向性電磁鋼
板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

方向性電磁鋼板は、主としてトランス、発電機等の電気
機器の鉄心として使用されるが、磁気特性の鉄損特性及
び励磁特性が良好であること、およびグラス皮膜特性が
すぐれていることが１要である。

通常、方向性電磁鋼板はＳｉ　４％以下を含有する珪素
鋼素材を熱間圧延し必要に応じて熱延板焼鈍し１回又は
２回以上の冷間圧延工程によシ、最終仕上厚みの冷延板
を得、次に脱炭焼鈍を行った後、ＭｇＯを主成分とする
焼鈍分離剤を塗布し仕上焼鈍を施してデス方位をもった
２次再結晶粒を発現させ更にＳ、Ｎなどの不純物を除去
するとともにグラス皮膜を生成させて製造される。さら
に必要に応じて平坦化焼鈍及び？！、縁コーティング処
理が施される。

ところで方向性電磁鋼板の製造においては、磁気特性な
かても鉄損特性の改善とともにグラス皮膜の改善が検討
されている。例えば特開昭５０−７１５２６号公報では
グラス皮膜の均一化と密着性を高める提案がなされてい
る。すなわち最終板厚に冷間圧延された方向性電磁銅帯
に対し、脱炭焼鈍を行う前に、その表面層を３５Ｐ／ｍ
”以上除去するように酸洗して、表面付着物と地鉄表層
部を除去し、脱炭反応及び酸化物の形成反応をむらなく
進行させ、脱炭焼鈍後に焼鈍分離剤を塗布し仕上焼鈍を
施して均一性と密着性のよいＭｇＯ−８１０２系絶縁皮
膜を形成するのである。

また特開昭５７−１０１６７３号公報では最終板厚に冷
間圧延された方向性電磁銅帯を脱炭焼鈍後にＭｇＯ等の
焼鈍分離剤を塗布する前に、前記鋼帯の表面を片面で０
．０２５〜０．５シー２研削あるいは酸洗によって除去
して、鋼板表面層の酸化被膜を除き、次いで焼鈍分離剤
を塗布し仕上焼鈍を施して、密着性がよく均一な灰色の
外観を呈するグラス皮膜を形成することが記載されてい
る。

これらは、鋼板の表面をきれいにし、あるいは平滑にし
、グラス皮膜の特性を良好とするものであシ、それなシ
の作用効果が得れるであろう。

〔発明が解決しようとする問題点〕

グラス皮膜は密着性、外観の改善が図られているが、工
業的に製造される方向性電磁鋼板においては、グラス皮
膜の密着性、外観、皮膜張力などの皮膜特性は未だ充分
といえない。特に大型コイルとして製造する場合には、
グラス皮膜特性のバラツキを防ぎ均一化を図る必要があ
る。また、グラス皮膜のよシー層の改善を通して鉄損の
低減を図ることが重要である。

本発明はグラス皮膜の密着性、外観がすぐれるとともに
、皮膜張力が犬で、これらはバラツキがなくて高位に安
定し、鉄損の低い方向性電磁鋼板を得ることを目的とす
る。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者達は部分的に鋼板地鉄に突き込んだ酸化物を形
成するとアンカー効果などを生じてグラス皮膜の密着性
が非常にすぐれ皮膜張力が高く鉄損の低い方向性電磁鋼
板が得られることを見出した。

さらに研究し、グラス皮膜特性の向上に加えて鉄損が低
い方向性電磁鋼板を工業的に安定して製造するため検討
した。その結果、脱炭焼鈍ラインにおいて、脱炭焼鈍の
途中好ましくは昇温過程で鋼板表面に、ブラシ、ブラシ
ロール、グラインダー、ショットなどの機椋的手段ある
いはレーザーなどの光学的手段等適宜な手段にて鋭利か
つ微細な凹凸を形成し、脱炭焼鈍を行うと、鋼板表面層
に形成される酸化膜はＳｔＯ□に富みかつ鋼板内部に部
分的に突込んで形成され、この結果、仕上焼鈍で焼鈍分
離剤と前記酸化膜との反応で生成されるグラス皮、漠は
部分的に鋼板地鉄側に突込んだ形となシ、密着性、皮膜
張力が極めてすぐれる。また脱炭反応が高まシこの点か
らの磁気特性の向上があシ、前記酸化膜はＦｅＯなとの
鉄酸化成分が少なく５ＩＯ２成分が殆んどとな）グラス
皮膜が良質で外観も極めてすぐれることを見出した。

本発明はこの知見に基づいてなされたものであシ、その
要旨は珪素鋼スラブを熱間圧延し、焼鈍して１回または
中間焼鈍をはさんで２回以上の冷間圧延して脱炭焼鈍し
、焼鈍分離剤を塗布し仕上焼鈍する方向性電磁鋼板の製
造方法において、脱炭焼鈍の途中で鋼板表面に鋭利かつ
微細な凹凸を形成し、該焼鈍で部分的に鋼板地鉄に突込
んだ酸化膜を形成することを特徴とするグラス皮膜特性
のすぐれた低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法にある。

以下に本発明の詳細な説明する。

まず、実験データに基づいて述べる。実験材はＣ：０．
０７５％、Ｓｌ：３．２８％、Ｍｎ　：　０．０６５俤
、Ａｔ：　０．０３２　％、Ｃｕ：０．０６％、Ｓｎ：
０．１３チの成分組成で最終板厚０．３０ｍ厚に冷延さ
れた方向性電磁鋼板用素材を出発材とした。この材料を
連続脱炭焼鈍炉内において、脱炭焼鈍の昇温中に（１）
研磨ロールによシ鋼板表面に微細な凹凸を形成し活性化
処理を行ったもの、（２）研磨ロールによる処理をしな
い通常の材料（比較材）を炉内雰囲気としてＮ２＋Ｈ２
中でＰＨ２ｏ／ＰＨ２＝　０．３　、０．５と変えて脱
炭焼鈍を行った。この材料にＭｇＯを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布し、最終焼鈍を行った。

この試験工程の途中で、脱炭焼鈍後の鋼板の酸化層を調
査したところ、第１図に示すように、通常の脱炭処理を
行ったもの（Ｂ）は酸化層は一様に形成されているが非
常にうすいのに対し、研磨ブラシ処理を行ったもの（Ａ
）は全体的に酸化層は厚く形成され、部分的に鋼地鉄側
に突込んで形成されていることが確認された。

また、脱炭状況は第１表の様に研磨処理をしたものはＰ
Ｈ２０／ＰＨ２＝　０．３の場合でも１２　ｐｐｍと充
分に脱炭しているのに対し、研磨処理をしなかったもの
は、３５　ｐｐｍと残留Ｃが多い傾向が見られた。

仕上焼鈍後のグラス皮膜上に絶縁コーティングを塗布焼
付した後に２０ｍφで曲げ密着性を調査した結果を第２
表に示すが、研磨処理によってグラス皮膜が地鉄に突込
んだ形で厚く形成された材料は脱炭焼鈍の炉内雰囲気の
ＰＨ２０／ＰＨ２−０，３０。

０．５０の何れも全く剥離せず極めて良好であった。

これに対し研磨なしの比較材は密着性が悪く、脱炭処理
ＰＨ２ｏ／ＰＨ２−０，３０のものは皮膜が全面的に剥
離した。この時の鉄損値は第３表に示すように、研磨処
理材は比較材に比し、何れも大巾に鉄損を改善する傾向
が見られた。脱炭焼鈍工程ではその昇温過程で脱炭反応
の大半が進行し、また並行して酸化膜形成が進行する。

このため、昇温過程で生成するＳ１０□主体の酸化層は
後の酸化層の発達を妨害するばかシでなく、脱炭反応を
抑制する問題が生じる。この対策として、−般的には必
要以上に露点を上げるとか温度の変更を行うため、磁性
劣化をもたらす。

本発明の様に昇温過程の研磨処理は、前記脱炭及び酸化
膜成長に妨害作用を及ぼす、昇温過程で生成する酸化膜
を研磨除去するとともに微細な凹凸を形成し、鋼板の表
面を活性化する。

これによシ、脱炭反応は低ＰＨＯ／ＰＨ２側でも充分に
進行し、高温保持時に８１０□主体の厚く、部分的に突
込んだ形での酸化膜が形成される。この結果、良質で密
着性の優れかつ皮膜張力の大きいグラス皮膜を形成し、
磁気特性の向上をもたらすものと思われる。

第１表　　脱炭板の（Ｃ〕ｔａの分析結果第２表　皮膜
密着性 第３表　磁　気　特　性 次に、本発明に係かる方向性電磁鋼板の製造方法につい
て述べる。

鋼成分および冷間圧延されるまでのｇ造条件は特定する
必要がなく、例えばＣ：０．０３〜０．１０チ、Ｓｌ：
２．Ｏ〜４．０％、インヒビターとしてＡｔＮ　。

ＭｎＳ　、　ＭｎＳｅ　、　ＢＮ　、　Ｃｕ２Ｓ等、適
宜なものが用いられ、必要に応じてＣｕ　、　Ｓｎ　、
　Ｃｒ　、　ＮＬ　、　Ｍｏ　＋Ｓｎ　、　Ｐ等の元素
が含有される。電磁鋼スラブは熱間圧延され、必要に応
じて焼鈍され、１回または中間焼鈍をはさんで２回以上
の冷間圧延によシ所望の最終板厚とされる。

次いで脱炭焼鈍されるが、本発明では脱炭焼鈍の途中好
ましくは昇温過程において、鋼板装置に鋭利で微細な凹
凸を形成する。これは前述のように、鋼板表面に厚くて
かつ部分的に鋼板地鉄に突込んだ酸化物を形成する作用
、脱炭反応を促進する作用、形成される酸化物はＦｅＯ
が少なくて５ＩＯ２が非常に富む作用等を奏するためで
ある。

この微細な凹凸の深さは平均で０．２〜１５綿程度が好
ましく、鋼板の片面または両面に全面的にわたって例え
ば鋼板表面積の３５チ以上に形成される。その形成は、
炉内にブラシ、ブラシロール、グラインダーまたはショ
ット装置等を設けて機械的手段あるいはレーザーなどの
光学的手段など適宜手段を用いて行われる。

脱炭焼鈍の温度は特定の必要はなく例えば７５０℃以上
にて行われる。またその雰囲気も特定の必要はないが、
脱炭焼鈍の途中における鋼板表面への鋭利で微細な凹凸
の形成は、脱炭促進作用があるので、雰囲気ガスの露点
を低下できる。

脱炭焼鈍の後は、ＭｇＯを主成分としてＴｉＯ２等のＴ
Ｉ化合物、Ｂ化合物、ＳｒＳ　、　ＳｎＳ　％ＣｕＳ等
の添加物が必要に応じて添加された焼鈍分離剤が塗布さ
れ、乾燥され仕上焼鈍される。

仕上焼鈍では脱炭焼鈍で形成された部分的に銅板地鉄側
に突込んだ酸化物と焼鈍分離剤が反応してグラス皮膜が
形成される。該グラス皮膜は酸化物が前述のようである
から、部分的にり１板地鉄側に突込みまた酸化物は厚く
、かつＳＩＯ□が非常に富んでいるので、外観、密着性
、皮膜張力ともすぐれる。前記グラス皮膜の緒特性にバ
ラツキがない作用効果がある。

その後、必要に応じて平坦化焼鈍し、リン酸やリン酸ア
ルミニウム、リン酸マグネシウム、リン酸亜鉛、リン酸
カルシウム等のリン酸塩、クロム酸、クロム酸マグネシ
ウム等のクロム酸塩、重クロム酸塩、コロイダルシリカ
などの１８または２種以上を含む絶縁皮膜溶液Σ塗付し
、３５０℃以上の温度で焼付してｔ、Ｄ皮膜が形成され
る。

〔実施例〕

実施例１ Ｃ：０．０８％、Ｓｌ：３．２８％　　、　Ｍｎ　　：
　０．０６８チ、Ａｔ：０．０３３％、Ｃｕ：０．０６
％、Ｓｎ　：　０．１３チからなる珪素鋼スラブを熱延
−熱延板焼鈍後、冷延によシ、最終板厚０．２７ｔｐｍ
とした。このコイルをＮ２＋Ｈ２中、ＰＨ２０／ＰＨ２
−０，３、０，４、０，５に設定した連続焼鈍炉内で昇
温過程５００°〜８００°Ｃの間に設置した研磨ブラシ
によシ鋼板表面が鋭利で微細な１〜３μｍの深さの凹凸
になるように研磨しながら通板した。また比較材として
同一素材を研磨処理なしの通常工程で処理した。

この後焼鈍分離剤を塗布し最終仕上焼鈍処理をした後絶
縁皮膜を塗布焼付した。皮膜特性及び磁気特性の結果を
第４表に示す。

以下余日 〔発明の効果〕 以上のように、本発明によると、皮膜張力が大で、かつ
密着性、外観ともすぐれて、そのバラツキがなく鉄損の
低い方向性電磁鋼板が製造される。

のと研磨処理なしで脱炭焼鈍（脱炭雰囲気はＮ２＋Ｈ２
でＰＨ２ｏ／ＰＨ２−０，３の場合）を行った材料の表
面酸化膜の傾斜断面の顕微鏡写真（Ｘ　２０００）であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 珪素鋼スラブを熱間圧延し、焼鈍して１回または中間焼
   鈍をはさんで２回以上の冷間圧延して脱炭焼鈍し、焼鈍
   分離剤を塗布し、仕上焼鈍する方向性電磁鋼板の製造方
   法において、脱炭焼鈍の途中で、鋼板表面に鋭利かつ微
   細な凹凸を形成し、該焼鈍で部分的に鋼板地鉄に突込ん
   だ酸化膜を形成することを特徴とするグラス皮膜特性の
   すぐれた低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法。