JPH02118022A - 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 - 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） この発明は、一方向性けい素鋼板の製造方法に関し、と
くに仕上げ焼鈍後の鋼板表面にその圧延方向を横切る向
きにエレクトロンビーム（ＥＢ）照射を施す際のＥＢの
照射方法に工夫を加えることによって、効果的な磁区の
細分化ひいては鉄損特性の有利な改善を図ろうとするも
のである。

一方向性けい素鋼板は、一般に熱間圧延と冷間圧延を経
た冷延薄板の２次再結晶粒を、（１１０）（００１）方
位（すなわちゴス方位）に高度に集積させて所望の磁気
的性質を具備させ、主に変圧器その他の電気機器類の鉄
心に使用され、ここに（ｎ束密度（Ｂｏｏ値で代表され
る）が高くしかも鉄損（Ｗ＋、ｚｓ。値で代表される）
の低いことが要求されるが、これまでの研究努力により
当今は、板厚０．３ｍｍでＢｏｏ　：　１．９０Ｔ以上
、Ｗ＋ｔｚｓｏ　：　１．０５　Ｗ／ｋｇ以下また、板
厚０．２３ｍｍではＢ１゜：　１．８９Ｔ以上、ＷＩ？
１５゜：　０．９０　Ｗ／ｋｇ以下のような低鉄損一方
向性けい素鋼板も製造され得るようになった。

しかるに省エネルギーの見地で電力損失のより厳しい低
減要求は、とくに欧米にて鉄損の減少分を換価して変圧
器価格に上積みする、ロスエバリユエーション（鉄損評
価）制度にまで発展し、それも定着するに至っている。

（従来の技術） 特開昭５７−２２５２号、同５７−５３４１９号、同５
８−２６４０５号及び同５８−２６４０６号各公報には
、仕上げ焼鈍後の一方向性けい素鋼板の表面に、圧延方
向とほぼ直角な向きにレーザ照射を施すことによって局
部的微小ひずみの導入による磁区細分化をもって、鉄損
の低減を図ることが開示されているが、この場合、いわ
ゆるひずみ取り焼鈍を加えない使途では有効であっても
、該焼鈍が施されたときはせっかく導入された局部微小
ひずみが加熱保持中に解放され、磁区幅が拡大してレー
ザ照射による鉄損低減効果が喪失してしまう不利がある
。

これに対して発明者らはさきに、上記のような゛高温処
理にも拘らず特性劣化を伴うことのない低鉄損一方向性
けい素鋼板の製造に成功した。

すなわち方向性けい素鋼板の常法に従う最終仕上げ焼鈍
を施してから、りん酸塩とコロイダルシリカを主成分と
する絶縁被膜を形成させたのち、あるいは前記最終仕上
げ焼鈍工程を経て鋼板の外面に生成した酸化物を除去し
た後、表裏両面に研磨処理を施して鏡面状態に仕上げ、
ついでＣＶＤ、イオンブレーティングまたはイオンイン
プランテーションなどによりＴｉ、　Ｚｒ、　Ｖ、　Ｎ
ｂ、　Ｔａ、　Ｃｒ、　Ｍｏ。

Ｗ、　Ｍｎ、　Ｃｏ、　Ｎｉ、　ＡＩ！、、　Ｂ及びＳ
ｉの窒化物及び／又は炭化物ならびにＡｊ！、　Ｎｉ、
　Ｃｕ、　Ｗ、　Ｓｉ及びＺｎの酸化物のうちから選ん
だ少なくとも１種からなる極薄張力被膜を形成後、りん
酸塩とコロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を形成
させたのち、鋼板の圧延方向を横切る向きにエレクトロ
ンビームを照射することによって低鉄損を達成するもの
である。

（発明が解決しようとする課題） 通常、一方向性けい素飼板表面上へのＥＢ照射は、鋼板
の圧延方向に対し直角の向きに行うが、そのＥＢ強度は
、電磁レンズの電流（フォーカス電流）が一定であるこ
とから、鋼板の幅方向中央部で強く、両端部で弱くなる
。

そのためＥＢ定走査よる鋼板の磁区細分化効果が中央部
と両端部で異なり、その結果、鋼板板面の各位置で鉄損
に違いが生じ、中央部に較べて両端部における鉄損特性
が悪いところに問題を残していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、仕上
げ焼鈍済みの一方向性けい素鋼板の表面にＥＢを照射し
て鉄損の低減を図るに際し、鋼板の板面各位置における
鉄損の均一低減化を導く好適なＥＢ照射方法を与えるこ
とを目的とする。

（課題を解決するための手段） すなわちこの発明は、仕上げ焼鈍済みの一方向性けい素
鋼板の表面に、その圧延方向を横切る向きにエレクトロ
ンビームを照射して鉄損の低い一方向性けい素鋼板を製
造するに当り、 エレクトロンビームの走査に伴う綱板表面までの距離の
変化に応じ、該ビームの焦点距離を適正距離に修正して
エレクトロンビームの照射を行うことを特徴とする低鉄
損一方向性けい素鋼板の製造方法である。

以下、この発明を具体的に説明する。

第１図に、この発明の実施に用いて好適なＥＢ照射装置
を模式で示し、図中番号１は高圧インシュレータ、２は
ＥＢガン、３は陽極、４はコラム弁、５は電磁レンズ、
６は偏向コイル、そして７がＥＢであり、８は一方向性
けい素鋼板、９，１０は排気口である。

通常、鋼板表面上へのＥＢ照射は、第２図ａに示すよう
に圧延方向に対し直角の向きに行うが、その際ＥＢ強度
は第２図すに示すように、電磁レンズの電流（フォーカ
ス電流）が一定であることから、鋼板の幅方向中央部（
７−２’）で強く、両端部（７−１’、７−３’　）で
弱くなり、このためＥＢ定走査よる鋼板の磁区細分化効
果が板面各位置で異なるようになることは前述したとお
りである。

そこでこの発明では、上記の問題を解消するために、Ｅ
Ｂの走査に伴う焦点位置の変化に応じてＥＢの焦点距離
を補正するわけであるが、かがる焦点距離の補正は、第
１図に示した電磁レンズ５の電流と偏向コイル６の電流
とのダイナミック制御を行うことによって的確に行うこ
とができ、がくして第２図Ｃに示すように鋼板の中央部
と両端部とを同じＥＢ強度で走査することができるわけ
である。以下、かような処理をダイナミックフォ−カス
イングと呼ぶ。

次に、この発明の基礎となった具体的実験結果について
説明する。

Ｃ：　０．０４３　ｗｔ％（以下単に％で示す）　、Ｓ
ｉ　：３．３９％、　Ｍｎ　：　０．０６６％、　Ｓｅ
　：　０．０２０％、Ｓｂ：０．０２３％およびＭｏ　
：　０．０１５％を含有するけい素鋼板用スラブを、１
３６０°Ｃで４時間の加熱処理後、熱間圧延によって厚
さ：２．ＯＭの熱延板とした。ついで９５０°Ｃで３分
間の均一化焼鈍後、９５０°Ｃ，３分間の中間焼鈍をは
さむ２回の冷間圧延を施して０．２０ｍｍ厚の最終冷延
板とした。

その後、８２０　”Ｃの湿水素中で脱炭・１次再結晶焼
鈍を施したのち、鋼板表面にＭｇＯを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布してから、８５０°Ｃ１５０時間の２次再
結晶焼鈍、ついで乾水素中で１２００°Ｃ２５時間の純
化焼鈍を施した。

その後、鋼板表面に、りん酸塩とコロイダルシリカを主
成分とする絶縁コーティング被膜を被成したのち、通常
のＥＢ照射（ａ　−１）およびこの発明に従うダイナミ
ックフォーカスイングによるＥＢ照射（ａ−２）を施し
た。なお比較のためＥＢ照射を施さない鋼板も用意した
。

また上記の１次再結晶焼鈍板の表面に、ＡｌｚＯｙを主
成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、上記と同じ条件
で２次再結晶焼鈍ついで純化焼鈍を施したのち、その表
面を軽く酸洗し、ついで電解研磨により鋼板表面を中心
線平均粗さＲ，で０．１　μｍの鏡面に仕上げたのち、
イオンブレーティング装置（ＨＣＤ法で加速電圧ニア０
■、加速電流：　１０００Ａ、真空度：　７　Ｘｌ０−
’　Ｔｏｒｒ　）で１．０　、ｌ／　ｍ厚のＴｉＮの薄
膜を形成し、しかるのち上記と同様の通常のＥＢ照射（
ｂ−１）およびこの発明に従うＥＢＢ１０ｂ−２）を行
い、その後にりん酸塩とコロイダルシリカを主成分とす
る絶縁被膜を被成した。

さらにＴｉＮの薄膜を被成した試料の一部については、
その表面にりん酸塩とコロイダルシリカを主成分とする
絶縁被膜を被成したのち、通常のＥＢ照射（ｂ−３）と
この発明に従うＥＢ照射（ｂ−４）を施した。

なお比較のためＥＢ照射を施さない絶縁被膜付き鋼板も
用意した。

かくして得られた各製品板の磁気特性について調べた結
果を表１に示す。

表　　１ ナミックフォーカスインクそ保 同表より明らかなように、通常のＥＢ照射を施したもの
に較べ、この発明に従いダイナミックフォーカスイング
によるＥＢ照射を施した場合はいずれも鉄損特性が向上
している。

（作　用） このように一方向性けい素鋼板の仕上げ焼鈍後、絶縁コ
ーティング処理を施した一方向性けい素鋼板にＥＢ照射
を施す際、あるいは仕上げ焼鈍板を鏡面仕上げし、その
上にＴｉＮの被膜をコーティング処理し、ついで絶縁コ
ーティング前後にＥＢ照射を施す際に、板幅方向に対し
ダイナミ・ンクフォーカスイングを採用することによっ
て鉄損の低減を図ることができる。

この理由は、第２図（ｂ）に模式的に示したところから
明らかなように、ＥＢの走査による焦点位置の変化に応
じてビームの焦点距離を補正することにより、鋼板の板
幅方向にわたって一定の照射痕を与えることができるよ
うにしたからであり、これにより、鋼板全面にわたって
効果的には区の細分化を図ることができ、その結果、低
鉄損の鋼板が得られるのである。

（実施例） ＠　　Ｃ：０．０４０％、　Ｓｉ　：　３．４５％、　
Ｍｏ　：　０．０１５％。

Ｓｅ　：　０．０２５％およびＳｂ　：　０．０３０％
の　　Ｃ：　０．０５７　　％、Ｓｉ　：　３．４２％
、５ｏｊ２Ａｊ２　　：０．０２６％、　　Ｓ　：　０
．０２９％、Ｃｕ：０．１％およびＳｎ　：　０．０５
％ を含有するけい素鋼熱延板（厚み：２．２胴）をそれぞ
れ、１０５０”Ｃ１２分間の中間焼鈍を挟む２回の冷間
圧延によって０．２Ｏｎ＋ｎ＋厚の最終冷延板としてか
ら、８４０°Ｃの湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を方
缶したのち、 ０Ｍｇ０を主成分とする焼鈍分離剤 ■　ＡｌｚＯｘ　　：６０％、　ＭｇＯ：３５％、　Ｚ
ｒ０ｚ　：　３％。

Ｔｉ０ｚ　：　２％の組成になる焼鈍分離剤を塗布した
。

ついで■の焼鈍分離剤を用いた鋼板のうちのは、８５０
°Ｃ１５０時間の２次再結晶焼鈍後、乾Ｈ２中で１２０
０°Ｃ１５時間の純化焼鈍を施し、一方Ｏは、８５０“
Ｃから１０５０°Ｃまで１０°Ｃ／ｈの速度で昇温しで
２次再結晶させたのち、乾Ｈ２中でＩ２２０°Ｃ１８時
間の純化焼鈍を施した。

その後、これらの鋼板についてはその表面にりん酸塩と
コロイダルシリカを主成分とする絶縁被膜を被成した。

またｂの焼鈍分離剤を用いた鋼板はいずれも、表面酸化
物を除去したのち、電解研磨によって鏡面状態に仕上げ
、ついでイオンブレーティング装置によって１．０μｍ
厚の〒ｉＮの張力被膜を被成したのち、上記と同様の絶
縁被膜を被成した。

かくして得られた各けい素鋼板の表面に、加速電圧ニア
０にシ、試料電流：　１０ｍＡ、走査問陽：　２００μ
ｍの条件下に、圧延方向と直角の向きに８　ｍｍ間隔で
ダイナミックフォーカフィングによるＥＢ照射を施した
のち磁気特性（板幅方向の平均値）について調べた結果
を表２に示す。

表　　２ （発明の効果） かくしてこの発明によれば、ＥＢ照射による一方向性け
い素鋼板の鉄損改善効果を、従来に１ヒベ大幅に向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施に用いて好適なＥＢ照射装置
の模式図、 第２図ａは、ＥＢの照射痕跡を示した図、同図す、ｃは
それぞれ、従来法およびこの発明法に従ってＥＢを走査
したときの板幅方向におけるＥＢ強度を示した図である
。 １・・・高圧インシュレータ ２・・・ＥＢガン　　　　　３・・・陽極４・・・コラ
ム弁　　　　　５・・・電子レンズ６・・・偏向コイル
　　　　７・・・ＥＢ８・・・けい素鋼板　　　　９．
１０・・・排気口特許出願人　　川崎製鉄株式会社 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕上げ焼鈍済みの一方向性けい素鋼板の表面に、そ
   の圧延方向を横切る向きにエレクトロンビームを照射し
   て鉄損の低い一方向性けい素鋼板を製造するに当り、 エレクトロンビームの走査に伴う鋼板表面までの距離の
   変化に応じ、該ビームの焦点距離を適正距離に修正して
   エレクトロンビームの照射を行うことを特徴とする低鉄
   損一方向性けい素鋼板の製造方法。