JPH07268472A - 磁気特性に優れた方向性電磁鋼板 - Google Patents

磁気特性に優れた方向性電磁鋼板

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JPH07268472A
JPH07268472A JP6063180A JP6318094A JPH07268472A JP H07268472 A JPH07268472 A JP H07268472A JP 6063180 A JP6063180 A JP 6063180A JP 6318094 A JP6318094 A JP 6318094A JP H07268472 A JPH07268472 A JP H07268472A
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steel sheet
groove
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respect
grain
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JP6063180A
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Masayoshi Ishida
昌義 石田
Kunihiro Senda
邦浩 千田
Keiji Sato
圭司 佐藤
Michiro Komatsubara
道郎 小松原
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JFE Steel Corp
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Kawasaki Steel Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 歪取焼鈍後においても鉄損の劣化のない、低
い鉄損の方向性電磁鋼板について提案する。 【構成】 鋼板の圧延方向と交わる向きに延びる線状溝
を、鋼板の表面に多数本配列した方向性電磁鋼板であっ
て、該線状溝を構成する側壁の少なくとも一方は、鋼板
表面に垂直な面に対して溝底側に傾斜した面とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、特に変圧器やその他
の電気機器用鉄心素材に有利に適合する、歪取焼鈍後も
鉄損低減効果が消失しない磁気特性の優れた方向性電磁
鋼板の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】方向性電磁鋼板は変圧器やその他の電気
機器鉄心として利用され、磁気特性に優れること、中で
も鉄損の低いことが要求される。この鉄損は概ねヒステ
リシス損と渦電流損の和で表わすことができ、ヒステリ
シス損は強い抑制力をもつインヒビターを用いることに
より、結晶方位をゴス方位、すなわち(110)<001>方位に
高度に集積させること、磁化したとき磁壁移動の際のピ
ンニング因子の生成原因となる不純物元素を低減するこ
と、等により大幅に低減されてきた。一方渦電流損につ
いては、Si含有量を増加して電気抵抗を増大させるこ
と、鋼板板厚を薄くすること、鋼板地鉄表面に地鉄と熱
膨張係数の異なる被膜を形成して地鉄に張力を付与する
こと、結晶粒の微細化により磁区幅を低減すること、等
によって低減が図られてきた。
【0003】さらに渦電流損を低減すべく、鋼板の圧延
方向と垂直な方向にレーザー光(特公昭57-2252 号公
報) 、プラズマ炎(特開昭62-96617号公報) 等を照射す
る方法が提案されている。これらの方法は、鋼板表面に
線状又は点状に微小な熱歪みを導入することにより磁区
を細分化し、鉄損を大幅に低減しようとするものであ
る。ところがこれらの方法においては、磁区細分化後に
高温での焼鈍を施すと、鉄損低減効果は消失してしまう
ため、照射処理後に歪取焼鈍を必要とする巻鉄心用素材
として用いることはできなかった。
【0004】そこで歪取焼鈍にも耐え得る磁区細分化方
法として、鋼板への溝形成を行う手法が種々提案されて
いる。例えば、最終仕上げ焼鈍後即ち二次再結晶後の鋼
板に局所的に溝を形成し、その反磁界効果によって磁区
を細分化する方法があるが、この溝の形成手段として
は、特公昭50-35679号公報に開示されている機械的な加
工や、特開昭63-76819号公報に示されているレーザー光
照射により絶縁被膜及び下地被膜を局所的に除去した後
電解エッチングする、等がある。また特公昭62-53579号
公報には、歯車型ロールで圧刻後、歪取焼鈍することで
溝形成及び再結晶を達成して磁区を細分化する方法が、
そして特開昭59-197520 号公報には最終仕上げ焼鈍前の
鋼板に溝を形成する方法が、それぞれ開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】これらの方法によれ
ば、歪取焼鈍後も磁区細分化効果を維持できるが、一方
鉄損の低減幅は、上記したレーザー光やプラズマ炎等を
照射する方法と比較すると不十分で、さらなる低鉄損化
が望まれている。
【0006】この発明は、上記問題を有利に解決するも
ので、歪取焼鈍後においても鉄損の劣化のない、低い鉄
損の方向性電磁鋼板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】発明者らは、方向性電磁
鋼板の低鉄損化を安定して図れる製造方法の開発を目的
として、最終冷延板に局所的に形成する溝の形状につい
て、鋭意実験を行った。すなわち、Al, Mn, Se, および
Sbをインヒビターとして微量含有する珪素鋼スラブを、
方向性電磁鋼板の製造の一般に従って、熱間圧延および
中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を経て0.23mm厚の最終冷
延板とした。その後、この冷延板に対して、機械加工に
よって線状溝を形成した。
【0008】ここで、線状溝は、深さ:20μm および底
面の幅:250 μm であり、両側壁の鋼板表面に垂直な面
に対する傾斜角が、(a) 溝外側(溝底と逆向き)に20
°、(b) 垂直(0°)、(c) 溝底側に20°となる3種の
溝を形成した。なお、線状溝は、圧延方向と直交する軸
に対する傾きが10°の向きに延びる直線状とし、圧延方
向に3mmの間隔で繰り返し形成した。次いで、脱炭焼鈍
および仕上焼鈍を施した後、張力コーティングを塗布、
そして焼き付け、850 ℃で3時間の歪取焼鈍を施した。
また、比較のため、(d) 最終冷延後に線状溝形成処理を
施さない鋼板に対し、脱炭焼鈍および仕上げ焼鈍を施
し、張力コーティングを塗布、そして焼き付けた後、85
0 ℃で3時間の歪取焼鈍を施した、鋼板も作製した。
【0009】かくして得られた歪取焼鈍後の鋼板から、
エプスタイン試験片を、その長手方向が圧延方向と一致
するように切り出し、それぞれの磁気特性を測定した結
果を表1に示す。同表から明かなように、(c) の両側壁
が溝底側に傾斜する線状溝を形成した鋼板が最も優れた
磁気特性を示した。
【0010】
【表1】
【0011】以上の実験結果から、最終冷延板に局所的
に溝を形成するに当たり、その溝の形状を適正化するこ
とによって、従来に比べてさらに低い鉄損が得られるこ
とを新たに知見し、この発明を完成させた。すなわち、
この発明は、鋼板の圧延方向と交わる向きに延びる線状
溝を、鋼板の表面に多数本配列した方向性電磁鋼板であ
って、該線状溝を構成する側壁の少なくとも一方は、鋼
板表面に垂直な面(以下、垂直面と示す)に対して溝底
側に傾斜した面に成ることを特徴とする、磁気特性に優
れた方向性電磁鋼板である。
【0012】ここで、線状溝は、垂直面に対する溝底側
への傾斜角度が、5〜60°であること、また底面の幅が
30〜300 μm および深さが10〜70μm で圧延方向と直交
する軸に対する傾きが30°以内の向きに延び、かつ圧延
方向に1〜30mmの間隔で配置されることが、鉄損の低減
にはとりわけ有利である。
【0013】ここで、この発明の素材である含珪素鋼と
しては、従来公知の成分組成のものいずれもが適合する
が、代表組成を掲げると次のとおりである。 C:0.01〜0.10wt%(以下単に%と示す) Cは、熱間圧延、冷間圧延中の組織の均一微細化のみら
なず、ゴス方位の発達に有用な成分であり、少なくとも
0.01%以上の含有が好ましい。しかしながら0.10%を超
えて含有されるとかえってゴス方位に乱れが生じるので
上限は0.10%程度が好ましい。
【0014】Si:2.0 〜4.5 % Siは、鋼板の比抵抗を高め鉄損の低減に有効に寄与する
が、4.5 %を上回ると冷延性が損なわれ、一方2.0 %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
が得られないので、Si量は2.0 〜4.5 %程度とするのが
好ましい。
【0015】Mn:0.02〜0.12% Mnは、熱間脆化を防止するため少なくとも0.02%程度を
必要とするが、あまりに多すぎると磁気特性を劣化させ
るので上限は0.12%程度に定めるのが好ましい。
【0016】インヒビターとしては、いわゆるMnS,MnSe
系とAlN 系とがある。まず、 MnS, MnSe系の場合は、S
e, Sのうちから選ばれる少なくとも1種を、0.005 〜
0.06%の範囲で含有する。Se, Sは、いずれもインヒビ
ターとして有力な元素である。抑制力確保の観点から
は、少なくとも0.005 %程度を必要とするが、0.06%を
超えるとその効果が損なわれるので、その下限、上限は
それぞれ0.01%, 0.06%程度とするのが好ましい。
【0017】AlN 系の場合は、Al:0.005 〜0.10%,
N:0.004 〜0.015 %の範囲で含有する。AlおよびNの
範囲についても、上述したMnS, MnSe系の場合と同様な
理由により、上記の範囲に定めた。ここに上記した Mn
S, MnSe系および AlN系はそれぞれ併用が可能である。
【0018】インヒビター成分としては上記したS, S
e, Alの他、Cu, Sn, Cr、Ge, Sb, Mo, Te, BiおよびP
なども有利に適合するので、それぞれ少量併せて含有さ
せることもできる。ここに上記成分の好適添加範囲はそ
れぞれ、Cu, Sn, Cr:0.01〜0.15%、Ge, Sb, Mo, Te,
Bi:0.005 〜0.1 %、P:0.01〜0.2 %であり、これら
の各インヒビター成分についても、単独使用および複合
使用いずれもが可能である。
【0019】
【作用】鋼板表面に線状溝を導入することによって、電
磁鋼板が磁化されたときに自由磁極を生じ、この磁極よ
って生じる磁気エネルギーを減少させるように磁区幅が
減少する結果、異常渦電流損が減少することが知られて
いる。
【0020】しかしながら、磁束線は線状溝の下部を迂
回して磁極の発生を抑制しようとする傾向があって、磁
極発生による磁区幅低減効果が減殺されるため、渦電流
損の減少が抑制されてしまう。この磁束線の迂回は、線
状溝の側壁が鋼板表面に垂直な面から溝外側へ傾いた場
合に、より生じやすくなるため、側壁面を垂直に近付け
ること、さらには側壁面を溝底側へ傾けることが、磁束
線の迂回による磁区細分化効果の低下を抑制する上で非
常に効果的である。ここで、この発明に適合する線状溝
の断面形状について、図1に例示する。
【0021】なお、線状溝を構成する両側壁が、図1
(a) に示したように、溝底側に傾斜していることが望ま
しいが、同図(b) または(c) に示したように、いずれか
一方の側壁のみが溝底側に傾斜した場合にも鉄損改善効
果は期待できる。また、側壁は平面状であることがより
望ましいが、同図(d) に示したように、底面と側壁の交
線および側壁上端縁が、側壁の傾斜を損なわない範囲で
丸みを帯びていてもよい。
【0022】さらに、線状溝は、その垂直面に対する溝
底側への傾斜角度が、5〜60°であること、そして底面
の幅が30〜300 μm および深さが10〜70μm で圧延方向
と直交する軸に対する傾きが30°以内の向きに延び、か
つ圧延方向に1〜30mmの間隔で配置されることが、鉄損
の低減にはとりわけ有利である。すなわち、垂直面に対
する溝底側への傾斜角度が、5°未満であると、磁束線
の迂回を抑制する効果が小さく、また60°を超えると、
磁束線迂回抑制効果は大きいものの、ヒステリシス損が
上昇するため、垂直面に対する溝底側への傾斜角度は5
〜60°であることが好ましい。そして、溝幅が30μm に
満たない場合、あるいは溝の深さが10μm に満たない場
合には、磁極発生量が少なく磁区細分化効果が小さいた
め、鉄損低減が十分に行われない。一方、溝幅が300 μ
m を超える場合、あるいは溝深さが70μm を超える場合
には磁束密度の低下が著しい。次に、溝と溝との間隔が
1mm未満である場合には磁束密度の低下が著しく、一方
溝間隔が30mmを超えると磁区細分化効果が小さく、鉄損
低減が十分でなくなり、同様に、線状溝の延びる方向が
圧延方向と直交する軸に対する傾きが30°を超えると、
鉄損低減効果が著しく損なわれる。なお、線状溝の延び
る方向が圧延方向と直行する方向であってもよいのは、
勿論である。
【0023】また、線状溝の形成は、最終冷間圧延後ま
たは脱炭焼鈍後に行うことができる。その手法としては
機械的方法によるほか、最終冷間圧延後に行う場合は、
レジススト−電解エッチング法等の電気化学的方法、エ
ッチング等の化学的方法によってもよい。すなわち、こ
の発明にかかる形状を有する溝部以外の非腐食部にレジ
スト剤を塗布することにより、容易に溝形成を達成でき
る。
【0024】
【実施例】
実施例1 C:0.040 %、Si:3.32%、Mn:0.065 %、Mo:0.013
%、Se:0.020 %、Al:0.025 %、Sb:0.025 %および
N:0.008 %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2.4 mm厚の熱延板とした後、97
0 ℃で3分間の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して
0.23mm厚の最終冷延板とした。次いで仕上焼鈍を施す前
の鋼板に、機械加工によって、線状溝を形成した。線状
溝は、深さ20μm および底面の幅200 μm であり、両側
壁の垂直面に対する傾斜角を、溝外側に40°のから溝底
側に40°まで変化させ、かつ圧延方向と直交する軸に対
する傾きが10°の向きに延びる直線状とし、圧延方向の
間隔を5mmとして形成した。
【0025】次に、脱炭焼鈍および仕上焼鈍を施した
後、張力コーティングを塗布、そして焼き付け、850 ℃
で3時間の歪取焼鈍を施した。かくして得られた歪取焼
鈍後の鋼板から、エプスタイン試験片を、その長手方向
が圧延方向と一致するように切り出し、それぞれの磁気
特性を測定した結果を図2に示す。同図から明らかなよ
うに、溝底側に両側壁を傾斜させた場合に極めて良好な
鉄損が得られる。
【0026】実施例2 C:0.044 %、Si:3.26%、Mn:0.067 %、Mo:0.012
%、Se:0.017 %、Al:0.026 %、Sb:0.026 %および
N:0.008 %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2.4 mm厚の熱延板とした後、97
0 ℃で3分間の中間焼鈍を挟む2回の冷間圧延を施して
0.23mm厚の最終冷延板とした。次いで仕上焼鈍を施す前
の鋼板に、機械加工によって、線状溝を形成した。線状
溝は、深さ25μm および底面の幅250 μm であり、両側
壁の垂直面に対する傾斜角を、溝外側に20°のから溝底
側に40°まで変化させ、かつ圧延方向と直交する向きに
延びる直線状とし、圧延方向の間隔を3mmとして形成し
た。次に、脱炭焼鈍および仕上焼鈍を施した後、張力コ
ーティングを塗布、そして焼き付け、850 ℃で3時間の
歪取焼鈍を施した。
【0027】また、溝部分に化学研摩を施して溝底面を
広げるとともに平滑化した後、同様の処理を施した鋼
板、さらに溝を形成しない歪取焼鈍後の製品板、を比較
のためにそれぞれ用意した。
【0028】かくして得られた歪取焼鈍後の鋼板から、
エプスタイン試験片を、その長手方向が圧延方向と一致
するように切り出し、それぞれの磁気特性を測定した結
果を表2に示す。同表から明らかなように、溝底側に少
なくとも一方の側壁を傾斜させた場合に極めて良好な鉄
損が得られる。
【0029】
【表2】
【0030】
【発明の効果】この発明の方向性電磁鋼板は、磁気特性
が良好で安定しており、特に歪取焼鈍を行った後も磁気
特性の劣化がきわめて小さいため、変圧器鉄心、特に巻
鉄心に適用した場合に優れた変圧器特性を得ることが可
能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】線状溝の形状を示す断面図である。
【図2】線状溝側壁の傾斜角と鉄損との関係を示すグラ
フである。
フロントページの続き (72)発明者 佐藤 圭司 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内 (72)発明者 小松原 道郎 千葉県千葉市中央区川崎町1番地 川崎製 鉄株式会社技術研究本部内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 鋼板の圧延方向と交わる向きに延びる線
    状溝を、鋼板の表面に多数本配列した方向性電磁鋼板で
    あって、該線状溝を構成する側壁の少なくとも一方は、
    鋼板表面に垂直な面に対して溝底側に傾斜した面に成る
    ことを特徴とする、磁気特性に優れた方向性電磁鋼板。
  2. 【請求項2】 線状溝は、鋼板表面に垂直な面に対する
    溝底側への傾斜角度が、5〜60°である請求項1に記載
    の方向性電磁鋼板。
  3. 【請求項3】 線状溝は、底面の幅が30〜300 μm およ
    び深さが10〜70μmで圧延方向と直交する軸に対する傾
    きが30°以内の向きに延び、かつ圧延方向に1〜30mmの
    間隔で配置される請求項1に記載の方向性電磁鋼板。
JP6063180A 1994-03-31 1994-03-31 磁気特性に優れた方向性電磁鋼板 Withdrawn JPH07268472A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2573193A1 (en) * 2010-06-25 2013-03-27 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method for producing unidirectional electromagnetic steel sheet

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2573193A1 (en) * 2010-06-25 2013-03-27 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Method for producing unidirectional electromagnetic steel sheet
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