JP2560090B2

JP2560090B2 - 無方向性電磁鋼板の製造方法

Info

Publication number: JP2560090B2
Application number: JP63233157A
Authority: JP
Inventors: 征行宮原; 洋一郎岡野; 友博加瀬
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1988-09-17
Filing date: 1988-09-17
Publication date: 1996-12-04
Anticipated expiration: 2011-12-04
Also published as: JPH0280517A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、無方向性電磁鋼板の製造に係り、特に小型
モーター等の回転機用鉄心材料として適した低鉄損、高
磁束密度で且つ磁束密度の面内異方性の小さい無方向性
電磁鋼板を高い生産性をもって製造する方法に関するも
のである。

（従来の技術）近年、各種電気機器の分野において、省エネルギー化
や機器の小型化の観点から、それらの鉄心材料として使
用されている電磁鋼板に対しては、磁束密度が高く且つ
鉄損の低いことが強く要求されている。特に、小型モー
ター等の回転機においては、板面のあらゆる方向に磁化
されるため、低鉄損、高磁束密度であると共に、磁束密
度の面内異方性の小さい無方向性電磁鋼板を鉄心材料と
して使用することは非常に有利である。

従来、面内異方性の小さい無方向性電磁鋼板の製造方
法としては、特開昭59−123715号に記載されているよう
に、自己焼鈍により熱延板組織を粗大粒として85％以上
の強冷延を行う方法、特開昭60−125325号のように温間
圧延により未再結晶組織を持つ熱延板を75〜85％の圧下
率で冷間圧延し、実質的には85％以上の強冷延を実施す
る方法、更には特開昭61−3838号に示されるように、２
回冷延２回焼鈍法において、中間焼鈍時の再結晶率を30
〜70％に制御し、２次冷延率を６〜15％とする方法が提
案されている。また、特開昭58−104155号には、低Si高
Al鋼を用い、熱延板焼鈍を実施した材料を30〜85％の圧
下率で冷間圧延し、次いで仕上げ焼鈍を行うことにより
高磁束密度を有する無方向性電磁鋼板を得る方法が提案
されている。

（発明が解決しようとする課題）しかし乍ら、上記のいずれの方法にも以下のような問
題点がある。

すなわち、特開昭59−123715号による方法では自己焼
鈍時の温度分布の不均一によりコイル内（長手方向、幅
方向）の磁気特性の均一性が劣る。また高温で巻き取る
ため、スケール層の発達が早く、酸洗性が劣化し、コス
トアツプを招くという問題がある。

特開昭60−125325号による方法では、温間圧延である
ため圧延機への負荷が大きくなり、従来の圧延機では圧
延できない場合があり、実用上問題がある。

特開昭61−3838号による方法は２回冷延２回焼鈍法に
おいて中間焼鈍時の再結晶率を制御しているが、再結晶
率の制御が困難であり、工程数増加によるコストアツプ
も避けられない。

特開昭58−104155号に記載されているように、Si量を
過度に低下させた場合には、材料の固有抵抗が小さくな
り、過電流損が増大するため、モーター類で特に重要と
なる高周波領域での鉄損が大きくなってしまうという問
題がある。

本発明は上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであって、低鉄損、高磁束密度で且つ磁束密度
の面内異方性の小さい無方向性電磁鋼板を高い生産性を
もって製造し得る方法を提供することを目的とするもの
である。

（課題を解決するための手段）本発明者らは、前記目的を達成するため、高い生産性
にて低鉄損、高磁束密度で且つ磁束密度の面内異方性の
小さい無方向性電磁鋼板を得ることができる方策につい
て鋭意研究を重ねた。

その結果、Si量を適当に低下させた特性組成の鋼スラ
ブをγ域で圧延を行い、低温巻取りにより熱延鋼板と
し、更に熱延板焼鈍及び高圧下率での冷間圧延を組み合
わせることにより、可能であることを見い出し、ここに
本発明をなしたものである。

すなわち、本発明に係る低鉄損、高磁束密度で且つ磁
束密度の面内異方性の小さい無方向性電磁鋼板の製造方
法は、Ｃ≦0.01％、0.3％＜Si≦1.0％、0.1％≦Mn≦0.7
％、Ｐ≦0.1％、Ｓ≦0.008％及びAl≦0.005％又は0.1％
≦Al≦0.5％を含有し、残部がFe及び不可避的不純物よ
りなるスラブを熱延仕上げ温度Ar₃点以上で熱間圧延を
行い、その後700℃以下で巻取り製造した熱延鋼板を700
℃以上Ac₁点以下の温度範囲で２分以上焼鈍し、更に続
く冷間圧延工程において、75％以上90％以下の圧下率で
最終製品厚みとし、次いで仕上げ焼鈍を行って、低鉄損
で、磁束密度を表すB₅₀が1.76T以上、且つ磁束密度の面
内異方性を表すΔB₅₀が0.04以下である電磁鋼板を得る
ことを特徴とするものである。

以下に本発明を更に詳細に説明する。

（作用）まず、本発明における化学成分の限定理由について説
明する。

C: Ｃは磁気特性上有害な元素であって、少ないほど鉄損
が低下し、また時効による鉄損の劣化も防ぐことができ
る。したがって、Ｃ≦0.01％とする。

Si: Siは固有抵抗を増加させることにより鉄損を低下させ
るが、0.3％以下ではその効果が小さく、特に高周波域
での鉄損が劣化し、また1.0％を超えて含有すると磁束
密度を低下させるので好ましくない。したがって、0.3
％＜Si≦1.0％とする。

Mn: Mnは0.1％より少ないと熱間脆性が大きくなり、一
方、0.7％を超えると磁束密度が低下するので好ましく
ない。したがって、0.1％≦Mn≦0.7％とする。

P: Ｐは鋼板の打抜性を考慮して適度な硬度を付与するの
に必要な元素であるが、0.1％を超えて含有すると鋼板
の脆化を生じるので好ましくない。したがって、Ｐ≦0.
1％とする。

S: Ｓは0.008％より多いと磁気特性上有害なMnSとして析
出するので好ましくない元素である。したがって、Ｓ≦
0.008％とする。

Al: Alは、磁気特性に有害な微細なAlNの析出を防止する
ために0.005％以下とするか、若しくはAlを多量に添加
して粗大AlNとして析出させ、AlNの悪影響を除くために
0.1％以上とする。しかし、後者の場合、0.5％を超えて
添加すると磁束密度が低下するので好ましくない。した
がって、Al≦0.005％、若しくは0.1≦Al≦0.5％とす
る。

次に本発明の製造条件の限定理由について説明する。

上記化学成分を有する鋼スラブは通常の方法により溶
製、鋳造し、熱間圧延に供される。なお、MnS等の析出
物を無害化するため、スラブ加熱温度は1150℃以下と低
い方が望ましい。

熱間圧延において、熱延仕上げ温度は、熱延板焼鈍時
に粗大粒とするために均一な細粒を得ておくことが必要
であるので、Ar₃点以上とするが、最も望ましいのはAr₃
点直上の温度である。また、巻取温度については、700
℃よりも高いとコイル冷却時のコイル内の温度のバラツ
キが大きくなり、組織が不均一となり、磁気特性も不均
一となる。更に、高温巻取の場合、スケールの発達が早
く、冷間圧延前の酸洗工程における処理時間が長くな
り、生産性が悪化する。以上の点から、巻取温度は700
℃以下とする。

得られた熱延鋼板は、結晶粒を粗大にして磁気特性の
改善を図るために熱延板焼鈍に供される。その場合、焼
鈍温度が700℃より低いと熱延板の結晶粒が充分大きく
ならない。一方、Ac₁点を超えると一部γ変態して細粒
が表れるので好ましくない。したがって、焼鈍温度は70
0℃以上Ac₁点以下と限定する。また、焼鈍時間は、２分
未満であると焼鈍の効果が充分得られないので、２分以
上必要である。

続いて酸洗後、冷間圧延を行うが、その冷延率につい
ては、本発明者らの実験研究により、75％以上90％以下
とする必要があることが判明した。

第１図は冷延率と磁束密度B₅₀及び磁束密度の面内異
方性ΔB₅₀の関係を示している。なお、実験では、C:0.0
05％、Si:0.39％、Mn:0.25％、P:0.08％、S:0.002％及
びAl:0.25％を含有する鋼スラブを1100℃に加熱後、熱
間圧延にて920℃で仕上げ、520℃で巻取って各種板厚の
熱延板とし、更に750℃×3hrの熱延板焼鈍を実施し、酸
洗工程にてスケールを除去した後、冷間圧延にて0.5mm
厚さに仕上げ、仕上焼鈍（850℃×1min）を行ったもの
について磁束密度及び磁束密度の面内異方性を調べたも
のである。図中、Ｌは圧延方向、Ｃは圧延方向に直角な
方向を表わしており、ΔB₅₀＝（Ｌ方向のB₅₀）−（Ｃ方
向のB₅₀）である。

従来の方法を上記成分系に適用した場合の電磁鋼板に
おいて得られる磁束密度B₅₀は高々1.75Tである。ところ
が、第１図に示すように、前記熱延板焼鈍と高圧下率に
よる冷間圧延を組み合わせることによって高磁束密度が
得られ、更に圧延方向と圧延方向に直角な方向との磁束
密度の差ΔB₅₀（面内異方性）も小さくなる。同図から
明らかなように、磁束密度を表すB₅₀が0.76T以上の高磁
束密度で、且つ磁束密度の面内異方性を表すΔB₅₀が0.0
4以下と小さい無方向性電磁鋼板を製造するためには、
冷間圧延時の圧下率を75〜90％にする必要があり、好ま
しくは85〜90％にする。

一方、前記熱延板焼鈍を行わない場合には、第２図に
冷延率と磁束密度及び磁束密度の面内異方性の関係を示
すように、75〜90％の高い圧下率で冷間圧延を行って
も、熱延板焼鈍を行わないと高磁束密度が得られないこ
とが明らかである。

冷間圧延後、仕上焼鈍を行うが、その条件は特に制限
されず、800〜900℃が望ましい。

次に本発明の実施例を示す。

（実施例）第１表に示す化学成分を有する鋼スラブを1150℃に加
熱し、γ域での熱間圧延及び520℃での巻取りを行った
後、同表に示す種々の条件にて熱延板焼鈍を施し、次い
で酸洗後、種々の圧下率の冷間圧延により板厚0.5mmと
し、最終焼鈍（850℃×1min）を施して無方向性電磁鋼
板を製造した。

得られた各電磁鋼板の磁気特性を第２表に併記する。

第２表において試験記号Ａ、Ｂ、Ｅ及びＧが本発明に
よる方法にて製造した場合を示しており、いずれも低鉄
損、高磁束密度で且つ磁束密度の面内異方性が小さい材
料が得られている。

一方、実験記号Ｄ、Ｈは熱延板焼鈍を実施していない
場合の比較例であるが、本発明例と比較して、磁束密度
の面内異方性は同程度であるものの、磁束密度の値が小
さく、また鉄損が大きい。

Si含有量の多い比較例Ｉも、磁束密度の面内異方性は
同程度であるものの、磁束密度が小さい。またSi含有量
の少ない比較例Ｊの場合、高周波域での鉄損が劣る。

更に冷延率が小さい比較例Ｃ、Ｆは磁束密度が低く、
磁束密度の面内異方性もやや大きい。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明によれば、Si含有量を適
当に低くくした特定成分組成の鋼を用い、γ域での熱間
圧延、低温巻取により製造した熱延鋼板に対して、熱延
焼鈍と高圧延率での冷間圧延を組み合わせて適用する工
程によるので、低鉄損、高磁束密度で且つ磁束密度の面
内異方性の小さい無方向性電磁鋼板が得られる。しかも
酸洗工程の短時間化が図れる等、高生産性をもって製造
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱延板焼鈍により結晶粒を大きくした材料の磁
束密度B₅₀及び磁束密度の面内異方性（ΔB₅₀）に及ぼす
冷延率の影響を示す図、第２図は熱延板焼鈍を実施していない材料における磁束
密度B₅₀及び磁束密度の面内異方性（ΔB₅₀）に及ぼす冷
延率の影響を示す図である。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で（以下、同じ）、Ｃ≦0.01％、0.
3％＜Si≦1.0％、0.1％≦Mn＜0.7％、Ｐ≦0.1％、Ｓ≦
0.008％およびAl≦0.005％を含有し、残部がFeおよび不
可避的不純物よりなるスラブを熱延仕上げ温度Ar₃点以
上で熱間圧延を行い、その後700℃以下で巻取り製造し
た熱延鋼板を700℃以上Ac₁点以下の温度範囲で２分以上
焼鈍し、更に続く冷間圧延工程において、75％以上90％
以下の圧下率で最終製品厚みとし、次いで仕上げ焼鈍を
行って、低鉄損で、磁束密度を表すB₅₀が1.76T以上、且
つ磁束密度の面内異方性を表すΔB₅₀が0.04以下である
電磁鋼板を得ることを特徴とする無方向性電磁鋼板の製
造方法。
【請求項２】前記スラブが0.1％≦Al≦0.5％を含有する
ものである請求項１に記載の方法。