JPH02213421A - 軟磁性鋼材の製造方法 - Google Patents
軟磁性鋼材の製造方法Info
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- JPH02213421A JPH02213421A JP1155025A JP15502589A JPH02213421A JP H02213421 A JPH02213421 A JP H02213421A JP 1155025 A JP1155025 A JP 1155025A JP 15502589 A JP15502589 A JP 15502589A JP H02213421 A JPH02213421 A JP H02213421A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
- C21D8/1222—Hot rolling
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- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
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- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
- C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
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- Soft Magnetic Materials (AREA)
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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。
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〕
本発明は軟磁性材料に関し、特に電磁石磁芯材料或いは
磁気遮蔽材料など高い直流磁化特性を要求される軟磁性
材料に関するものである。
磁気遮蔽材料など高い直流磁化特性を要求される軟磁性
材料に関するものである。
直流電磁石鉄芯材料、或いは近年特に進歩・普及のめざ
ましい医療機器や各種物理機器、電子部品および機器等
の磁気遮蔽材料として、比較的安価に得られる軟鉄や純
鉄および非常に高価なパーマロイ或いはスーパーマロイ
が使用されている。ところで、軟鉄や純鉄の１０ｅにお
ける磁束密度（以下８□値）は概ね３０００〜１１００
０ Ｇ程度であり、これらはＭＨＩ（核磁気共鳴による
断層像撮影診断装置）の磁気遮蔽等。
ましい医療機器や各種物理機器、電子部品および機器等
の磁気遮蔽材料として、比較的安価に得られる軟鉄や純
鉄および非常に高価なパーマロイ或いはスーパーマロイ
が使用されている。ところで、軟鉄や純鉄の１０ｅにお
ける磁束密度（以下８□値）は概ね３０００〜１１００
０ Ｇ程度であり、これらはＭＨＩ（核磁気共鳴による
断層像撮影診断装置）の磁気遮蔽等。
数ガウス程度までの磁気遮蔽材料として、或いは電磁石
鉄芯用材料として使用されている。
鉄芯用材料として使用されている。
直流磁化特性が重要となる用途のうち、磁気遮蔽を例と
して従来技術の問題点を示す、すなわち、現在、ＭＨＩ
の磁気遮蔽には専ら比較的安価で且つ飽和磁化の高い純
鉄が使用されているが、軟鉄、純鉄を対象とする電磁軟
鉄を規定するＪＩＳ規格のうち最も厳しい０種（例えば
ＪＩＳ Ｃ２５０４５ＵＹＰＯ）ですらＢ１値の下限値
を８０００ Ｇと規定しており、この特性では地磁気程
度の磁気遮蔽は困難であり、しかも数ガウス程度以下の
磁気遮蔽を行うための遮蔽システムの重厚化をもたらし
ている。より良い遮蔽を行うための遮蔽材料として、パ
ーマロイ或いはスーパーマロイ等のＦｅ −Ｎｉ合金を
使用する場合もあるが、これらの材料は地磁気程度以下
の遮蔽が可能である反面、非常に高価であり、また、飽
和磁化が純鉄と比べて１／３〜２／３と低く、したがっ
て高磁界の遮蔽にあたっては肉厚を極端に増やさなけれ
ばならない等の欠点もあり、いずれにしても大量に使用
することは経済的に困難である２゜ これらの点を踏まえて、純鉄系材料の持つ高飽和磁化を
損なうことなく、透磁率を高める検討が既にいくつかな
されている０例えば、特公昭６３−４５４４３号、特開
昭６２−７７４２０号、或いは日本金属学会第２３巻第
５号（１９８４年発行）「極厚電磁鋼板の開発」に示さ
れている方法はいずれもフェライト結晶粒の粗大化に伴
う透磁率向上を狙ったものであるが、これらの技術は、
対象が比較的板厚の薄い熱延板に限定される技術であっ
たり、或いは本発明のようにさらに厳しい直流磁化特性
を評価する０、５０ｅにおける磁束密度（以下８゜１．
値）で１００００ Ｇ以上を達成できない技術であり、
いずれにせよ優れた直流磁化特性を得るための技術とし
て十分なものではない。
して従来技術の問題点を示す、すなわち、現在、ＭＨＩ
の磁気遮蔽には専ら比較的安価で且つ飽和磁化の高い純
鉄が使用されているが、軟鉄、純鉄を対象とする電磁軟
鉄を規定するＪＩＳ規格のうち最も厳しい０種（例えば
ＪＩＳ Ｃ２５０４５ＵＹＰＯ）ですらＢ１値の下限値
を８０００ Ｇと規定しており、この特性では地磁気程
度の磁気遮蔽は困難であり、しかも数ガウス程度以下の
磁気遮蔽を行うための遮蔽システムの重厚化をもたらし
ている。より良い遮蔽を行うための遮蔽材料として、パ
ーマロイ或いはスーパーマロイ等のＦｅ −Ｎｉ合金を
使用する場合もあるが、これらの材料は地磁気程度以下
の遮蔽が可能である反面、非常に高価であり、また、飽
和磁化が純鉄と比べて１／３〜２／３と低く、したがっ
て高磁界の遮蔽にあたっては肉厚を極端に増やさなけれ
ばならない等の欠点もあり、いずれにしても大量に使用
することは経済的に困難である２゜ これらの点を踏まえて、純鉄系材料の持つ高飽和磁化を
損なうことなく、透磁率を高める検討が既にいくつかな
されている０例えば、特公昭６３−４５４４３号、特開
昭６２−７７４２０号、或いは日本金属学会第２３巻第
５号（１９８４年発行）「極厚電磁鋼板の開発」に示さ
れている方法はいずれもフェライト結晶粒の粗大化に伴
う透磁率向上を狙ったものであるが、これらの技術は、
対象が比較的板厚の薄い熱延板に限定される技術であっ
たり、或いは本発明のようにさらに厳しい直流磁化特性
を評価する０、５０ｅにおける磁束密度（以下８゜１．
値）で１００００ Ｇ以上を達成できない技術であり、
いずれにせよ優れた直流磁化特性を得るための技術とし
て十分なものではない。
このように現状では、飽和磁化が高く、且つ地磁気程度
に相当する低い磁場で高い磁束密度を示す、つまり透磁
率が高い材料は提供されていない０本発明の目的は、こ
のような材料を安価に製造できる方法を提供することに
ある。
に相当する低い磁場で高い磁束密度を示す、つまり透磁
率が高い材料は提供されていない０本発明の目的は、こ
のような材料を安価に製造できる方法を提供することに
ある。
本発明者らは、上述した問題点を解決するため、まず、
直流磁場用軟磁性材料の基本である工業用純鉄の検討を
行ってその欠点を明らかにし、さらに特性改善を図るべ
く検討を行い、次のような知見を得た。
直流磁場用軟磁性材料の基本である工業用純鉄の検討を
行ってその欠点を明らかにし、さらに特性改善を図るべ
く検討を行い、次のような知見を得た。
すなわち、高透磁率を得るという観点から、Ａ１を添加
することにより、■効果的な脱酸が可能となり酸素量お
よび酸化物系介在物の低減に伴う透磁率向上につながる
ばかりでなく、透磁率に悪影響を及ぼす固溶ＮをＡＩＩ
Ｎ粒子の形成により低減できること、■また、ある必要
量添加することにより、微細分散しているＡΩＮ粒子の
凝集化を図ることが可能となり、 Ａ＋ＩＮ粒子そのも
のの悪影響を極力低く抑え得ると同時に、フェライト結
晶粒の粗粒化を促進する効果も得られ、いずれも透磁率
向上に有効であること、■特に、０．５％を超えて添加
することにより、変態温度を著しく高め若しくはフェラ
イト単相とすることが可能となり、したがって変態によ
る歪が導入されることなく９００℃を超える温度で焼鈍
を行うことが可能となること、そして、この高温焼鈍は
、効果的な格子歪の除去とフェライト結晶粒の粗大化を
もたらし、固溶Ａｌ！そのものの透磁率向上効果も考え
られるが、これらの相乗効果により極めて優れた透磁率
の獲得を可能とすること、■また、必要に応じてＴｉを
適宜添加することにより、これらが固溶Ｎを優先的に固
定して特性向上に寄与し、特に敢えてＮ含有量を減する
努力を要しないこと、また、材料の飽和磁化を高く保つ
という観点から、０２％を超えるＡｆｆｉの添加は避け
るべきであり、また、■Ｃ，Ｎ含有量が多いと変態温度
の低下もしくは必要な口添態量の増大に加えて、固溶Ｃ
，Ｎの増加による格子歪の増大または炭化物、窒化物の
生成等により特性を劣化させることがあるので、これら
を避けるための。
することにより、■効果的な脱酸が可能となり酸素量お
よび酸化物系介在物の低減に伴う透磁率向上につながる
ばかりでなく、透磁率に悪影響を及ぼす固溶ＮをＡＩＩ
Ｎ粒子の形成により低減できること、■また、ある必要
量添加することにより、微細分散しているＡΩＮ粒子の
凝集化を図ることが可能となり、 Ａ＋ＩＮ粒子そのも
のの悪影響を極力低く抑え得ると同時に、フェライト結
晶粒の粗粒化を促進する効果も得られ、いずれも透磁率
向上に有効であること、■特に、０．５％を超えて添加
することにより、変態温度を著しく高め若しくはフェラ
イト単相とすることが可能となり、したがって変態によ
る歪が導入されることなく９００℃を超える温度で焼鈍
を行うことが可能となること、そして、この高温焼鈍は
、効果的な格子歪の除去とフェライト結晶粒の粗大化を
もたらし、固溶Ａｌ！そのものの透磁率向上効果も考え
られるが、これらの相乗効果により極めて優れた透磁率
の獲得を可能とすること、■また、必要に応じてＴｉを
適宜添加することにより、これらが固溶Ｎを優先的に固
定して特性向上に寄与し、特に敢えてＮ含有量を減する
努力を要しないこと、また、材料の飽和磁化を高く保つ
という観点から、０２％を超えるＡｆｆｉの添加は避け
るべきであり、また、■Ｃ，Ｎ含有量が多いと変態温度
の低下もしくは必要な口添態量の増大に加えて、固溶Ｃ
，Ｎの増加による格子歪の増大または炭化物、窒化物の
生成等により特性を劣化させることがあるので、これら
を避けるための。
Ｃ，Ｎ量の上限が存在すこと、を見い出し、本発明を完
成させたものである。
成させたものである。
すなわち本発明の特徴は以下の通りである。
（１）重量％で、Ｃ： ０．００４％以下、Ｓｉ ：
０．５％以下、Ｍｎ ： ０．５０％以下、Ｐ ： ０
．０１５％以下、Ｓ：０．０１％以下、５ｏｆｆｉ、口
： ０．５〜２．０％、Ｎ ： ０．００５％以下、酸
素： ０．００５％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物
からなる組成の鋼片または鋳片を７００℃以上１３００
℃以下に加熱し、７００℃以上の温度で熱間加工を終了
し、最終的に９００〜１３００℃で焼鈍を行うことによ
り、保磁力０．４Ｏｅ以下、 ０，５Ｏｅにおける磁束
密度１００００ Ｇ以上を有する軟磁性鋼材を得ること
を特徴とする軟磁性鋼材の製造方法。
０．５％以下、Ｍｎ ： ０．５０％以下、Ｐ ： ０
．０１５％以下、Ｓ：０．０１％以下、５ｏｆｆｉ、口
： ０．５〜２．０％、Ｎ ： ０．００５％以下、酸
素： ０．００５％以下、残部Ｆｅおよび不可避不純物
からなる組成の鋼片または鋳片を７００℃以上１３００
℃以下に加熱し、７００℃以上の温度で熱間加工を終了
し、最終的に９００〜１３００℃で焼鈍を行うことによ
り、保磁力０．４Ｏｅ以下、 ０，５Ｏｅにおける磁束
密度１００００ Ｇ以上を有する軟磁性鋼材を得ること
を特徴とする軟磁性鋼材の製造方法。
（２）重量％で、Ｃ： ０．００４％以下、Ｓｉ ：
０．１％以下、Ｍｎ ： Ｏ，ｔ５％以下、Ｐ ： ０
．０１５％以下、Ｓ：０．０１％以下、５ｏｆｉ、Ａｌ
ｌ ： ０．５〜２．０％、Ｎ ： ０，００５％以下
、酸素： ０．００５％以下、残部Ｆｅおよび不可避不
純物からなる組成の鋼片または鋳片を７００℃以上１３
００℃以下に加熱し、７００℃以上の温度で熱間加工を
終了し、最終的に１０００〜１３００℃で焼鈍を行うこ
とにより、保磁力０．４Ｏｅ以下、０．５０ｅにおける
磁束密度１００００ Ｇ以上を有する軟磁性鋼材を得る
ことを特徴とする軟磁性鋼材の製造方法。
０．１％以下、Ｍｎ ： Ｏ，ｔ５％以下、Ｐ ： ０
．０１５％以下、Ｓ：０．０１％以下、５ｏｆｉ、Ａｌ
ｌ ： ０．５〜２．０％、Ｎ ： ０，００５％以下
、酸素： ０．００５％以下、残部Ｆｅおよび不可避不
純物からなる組成の鋼片または鋳片を７００℃以上１３
００℃以下に加熱し、７００℃以上の温度で熱間加工を
終了し、最終的に１０００〜１３００℃で焼鈍を行うこ
とにより、保磁力０．４Ｏｅ以下、０．５０ｅにおける
磁束密度１００００ Ｇ以上を有する軟磁性鋼材を得る
ことを特徴とする軟磁性鋼材の製造方法。
（３）重量％で、Ｃ： ０．００４％以下、Ｓｉ ：
０．５％以下、Ｍｎ ： ０．５０％以下、Ｐ ： ０
．０１５％以下、Ｓ：０．０１％以下、５ｏｊ１．口：
０．５〜２．０％、Ｎ ： ０．０１２％以下、酸素
： ０．００５％以下、Ｔｉ ： ０．００５〜１．０
％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成の鋼片ま
たは鋳片を７００℃以上１３００℃以下に加熱し、７０
０℃以上の温度で熱間加工を終了し、最終的に９００〜
１３００℃で焼鈍を行うことにより、保磁力０．４Ｏｅ
以下、０．５Ｏｅにおける磁束密度１００００ Ｇ以上
を有する軟磁性鋼材を得ることを特徴とする軟磁性鋼材
の製造方法。
０．５％以下、Ｍｎ ： ０．５０％以下、Ｐ ： ０
．０１５％以下、Ｓ：０．０１％以下、５ｏｊ１．口：
０．５〜２．０％、Ｎ ： ０．０１２％以下、酸素
： ０．００５％以下、Ｔｉ ： ０．００５〜１．０
％、残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成の鋼片ま
たは鋳片を７００℃以上１３００℃以下に加熱し、７０
０℃以上の温度で熱間加工を終了し、最終的に９００〜
１３００℃で焼鈍を行うことにより、保磁力０．４Ｏｅ
以下、０．５Ｏｅにおける磁束密度１００００ Ｇ以上
を有する軟磁性鋼材を得ることを特徴とする軟磁性鋼材
の製造方法。
以下１本発明における組成および製造条件の限定理由に
ついて説明する。
ついて説明する。
ＣはＮと同様に優れた透磁率を確保するためにも可能な
限り低減すことが望ましいが、工業的に製造するうえで
極限的な低減は困難であり、また極端なコスト高を招く
。また、Ａ遣添加により変態温度を高めるためにも、Ｃ
添加量を低く抑えないと口の必要添加量が多くなってし
まい、これは結果的に飽和磁化を低下することにつなが
り、本発明の意図に反することになる。このためＣは０
．００４ ｖｔ％をその上限とする。
限り低減すことが望ましいが、工業的に製造するうえで
極限的な低減は困難であり、また極端なコスト高を招く
。また、Ａ遣添加により変態温度を高めるためにも、Ｃ
添加量を低く抑えないと口の必要添加量が多くなってし
まい、これは結果的に飽和磁化を低下することにつなが
り、本発明の意図に反することになる。このためＣは０
．００４ ｖｔ％をその上限とする。
ＳＬは透磁率向上に寄与するが、本発明では透磁率向上
は口添加により満足させることを目的とし、むしろＳＬ
を多量に添加することによる飽和磁化の低下を懸念し０
．５ ｗｔ％、好ましくは０．１ ｗｔ％をその上限と
する。
は口添加により満足させることを目的とし、むしろＳＬ
を多量に添加することによる飽和磁化の低下を懸念し０
．５ ｗｔ％、好ましくは０．１ ｗｔ％をその上限と
する。
Ｍｎは直流磁化特性を劣化させる元素であり、低減すこ
とが望ましいが、極端な低減はコスト高およびＮ含有量
の増加を招き、また、Ｓを固定することにより熱間脆性
を防止する効果もあることから、Ｍｎ／Ｓが１０を下回
らない範囲で、０．５０ ｖｔ％、好ましくは０．１５
ｗｔ％を上限に添加しても良い。
とが望ましいが、極端な低減はコスト高およびＮ含有量
の増加を招き、また、Ｓを固定することにより熱間脆性
を防止する効果もあることから、Ｍｎ／Ｓが１０を下回
らない範囲で、０．５０ ｖｔ％、好ましくは０．１５
ｗｔ％を上限に添加しても良い。
Ｐ、Ｓは不純物元素であってコスト高につながらない範
、囲で低減することが望ましく、それぞれ０．０１５
ｖｔ％、０．０１ ｗｔ％をその上限とする。
、囲で低減することが望ましく、それぞれ０．０１５
ｖｔ％、０．０１ ｗｔ％をその上限とする。
口は上述したように本発明において要となる添加元素で
ある。すなわち、ＡＩは固溶Ｎの固定およびＩＮ粒子の
凝集化、変態温度の上昇をもたらし、フェライト域を拡
大させることによって高温焼鈍を実現し、これによって
フェライト結晶粒の粗大化および内部歪の低減を達成し
、透磁率を向上させるものであり、さらには固溶Ａｆｉ
自身の透磁率向上効果も考えられ、本発明においては優
れた直流磁化特性を得るために添加しなくてはならない
元素である。このＡｎの効果は５ｏｆｆｉ、ＡＱの状態
で０．５ ｗｔ％以上添加すことにより得られるが、一
方、２．Ｏｗｔ％を超えて添加すると飽和磁化の低下を
招き好ましくないので、Ａ】の添加量範囲はＳｏＡ、Ａ
ｌ２の状態で０．５〜２．Ｏｗｔ％とした。
ある。すなわち、ＡＩは固溶Ｎの固定およびＩＮ粒子の
凝集化、変態温度の上昇をもたらし、フェライト域を拡
大させることによって高温焼鈍を実現し、これによって
フェライト結晶粒の粗大化および内部歪の低減を達成し
、透磁率を向上させるものであり、さらには固溶Ａｆｉ
自身の透磁率向上効果も考えられ、本発明においては優
れた直流磁化特性を得るために添加しなくてはならない
元素である。このＡｎの効果は５ｏｆｆｉ、ＡＱの状態
で０．５ ｗｔ％以上添加すことにより得られるが、一
方、２．Ｏｗｔ％を超えて添加すると飽和磁化の低下を
招き好ましくないので、Ａ】の添加量範囲はＳｏＡ、Ａ
ｌ２の状態で０．５〜２．Ｏｗｔ％とした。
ＮはＣと同様にＦｅ格子内に侵入し、格子歪を多く生じ
直流磁化特性を劣化させる。また、ＮはＡｌ１粒子を多
く生成させないためにも極力低いほうが望ましい。また
この考えは添加したＡＱを少しでも有効な固溶Ａｎとし
て存在せしめることにもつながり、このためＮ量は０．
００５ ｗｔ％以下とする０本発明では、後述するよう
に強力な窒化物生成元素であるＴｉを必要に応じて添加
する。Ｔｉは歌えてコスト高につながるＮ量の厳しい上
限規定を行うことなく、上述したＮの弊害を減すること
を目的として添加するものであり、したがってこの場合
にはＮの上限値を０．０１２ ｗｔ％とする。
直流磁化特性を劣化させる。また、ＮはＡｌ１粒子を多
く生成させないためにも極力低いほうが望ましい。また
この考えは添加したＡＱを少しでも有効な固溶Ａｎとし
て存在せしめることにもつながり、このためＮ量は０．
００５ ｗｔ％以下とする０本発明では、後述するよう
に強力な窒化物生成元素であるＴｉを必要に応じて添加
する。Ｔｉは歌えてコスト高につながるＮ量の厳しい上
限規定を行うことなく、上述したＮの弊害を減すること
を目的として添加するものであり、したがってこの場合
にはＮの上限値を０．０１２ ｗｔ％とする。
また、上述した知見からも明らかなように、直流磁化特
性をより確実に確保するためには、ＮおよびＣの総量を
規制することが望ましい。
性をより確実に確保するためには、ＮおよびＣの総量を
規制することが望ましい。
すなわちＴｉ無添加の場合にはＣ＋Ｎを０．００７ｗｔ
％以下、 Ｔｉ添加の場合にはＣ＋Ｎを０．０１４ｗｔ
％以下とすることが好ましい。
％以下、 Ｔｉ添加の場合にはＣ＋Ｎを０．０１４ｗｔ
％以下とすることが好ましい。
酸素もＭｎと同様に直流磁化特性を劣化させる元素であ
り、特に非金属介在物を生成することによる透磁率への
劣化影響は大きく１本発明を溶製す際には十分低減して
おかなければならず、上限値として、０．００５ ｗｔ
％を規定した。
り、特に非金属介在物を生成することによる透磁率への
劣化影響は大きく１本発明を溶製す際には十分低減して
おかなければならず、上限値として、０．００５ ｗｔ
％を規定した。
Ｔｉは上述したように強力な窒化物生成元素であり、０
．００５〜１．Ｏｗｔ％の範囲で添加することにより、
Ｎ含有量が十分に低減されていないつまり安価な素材に
おいても、固溶Ｎの固定効果により直流磁化特性を著し
く損なうことを回避することができる。また、Ｎ含有量
が比較的低い場合は、窒化物粒子の生成量も少なく直流
磁化特性の若干の向上をも期待することができる。一方
、上記上限値を超えて添加すると直流磁化特性の劣化を
もたらす。
．００５〜１．Ｏｗｔ％の範囲で添加することにより、
Ｎ含有量が十分に低減されていないつまり安価な素材に
おいても、固溶Ｎの固定効果により直流磁化特性を著し
く損なうことを回避することができる。また、Ｎ含有量
が比較的低い場合は、窒化物粒子の生成量も少なく直流
磁化特性の若干の向上をも期待することができる。一方
、上記上限値を超えて添加すると直流磁化特性の劣化を
もたらす。
次に本発明鋼の製造条件について説明する。
本発明では、加熱圧延条件については、極く通常の熱間
加工条件を採用し、上記組成の鋼片または鋳片を７００
℃以上、 １３００℃以下に加熱し熱間加工を行う、但
し、低温域圧延に伴う熱間加工時の変形抵抗の増加およ
び熱間加工に費やす時間の増加は常にコスト高につなが
り、また極度な低温圧延は焼鈍時に再結晶による細粒化
を招く可能性もあり、本発明では加工終了温度について
は７００℃の下限温度を設けた。
加工条件を採用し、上記組成の鋼片または鋳片を７００
℃以上、 １３００℃以下に加熱し熱間加工を行う、但
し、低温域圧延に伴う熱間加工時の変形抵抗の増加およ
び熱間加工に費やす時間の増加は常にコスト高につなが
り、また極度な低温圧延は焼鈍時に再結晶による細粒化
を招く可能性もあり、本発明では加工終了温度について
は７００℃の下限温度を設けた。
最終的に施さねばならない焼鈍については、主に口の添
加量により決定される変態温度に触れない範囲で実施す
る必要があるが、少なくとも９００℃以上、好ましくは
１０００℃以上の温度で実施しないと本発明鋼の意図す
極めて優れた直流磁化特性を達成できない、また、具体
的に、０．００１ ｖｔ％Ｃ１０，００２０ｗｔ％Ｎで
１ ｗｔ％程度のＡｎを添加することにより本発明鋼は
フェライト単相となり、 １１００℃以上の非常に高温
での焼鈍が可能になるが、１３００℃を超えた温度域で
の焼鈍は困難でもあり、且つコスト高を招くので、焼鈍
温度は９００〜１３００℃、好ましくは１０００〜１３
００℃とした。なお、加熱保持時間については、素材の
熱容量によって変化するが３０分以上保持することが望
ましく、また、加熱保持後の冷却に関しては、できるだ
け熱歪を導入しないという観点から徐冷することが望ま
しい。
加量により決定される変態温度に触れない範囲で実施す
る必要があるが、少なくとも９００℃以上、好ましくは
１０００℃以上の温度で実施しないと本発明鋼の意図す
極めて優れた直流磁化特性を達成できない、また、具体
的に、０．００１ ｖｔ％Ｃ１０，００２０ｗｔ％Ｎで
１ ｗｔ％程度のＡｎを添加することにより本発明鋼は
フェライト単相となり、 １１００℃以上の非常に高温
での焼鈍が可能になるが、１３００℃を超えた温度域で
の焼鈍は困難でもあり、且つコスト高を招くので、焼鈍
温度は９００〜１３００℃、好ましくは１０００〜１３
００℃とした。なお、加熱保持時間については、素材の
熱容量によって変化するが３０分以上保持することが望
ましく、また、加熱保持後の冷却に関しては、できるだ
け熱歪を導入しないという観点から徐冷することが望ま
しい。
むろん、均一に冷却されるよう配慮がなされている場合
は熱歪が導入され難く、この場合は必ずしも徐、冷す必
要はない。
は熱歪が導入され難く、この場合は必ずしも徐、冷す必
要はない。
以上のように本発明による化学成分および製造条件で、
特に焼鈍温度を限定することにより、Ｂｏ、ｓ値および
飽和磁化の高い、すなわち直流磁界での軟磁気特性に優
れた鋼材を得ることができる。
特に焼鈍温度を限定することにより、Ｂｏ、ｓ値および
飽和磁化の高い、すなわち直流磁界での軟磁気特性に優
れた鋼材を得ることができる。
なお、本発明は、熱延を直圧熱延で行う場合も含むもの
である。また、本発明が製造の対象とする鋼材は熱間加
工材、冷間（温間を含む。
である。また、本発明が製造の対象とする鋼材は熱間加
工材、冷間（温間を含む。
以下同様）加工材の両方を含むものであり、したがって
本発明が規定する最終焼鈍は熱間加工後に行われる場合
、熱間油ニー冷間加工後に行われる場合の別を問わない
。また言うまでもなく、熱間加工や冷間加工の途中で中
間焼鈍を行ったり、上記各加工を数段階で行う場合も含
むものである。
本発明が規定する最終焼鈍は熱間加工後に行われる場合
、熱間油ニー冷間加工後に行われる場合の別を問わない
。また言うまでもなく、熱間加工や冷間加工の途中で中
間焼鈍を行ったり、上記各加工を数段階で行う場合も含
むものである。
また、本発明が対象とする鋼材は、厚板、薄板１条材（
形鋼等）、鍛造材等を含むものである。
形鋼等）、鍛造材等を含むものである。
実施例１゜
第１表は、実施例および比較例に用いた鋼の化学成分を
示したものである。ｍＡ−Ｅは、溶製後、厚さ１１０ｍ
の鋼塊となし、１２００℃加熱による熱間圧延により板
厚１５ｍに成形されたものである。鋼Ａ−Ｃが本発明の
化学成分に適合するものであり、ＩＩＤ、Ｅ、Ｆおよび
Ｇは比較鋼種である。第１表に０．５℃／Ｓの加熱速度
で１３００℃まで昇温した場合の変態点を調べた結果に
ついて併せて示した。なお、この変態点測定結果は実施
例に挙げた本発明鋼がフェライト単相であることを示し
ている。
示したものである。ｍＡ−Ｅは、溶製後、厚さ１１０ｍ
の鋼塊となし、１２００℃加熱による熱間圧延により板
厚１５ｍに成形されたものである。鋼Ａ−Ｃが本発明の
化学成分に適合するものであり、ＩＩＤ、Ｅ、Ｆおよび
Ｇは比較鋼種である。第１表に０．５℃／Ｓの加熱速度
で１３００℃まで昇温した場合の変態点を調べた結果に
ついて併せて示した。なお、この変態点測定結果は実施
例に挙げた本発明鋼がフェライト単相であることを示し
ている。
第２表は、本発明鋼および比較鋼について直流磁化特性
を測定した結果を示したもので、熱間圧延後板厚中心部
より外径４５ｍａ＋、内径３３国、厚さ６＋ｍの試験片
を採取し、これに対して焼鈍を行い直流磁化特性を測定
した結果であり、この焼鈍が１本発明の規定するところ
の最終的な焼鈍に相当する。なお、焼鈍は加熱保持時間
は１〜３時間であり、冷却速度は約ｉｏｏ℃／ｈｒの徐
冷とした。
を測定した結果を示したもので、熱間圧延後板厚中心部
より外径４５ｍａ＋、内径３３国、厚さ６＋ｍの試験片
を採取し、これに対して焼鈍を行い直流磁化特性を測定
した結果であり、この焼鈍が１本発明の規定するところ
の最終的な焼鈍に相当する。なお、焼鈍は加熱保持時間
は１〜３時間であり、冷却速度は約ｉｏｏ℃／ｈｒの徐
冷とした。
第２表において、Ｎα１は鋼Ａに１１００℃の焼鈍を行
った本発明に基づ〈実施例である。この実施例では、低
Ｃ化と口添加によりフェライト単相となっているため、
変態歪の導入および変態による細粒化をもたらすことな
く高温焼鈍が可能であり、むしろ１１００℃という高温
で焼鈍することによりフェライト粒径２ｍ以上の著しい
粗粒化が達成され、併せて格子歪の除去も達成されてお
り、Ｂｏ、、値で１３０００ Ｇ程度、最大透磁率で６
００００を超える極めて優れた特性が得られている。
った本発明に基づ〈実施例である。この実施例では、低
Ｃ化と口添加によりフェライト単相となっているため、
変態歪の導入および変態による細粒化をもたらすことな
く高温焼鈍が可能であり、むしろ１１００℃という高温
で焼鈍することによりフェライト粒径２ｍ以上の著しい
粗粒化が達成され、併せて格子歪の除去も達成されてお
り、Ｂｏ、、値で１３０００ Ｇ程度、最大透磁率で６
００００を超える極めて優れた特性が得られている。
Ｎα２は！ｌｌＡに１０００℃の焼鈍を行った実施例で
ある。この実施例では焼鈍温度が＆１より低く、フェラ
イト粒径は０．５〜１．０ｍ程度であり、Ｎα１の実施
例と比べて小さいものの最大透磁率は２３９００と良好
な特性が得られている。
ある。この実施例では焼鈍温度が＆１より低く、フェラ
イト粒径は０．５〜１．０ｍ程度であり、Ｎα１の実施
例と比べて小さいものの最大透磁率は２３９００と良好
な特性が得られている。
Ｎα３．４は、いずれも＠Ｂ、Ｃによる実施例である。
ここでもＡ１添加によるフェライト単相化がなされてお
り、いずれも１０００℃を超える高温焼鈍を行うことが
でき、フェライト結晶粒の粗大化と内部歪の除去による
相乗効果により、＆３では最大透磁率５６０００、魔４
では最大透磁率３７２００の優れた特性が得られている
。
り、いずれも１０００℃を超える高温焼鈍を行うことが
でき、フェライト結晶粒の粗大化と内部歪の除去による
相乗効果により、＆３では最大透磁率５６０００、魔４
では最大透磁率３７２００の優れた特性が得られている
。
以上Ｎα１〜４の実施例は、いずれも最大透磁率で２０
０００以上、保磁力で０．４Ｏｅ以下の優れた直流磁化
特性が達成され、ＪＩＳ Ｃ２５０４ＳＵＹＰＯに定
められている特性を十分に満足しているだけでなく、１
３ａ、ｓ値ですら１１０００ Ｇを超えていることから
、地磁気程度の磁゛気遮蔽をも可能とするものである。
０００以上、保磁力で０．４Ｏｅ以下の優れた直流磁化
特性が達成され、ＪＩＳ Ｃ２５０４ＳＵＹＰＯに定
められている特性を十分に満足しているだけでなく、１
３ａ、ｓ値ですら１１０００ Ｇを超えていることから
、地磁気程度の磁゛気遮蔽をも可能とするものである。
＆５．６．７はｔａＤ、Ｅ、Ｆによる比較鋼である。ｍ
Ｄ、Ｅ、Ｆとも工業用純鉄に相当し、本発明の規定する
化学成分を逸脱している。したがって、＆５．６に示す
ように、１０００℃以上で焼鈍を行っても顕著なフェラ
イト結晶粒の粗大化を期待できず、さらにオーステナイ
トからフェライトへの変態時に歪が導入され良好な特性
を具備できない、Ｎα７は焼鈍温度を変態点以下とした
場合の結果であるが、いずれも良好な特性が具備されて
いない。
Ｄ、Ｅ、Ｆとも工業用純鉄に相当し、本発明の規定する
化学成分を逸脱している。したがって、＆５．６に示す
ように、１０００℃以上で焼鈍を行っても顕著なフェラ
イト結晶粒の粗大化を期待できず、さらにオーステナイ
トからフェライトへの変態時に歪が導入され良好な特性
を具備できない、Ｎα７は焼鈍温度を変態点以下とした
場合の結果であるが、いずれも良好な特性が具備されて
いない。
実施例２゜
第３表は、実施例および比較例に用いた鋼の化学成分を
示したものである。＠Ｉ〜Ｕは、溶製後、厚さ１１０ａ
ｍの鋼塊となし、１２００”Ｃ加熱による熱間圧延によ
り板厚１５ＩＩＩ１１に成形した後焼鈍を行った。１１
１〜Ｓ、Ｗ−Ｙ、Ｚ、ｂ−ｄが本発明の化学成分に適合
するものであり、また鋼Ｔ、Ｕ、Ｖ、ａが比較鋼種であ
る。第４表は、本発明鋼および比較鋼について直流磁化
特性を測定した結果をまとめたものである。なお１本実
施例では焼鈍の加熱保持時間は１〜３時間であり、冷却
速度は約１００℃／ｈｒ〜５００℃／ｈｒとした。
示したものである。＠Ｉ〜Ｕは、溶製後、厚さ１１０ａ
ｍの鋼塊となし、１２００”Ｃ加熱による熱間圧延によ
り板厚１５ＩＩＩ１１に成形した後焼鈍を行った。１１
１〜Ｓ、Ｗ−Ｙ、Ｚ、ｂ−ｄが本発明の化学成分に適合
するものであり、また鋼Ｔ、Ｕ、Ｖ、ａが比較鋼種であ
る。第４表は、本発明鋼および比較鋼について直流磁化
特性を測定した結果をまとめたものである。なお１本実
施例では焼鈍の加熱保持時間は１〜３時間であり、冷却
速度は約１００℃／ｈｒ〜５００℃／ｈｒとした。
第４表において、Ｎａ１．Ｏ〜１３は本発明の規定範囲
内でＭｎ添加量を変化させた実施例である。
内でＭｎ添加量を変化させた実施例である。
Ｎａ ２３〜２６は５ｏＪ１．ＡＱ量の影響を、＆２８
はＣ量の影響を、＆２９〜３１はＳｉ量の影響をそれぞ
れ調べたものである。
はＣ量の影響を、＆２９〜３１はＳｉ量の影響をそれぞ
れ調べたものである。
黙１４〜１６はＴｉを添加した場合の実施例である。こ
こでもＡｊｌ添加によるフェライト単相化がなされてお
り、さらにＴｉ添加により、Ｎの固定が図られ、Ｎα１
４．１６では良好な特性が認められている。特に＆１５
は魔２２に相当する鋼にＴｉを添加した本発明に基づ〈
実施例であり、Ｔｉ添加により十分なＮの固定がなされ
、Ｎａ２２の比較例と比べて大幅な改善が認められてい
る。
こでもＡｊｌ添加によるフェライト単相化がなされてお
り、さらにＴｉ添加により、Ｎの固定が図られ、Ｎα１
４．１６では良好な特性が認められている。特に＆１５
は魔２２に相当する鋼にＴｉを添加した本発明に基づ〈
実施例であり、Ｔｉ添加により十分なＮの固定がなされ
、Ｎａ２２の比較例と比べて大幅な改善が認められてい
る。
Ｎｃｉ２１は本発明の規定範囲を超えてＴｉを添加した
比較例であり、著しい直流磁化特性の劣化が認められる
。
比較例であり、著しい直流磁化特性の劣化が認められる
。
Ｎα２２はＮ添加量が高く、且っＴｉ添加を行わなかっ
た比較例であり、ＡＩＩＮの析出状態が安定なため、焼
鈍を行っても十分なフェライト結晶粒の粗大化を図るこ
とができず、且っ固溶Ｎ量も高いため、良好な特性が得
られていない。
た比較例であり、ＡＩＩＮの析出状態が安定なため、焼
鈍を行っても十分なフェライト結晶粒の粗大化を図るこ
とができず、且っ固溶Ｎ量も高いため、良好な特性が得
られていない。
Ｎａ１７，１８は鋼Ｐ、Ｑにライて１０００℃の焼鈍を
施した実施例である。
施した実施例である。
以上のＮα１０〜１８、Ｈａ ２４〜２６、Ｎα２７、
Ｈａ ２９〜３１の実施例は、いずれも保磁力で０．４
Ｏｅ以下、ｔｌｏ、ｓ値で１００００ Ｇ以上の優れた
直流磁化特性が達成されており、ＪＩＳ Ｃ２５０４
ＳＵＹＰＯに定められている特性を優に満足しているば
かりか、地磁気程度以下のレベルに至る磁場環境を作る
ための磁気遮蔽材料として適用することができる。
Ｈａ ２９〜３１の実施例は、いずれも保磁力で０．４
Ｏｅ以下、ｔｌｏ、ｓ値で１００００ Ｇ以上の優れた
直流磁化特性が達成されており、ＪＩＳ Ｃ２５０４
ＳＵＹＰＯに定められている特性を優に満足しているば
かりか、地磁気程度以下のレベルに至る磁場環境を作る
ための磁気遮蔽材料として適用することができる。
またＮα１９．２０はＮ量、Ｃ＋Ｎ量との関係でのＴｉ
添加の影響を調べたもので、いずれもＮ）０．００５％
、Ｃ＋Ｎ＞０．００７％であるが、Ｎα２０はＴｉ添加
材であるため良好な特性が得られている。
添加の影響を調べたもので、いずれもＮ）０．００５％
、Ｃ＋Ｎ＞０．００７％であるが、Ｎα２０はＴｉ添加
材であるため良好な特性が得られている。
以上のように本発明により得られた軟磁性鋼材は、優れ
た直流磁化特性を有しており、このため弱磁界でも容易
に磁化させることができ、高機能鉄芯材料あるいは高機
能磁気遮蔽材料として有用なものである。
た直流磁化特性を有しており、このため弱磁界でも容易
に磁化させることができ、高機能鉄芯材料あるいは高機
能磁気遮蔽材料として有用なものである。
Claims (5)
- （１）重量％で、Ｃ：０．００４％以下、Ｓｉ：０．５
％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｐ：０．０１５％以下
、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．５〜２．０
％、Ｎ：０．００５％以下、酸素：０．００５％以下、
残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成の鋼片または
鋳片を７００℃以上１３００℃以下に加熱し、７００℃
以上の温度で熱間加工を終了し、最終的に ９００〜１３００℃で焼鈍を行うことにより、保磁力０
．４Ｏｅ以下、０．５Ｏｅにおける磁束密度１００００
Ｇ以上を有する軟磁性鋼材を得ることを特徴とする軟磁
性鋼材の製造方法。 - （２）重量％で、Ｃ：０．００４％以下、Ｓｉ：０．１
％以下、Ｍｎ：０．１５％以下、Ｐ：０．０１５％以下
、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．５〜２．０
％、Ｎ：０．００５％以下、酸素：０．００５％以下、
残部Ｆｅおよび不可避不純物からなる組成の鋼片または
鋳片を７００℃以上１３００℃以下に加熱し、７００℃
以上の温度で熱間加工を終了し、最終的に １０００〜１３００℃で焼鈍を行うことにより、保磁力
０．４Ｏｅ以下、０．５Ｏｅにおける磁束密度１０００
０Ｇ以上を有する軟磁性鋼材を得ることを特徴とする軟
磁性鋼材の製造方法。 - （３）重量％で、Ｃ＋Ｎ：０．００７％以下とすること
を特徴とする特許請求の範囲（１）または（２）記載の
軟磁性鋼材の製造方法。 - （４）重量％で、Ｃ：０．００４％以下、Ｓｉ：０．５
％以下、Ｍｎ：０．５０％以下、Ｐ：０．０１５％以下
、Ｓ：０．０１％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．５〜２．０
％、Ｎ：０．０１２％以下、酸素：０．００５％以下、
Ｔｉ：０．００５〜１．０％、残部Ｆｅおよび不可避不
純物からなる組成の鋼片または鋳片を７００℃以上１３
００℃以下に加熱し、７００℃以上の温度で熱間加工を
終了し、最終的に９００〜１３００℃で焼鈍を行うこと
により、保磁力０．４Ｏｅ以下、０．５Ｏｅにおける磁
束密度１００００Ｇ以上を有する軟磁性鋼材を得ること
を特徴とする軟磁性鋼材の製造方法。 - （５）重量％で、Ｃ＋Ｎ：０．０１４％以下とすること
を特徴とする特許請求の範囲（４）記載の軟磁性鋼材の
製造方法。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1155025A JP2682144B2 (ja) | 1988-10-24 | 1989-06-17 | 軟磁性鋼材の製造方法 |
| PCT/JP1989/001231 WO1990015886A1 (en) | 1989-06-17 | 1989-12-08 | Production method of soft magnetic steel material |
| CN89109230A CN1048236A (zh) | 1989-06-17 | 1989-12-08 | 软磁性钢材的制造方法 |
| DE68927174T DE68927174T2 (de) | 1989-06-17 | 1989-12-08 | Verfahren zur herstellung von weichem stahlmaterial |
| KR1019910700177A KR960014944B1 (ko) | 1986-06-17 | 1989-12-08 | 연자성 강재의 제조방법 |
| EP90900339A EP0431167B1 (en) | 1989-06-17 | 1989-12-08 | Production method of soft magnetic steel material |
| CA002019187A CA2019187A1 (en) | 1989-06-17 | 1990-06-18 | Method of producing soft magnetic steel materials |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26610388 | 1988-10-24 | ||
| JP63-266103 | 1988-10-24 | ||
| JP1155025A JP2682144B2 (ja) | 1988-10-24 | 1989-06-17 | 軟磁性鋼材の製造方法 |
Publications (2)
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