JPH0240724B2 - - Google Patents
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- JPH0240724B2 JPH0240724B2 JP57024498A JP2449882A JPH0240724B2 JP H0240724 B2 JPH0240724 B2 JP H0240724B2 JP 57024498 A JP57024498 A JP 57024498A JP 2449882 A JP2449882 A JP 2449882A JP H0240724 B2 JPH0240724 B2 JP H0240724B2
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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
- C21D8/1294—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a localized treatment
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
Description
本発明は、磁気的性質、特に低鉄損方向性電磁
鋼板の製造方法に関するものである。 方向性電磁鋼板は、いわゆるゴス方位と呼ばれ
る（110）＜001＞結晶集合組織を持つ鋼板であつ
て、圧延方向に磁化容易軸＜001＞が揃つており、
その方向の磁気特性が優れている。この特徴を生
かして鋼板は変圧器やターボ発電機等の鉄心とし
て用いられている。鋼板の磁気特性として特に重
要なことは、鉄心として用いられた時のエネルギ
ー損失すなわち鉄損が低いことである。昨今のエ
ネルギー事情から特に鉄損の低い鋼板が要求され
ている。 方向性珪素鋼板の鉄損は二つの部分から構成さ
れている。一つはヒステリシス損と呼ばれるもの
で結晶方位の揃い具合が良い程、またSi量が多い
程この損失は減少する。近年の冶金学的手法によ
り結晶方位の揃い具合は、ほぼ単結晶に近い程ま
でに向上しており、またSi量も冷間圧延できる限
度近くまで増やされている。このようにヒステリ
シス損を下げる手法はほぼ限度に近づいている。
鉄損の他の構成部分としては渦電流損があげられ
る。電磁鋼板のような強磁性体はその内部が磁区
と呼ばれる磁石の集まりからできており、磁区と
磁区との境界を磁壁という。鋼板が磁化する際に
はこの磁壁が動くことにより磁化されるが磁壁が
動く際にはそのまわりに渦電流が流れいわゆるジ
ユール損失を生じる。この損失は渦電流損失と呼
ばれている。 渦電流損失を減少させる方法としては、板厚を
薄くすることあるいは比抵抗を上昇させる手段が
先ず考えられる。しかし板厚は規格によつて決め
られており、また比抵抗を上昇させるためにSi量
を増加させることは上述のように冷間圧延可能な
限度の限界に近くなり、従つてこれらの手段によ
つて渦電流損を減少させることは実際上不可能に
近い。 渦電流損を減少させる他の方法として、方向性
電磁鋼板の磁壁の大多数を占める180゜磁壁の間隔
を狭め磁壁の移動速度を減少させ渦電流損を減少
させる手段が考えられる。その一つの方法として
鋼板の圧延方向に引張応力を加える方法があるが
ある程度の効果はあるものの磁束密度1.7T、周
波数50Hzでの鉄損W17／50で1.00W／Kg以下の鋼
板を造ることは不可能であつた。 本発明は、従来の方向性電磁鋼板の鉄損値より
もさらに低鉄損の方向性電磁鋼板の製造方法を提
供することを目的とするものであり、特許請求の
範囲記載の方法、すなわち仕上焼鈍済みの方向性
電磁鋼板の二次再結晶粒の粒径を検出し、その平
均粒径が３mm以上の鋼板に擬結晶粒界を導入する
ことによる低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法を提
供することによつて前記目的を達成することがで
きる。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者らは、まず前記180゜磁壁の間隔が何に
よつて決まるかを調査した結果、それはほとんど
二次再結晶粒の大きさ、すなわち二次再結晶粒径
（以下単に粒径と称す）によつて決まることを新
規に知見した。 しかしながら冶金学的に粒径を小さくすると結
晶方位の揃いが悪くなることが多く、大きな鉄損
の減少が見られなかつた。更に検討を加えた結
果、平均粒径（結晶粒を円として近似した場合の
平均の直径）３mm以上の仕上焼鈍後の鋼板に擬結
晶粒界を導入することにより結晶の方位の揃いを
悪くすることなく鉄損を大巾に低下できることを
新たに見いだし本発明に想到した。ここでいう擬
結晶粒界とは、二次再結晶粒内に人工的に生じさ
せた磁気的に硬質な微少領域で磁気的に結晶粒界
と同一の働きをするものである。 第１図に後に述べる実施例に示した方法により
導入した擬結晶粒界の効果を示す。本発明の大き
な特徴の一つは、この擬結晶粒界の効果が平均粒
径３mmより小さい鋼板では全く見られずむしろ鉄
損を劣化させるのに対して、平均粒径３mm以上の
鋼板では鉄損が著しく向上するという新たな知見
によるものである。擬結晶粒界は電子ビーム加工
によつて二次再結晶粒内に線状、鎖線状、点状あ
るいは曲線状に結晶格子の歪んだ領域を生じさせ
ることにより導入される。この線の巾及び点の直
径は特に限定はしないが0.1μｍ〜２mm程度の範囲
内が好ましい。この粒界の導入場所は二次再結晶
粒を圧延方向に等分するような場所が望ましいが
１〜50mmの間隔で等間隔で入れてもかまわない。 擬結晶粒界導入の際上述のような加工を行う
が、この加工時の加工のエネルギーによつて擬結
晶粒界の効果が左右されることが判明した。すな
わち加工のエネルギーに対して種々検討した結
果、擬結晶粒界の効果は、加工のエネルギー密度
（単位面積当りのエネルギー）に依存するのでは
なく加工のパワー密度（単位時間、単位面積当り
のエネルギー）に依存しており、パワー密度1.0
×105W／cm2以下での加工では擬結晶粒界の効果
が出ないばかりか時として鋼板の鉄損を劣化させ
ることが明らかとなつた。その一例を第２図に示
す。これは仕上焼鈍後の鋼板に種々のパワー密度
の電子ビームを照射して擬結晶粒界を導入したも
のであるが、パワー密度1.0×105W／cm2以下では
効果が無いか劣化しており、パワー密度1.0×
105W／cm2以上で平均粒径３mm以上の鋼板では明
らかな鉄損の向上が認められる。 以上述べた擬結晶粒界の効果は平均粒径３mm以
上の仕上焼鈍後、すなわち二次再結晶完了後の鋼
板であれば絶縁被膜の有無、鋼板の表面形状によ
らず認められた。 擬結晶粒界の導入方法としては、電子ビーム加
工法を用い、そのパワー密度が1.0×105watt／cm2
以上であれば擬結晶粒界を導入でき、平均粒径３
mm以上の鋼板では大巾な鉄損の減少が認められ
た。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ 平均粒径の異なる５種類の仕上焼鈍後の方向性
電磁鋼板にパワー密度5.6×106W／cm2の電子ビー
ムを用いて擬結晶粒界を導入した。擬結晶粒界の
方向は圧延方向に垂直方向であり均一に５mm間隔
で導入した。擬結晶粒界の巾は約0.2mmであつた。
擬結晶粒界導入前後の磁場1000A／ｍにおける磁
束密度、B10と磁束密度1.7T、周波数50Hzにおけ
る鉄損W17／50を第１表に示す。平均二次粒径が
３mmより小さい鋼板では鉄損、磁束密度共劣化す
るのに較べ二次粒径３mm以上の鋼板では磁束密度
は劣化せず鉄損の大巾向上が認められた。
鋼板の製造方法に関するものである。 方向性電磁鋼板は、いわゆるゴス方位と呼ばれ
る（110）＜001＞結晶集合組織を持つ鋼板であつ
て、圧延方向に磁化容易軸＜001＞が揃つており、
その方向の磁気特性が優れている。この特徴を生
かして鋼板は変圧器やターボ発電機等の鉄心とし
て用いられている。鋼板の磁気特性として特に重
要なことは、鉄心として用いられた時のエネルギ
ー損失すなわち鉄損が低いことである。昨今のエ
ネルギー事情から特に鉄損の低い鋼板が要求され
ている。 方向性珪素鋼板の鉄損は二つの部分から構成さ
れている。一つはヒステリシス損と呼ばれるもの
で結晶方位の揃い具合が良い程、またSi量が多い
程この損失は減少する。近年の冶金学的手法によ
り結晶方位の揃い具合は、ほぼ単結晶に近い程ま
でに向上しており、またSi量も冷間圧延できる限
度近くまで増やされている。このようにヒステリ
シス損を下げる手法はほぼ限度に近づいている。
鉄損の他の構成部分としては渦電流損があげられ
る。電磁鋼板のような強磁性体はその内部が磁区
と呼ばれる磁石の集まりからできており、磁区と
磁区との境界を磁壁という。鋼板が磁化する際に
はこの磁壁が動くことにより磁化されるが磁壁が
動く際にはそのまわりに渦電流が流れいわゆるジ
ユール損失を生じる。この損失は渦電流損失と呼
ばれている。 渦電流損失を減少させる方法としては、板厚を
薄くすることあるいは比抵抗を上昇させる手段が
先ず考えられる。しかし板厚は規格によつて決め
られており、また比抵抗を上昇させるためにSi量
を増加させることは上述のように冷間圧延可能な
限度の限界に近くなり、従つてこれらの手段によ
つて渦電流損を減少させることは実際上不可能に
近い。 渦電流損を減少させる他の方法として、方向性
電磁鋼板の磁壁の大多数を占める180゜磁壁の間隔
を狭め磁壁の移動速度を減少させ渦電流損を減少
させる手段が考えられる。その一つの方法として
鋼板の圧延方向に引張応力を加える方法があるが
ある程度の効果はあるものの磁束密度1.7T、周
波数50Hzでの鉄損W17／50で1.00W／Kg以下の鋼
板を造ることは不可能であつた。 本発明は、従来の方向性電磁鋼板の鉄損値より
もさらに低鉄損の方向性電磁鋼板の製造方法を提
供することを目的とするものであり、特許請求の
範囲記載の方法、すなわち仕上焼鈍済みの方向性
電磁鋼板の二次再結晶粒の粒径を検出し、その平
均粒径が３mm以上の鋼板に擬結晶粒界を導入する
ことによる低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法を提
供することによつて前記目的を達成することがで
きる。 次に本発明を詳細に説明する。 本発明者らは、まず前記180゜磁壁の間隔が何に
よつて決まるかを調査した結果、それはほとんど
二次再結晶粒の大きさ、すなわち二次再結晶粒径
（以下単に粒径と称す）によつて決まることを新
規に知見した。 しかしながら冶金学的に粒径を小さくすると結
晶方位の揃いが悪くなることが多く、大きな鉄損
の減少が見られなかつた。更に検討を加えた結
果、平均粒径（結晶粒を円として近似した場合の
平均の直径）３mm以上の仕上焼鈍後の鋼板に擬結
晶粒界を導入することにより結晶の方位の揃いを
悪くすることなく鉄損を大巾に低下できることを
新たに見いだし本発明に想到した。ここでいう擬
結晶粒界とは、二次再結晶粒内に人工的に生じさ
せた磁気的に硬質な微少領域で磁気的に結晶粒界
と同一の働きをするものである。 第１図に後に述べる実施例に示した方法により
導入した擬結晶粒界の効果を示す。本発明の大き
な特徴の一つは、この擬結晶粒界の効果が平均粒
径３mmより小さい鋼板では全く見られずむしろ鉄
損を劣化させるのに対して、平均粒径３mm以上の
鋼板では鉄損が著しく向上するという新たな知見
によるものである。擬結晶粒界は電子ビーム加工
によつて二次再結晶粒内に線状、鎖線状、点状あ
るいは曲線状に結晶格子の歪んだ領域を生じさせ
ることにより導入される。この線の巾及び点の直
径は特に限定はしないが0.1μｍ〜２mm程度の範囲
内が好ましい。この粒界の導入場所は二次再結晶
粒を圧延方向に等分するような場所が望ましいが
１〜50mmの間隔で等間隔で入れてもかまわない。 擬結晶粒界導入の際上述のような加工を行う
が、この加工時の加工のエネルギーによつて擬結
晶粒界の効果が左右されることが判明した。すな
わち加工のエネルギーに対して種々検討した結
果、擬結晶粒界の効果は、加工のエネルギー密度
（単位面積当りのエネルギー）に依存するのでは
なく加工のパワー密度（単位時間、単位面積当り
のエネルギー）に依存しており、パワー密度1.0
×105W／cm2以下での加工では擬結晶粒界の効果
が出ないばかりか時として鋼板の鉄損を劣化させ
ることが明らかとなつた。その一例を第２図に示
す。これは仕上焼鈍後の鋼板に種々のパワー密度
の電子ビームを照射して擬結晶粒界を導入したも
のであるが、パワー密度1.0×105W／cm2以下では
効果が無いか劣化しており、パワー密度1.0×
105W／cm2以上で平均粒径３mm以上の鋼板では明
らかな鉄損の向上が認められる。 以上述べた擬結晶粒界の効果は平均粒径３mm以
上の仕上焼鈍後、すなわち二次再結晶完了後の鋼
板であれば絶縁被膜の有無、鋼板の表面形状によ
らず認められた。 擬結晶粒界の導入方法としては、電子ビーム加
工法を用い、そのパワー密度が1.0×105watt／cm2
以上であれば擬結晶粒界を導入でき、平均粒径３
mm以上の鋼板では大巾な鉄損の減少が認められ
た。 次に本発明を実施例について説明する。 実施例 １ 平均粒径の異なる５種類の仕上焼鈍後の方向性
電磁鋼板にパワー密度5.6×106W／cm2の電子ビー
ムを用いて擬結晶粒界を導入した。擬結晶粒界の
方向は圧延方向に垂直方向であり均一に５mm間隔
で導入した。擬結晶粒界の巾は約0.2mmであつた。
擬結晶粒界導入前後の磁場1000A／ｍにおける磁
束密度、B10と磁束密度1.7T、周波数50Hzにおけ
る鉄損W17／50を第１表に示す。平均二次粒径が
３mmより小さい鋼板では鉄損、磁束密度共劣化す
るのに較べ二次粒径３mm以上の鋼板では磁束密度
は劣化せず鉄損の大巾向上が認められた。
【表】
実施例 ２
二種類の平均粒径を持つ仕上焼鈍後の方向性電
磁鋼板にパワー密度4.8×104W／cm2及び2.3×
107W／cm2の電子ビームを照射し擬結晶粒界を導
入した。導入場所は実施例１と同じである。導入
前後の磁気特性を第２表に示す。
磁鋼板にパワー密度4.8×104W／cm2及び2.3×
107W／cm2の電子ビームを照射し擬結晶粒界を導
入した。導入場所は実施例１と同じである。導入
前後の磁気特性を第２表に示す。
【表】
平均粒径３mm以上、パワー密度1.0×105W／cm2
以上の場合に鉄損の大巾減少が認められた。 以上本発明によれば、仕上焼鈍済みの方向性電
磁鋼板に擬結晶粒界を導入することによつて結晶
の方位の揃いを悪くすることなく、前記鋼板の鉄
損を大巾に低下させることができる。
以上の場合に鉄損の大巾減少が認められた。 以上本発明によれば、仕上焼鈍済みの方向性電
磁鋼板に擬結晶粒界を導入することによつて結晶
の方位の揃いを悪くすることなく、前記鋼板の鉄
損を大巾に低下させることができる。
第１図は方向性電磁鋼板の仕上焼鈍後の平均二
次粒径と1.0×105watt／cm2以上のパワー密度を持
つ電子ビームを照射をして、鋼板に擬結晶粒界を
導入前後の鉄損差との関係を示す図、第２図は擬
結晶粒界導入のための加工パワー密度と導入前後
の鉄損差との関係を示す図である。
次粒径と1.0×105watt／cm2以上のパワー密度を持
つ電子ビームを照射をして、鋼板に擬結晶粒界を
導入前後の鉄損差との関係を示す図、第２図は擬
結晶粒界導入のための加工パワー密度と導入前後
の鉄損差との関係を示す図である。
Claims (1)
- １ 常法による方向性電磁鋼板製造の一連の工程
中、仕上焼鈍を施した後の鋼板の二次再結晶粒の
平均粒径が３mm以上である鋼板に対し、1.0×
105watt／cm2以上のパワー密度を持つ電子ビーム
を照射することにより、該鋼板に擬結晶粒界を導
入することを特徴とする低鉄損方向性電磁鋼板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2449882A JPS58144424A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2449882A JPS58144424A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58144424A JPS58144424A (ja) | 1983-08-27 |
| JPH0240724B2 true JPH0240724B2 (ja) | 1990-09-13 |
Family
ID=12139840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2449882A Granted JPS58144424A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58144424A (ja) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8324643D0 (en) * | 1983-09-14 | 1983-10-19 | British Steel Corp | Production of grain orientated steel |
| JPS62151511A (ja) * | 1985-12-26 | 1987-07-06 | Kawasaki Steel Corp | 方向性珪素鋼板の鉄損低減方法 |
| US4772338A (en) * | 1985-10-24 | 1988-09-20 | Kawasaki Steel Corporation | Process and apparatus for improvement of iron loss of electromagnetic steel sheet or amorphous material |
| JPH0672266B2 (ja) * | 1987-01-28 | 1994-09-14 | 川崎製鉄株式会社 | 超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 |
| US4919733A (en) * | 1988-03-03 | 1990-04-24 | Allegheny Ludlum Corporation | Method for refining magnetic domains of electrical steels to reduce core loss |
| JPH0765106B2 (ja) * | 1988-10-26 | 1995-07-12 | 川崎製鉄株式会社 | 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 |
| JP2638180B2 (ja) * | 1988-10-26 | 1997-08-06 | 川崎製鉄株式会社 | 低鉄損一方向性珪素鋼板及びその製造方法 |
| JP5761375B2 (ja) * | 2011-12-22 | 2015-08-12 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518566A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-08 | Nippon Steel Corp | Improving method for iron loss characteristic of directional electrical steel sheet |
-
1982
- 1982-02-19 JP JP2449882A patent/JPS58144424A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5518566A (en) * | 1978-07-26 | 1980-02-08 | Nippon Steel Corp | Improving method for iron loss characteristic of directional electrical steel sheet |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58144424A (ja) | 1983-08-27 |
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