JPH08269562A - 磁歪の低い方向性珪素鋼板およびその製造方法 - Google Patents
磁歪の低い方向性珪素鋼板およびその製造方法Info
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- JPH08269562A JPH08269562A JP7071271A JP7127195A JPH08269562A JP H08269562 A JPH08269562 A JP H08269562A JP 7071271 A JP7071271 A JP 7071271A JP 7127195 A JP7127195 A JP 7127195A JP H08269562 A JPH08269562 A JP H08269562A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 仕上焼鈍後の方向性珪素鋼板に対し、磁歪を
低減した製品およびその製造方法を提供する。 【構成】 方向性珪素鋼板に微小の内部歪を残留させる
ことにより、１．８Ｔ以下の磁束密度において磁歪値
（ｐｅａｋ−ｐｅａｋ）を低減させる。 【効果】 微小の内部歪を与えることにより、磁束密度
ゼロにおける９０度磁区の体積を増加させ、交番磁界中
で１．８Ｔ以下の磁束密度での９０度磁区の体積変化を
少なくすることにより、歪取焼鈍した場合に比べ５％以
上低い磁歪値が得られる。
低減した製品およびその製造方法を提供する。 【構成】 方向性珪素鋼板に微小の内部歪を残留させる
ことにより、１．８Ｔ以下の磁束密度において磁歪値
（ｐｅａｋ−ｐｅａｋ）を低減させる。 【効果】 微小の内部歪を与えることにより、磁束密度
ゼロにおける９０度磁区の体積を増加させ、交番磁界中
で１．８Ｔ以下の磁束密度での９０度磁区の体積変化を
少なくすることにより、歪取焼鈍した場合に比べ５％以
上低い磁歪値が得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、変圧器等の電磁応用機
器の鉄芯あるいは磁気シールド等に使用される方向性珪
素鋼板及びその製造方法に関するもので、特に。磁歪を
減少させることにより、かかる磁歪に起因する機器の騒
音・振動の低減を達成しようとするものである。
器の鉄芯あるいは磁気シールド等に使用される方向性珪
素鋼板及びその製造方法に関するもので、特に。磁歪を
減少させることにより、かかる磁歪に起因する機器の騒
音・振動の低減を達成しようとするものである。
【０００２】
【従来の技術】方向性珪素鋼板は変圧器等の電磁応用機
器の鉄芯あるいは磁気シールド等に使用され、磁気特性
が優れていること、中でも鉄損が低いことが要望されて
きた。ところで、方向性珪素鋼板は、Ｓｉを２〜４％含
むスラブを熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、脱炭焼鈍、
仕上焼鈍等のプロセスで処理することにより製造され
る。仕上焼鈍はコイル状で行われるため、仕上焼鈍後の
鋼板にはコイルセットがある。方向性珪素鋼板は変圧器
等の電磁応用機器の鉄芯として積層して使用されるの
で、その形状性が良好であることが重要であり、前記仕
上焼鈍時のコイルセットの矯正や側歪、中のび等の矯
正、いわゆる平坦化と称される形状矯正を行う必要があ
る。方向性珪素鋼板製品に仕上焼鈍時の冷却歪、コイル
セット矯正時等大きい内部歪が残留していると鉄損が劣
化するため、前記仕上焼鈍後の連続焼鈍において内部歪
を減少させる必要がある。この観点から、たとえば特開
昭６１−１５９５２９号、特開昭６１−１７４３２９号
公報にあるように、従来は鉄損低減の立場から、内部歪
を徹底的に解放することが製造における重要項目とされ
てきた。
器の鉄芯あるいは磁気シールド等に使用され、磁気特性
が優れていること、中でも鉄損が低いことが要望されて
きた。ところで、方向性珪素鋼板は、Ｓｉを２〜４％含
むスラブを熱間圧延、冷間圧延、中間焼鈍、脱炭焼鈍、
仕上焼鈍等のプロセスで処理することにより製造され
る。仕上焼鈍はコイル状で行われるため、仕上焼鈍後の
鋼板にはコイルセットがある。方向性珪素鋼板は変圧器
等の電磁応用機器の鉄芯として積層して使用されるの
で、その形状性が良好であることが重要であり、前記仕
上焼鈍時のコイルセットの矯正や側歪、中のび等の矯
正、いわゆる平坦化と称される形状矯正を行う必要があ
る。方向性珪素鋼板製品に仕上焼鈍時の冷却歪、コイル
セット矯正時等大きい内部歪が残留していると鉄損が劣
化するため、前記仕上焼鈍後の連続焼鈍において内部歪
を減少させる必要がある。この観点から、たとえば特開
昭６１−１５９５２９号、特開昭６１−１７４３２９号
公報にあるように、従来は鉄損低減の立場から、内部歪
を徹底的に解放することが製造における重要項目とされ
てきた。
【０００３】一方、環境問題の高揚とともに変圧器等の
電磁応用機器の騒音・振動を低減することが要請される
ようになり、これらの機器の鉄芯および磁気シールドに
使用される方向性珪素鋼板にも低鉄損とともに低騒音・
振動に適した材料が求められるようになった。
電磁応用機器の騒音・振動を低減することが要請される
ようになり、これらの機器の鉄芯および磁気シールドに
使用される方向性珪素鋼板にも低鉄損とともに低騒音・
振動に適した材料が求められるようになった。
【０００４】方向性珪素鋼板の磁歪の大きさは１０-6オ
ーダーの非常に小さなものであるが、鉄芯等での騒音・
振動の原因として最も注目されている。磁歪を低減させ
る方法としては、Ｓｉ含有量を増やす、２次再結晶粒を
（１１０）〔００１〕方位に高度に揃える等の冶金学的
方法と張力被膜による鋼板への張力付与等が知られてい
る。また、方向性珪素鋼板の磁歪は内部歪が残留してい
ると一途に増大すると考えられ、上述した鉄損の低減と
同様に、内部歪を徹底的に解放することが製造における
重要項目とされてきた。
ーダーの非常に小さなものであるが、鉄芯等での騒音・
振動の原因として最も注目されている。磁歪を低減させ
る方法としては、Ｓｉ含有量を増やす、２次再結晶粒を
（１１０）〔００１〕方位に高度に揃える等の冶金学的
方法と張力被膜による鋼板への張力付与等が知られてい
る。また、方向性珪素鋼板の磁歪は内部歪が残留してい
ると一途に増大すると考えられ、上述した鉄損の低減と
同様に、内部歪を徹底的に解放することが製造における
重要項目とされてきた。
【０００５】また、磁歪の大きさは前述したように非常
に小さく、方向性珪素鋼板製品の磁歪を計測すること自
体が困難であった。このため磁歪現象の研究は鉄損ほど
には進んでいなかった。この計測の問題は、特公平５−
０８５８４９号公報にある高精度の磁歪測定方法の開発
により容易となり、磁歪現象の詳細な解析が可能となっ
た。
に小さく、方向性珪素鋼板製品の磁歪を計測すること自
体が困難であった。このため磁歪現象の研究は鉄損ほど
には進んでいなかった。この計測の問題は、特公平５−
０８５８４９号公報にある高精度の磁歪測定方法の開発
により容易となり、磁歪現象の詳細な解析が可能となっ
た。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】これまで、方向性珪素
鋼板の製品の磁歪は、焼鈍により内部歪を徹底的に解放
することにより最も低減されると考えられてきたが、本
発明者は磁歪と内部歪との関連を詳細に調べた結果、中
〜低磁束密度の励磁条件においては、微小の内部歪を残
留させたときに最も磁歪が小さくなることを見いだし
た。
鋼板の製品の磁歪は、焼鈍により内部歪を徹底的に解放
することにより最も低減されると考えられてきたが、本
発明者は磁歪と内部歪との関連を詳細に調べた結果、中
〜低磁束密度の励磁条件においては、微小の内部歪を残
留させたときに最も磁歪が小さくなることを見いだし
た。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明はこの知見に基づ
いてなされたものであり、その要旨は仕上焼鈍された後
の方向性珪素鋼板に微量の内部歪を残留させることによ
る、中〜低磁束密度において磁歪の低い方向性電磁鋼板
製品の実現、および微量の内部歪を残留させる方法にあ
る。
いてなされたものであり、その要旨は仕上焼鈍された後
の方向性珪素鋼板に微量の内部歪を残留させることによ
る、中〜低磁束密度において磁歪の低い方向性電磁鋼板
製品の実現、および微量の内部歪を残留させる方法にあ
る。
【０００８】以下に本発明を詳細に説明する。まず磁歪
現象について述べる。本発明者は磁歪現象を詳細に調
べ、磁歪を制御する方法について検討した。方向性珪素
鋼板に限らず強磁性体の磁歪現象は、磁化過程での磁区
構造の変化に大きく依存している。物性値として、３％
珪素鋼では磁歪定数はおよそ３×１０-5であるが、通常
の方向性珪素鋼板製品の磁歪値はその１／１０以下であ
ることが多い。これは方向性珪素鋼板をなす２次再結晶
粒が（１１０）〔００１〕方位に極めて高度に揃ってい
るために、自発磁化方向が圧延方向にほぼ平行に向いた
１８０度磁区が鋼板体積の主要な部分を占めているため
である。この１８０度磁区は自発磁化の向きが〈００
１〉軸に向き且つ交互に反対方向を向くストライプ状の
磁区の集合構造であるが、それぞれの磁区はその自発磁
化方向に磁歪定数×３／２の割合だけ伸びている状態に
ある。励磁されて磁束が通るときには、隣接する１８０
度磁区の間の境界すなわち１８０度磁壁が動くが、１８
０度磁区の総体積に変化がなければ励磁に伴う鋼板の伸
び、すなわち磁歪はゼロとなる。
現象について述べる。本発明者は磁歪現象を詳細に調
べ、磁歪を制御する方法について検討した。方向性珪素
鋼板に限らず強磁性体の磁歪現象は、磁化過程での磁区
構造の変化に大きく依存している。物性値として、３％
珪素鋼では磁歪定数はおよそ３×１０-5であるが、通常
の方向性珪素鋼板製品の磁歪値はその１／１０以下であ
ることが多い。これは方向性珪素鋼板をなす２次再結晶
粒が（１１０）〔００１〕方位に極めて高度に揃ってい
るために、自発磁化方向が圧延方向にほぼ平行に向いた
１８０度磁区が鋼板体積の主要な部分を占めているため
である。この１８０度磁区は自発磁化の向きが〈００
１〉軸に向き且つ交互に反対方向を向くストライプ状の
磁区の集合構造であるが、それぞれの磁区はその自発磁
化方向に磁歪定数×３／２の割合だけ伸びている状態に
ある。励磁されて磁束が通るときには、隣接する１８０
度磁区の間の境界すなわち１８０度磁壁が動くが、１８
０度磁区の総体積に変化がなければ励磁に伴う鋼板の伸
び、すなわち磁歪はゼロとなる。
【０００９】しかし、実際の方向性珪素鋼板では、結晶
方位の（１１０）〔００１〕方位からの変位が大きい部
分あるいは内部歪の大きい部分では、１８０度磁区の他
に９０度磁区構造が含まれる。９０度磁区の部分では圧
延方向への伸びがないため、励磁による磁化過程で９０
度磁区の体積に増加あるいは減少が起こると、鋼板の圧
延方向の伸びはそれぞれ減少あるいは増加し、その結果
として磁歪が発生することになる。
方位の（１１０）〔００１〕方位からの変位が大きい部
分あるいは内部歪の大きい部分では、１８０度磁区の他
に９０度磁区構造が含まれる。９０度磁区の部分では圧
延方向への伸びがないため、励磁による磁化過程で９０
度磁区の体積に増加あるいは減少が起こると、鋼板の圧
延方向の伸びはそれぞれ減少あるいは増加し、その結果
として磁歪が発生することになる。
【００１０】１８０度磁区の自発磁化方向の〈００１〉
結晶軸が鋼板表面と角度βを持つと、鋼板表面と裏面に
磁極が発生する。表裏面の磁極が作る静磁エネルギーを
打ち消す方向に、鋼板内部に〈１００〉結晶軸あるいは
〈０１０〉結晶軸方向に自発磁化が向く９０度磁区が発
生し、鋼板表面にはランセット磁区と呼ばれるダガー形
状をした１８０度磁区が現れる。また、鋼板に大きな内
部歪が残っている場合には、加工誘起磁気異方性により
鋼板内に９０度磁区が大量に発生し、鋼板表面にはいわ
ゆるメーズ磁区、あるいは圧延方向と直角方向に細く伸
びた１８０度磁区が圧延方向に細かく密に並ぶ磁区構造
が現れる。
結晶軸が鋼板表面と角度βを持つと、鋼板表面と裏面に
磁極が発生する。表裏面の磁極が作る静磁エネルギーを
打ち消す方向に、鋼板内部に〈１００〉結晶軸あるいは
〈０１０〉結晶軸方向に自発磁化が向く９０度磁区が発
生し、鋼板表面にはランセット磁区と呼ばれるダガー形
状をした１８０度磁区が現れる。また、鋼板に大きな内
部歪が残っている場合には、加工誘起磁気異方性により
鋼板内に９０度磁区が大量に発生し、鋼板表面にはいわ
ゆるメーズ磁区、あるいは圧延方向と直角方向に細く伸
びた１８０度磁区が圧延方向に細かく密に並ぶ磁区構造
が現れる。
【００１１】方向性珪素鋼板の磁歪減少について図１を
用いて説明する。図１は歪取焼鈍を行い内部歪を解放し
た状態の０．２３ｍ厚の方向性珪素鋼板Ｈｉ−Ｂを、周
波数５０Hz、磁束密度１．７Ｔの条件で励磁した場合の
磁歪ループの１例を示している。図１の縦軸は鋼板の圧
延方向の長さ変化であり、横軸は励磁磁束密度である。
図１中に、磁歪特性の評価指標として用いられる、ｏ−
ｐｅａｋ値とｐｅａｋ−ｐｅａｋ値の定義を示す。図２
に、０．３５mmの方向性珪素鋼板におけるｏ−ｐｅａｋ
値とｐｅａｋ−ｐｅａｋ値の磁束密度との関係の例を示
すが、およそ１．８Ｔ以下の低〜中磁束密度ではｏ−ｐ
ｅａｋ値の絶対値とｐｅａｋ−ｐｅａｋ値とは近い値を
示すが、１．９Ｔではｐｅａｋ−ｐｅａｋ値の方がｏ−
ｐｅａｋ値の絶対値より大きくなる。これは、およそ
１．８Ｔ以上の磁束密度では磁区構造の変化により磁歪
ループの形が崩れるからである。本発明では鉄芯等の騒
音につながるのは磁歪振幅であるとの考え方から、磁歪
値はｐｅａｋ−ｐｅａｋ値で評価する。
用いて説明する。図１は歪取焼鈍を行い内部歪を解放し
た状態の０．２３ｍ厚の方向性珪素鋼板Ｈｉ−Ｂを、周
波数５０Hz、磁束密度１．７Ｔの条件で励磁した場合の
磁歪ループの１例を示している。図１の縦軸は鋼板の圧
延方向の長さ変化であり、横軸は励磁磁束密度である。
図１中に、磁歪特性の評価指標として用いられる、ｏ−
ｐｅａｋ値とｐｅａｋ−ｐｅａｋ値の定義を示す。図２
に、０．３５mmの方向性珪素鋼板におけるｏ−ｐｅａｋ
値とｐｅａｋ−ｐｅａｋ値の磁束密度との関係の例を示
すが、およそ１．８Ｔ以下の低〜中磁束密度ではｏ−ｐ
ｅａｋ値の絶対値とｐｅａｋ−ｐｅａｋ値とは近い値を
示すが、１．９Ｔではｐｅａｋ−ｐｅａｋ値の方がｏ−
ｐｅａｋ値の絶対値より大きくなる。これは、およそ
１．８Ｔ以上の磁束密度では磁区構造の変化により磁歪
ループの形が崩れるからである。本発明では鉄芯等の騒
音につながるのは磁歪振幅であるとの考え方から、磁歪
値はｐｅａｋ−ｐｅａｋ値で評価する。
【００１２】磁歪を低減する方法を考えるために、図１
の磁歪ループを磁化過程の中での磁区構造の変化で説明
することを試みた。図１で磁束密度がゼロから正または
負に増加するとｏ−ｐｅａｋ値は負の値となり鋼板の圧
延方向の長さが縮むことを示すが、これは鋼板表裏の静
磁エネルギーと９０度磁区との関係で説明できる。鋼板
中の磁束密度が正または負に増加すると磁束の通る方向
の１８０度磁区幅は広がり、反対方向の磁区幅は狭くな
る。鋼板表面の磁極の符号が磁壁を挟んで反対となるた
め磁壁の近傍では表裏面間の静磁エネルギーは減少して
いる。しかし磁壁間隔が広がり、磁壁から離れた表面積
が増えるとこの部分で表裏面間の静磁エネルギーは増加
し、前述したようにこの静磁エネルギーを打ち消すよう
に９０度磁区体積が増加して、鋼板は圧延方向に縮むこ
とになる。
の磁歪ループを磁化過程の中での磁区構造の変化で説明
することを試みた。図１で磁束密度がゼロから正または
負に増加するとｏ−ｐｅａｋ値は負の値となり鋼板の圧
延方向の長さが縮むことを示すが、これは鋼板表裏の静
磁エネルギーと９０度磁区との関係で説明できる。鋼板
中の磁束密度が正または負に増加すると磁束の通る方向
の１８０度磁区幅は広がり、反対方向の磁区幅は狭くな
る。鋼板表面の磁極の符号が磁壁を挟んで反対となるた
め磁壁の近傍では表裏面間の静磁エネルギーは減少して
いる。しかし磁壁間隔が広がり、磁壁から離れた表面積
が増えるとこの部分で表裏面間の静磁エネルギーは増加
し、前述したようにこの静磁エネルギーを打ち消すよう
に９０度磁区体積が増加して、鋼板は圧延方向に縮むこ
とになる。
【００１３】図１に見られるように、一般的に磁歪ルー
プにはヒステリシス現象が見られるが、これは９０度磁
区と１８０度磁区との境界である９０度磁壁が磁界との
相互作用を受けることを考えることにより説明できる。
磁壁では鉄原子のスピンが磁壁を挟む一方の磁区のスピ
ンから他方の磁区のスピンへと回転している。このた
め、圧延方向の磁界を受けると１８０度磁壁では磁界の
方向に磁区幅を増やす方向に磁歪を動かす力が働き、９
０度磁壁では９０度磁区の体積を減らす方向に９０度磁
壁を動かす力が働く。さらに、磁界と磁束密度との間で
ヒステリシスがあるために、磁歪ループがヒステリシス
を示すと考えられる。また、磁束密度がおよそ１．８Ｔ
以上になると磁界強度が著しく大きくなるため、急速に
９０度磁区体積が収縮して鋼板が伸び、磁歪のｏ−ｐｅ
ａｋ値は急速に増加する。ｏ−ｐｅａｋ値が磁束の変化
の１周期（図１では５０Hz）の間に、負値から正値に変
化する場合には、ｐｅａｋ−ｐｅａｋ値がｏ−ｐｅａｋ
値の絶対値よりも大きい値をとることになる。
プにはヒステリシス現象が見られるが、これは９０度磁
区と１８０度磁区との境界である９０度磁壁が磁界との
相互作用を受けることを考えることにより説明できる。
磁壁では鉄原子のスピンが磁壁を挟む一方の磁区のスピ
ンから他方の磁区のスピンへと回転している。このた
め、圧延方向の磁界を受けると１８０度磁壁では磁界の
方向に磁区幅を増やす方向に磁歪を動かす力が働き、９
０度磁壁では９０度磁区の体積を減らす方向に９０度磁
壁を動かす力が働く。さらに、磁界と磁束密度との間で
ヒステリシスがあるために、磁歪ループがヒステリシス
を示すと考えられる。また、磁束密度がおよそ１．８Ｔ
以上になると磁界強度が著しく大きくなるため、急速に
９０度磁区体積が収縮して鋼板が伸び、磁歪のｏ−ｐｅ
ａｋ値は急速に増加する。ｏ−ｐｅａｋ値が磁束の変化
の１周期（図１では５０Hz）の間に、負値から正値に変
化する場合には、ｐｅａｋ−ｐｅａｋ値がｏ−ｐｅａｋ
値の絶対値よりも大きい値をとることになる。
【００１４】以上の知見に基づくと、磁界強度が比較的
弱いおよそ１．８Ｔ以上の磁束密度での磁歪の原因は、
磁束の周期中での９０度磁区の体積増加、すなわち磁束
密度ゼロにおける９０度磁区体積から最大磁束密度での
９０度磁区体積への増分にあるといえる。この９０度磁
区の体積増加を小さくする方法に次の２つの方法が考え
られた。一つは、最大磁束密度での９０度磁区体積を減
らす方法であり、結晶方位を（１１０）〔００１〕に高
度に揃える冶金学的方法および皮膜張力により鋼板に面
張力を及ぼし誘導磁気異方性により鋼板面に垂直方向の
成分を持つ９０度磁区を生成しにくくする方法がこれに
当たる。この方法は、従来鉄損を低減するためにとられ
てきた方法と同じである。もう一つは、磁束密度ゼロに
おける９０度磁区の体積を増やす方法であり、本発明に
よるものである。
弱いおよそ１．８Ｔ以上の磁束密度での磁歪の原因は、
磁束の周期中での９０度磁区の体積増加、すなわち磁束
密度ゼロにおける９０度磁区体積から最大磁束密度での
９０度磁区体積への増分にあるといえる。この９０度磁
区の体積増加を小さくする方法に次の２つの方法が考え
られた。一つは、最大磁束密度での９０度磁区体積を減
らす方法であり、結晶方位を（１１０）〔００１〕に高
度に揃える冶金学的方法および皮膜張力により鋼板に面
張力を及ぼし誘導磁気異方性により鋼板面に垂直方向の
成分を持つ９０度磁区を生成しにくくする方法がこれに
当たる。この方法は、従来鉄損を低減するためにとられ
てきた方法と同じである。もう一つは、磁束密度ゼロに
おける９０度磁区の体積を増やす方法であり、本発明に
よるものである。
【００１５】磁束密度ゼロにおける９０度磁区の体積を
増やす方法として、方向性珪素鋼板に圧縮応力をかける
方法をまず検討した。図３は、０．２７mm厚の方向性珪
素鋼板Ｈｉ−Ｂの圧延方向に圧縮応力をかけたときの、
周波数５０Hz、磁束密度１．７Ｔにおける磁歪値の変化
を測定した例である。圧縮力の増加とともにｏ−ｐｅａ
ｋ値は正値の方向に変化し、０．２kg／mm2 で正値とな
りさらに圧縮応力をかけると急速に正の大きな値となっ
た。同時にｐｅａｋ−ｐｅａｋ値では０．２kg／mm2 で
最小となった。しかし、圧縮応力を取り除くと元の磁歪
値に戻り、製品に圧縮応力をかけ続けることは困難であ
ることから実用的ではない。
増やす方法として、方向性珪素鋼板に圧縮応力をかける
方法をまず検討した。図３は、０．２７mm厚の方向性珪
素鋼板Ｈｉ−Ｂの圧延方向に圧縮応力をかけたときの、
周波数５０Hz、磁束密度１．７Ｔにおける磁歪値の変化
を測定した例である。圧縮力の増加とともにｏ−ｐｅａ
ｋ値は正値の方向に変化し、０．２kg／mm2 で正値とな
りさらに圧縮応力をかけると急速に正の大きな値となっ
た。同時にｐｅａｋ−ｐｅａｋ値では０．２kg／mm2 で
最小となった。しかし、圧縮応力を取り除くと元の磁歪
値に戻り、製品に圧縮応力をかけ続けることは困難であ
ることから実用的ではない。
【００１６】そこで、本発明では製品の磁歪を改善する
方法として、鋼板中に微小内部歪を残留させる方法を見
いだした。前述した方向性珪素鋼板の製造プロセスでの
平坦化焼鈍において、焼鈍温度、ライン張力およびライ
ン速度を変化させて試験を行ったところ、内部歪が残っ
ている状態で低〜中磁束密度において磁歪が小さい場合
があることがあり、歪取焼鈍すると磁歪ｏ−ｐｅａｋ値
が負値に増加して、磁歪値（ｐｅａｋ−ｐｅａｋ）が大
きくなった。このとき、高磁束密度（１．９Ｔ）での磁
歪値は歪取焼鈍前の値が小さい場合もあったが、多くの
場合は歪取焼鈍後の方が小さかった。内部歪を残留させ
た場合には９０度磁区の方向への張力が働くため、磁束
密度ゼロすなわち１８０度磁区の磁区幅が同等に狭く表
裏面間の静磁エネルギーが低いときにも効率的に９０度
磁区が発生しやすくなると考えられる。しかし、高磁束
密度では前述した強い磁界と磁壁との相互作用により９
０度磁区の圧縮が起きるために、依然磁歪が大きいと考
えられる。
方法として、鋼板中に微小内部歪を残留させる方法を見
いだした。前述した方向性珪素鋼板の製造プロセスでの
平坦化焼鈍において、焼鈍温度、ライン張力およびライ
ン速度を変化させて試験を行ったところ、内部歪が残っ
ている状態で低〜中磁束密度において磁歪が小さい場合
があることがあり、歪取焼鈍すると磁歪ｏ−ｐｅａｋ値
が負値に増加して、磁歪値（ｐｅａｋ−ｐｅａｋ）が大
きくなった。このとき、高磁束密度（１．９Ｔ）での磁
歪値は歪取焼鈍前の値が小さい場合もあったが、多くの
場合は歪取焼鈍後の方が小さかった。内部歪を残留させ
た場合には９０度磁区の方向への張力が働くため、磁束
密度ゼロすなわち１８０度磁区の磁区幅が同等に狭く表
裏面間の静磁エネルギーが低いときにも効率的に９０度
磁区が発生しやすくなると考えられる。しかし、高磁束
密度では前述した強い磁界と磁壁との相互作用により９
０度磁区の圧縮が起きるために、依然磁歪が大きいと考
えられる。
【００１７】本発明の請求項１では、磁束密度を１．８
Ｔ以下と限定しているが、この理由は１．８Ｔ以下で磁
歪の最小の状態でも１．８Ｔ以上においては歪を解放し
た場合に比べ磁歪が大きくなる場合があるためである。
方向性珪素鋼板が使用される鉄芯等の設計磁束密度が
１．８Ｔ以下の場合も多いことからも、これらの用途に
おいて１．８Ｔ以下の磁歪値を最も低くすることが騒音
低減にとって有効である。また、焼鈍等により内部歪を
解放した場合に比べた磁歪の変化を５％としたのは、磁
歪測定精度を考慮したときの有意差をとったものであ
る。
Ｔ以下と限定しているが、この理由は１．８Ｔ以下で磁
歪の最小の状態でも１．８Ｔ以上においては歪を解放し
た場合に比べ磁歪が大きくなる場合があるためである。
方向性珪素鋼板が使用される鉄芯等の設計磁束密度が
１．８Ｔ以下の場合も多いことからも、これらの用途に
おいて１．８Ｔ以下の磁歪値を最も低くすることが騒音
低減にとって有効である。また、焼鈍等により内部歪を
解放した場合に比べた磁歪の変化を５％としたのは、磁
歪測定精度を考慮したときの有意差をとったものであ
る。
【００１８】請求項１の製品を製造する方法としては、
鋼板中に微小な内部歪を残留させる方法であれば特に拘
らないが、製造工程でのコストおよび歪量の制御での利
点を考えると、前述した平坦化焼鈍において歪を残す方
法（請求項２）、平坦化焼鈍の後に曲げ、引っ張り、圧
延、プレス、ショット投射等の手段により歪を導入する
方法（請求項３）およびその後に過度に入った内部歪を
調整するための焼鈍を行うこと（請求項４）が好まし
い。
鋼板中に微小な内部歪を残留させる方法であれば特に拘
らないが、製造工程でのコストおよび歪量の制御での利
点を考えると、前述した平坦化焼鈍において歪を残す方
法（請求項２）、平坦化焼鈍の後に曲げ、引っ張り、圧
延、プレス、ショット投射等の手段により歪を導入する
方法（請求項３）およびその後に過度に入った内部歪を
調整するための焼鈍を行うこと（請求項４）が好まし
い。
【００１９】
【作用】本発明は以上のように、方向性珪素鋼板の中に
内部歪を残留させることにより磁束密度ゼロでの９０度
磁区の体積を増加させることによって、励磁周期内での
９０度磁区の体積変化を小さくして、磁歪値（ｐｅａｋ
−ｐｅａｋ）を低減するものである。
内部歪を残留させることにより磁束密度ゼロでの９０度
磁区の体積を増加させることによって、励磁周期内での
９０度磁区の体積変化を小さくして、磁歪値（ｐｅａｋ
−ｐｅａｋ）を低減するものである。
【００２０】
【実施例】次に実施例を述べる。 実施例１ コイル状で仕上焼鈍した０．３０mm厚の方向性珪素鋼板
に絶縁皮膜を塗布し、実験用焼鈍炉にて平坦化焼鈍を施
した。このとき、炉温を８００℃以下に制限することに
より内部歪を残留させた。この材料の磁歪値とこの材料
を８５０℃×４hrの歪取焼鈍した後の磁歪値を表１に示
す。比較例として炉温８５０℃とし、内部歪がほとんど
残留しない焼鈍条件で処理した材料の磁歪値を示す。
に絶縁皮膜を塗布し、実験用焼鈍炉にて平坦化焼鈍を施
した。このとき、炉温を８００℃以下に制限することに
より内部歪を残留させた。この材料の磁歪値とこの材料
を８５０℃×４hrの歪取焼鈍した後の磁歪値を表１に示
す。比較例として炉温８５０℃とし、内部歪がほとんど
残留しない焼鈍条件で処理した材料の磁歪値を示す。
【００２１】
【表１】
【００２２】実施例２ 平坦化焼鈍後の０．３５mm厚の方向性珪素鋼板を８５０
℃の炉内に入れて１kg／mm2 の張力をかけ、そのまま炉
外で空冷して内部歪を導入した。この材料について、８
００℃の炉温で焼鈍した後に磁歪を測定し、引き続き８
５０℃と９００℃に炉温を上げながら焼鈍を繰り返して
それぞれの焼鈍後の磁歪を測定した。その結果を図４に
示す。
℃の炉内に入れて１kg／mm2 の張力をかけ、そのまま炉
外で空冷して内部歪を導入した。この材料について、８
００℃の炉温で焼鈍した後に磁歪を測定し、引き続き８
５０℃と９００℃に炉温を上げながら焼鈍を繰り返して
それぞれの焼鈍後の磁歪を測定した。その結果を図４に
示す。
【００２３】
【発明の効果】以上の実施例からも分かるように、本発
明に従い、方向性珪素鋼板に微小の内部歪を残留させる
ことにより、歪取焼鈍により内部歪を解放した場合に比
べ磁歪を５％以上低減させる効果が示された。
明に従い、方向性珪素鋼板に微小の内部歪を残留させる
ことにより、歪取焼鈍により内部歪を解放した場合に比
べ磁歪を５％以上低減させる効果が示された。
【図１】方向性珪素鋼板の磁歪ループの例を示す。
【図２】方向性珪素鋼板の磁歪の励磁特性例を示す。
【図３】方向性珪素鋼板に圧縮応力を与えたときの磁歪
の変化を示す。
の変化を示す。
【図４】内部歪を与えた方向性珪素鋼板の焼鈍温度の変
化による磁歪の変化を示す。
化による磁歪の変化を示す。
Claims (4)
- 【請求項１】 仕上焼鈍後の方向性珪素鋼板に微小な内
部歪を残留させ、磁束密度１．８Ｔ以下における圧延方
向の磁歪値が、焼鈍等により内部歪を解放したときより
も、５％以上小さいことを特徴とする磁歪の低い方向性
珪素鋼板。 - 【請求項２】 コイル状態で焼鈍したのちに平坦化焼鈍
を行う方向性珪素鋼板の製造方法において、かかる平坦
化焼鈍において微小な内部歪を残留させることを特徴と
する請求項１記載の方向性珪素鋼板の製造方法。 - 【請求項３】 平坦化焼鈍された方向性珪素鋼板に曲
げ、引っ張り、圧延、プレスあるいはショット投射の加
工を加えることにより鋼板に微小内部歪を残留させるこ
とを特徴とする請求項１記載の方向性珪素鋼板の製造方
法。 - 【請求項４】 平坦化焼鈍された方向性珪素鋼板に曲
げ、引っ張り、圧延、プレスあるいはショット投射の加
工を加えたのち焼鈍を行うことにより残留する内部歪量
を調整することを特徴とする請求項１記載の方向性珪素
鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7071271A JPH08269562A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 磁歪の低い方向性珪素鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7071271A JPH08269562A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 磁歪の低い方向性珪素鋼板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08269562A true JPH08269562A (ja) | 1996-10-15 |
Family
ID=13455895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7071271A Pending JPH08269562A (ja) | 1995-03-29 | 1995-03-29 | 磁歪の低い方向性珪素鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08269562A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1160340A2 (en) * | 2000-05-30 | 2001-12-05 | Nippon Steel Corporation | Grain-oriented electrical steel sheet for low-noise transformer |
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| JP2017128765A (ja) * | 2016-01-20 | 2017-07-27 | 新日鐵住金株式会社 | 方向性電磁鋼板、方向性電磁鋼板の製造方法、変圧器またはリアクトル用の鉄心、および、騒音評価方法 |
| WO2019189857A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-10-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 変圧器用鉄心 |
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| WO2020158732A1 (ja) * | 2019-01-28 | 2020-08-06 | 日本製鉄株式会社 | 方向性電磁鋼板及びその製造方法 |
| KR20200125705A (ko) | 2018-03-30 | 2020-11-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 변압기용 철심 |
| KR20200125706A (ko) | 2018-03-30 | 2020-11-04 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 변압기용 철심 |
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-
1995
- 1995-03-29 JP JP7071271A patent/JPH08269562A/ja active Pending
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| WO2019189857A1 (ja) | 2018-03-30 | 2019-10-03 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 変圧器用鉄心 |
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