JPH06136449A - 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents
低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法Info
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- JPH06136449A JPH06136449A JP28616292A JP28616292A JPH06136449A JP H06136449 A JPH06136449 A JP H06136449A JP 28616292 A JP28616292 A JP 28616292A JP 28616292 A JP28616292 A JP 28616292A JP H06136449 A JPH06136449 A JP H06136449A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電子ビームの照射を利用する低鉄損一方向性
珪素鋼板の製造方法において、磁区細分化効果の安定化
のほか、特に積鉄芯とした際の磁歪、トランスとして使
用した際の騒音及び鋼板形状の改善を図る。 【構成】 仕上焼鈍を施した後に絶縁被膜を被成した一
方向性珪素鋼板の表面に、電子ビームによって、圧延方
向の照射幅が0.2 〜1.0mm で圧延方向と交差する方向
へ、該交差方向に対して30°以下の傾きを成してジグザ
グ状に延びる連続あるいは断続照射を、圧延方向に２〜
20mmの間隔で行うことによって、磁区細分化核を、磁
歪、騒音及び鋼板形状を劣化することなく導入する。
珪素鋼板の製造方法において、磁区細分化効果の安定化
のほか、特に積鉄芯とした際の磁歪、トランスとして使
用した際の騒音及び鋼板形状の改善を図る。 【構成】 仕上焼鈍を施した後に絶縁被膜を被成した一
方向性珪素鋼板の表面に、電子ビームによって、圧延方
向の照射幅が0.2 〜1.0mm で圧延方向と交差する方向
へ、該交差方向に対して30°以下の傾きを成してジグザ
グ状に延びる連続あるいは断続照射を、圧延方向に２〜
20mmの間隔で行うことによって、磁区細分化核を、磁
歪、騒音及び鋼板形状を劣化することなく導入する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電子ビームの照射を
利用する低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法において、
磁区細分化効果の安定化のほか、特に積鉄芯とした際の
磁歪（以下単に磁歪と示す）、トランスとして使用した
際の騒音（以下単に騒音と示す）及び鋼板形状の改善を
図ったもので、この一方向性珪素鋼板は、トランスや電
気機器の鉄心用材料として有利に使用される。
利用する低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法において、
磁区細分化効果の安定化のほか、特に積鉄芯とした際の
磁歪（以下単に磁歪と示す）、トランスとして使用した
際の騒音（以下単に騒音と示す）及び鋼板形状の改善を
図ったもので、この一方向性珪素鋼板は、トランスや電
気機器の鉄心用材料として有利に使用される。
【０００２】一方向性珪素鋼板は製品の２次再結晶粒を
ゴス方位に高度に集積させること、その鋼板表面上にフ
ォルステライト被膜を被成し、さらにその上に熱膨張係
数の小さい絶縁被膜を被成して鋼板に張力を付与するこ
と、などにより磁気特性の向上を計るもので、厳格な制
御を必要とする複雑、多岐にわたる工程を経て製造され
ている。このような一方向性珪素鋼板は、主として変圧
器、その他電気機器の鉄心として使用されており、磁気
特性として製品の磁束密度（Ｂ8 値で代表される) が高
く、鉄損（Ｗ17/50 値で代表される) が低いこと、さら
に表面性状が良好な絶縁被膜を被成していることなどが
要求されている。とくにエネルギー危機を境にして電力
損失の低減を至上とする要請が著しく強まり、変圧器用
鉄心材料としての鉄損のより低い一方向性珪素鋼板の必
要性はますます高まってきている。そして、この一方向
性珪素鋼板の鉄損改善の歴史は、ゴス方位２次再結晶集
合組織の改善の歴史であると云っても過言ではない。
ゴス方位に高度に集積させること、その鋼板表面上にフ
ォルステライト被膜を被成し、さらにその上に熱膨張係
数の小さい絶縁被膜を被成して鋼板に張力を付与するこ
と、などにより磁気特性の向上を計るもので、厳格な制
御を必要とする複雑、多岐にわたる工程を経て製造され
ている。このような一方向性珪素鋼板は、主として変圧
器、その他電気機器の鉄心として使用されており、磁気
特性として製品の磁束密度（Ｂ8 値で代表される) が高
く、鉄損（Ｗ17/50 値で代表される) が低いこと、さら
に表面性状が良好な絶縁被膜を被成していることなどが
要求されている。とくにエネルギー危機を境にして電力
損失の低減を至上とする要請が著しく強まり、変圧器用
鉄心材料としての鉄損のより低い一方向性珪素鋼板の必
要性はますます高まってきている。そして、この一方向
性珪素鋼板の鉄損改善の歴史は、ゴス方位２次再結晶集
合組織の改善の歴史であると云っても過言ではない。
【０００３】
【従来の技術】２次再結晶粒を制御する方法として、Al
N ，MnS 及び MnSe 等の１次再結晶粒成長抑制剤、いわ
ゆるインヒビターを用いてゴス方位２次再結晶粒を優先
成長させる方法が実施されている。
N ，MnS 及び MnSe 等の１次再結晶粒成長抑制剤、いわ
ゆるインヒビターを用いてゴス方位２次再結晶粒を優先
成長させる方法が実施されている。
【０００４】一方、上記の２次再結晶集合組織を制御す
る冶金的手段とは異なる鉄損改善技術も種々開発されて
いる。すなわち、市山 正：鉄と鋼、69(1983), P. 89
5、特公昭57−2252号公報、特公昭57−53419 号公報、
特公昭58−26405 号公報、及び特公昭58−26406 号公報
などにはレーザーを、又特開昭62−96617 号公報、特開
昭62−151511号公報、特開昭62−151516号公報、及び特
開昭62−151517号公報などにはプラズマを、それぞれ鋼
板表面に照射することにより、鋼板に局部微小歪を導入
して磁区を細分化し、鉄損を低下させる画期的な方法が
提案開示されている。しかしながら、これらの方法はい
ずれもエネルギー効率が５〜20％とひくいため、鉄損の
低下にはコスト増を余儀なくされる不利があった。
る冶金的手段とは異なる鉄損改善技術も種々開発されて
いる。すなわち、市山 正：鉄と鋼、69(1983), P. 89
5、特公昭57−2252号公報、特公昭57−53419 号公報、
特公昭58−26405 号公報、及び特公昭58−26406 号公報
などにはレーザーを、又特開昭62−96617 号公報、特開
昭62−151511号公報、特開昭62−151516号公報、及び特
開昭62−151517号公報などにはプラズマを、それぞれ鋼
板表面に照射することにより、鋼板に局部微小歪を導入
して磁区を細分化し、鉄損を低下させる画期的な方法が
提案開示されている。しかしながら、これらの方法はい
ずれもエネルギー効率が５〜20％とひくいため、鉄損の
低下にはコスト増を余儀なくされる不利があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで発明者らは、エ
ネルギー効率が高い磁区細分化の手法について、特開昭
63−186826号、特開平２−118022号及び同２−277780号
各公報にて提案した。すなわち鋼板の表面に、高電圧及
び小電流で発生した電子ビームを圧延方向と交わる鋼板
の幅方向へ局所的に断続照射し、被膜を地鉄に圧入する
方法である。しかしながらこれらの方法は磁気特性の向
上は達成されるものの、磁歪、騒音及び鋼板形状のばら
つきが大きく、製品としての品質を備える鋼板の安定生
産が難しいところに問題を残していた。これは電子ビー
ムの鋼板表面から内部への侵入深さが、レーザー等の他
の手法と比較して深いためと考えられる。
ネルギー効率が高い磁区細分化の手法について、特開昭
63−186826号、特開平２−118022号及び同２−277780号
各公報にて提案した。すなわち鋼板の表面に、高電圧及
び小電流で発生した電子ビームを圧延方向と交わる鋼板
の幅方向へ局所的に断続照射し、被膜を地鉄に圧入する
方法である。しかしながらこれらの方法は磁気特性の向
上は達成されるものの、磁歪、騒音及び鋼板形状のばら
つきが大きく、製品としての品質を備える鋼板の安定生
産が難しいところに問題を残していた。これは電子ビー
ムの鋼板表面から内部への侵入深さが、レーザー等の他
の手法と比較して深いためと考えられる。
【０００６】一方電子ビーム照射による磁区細分化に関
し、米国特許第4199733 号及び同4195750 号各明細書に
は、積鉄芯用では60Ｊ／in2 以上のエネルギー密度で、
及び巻鉄芯用では150 〜4000Ｊ／in2 のエネルギー密度
で行うことが開示されているが、電子ビームの侵入深さ
に関しての配慮はなく、またエネルギー密度は電子ビー
ム照射装置の種類や照射法によって変化するため、製品
の安定生産は難しい。この発明は、上記の問題を解消
し、高品質の製品を安定に製造する方法について提案す
ることを目的とする。
し、米国特許第4199733 号及び同4195750 号各明細書に
は、積鉄芯用では60Ｊ／in2 以上のエネルギー密度で、
及び巻鉄芯用では150 〜4000Ｊ／in2 のエネルギー密度
で行うことが開示されているが、電子ビームの侵入深さ
に関しての配慮はなく、またエネルギー密度は電子ビー
ム照射装置の種類や照射法によって変化するため、製品
の安定生産は難しい。この発明は、上記の問題を解消
し、高品質の製品を安定に製造する方法について提案す
ることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、仕上焼鈍を
施した後に絶縁被膜を被成した一方向性珪素鋼板の表面
に、電子ビームによって、圧延方向の照射幅が0.2 〜1.
0mm で圧延方向と交差する方向へ、該交差方向に対して
30°以下の傾きを成してジグザグ状に延びる連続あるい
は断続照射を、２〜20mmの間隔で行うことを特徴とする
低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法である。また、実施
に当たり、エネルギー密度：２〜９Ｊ／cm2 の電子ビー
ムを用いることが有利である。
施した後に絶縁被膜を被成した一方向性珪素鋼板の表面
に、電子ビームによって、圧延方向の照射幅が0.2 〜1.
0mm で圧延方向と交差する方向へ、該交差方向に対して
30°以下の傾きを成してジグザグ状に延びる連続あるい
は断続照射を、２〜20mmの間隔で行うことを特徴とする
低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法である。また、実施
に当たり、エネルギー密度：２〜９Ｊ／cm2 の電子ビー
ムを用いることが有利である。
【０００８】さて図１に、この発明に直接使用する電子
ビーム照射装置を示す。同図における番号１は排気口1
a，1bを備え真空槽を形成するするためのケーシング、
好ましくは10-2Torr以下の高真空としたケーシング１内
において、高圧インシュレータ２、電子を放出する電子
銃３及び電子銃３より放出された電子を加速するために
電子銃３と対向して配置したアノード４にて電子ビーム
５の射出を行う。さらに６は上記の電子線発生部を常に
高真空に維持するためのコラム弁、７は電子ビーム５を
集束するための集束コイル、そして８は集束コイル７に
て集束させた電子ビーム５の進行方向を変化させて鋼板
９の所定領域への照射を担う偏向コイルである。この偏
向コイル８によって、図２(b) に示すように、電子ビー
ムを0.2 〜1.0mm の照射幅内で圧延方向と交わる方向
へ、該交差方向に対して30°以下の傾きを成してジグザ
グ状に延びる断続照射あるいは連続照射を実現する。こ
の照射によって、鋼板上の被膜を破壊することなく、有
効な磁区細分化が可能となる。
ビーム照射装置を示す。同図における番号１は排気口1
a，1bを備え真空槽を形成するするためのケーシング、
好ましくは10-2Torr以下の高真空としたケーシング１内
において、高圧インシュレータ２、電子を放出する電子
銃３及び電子銃３より放出された電子を加速するために
電子銃３と対向して配置したアノード４にて電子ビーム
５の射出を行う。さらに６は上記の電子線発生部を常に
高真空に維持するためのコラム弁、７は電子ビーム５を
集束するための集束コイル、そして８は集束コイル７に
て集束させた電子ビーム５の進行方向を変化させて鋼板
９の所定領域への照射を担う偏向コイルである。この偏
向コイル８によって、図２(b) に示すように、電子ビー
ムを0.2 〜1.0mm の照射幅内で圧延方向と交わる方向
へ、該交差方向に対して30°以下の傾きを成してジグザ
グ状に延びる断続照射あるいは連続照射を実現する。こ
の照射によって、鋼板上の被膜を破壊することなく、有
効な磁区細分化が可能となる。
【０００９】このときの電子ビーム照射はエネルギー密
度：２〜９Ｊ／cm2 で行うことが好ましい。そして、被
膜は 0.01 〜５μm の深さまで圧入することが好まし
く、このための電子ビームの発生条件は、加速電圧を60
kVから500kV 、加速電流を５mA以下とすることが好適で
あり、さらに照射径が0.1 〜 0.5mmφの電子ビームをス
ポット中心間隔：50〜500 μm であるいは連続して照射
することが好ましい。
度：２〜９Ｊ／cm2 で行うことが好ましい。そして、被
膜は 0.01 〜５μm の深さまで圧入することが好まし
く、このための電子ビームの発生条件は、加速電圧を60
kVから500kV 、加速電流を５mA以下とすることが好適で
あり、さらに照射径が0.1 〜 0.5mmφの電子ビームをス
ポット中心間隔：50〜500 μm であるいは連続して照射
することが好ましい。
【００１０】また、この発明の方法を適用するに当た
り、一方向性珪素鋼板の成分組成は、従来公知の成分組
成のものいずれもが適合するが、代表組成をあげると以
下のとおりである。 Ｃ：0.01〜0.10wt％ 熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみならず、
ゴス方位の発達に有用な元素であり、少なくとも 0.01
wt％以上の添加が好ましい。しかしながら0.10wt％を超
えて含有するとかえってゴス方位に乱れが生じるので上
限は0.10wt％が好ましい。 Si : 2.0〜4.5 wt％ 鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与するが、2.
0 wt％に満たないと比抵抗が低下するだけでなく、２次
再結晶・純化のために行なわれる最終高温焼鈍中にα−
γ変態によって結晶方位のランダム化を生じ、十分な鉄
損改善効果が得られず、また 4.5wt％を超えると冷延性
が損なわれる。したがって、下限を 2.0wt％、上限を
4.5wt％とすることが好ましい。 Mn : 0.02 〜0.12wt％ 熱間脆化を防止するため少なくとも0.02wt％を必要とす
るが、あまり多すぎると磁気特性を劣化させるので、上
限は0.12wt％が好ましい。
り、一方向性珪素鋼板の成分組成は、従来公知の成分組
成のものいずれもが適合するが、代表組成をあげると以
下のとおりである。 Ｃ：0.01〜0.10wt％ 熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみならず、
ゴス方位の発達に有用な元素であり、少なくとも 0.01
wt％以上の添加が好ましい。しかしながら0.10wt％を超
えて含有するとかえってゴス方位に乱れが生じるので上
限は0.10wt％が好ましい。 Si : 2.0〜4.5 wt％ 鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与するが、2.
0 wt％に満たないと比抵抗が低下するだけでなく、２次
再結晶・純化のために行なわれる最終高温焼鈍中にα−
γ変態によって結晶方位のランダム化を生じ、十分な鉄
損改善効果が得られず、また 4.5wt％を超えると冷延性
が損なわれる。したがって、下限を 2.0wt％、上限を
4.5wt％とすることが好ましい。 Mn : 0.02 〜0.12wt％ 熱間脆化を防止するため少なくとも0.02wt％を必要とす
るが、あまり多すぎると磁気特性を劣化させるので、上
限は0.12wt％が好ましい。
【００１１】インヒビターとしては、大別して MnS, Mn
Se系と AlN系とがある。MnS, MnSe系の場合は、Ｓ： 0.
005〜0.06 wt ％及びSe : 0.005〜0.06 wt ％のうちか
ら選ばれる少なくとも１種Ｓ，Seはいずれも方向性珪素
鋼板の２次再結晶を制御するインヒビターとして有力な
元素である。ともに抑制力確保の観点からは、少なくと
も 0.005wt％程度を必要とするが、0.06wt％を超えると
その効果が損なわれるので、その下限を0.005wt ％、上
限を 0.06 wt％とすることが好ましい。AlN 系の場合
は、 Al：0.005 〜0.10wt％及びＮ: 0.004 〜0.015 wt％ Al及びＮの範囲についても、上述した MnS系、MnSe系の
場合と同様の理由により上記の範囲とすることが好まし
い。
Se系と AlN系とがある。MnS, MnSe系の場合は、Ｓ： 0.
005〜0.06 wt ％及びSe : 0.005〜0.06 wt ％のうちか
ら選ばれる少なくとも１種Ｓ，Seはいずれも方向性珪素
鋼板の２次再結晶を制御するインヒビターとして有力な
元素である。ともに抑制力確保の観点からは、少なくと
も 0.005wt％程度を必要とするが、0.06wt％を超えると
その効果が損なわれるので、その下限を0.005wt ％、上
限を 0.06 wt％とすることが好ましい。AlN 系の場合
は、 Al：0.005 〜0.10wt％及びＮ: 0.004 〜0.015 wt％ Al及びＮの範囲についても、上述した MnS系、MnSe系の
場合と同様の理由により上記の範囲とすることが好まし
い。
【００１２】インヒビター成分としては上記したＳ，S
e, Alの他に、Cr, Mo, Cu, Sn, Ge,Sb, Te, Bi及びＰな
どについても有利に適合するもので、それぞれ少量併せ
て含有させることもよい。ここに上記成分の好適添加範
囲はそれぞれ、Cr, Cu, Sn :0.01wt％以上、0.50wt％以
下、Mo, Ge, Sb, Te, Bi : 0.005wt％以上、0.1 wt％以
下、Ｐ：0.01wt％以上、0.2 wt％以下であり、これら各
インヒビター成分についても単独使用及び複合使用いず
れの場合もが適合する。
e, Alの他に、Cr, Mo, Cu, Sn, Ge,Sb, Te, Bi及びＰな
どについても有利に適合するもので、それぞれ少量併せ
て含有させることもよい。ここに上記成分の好適添加範
囲はそれぞれ、Cr, Cu, Sn :0.01wt％以上、0.50wt％以
下、Mo, Ge, Sb, Te, Bi : 0.005wt％以上、0.1 wt％以
下、Ｐ：0.01wt％以上、0.2 wt％以下であり、これら各
インヒビター成分についても単独使用及び複合使用いず
れの場合もが適合する。
【００１３】
【作用】次にこの発明を実験例に基づいて述べる。 Ｃ：0.079 wt％, Si：3.36wt％, Mn：0.08wt％, Mo：
0.012wt％, sol.Al： 0.025wt％, Se： 0.019wt％、お
よびSb： 0.025wt％を含有する珪素鋼スラブを、1360℃
で３時間加熱後、熱間圧延して 2.2mm厚の熱延板とした
後、1050℃で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延
を施して0.23mm厚の最終冷延板とした。次いで 840℃の
湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面
上に MgOを主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、
その後10℃/hで昇温して 850℃で15時間の焼鈍を行なっ
た後、その後12℃/hで1180℃まで昇温して２次再結晶焼
鈍を行ってゴス方位２次再結晶粒を優先成長させた後、
1220℃の乾水素中で５時間の純化焼鈍を施した。次いで
鋼板表面上にリン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。その後図１に示した装置を用い
て、電子ビーム（電圧：150 kV，電流：0.9 mA，エネル
ギー密度：7.1J/cm2）を鋼板の圧延方向と直交する方向
に走査間隔：６mmおよび走査速度：700cm/s で照射する
処理を、図２(a) に示す直線状（照射幅：0.20mm）およ
び同図(b) に示すジグザグ状（照射幅：0.35mm）でそれ
ぞれ行った。なお、ジグザグ状の照射は、同図(b) に示
すように、電子ビームの走査を、その圧延方向と交差す
る方向の変位Ｌを0.2 mmと一定にする一方、圧延方向の
変位Ｈを0.2 mm以下の範囲で変化させ、交差方向に対す
る傾斜角θを変化した。また比較のため、磁区細分化処
理を施さない試料も作製した。
0.012wt％, sol.Al： 0.025wt％, Se： 0.019wt％、お
よびSb： 0.025wt％を含有する珪素鋼スラブを、1360℃
で３時間加熱後、熱間圧延して 2.2mm厚の熱延板とした
後、1050℃で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延
を施して0.23mm厚の最終冷延板とした。次いで 840℃の
湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面
上に MgOを主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、
その後10℃/hで昇温して 850℃で15時間の焼鈍を行なっ
た後、その後12℃/hで1180℃まで昇温して２次再結晶焼
鈍を行ってゴス方位２次再結晶粒を優先成長させた後、
1220℃の乾水素中で５時間の純化焼鈍を施した。次いで
鋼板表面上にリン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。その後図１に示した装置を用い
て、電子ビーム（電圧：150 kV，電流：0.9 mA，エネル
ギー密度：7.1J/cm2）を鋼板の圧延方向と直交する方向
に走査間隔：６mmおよび走査速度：700cm/s で照射する
処理を、図２(a) に示す直線状（照射幅：0.20mm）およ
び同図(b) に示すジグザグ状（照射幅：0.35mm）でそれ
ぞれ行った。なお、ジグザグ状の照射は、同図(b) に示
すように、電子ビームの走査を、その圧延方向と交差す
る方向の変位Ｌを0.2 mmと一定にする一方、圧延方向の
変位Ｈを0.2 mm以下の範囲で変化させ、交差方向に対す
る傾斜角θを変化した。また比較のため、磁区細分化処
理を施さない試料も作製した。
【００１４】かくして得られた鋼板の、磁気特性および
鋼板形状について調べた結果を図３に示す。同図から、
傾斜角θが30°以下でジグザグ状の照射を行った鋼板
で、鉄損の向上量が大きく、傾斜角θが30°をこえると
鉄損向上量が小さくなることがわかる。同様に、磁束密
度の変化量も傾斜角θの増加とともに、小さくなる。一
方、照射前後の鋼板のＣ方向（圧延方向に直角方向）の
変形量であるＣ反り量は、傾斜角θが大きくなるに従っ
て小さくなり、形状の優れた鋼板が得られる。
鋼板形状について調べた結果を図３に示す。同図から、
傾斜角θが30°以下でジグザグ状の照射を行った鋼板
で、鉄損の向上量が大きく、傾斜角θが30°をこえると
鉄損向上量が小さくなることがわかる。同様に、磁束密
度の変化量も傾斜角θの増加とともに、小さくなる。一
方、照射前後の鋼板のＣ方向（圧延方向に直角方向）の
変形量であるＣ反り量は、傾斜角θが大きくなるに従っ
て小さくなり、形状の優れた鋼板が得られる。
【００１５】上記と同様に得られた鋼板について、磁気
特性、磁歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表
１に示す。なお、ジグザグ状照射における傾斜角θは1
1.3°とした。ここで、磁歪は、励磁VA（通常VA／kgで
表示する）で評価し、騒音はdbで評価するが、このとき
の評価は通常1.7T／50Hzときの値で示す。これらの評価
は、以下に示す実験及び実施例においても同様である。
特性、磁歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表
１に示す。なお、ジグザグ状照射における傾斜角θは1
1.3°とした。ここで、磁歪は、励磁VA（通常VA／kgで
表示する）で評価し、騒音はdbで評価するが、このとき
の評価は通常1.7T／50Hzときの値で示す。これらの評価
は、以下に示す実験及び実施例においても同様である。
【００１６】
【表１】
【００１７】表１から明らかなように、磁区細分化処理
を施した試料はともに、施さない試料に比較して特に鉄
損の向上が著しいが、電子ビームを直線状に照射した場
合は同ジグザグ状に照射した場合と比較して、磁歪、騒
音及び鋼板形状における劣化が著しいことがわかる。
を施した試料はともに、施さない試料に比較して特に鉄
損の向上が著しいが、電子ビームを直線状に照射した場
合は同ジグザグ状に照射した場合と比較して、磁歪、騒
音及び鋼板形状における劣化が著しいことがわかる。
【００１８】さらに発明者らは、電子ビームのエネルギ
ー密度に関する実験も行った。すなわち表１に結果を示
した実験と同様にして得た絶縁被膜付きの鋼板に、図１
に示した装置を用いて、電子ビーム（電圧：150 〜225
kV，電流：0.5 〜1.50mA，ビーム径：0.2 〜0.3mm φ）
を鋼板の圧延方向と直交する方向に走査間隔：６mm及び
照射幅：0.35〜0.80mmでジグザグ状に照射する処理を、
エネルギー密度を１〜30Ｊ／cm2 に変化させて行った。
また比較のため、磁区細分化処理を施さない試料も作製
した。かくして得られた鋼板の、磁気特性、磁歪、騒音
及び鋼板形状について調べた結果を、図４にそれぞれ示
す。
ー密度に関する実験も行った。すなわち表１に結果を示
した実験と同様にして得た絶縁被膜付きの鋼板に、図１
に示した装置を用いて、電子ビーム（電圧：150 〜225
kV，電流：0.5 〜1.50mA，ビーム径：0.2 〜0.3mm φ）
を鋼板の圧延方向と直交する方向に走査間隔：６mm及び
照射幅：0.35〜0.80mmでジグザグ状に照射する処理を、
エネルギー密度を１〜30Ｊ／cm2 に変化させて行った。
また比較のため、磁区細分化処理を施さない試料も作製
した。かくして得られた鋼板の、磁気特性、磁歪、騒音
及び鋼板形状について調べた結果を、図４にそれぞれ示
す。
【００１９】同図から明らかなように、エネルギー密度
を9.0 Ｊ／cm2 以下とすることで磁気特性、磁歪、騒音
及び鋼板形状は全て向上するが、鉄損は2.0 Ｊ／cm2 未
満になると劣化した。従ってエネルギー密度を2.0 〜9.
0 Ｊ／cm2 の範囲とすることによって、磁気特性、磁
歪、騒音及び鋼板形状の全てをより改善することができ
る。
を9.0 Ｊ／cm2 以下とすることで磁気特性、磁歪、騒音
及び鋼板形状は全て向上するが、鉄損は2.0 Ｊ／cm2 未
満になると劣化した。従ってエネルギー密度を2.0 〜9.
0 Ｊ／cm2 の範囲とすることによって、磁気特性、磁
歪、騒音及び鋼板形状の全てをより改善することができ
る。
【００２０】電子ビーム照射によって、特に磁歪、騒音
及び鋼板形状の劣化として現れる短所は、電子ビームが
エネルギー効率が高くかつビームを細く絞れるために、
電子ビームを照射した鋼板中に微小歪が深く分散される
ことに起因している。そこで電子ビーム照射をジグザグ
状にかつエネルギー密度：2.0 〜9.0 Ｊ／cm2 で行うこ
とによって、180 ゜磁区を細分化させうる磁壁の核の発
生頻度を増加させることが可能である。これによってす
でに公知の米国特許第4199733 号および同4195750 号明
細書の開示よりも低いエネルギー密度で充分に磁区細分
化させることができる。さらにこの発明ではこのような
エネルギー密度を与えることによって、磁気特性の向上
に加えて、磁歪、騒音および鋼板形状の向上を図ること
が初めて可能となったものである。したがって上記の米
国特許では磁気特性の向上は図れるが、磁歪、騒音およ
び鋼板形状に問題があり、製品を製造することが不可能
であった。
及び鋼板形状の劣化として現れる短所は、電子ビームが
エネルギー効率が高くかつビームを細く絞れるために、
電子ビームを照射した鋼板中に微小歪が深く分散される
ことに起因している。そこで電子ビーム照射をジグザグ
状にかつエネルギー密度：2.0 〜9.0 Ｊ／cm2 で行うこ
とによって、180 ゜磁区を細分化させうる磁壁の核の発
生頻度を増加させることが可能である。これによってす
でに公知の米国特許第4199733 号および同4195750 号明
細書の開示よりも低いエネルギー密度で充分に磁区細分
化させることができる。さらにこの発明ではこのような
エネルギー密度を与えることによって、磁気特性の向上
に加えて、磁歪、騒音および鋼板形状の向上を図ること
が初めて可能となったものである。したがって上記の米
国特許では磁気特性の向上は図れるが、磁歪、騒音およ
び鋼板形状に問題があり、製品を製造することが不可能
であった。
【００２１】
(A) Ｃ：0.042 wt％, Si：3.48wt％, Mn：0.073 wt％,
Mo：0.012 wt％, Se：0.020 wt％およびSb : 0.022wt％ (B) Ｃ：0.020wt ％, Cu:0.2 wt ％,Sn:0.08wt％および
Al： 0.024wt％ をそれぞれ含有する珪素鋼スラブを、1380℃で４時間加
熱後、熱間圧延して 2.2mm厚の熱延板とした後、1050℃
で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延を施して0.
23mm厚の最終冷延板とした。ついで 840℃の湿水素中で
脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面上に MgOを
主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、その後850
℃で20h の焼鈍を行い、次いで８℃/hで1180℃まで昇温
してゴス方位２次再結晶粒を優先成長させた後、1220℃
の乾水素中で８時間の純化焼鈍を施した。次いで鋼板表
面上にリン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。その後図１に示した装置を用いて、電
子ビーム〔電圧：150 kV，電流：1.6 mA、ビーム径：0.
25mmφ（ナイフエッジ法による）, 真空度：５×10-4To
rr〕を鋼板の圧延方向と直交する方向に照射幅：0.5mm
及び走査間隔：６mmで、上記傾斜角θが15.6°となるジ
グザグ状に照射する処理を、エネルギー密度：6.3 Ｊ／
cm2 で行った。かくして得られた製品の磁気特性、磁
歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表２に示
す。
Mo：0.012 wt％, Se：0.020 wt％およびSb : 0.022wt％ (B) Ｃ：0.020wt ％, Cu:0.2 wt ％,Sn:0.08wt％および
Al： 0.024wt％ をそれぞれ含有する珪素鋼スラブを、1380℃で４時間加
熱後、熱間圧延して 2.2mm厚の熱延板とした後、1050℃
で２分間の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延を施して0.
23mm厚の最終冷延板とした。ついで 840℃の湿水素中で
脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、鋼板表面上に MgOを
主成分とする焼鈍分離剤をスラリー塗布し、その後850
℃で20h の焼鈍を行い、次いで８℃/hで1180℃まで昇温
してゴス方位２次再結晶粒を優先成長させた後、1220℃
の乾水素中で８時間の純化焼鈍を施した。次いで鋼板表
面上にリン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。その後図１に示した装置を用いて、電
子ビーム〔電圧：150 kV，電流：1.6 mA、ビーム径：0.
25mmφ（ナイフエッジ法による）, 真空度：５×10-4To
rr〕を鋼板の圧延方向と直交する方向に照射幅：0.5mm
及び走査間隔：６mmで、上記傾斜角θが15.6°となるジ
グザグ状に照射する処理を、エネルギー密度：6.3 Ｊ／
cm2 で行った。かくして得られた製品の磁気特性、磁
歪、騒音及び鋼板形状について調べた結果を表２に示
す。
【００２２】
【表２】
【００２３】
【発明の効果】この発明によれば、磁気特性の良好な、
特に鉄損の低い一方向性珪素鋼板を、磁歪、騒音及び鋼
板形状の劣化をまねくことなしに製造することができ、
優れた製品を安定して提供し得る。
特に鉄損の低い一方向性珪素鋼板を、磁歪、騒音及び鋼
板形状の劣化をまねくことなしに製造することができ、
優れた製品を安定して提供し得る。
【図１】この発明の方法に使用する電子ビーム照射装置
を示す模式図である。
を示す模式図である。
【図２】電子ビームの照射要領を示す模式図である。
【図３】電子ビームのジグザグ状照射における傾斜角θ
と磁気特性および鋼板形状との関係を示すグラフであ
る。
と磁気特性および鋼板形状との関係を示すグラフであ
る。
【図４】電子ビームのエネルギー密度と鉄損、磁歪、騒
音及び鋼板形状との関係を示すグラフである。
音及び鋼板形状との関係を示すグラフである。
１ ケーシング 1a 排気口 1b 排気口 ２ 高圧インシュレータ ３ 電子銃 ４ アノード ５ 電子ビーム ６ コラム弁 ７ 集束コイル ８ 偏向コイル ９ 鋼板
Claims (2)
- 【請求項１】 仕上焼鈍を施した後に絶縁被膜を被成し
た一方向性珪素鋼板の表面に、電子ビームによって、圧
延方向の照射幅が0.2 〜1.0mm で圧延方向と交差する方
向へ、該交差方向に対して30°以下の傾きを成してジグ
ザグ状に延びる連続あるいは断続照射を、圧延方向に２
〜20mmの間隔で行うことを特徴とする、低鉄損一方向性
珪素鋼板の製造方法。 - 【請求項２】 電子ビームにエネルギー密度：２〜９Ｊ
／cm2 のものを用いる、請求項１に記載の方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28616292A JP3399991B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28616292A JP3399991B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06136449A true JPH06136449A (ja) | 1994-05-17 |
| JP3399991B2 JP3399991B2 (ja) | 2003-04-28 |
Family
ID=17700745
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28616292A Expired - Fee Related JP3399991B2 (ja) | 1992-10-23 | 1992-10-23 | 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 |
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|---|---|
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444050B1 (en) * | 1996-10-21 | 2002-09-03 | Kawasaki Steel Corporation | Grain-oriented electromagnetic steel sheet |
| WO2012017655A1 (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | 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 |
| JP2012036449A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP2012035288A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 電子ビーム照射方法 |
| JP2013087299A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
| WO2013099160A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板 |
| JP2013159833A (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板の鉄損改善方法およびその装置 |
| JP2013159850A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| WO2013161863A1 (ja) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 新日鐵住金株式会社 | 方向性電磁鋼板及びその製造方法 |
| JP2018035412A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法、及び方向性電磁鋼板 |
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|---|---|---|---|---|
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-
1992
- 1992-10-23 JP JP28616292A patent/JP3399991B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6444050B1 (en) * | 1996-10-21 | 2002-09-03 | Kawasaki Steel Corporation | Grain-oriented electromagnetic steel sheet |
| JP2012035288A (ja) * | 2010-08-05 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 電子ビーム照射方法 |
| US9330839B2 (en) | 2010-08-06 | 2016-05-03 | Jfe Steel Corporation | Grain oriented electrical steel sheet and method for manufacturing the same |
| WO2012017655A1 (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-09 | 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 |
| JP2012052230A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-03-15 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2012036449A (ja) * | 2010-08-06 | 2012-02-23 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
| JP2013087299A (ja) * | 2011-10-13 | 2013-05-13 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板の製造方法 |
| WO2013099160A1 (ja) * | 2011-12-26 | 2013-07-04 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 方向性電磁鋼板 |
| CN104024451A (zh) * | 2011-12-26 | 2014-09-03 | 杰富意钢铁株式会社 | 取向性电磁钢板 |
| US9875832B2 (en) | 2011-12-26 | 2018-01-23 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet |
| US10147527B2 (en) | 2011-12-28 | 2018-12-04 | Jfe Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet and method for manufacturing same |
| JP2013159833A (ja) * | 2012-02-06 | 2013-08-19 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板の鉄損改善方法およびその装置 |
| JP2013159850A (ja) * | 2012-02-08 | 2013-08-19 | Jfe Steel Corp | 方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| WO2013161863A1 (ja) * | 2012-04-27 | 2013-10-31 | 新日鐵住金株式会社 | 方向性電磁鋼板及びその製造方法 |
| CN104203486A (zh) * | 2012-04-27 | 2014-12-10 | 新日铁住金株式会社 | 方向性电磁钢板及其制造方法 |
| CN104203486B (zh) * | 2012-04-27 | 2016-08-24 | 新日铁住金株式会社 | 方向性电磁钢板及其制造方法 |
| US10131018B2 (en) | 2012-04-27 | 2018-11-20 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Grain-oriented magnetic steel sheet and method of producing the same |
| JP2018035412A (ja) * | 2016-09-01 | 2018-03-08 | 新日鐵住金株式会社 | 方向性電磁鋼板の製造方法、及び方向性電磁鋼板 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3399991B2 (ja) | 2003-04-28 |
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