JP2012140665A - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】コイル状に巻き取った方向性電磁鋼板に仕上げ焼鈍を施し、次いで張力絶縁被膜の形成および平坦化焼鈍を施してから、該鋼板の圧延方向と交差する向きに線状の熱歪み領域を導入する、磁区細分化処理を施すに当り、前記平坦化焼鈍後の鋼板に、母線が前記圧延方向と交差する向きとなる湾曲を与えて、該湾曲の内側面に前記熱歪み領域を導入する。
【選択図】図1
Description
そのためには、鋼板中の二次再結晶粒を、(110)[001]方位(いわゆる、ゴス方位)に高度に揃えることや、製品鋼板中の不純物を低減することが重要である。しかしながら、結晶方位を制御することや、不純物を低減することは、製造コストとの兼ね合い等で限界がある。そこで、鋼板の表面に対して物理的な手法で不均一性を導入し、磁区の幅を細分化して鉄損を低減する技術、すなわち磁区細分化技術が開発されている。
コイル状に巻き取った方向性電磁鋼板に仕上げ焼鈍を施し、次いで張力絶縁被膜の形成および平坦化焼鈍を施してから、該鋼板の圧延方向と交差する向きに線状の熱歪み領域を導入する、磁区細分化処理を施すに当り、前記平坦化焼鈍後の鋼板に、母線が前記圧延方向と交差する向きとなる湾曲を与えて、該湾曲の内側面に前記熱歪み領域を導入することを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
本発明では、コイル状に巻き取った方向性電磁鋼板に仕上げ焼鈍を施したのち、平坦化焼鈍にてコイルの巻き癖を取り除いて鋼板を平坦化した後、図1に示すように、鋼板1に母線が鋼板の圧延方向と交差する向きとなる湾曲を与えて、この湾曲の内側面2に線状の熱歪み領域を、レーザや電子ビーム等のエネルギービーム3により導入する。
すなわち、エネルギービーム3が透過するガイドロールとして、例えば図2に示すような、発振器3aからのレーザ光3bを透過するガイドロール4を用いて、このロール4に鋼板1を巻き付けることができる。なお、レーザ光を透過するガイドロールとしては、照射するレーザ光の波長に対して高透過率を有するガラスまたは樹脂等を素材とするものを適用できる。
また、エネルギービーム3が透過するガイド板としては、例えば図3に示すような、ガイド板5にエネルギービーム3を通すスリット(または窓)5aを設けて、このような隙間からエネルギービーム3を通過させることが可能である。
さらに、間隔を小さく配置したガイドロールを用いる場合は、例えば図4に示すような、多数の小径ロール6を対向配置して鋼板1を湾曲させながら誘導する際に、そのロール6相互の隙間を介してエネルギービーム3を鋼板1に照射することも可能である。
すなわち、湾曲した鋼板の内側表面には圧縮応力が作用しており、これにより瞬間的な加熱によって鋼板が熱膨張して生じる歪みが、より小さい入熱量で発生するようになり、磁区細分化に必要な熱歪みの総量が減少する結果、補助磁区の形成量も減少し、変圧器鉄心の磁化時の磁歪変化量が小さくなるためと推測される。従って、湾曲面の母線方向と熱歪みを線状に導入する方向とは概ね平行となることが有効であると、考えられる。
なお、鋼板に導入される歪の深さは、5〜30μm程度とするのが好適である。
このような磁束密度の高い方向性電磁鋼板では、磁歪の大きさが小さく、変圧器の騒音を低減するのに有利である。そして、本発明では従前よりも低い出力での熱歪み導入が可能になり、その結果、熱歪みに起因する磁歪変化が抑制でき、素材の低磁歪を生かして騒音の低減が実現する。
なお、張力コーティングの焼付けと平坦化焼鈍とは同時であっても、別々の焼鈍に分かれていてもかまわない。
Si:2.0〜8.0質量%
Siは、鋼の電気抵抗を高め、鉄損を改善するのに有効な元素であるが、含有量が2.0質量%に満たないと十分な鉄損低減効果が達成できず、一方、8.0質量%を超えると加工性が著しく低下し、また磁束密度も低下するため、Si量は2.0〜8.0質量%の範囲とすることが好ましい。
C:0.08質量%以下
Cは、集合組織の改善のために添加をするが、0.08質量%を超えると製造工程中に磁気時効の起こらない50質量ppm以下までCを低減することが困難になるため、0.08質量%以下とすることが好ましい。なお、下限に関しては、Cを含まない素材でも二次再結晶が可能であるので特に設ける必要はない。
Mnは、熱間加工性を良好にする上で必要な元素であるが、含有量が0.005質量%未満ではその添加効果に乏しく、一方1.0質量%を超えると製品板の磁束密度が低下するため、Mn量は0.005〜1.0質量%の範囲とすることが好ましい。
この場合には、Al、N、SおよびSe量はそれぞれ、Al:100 質量ppm以下、N:50 質量ppm以下、S:50 質量ppm以下およびSe:50 質量ppm以下に抑制することが好ましい。
Ni:0.03〜1.50質量%、Sn:0.01〜1.50質量%、Sb:0.005〜1.50質量%、Cu:0.03〜3.0質量%、P:0.03〜0.50質量%、Mo:0.005〜0.10質量%およびCr:0.03〜1.50質量%のうちから選んだ少なくとも1種
Niは、熱延板組織を改善して磁気特性を向上させるために有用な元素である。しかしながら、含有量が0.03質量%未満では磁気特性の向上効果が小さく、一方1.5質量%を超えると二次再結晶が不安定になり磁気特性が劣化する。そのため、Ni量は0.03〜1.5質量%の範囲とするのが好ましい。
なお、上記成分以外の残部は、製造工程において混入する不可避的不純物およびFeである。
すなわち、レーザまたは電子ビームの出力を変更して照射し、鉄損が十分に低減されて0.78W/kgになる条件を確認し、それぞれの条件で500枚を処理した。パルスレーザおよび電子ビームの照射条件は、表1の欄外に示したとおりである。ここで、レーザまたは電子ビームの出力は、鋼板表面1cm当たりの熱量に換算して示した。
これらの測定結果を表1に示すように、本発明に従って湾曲させて磁区細分化処理を施した材料を鉄心とした場合は、従来のように平坦の状態で磁区細分化処理をした材料に比べて、騒音が約2dB以上低滅された。
2 内側面
3 エネルギービーム
3a 発振器
3b レーザ光
4 ガイドロール
5 ガイド板
5a スリット
6 ロール
Claims (1)
- コイル状に巻き取った方向性電磁鋼板に仕上げ焼鈍を施し、次いで張力絶縁被膜の形成および平坦化焼鈍を施してから、該鋼板の圧延方向と交差する向きに線状の熱歪み領域を導入する、磁区細分化処理を施すに当り、前記平坦化焼鈍後の鋼板に、母線が前記圧延方向と交差する向きとなる湾曲を与えて、該湾曲の内側面に前記熱歪み領域を導入することを特徴とする方向性電磁鋼板の製造方法。
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