JPS61133320A - 超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は低鉄損の方向性電磁鋼板の製造法に係わり、さ
らに詳しく述べるならば熱処理されても鉄損改善効果が
消失しない磁区細分化により鉄損が極めて低い方向性電
磁鋼板を製造する方法に関する。

（従来の技術） 方向性電磁鋼板は主として変圧器、その他、電気機器の
鉄芯材料として使用されるので、励磁特性、鉄損特性が
良好である必要がある。

この鋼板は２次再結晶現象を利用し、圧延面に（１１０
）面を、圧延方向に＜００１＞軸をもつ、いわゆるゴス
方位を有する２次再結晶粒が発達している。

該（１１０）　＜００１＞方位の集積度を高めるととも
に、圧延方向からの偏りを可及的に減少せしめることに
より、励磁特性、鉄損特性等のすぐれたものが製造され
るようになっている。

ところで、（１１０）　＜００１＞方位の集積度を高め
るにつれて結晶粒は大きくなり、または壁が粒界を貫通
するために磁区が大となり、集積度を高めた割りには鉄
損が低くならない現象がある。

上述の現象を解消し、鉄損の低下を図る技術として、例
えば特公昭５１３−５９６８号公報がある。

これは最終仕上焼鈍法の一方向性電磁鋼板の表面に小球
等を押圧して深さ５μ以下の凹みを形成して線状の微小
ひずみを付与することによって磁区の細分化を行い、鉄
損を改善するものである。また、特公昭５８−２６４１
０号公報には、最終仕上焼鈍により生成した２次再結晶
の各結晶粒表面にレーザー照射による痕跡を少なくとも
１個形成せしめて、磁区を細分化し鉄損を低下させるこ
とが提案されている。

これら特公昭手５８−５９６８号及び特公昭５８−２６
４１０号に示された方法によれば一方向性電磁鋼板表面
に局部的な微小ひずみを付与することで鉄損が改善され
、超低鉄損材料を得ることができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記の如く得られた超低鉄損材料も焼鈍
すると鉄損の改善効果が失われ、例えば巻鉄心を製造す
る際の歪取り焼鈍では該鉄損改善効果が消失する問題が
ある。

本発明は熱処理例えば歪取焼鈍されても鉄損改善効果が
消失しない磁区細分化を行って鉄損の掻めて低い方向性
電磁鋼板を高度に安定して得ることを目的とする。

本発明者らは磁区細分化後に歪取焼鈍など例えば７００
〜９００℃の温度で熱処理されても鉄損改善効果が消失
しない磁区細分化を行ない鉄損の極めて低い方向性電磁
鋼板を製造するため多くの実験を行ない検討した。

（問題点を解決するための手段） その結果、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、該鋼板の
鋼成分或いは鋼組織と異なった侵入体、例えば鋼板や表
面被膜等との反応による合金層、表面反応生成物、拡散
物等を、間隔をおいて鋼板に入り込ませて形成すると、
該侵入体の両側に磁区の芽が生じ、鋼板が磁化されると
き磁区が細分化され、その後に歪取焼鈍などの熱処理を
施しても磁区細分化による鉄損改善効果は消失せず、鉄
損の極めて低い方向性電磁鋼板が得られることを見出し
た。

本発明は、係かる鉄損の極めて低い方向性電磁鋼板を高
度に安定して製造する方法を提供せんとするもので、そ
の特徴とするところは、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板
のグラス被膜、酸化被膜、絶縁被膜等の表面被膜を除去
し、次いで該鋼板に可侵入体の被膜を形成し、熱処理す
ることにより該鋼板に鋼成分あるいは鋼組織と異なった
侵入体を間隔をおいて形成し、磁区細分化を行うことを
特徴とする超低鉄損方向性電磁鋼板の製造方法にある。

本発明において「侵入体」とは、鋼板上の被膜が、その
もの単独、又は鋼板側成分、さらには雰囲気成分等と結
合した状態で鋼板中に粒又は塊りとなって存在する様子
を表現するものである。

「可侵入体」とは侵入体を形成しうる物質を指す。

又、本発明において「被膜」とは、鋼板上の少なくとも
一部において機械的な塗装膜、メッキ等の化学的な付着
膜或いは接着、さらに一部が反応層をもつ膜など全てを
含む総称であり、又その厚みについても特定されない。

又上述の耐熱性のある磁区細分化は次のようにして行え
る。即ち、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板の板面に形成
されているグラス被膜、酸化被膜、絶縁被膜等の表面被
膜を、酸洗、ショツトブラスト、研削、切削、化学研摩
、溶剤等により除去して鋼板地鉄を露出させ、次いで該
鋼板に、可侵入体例えば金属、非金属やそれらの混合物
、合金、酸化物、リン酸、ホウ酸、リン酸塩、及びホウ
酸塩等さらにはそれらの混合物の薬剤を間隔をおいて塗
布、メッキ、蒸着、溶着などの方法で被膜し、次いで熱
処理すると可侵入体が鋼板地鉄と中間介在被膜がない状
態で反応するので目的とする鋼板中への侵入体形成ひい
ては耐熱性ある磁区細分化を高度に安定して行ないうる
。すなわち可侵入体が鋼板に入り込む際に介在するグラ
ス被膜等は一種の熱処理により安定化されているもので
あるため、反応活性が高いとは言えず、侵入抑制作用を
もっている。本発明によりグラス被膜等を除去しておく
と、可侵入体は鋼板と直接反応して鋼板に入り込むかた
ちで鋼板成分あるいは鋼組織と異なった侵入体が間隔を
おいて形成され、耐熱性のある磁区細分化が行われる。

この結果、侵入体形成程度（深さ等）の制御性、熱処理
条件（／＠度、時間）の緩和、など種々の魅力あるプロ
セス上の利点を選択することができるようになるので、
グラス被膜除去は工程附加に伴う不都合を補って余りあ
り、さらに最適な磁区細分化によってＷ＋？／Ｓ。＜０
．８．０　Ｗ／ｋｇという超低□鉄損も容易に達成でき
るようになるなどプロセスおよび／または成品特性の利
点がグラス被膜等の除去により得られる。

また表面被膜除去の他の方法としては、仕上焼鈍された
方向性電磁鋼板の板面に形成されている前記表面被膜を
、酸洗、研削、切削、研摩、溶剤等により間隔をおいて
除去し、次いで可侵入体としての薬剤を全面的にあるい
は間隔をおいて被覆し、熱処理する方法が採用される。

また可侵入体を形成する物質としては、具体的、には−
例を後述しているが、熱処理によって鋼板やその雰囲気
等と反応して鋼板に侵入するものであればよい。

以下に本発明を薬剤を塗布して熱処理する例に基づいて
具体的に説明する。

本発明では仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、磁区細分
化を行うが、該方向性電Ｔ６１ｍ板の鋼成分、および仕
上焼鈍されるまでの製造条件は特定する必要はなく、例
えばインヒビターとしてＡＩＮ。

ＭｎＳ＋　ＭｎＳｅ、　ＢＮ、　Ｃｕ２Ｓ等が適宜なも
のが用いられ、必要に応じてＣｕ、　Ｓｎ、　Ｃｒ＋　
Ｎｔ＋　Ｍｏ＋　Ｓｂ等の元素が含有され、さらにスラ
ブを熱間圧延し、焼鈍して１回または焼鈍をはさんで２
回以上の冷間圧延により最終板厚とされ、脱炭焼鈍され
、焼鈍分離剤を塗布され仕上焼鈍される一連のプロセス
の条件についても特定する必要はない。

ところで、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板の板面には、
前工程の脱炭焼鈍で形成されたＳｉｎｇを含む酸化膜と
ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤との反応によりグラス
被膜（フォルステライト被膜）が形成されている。この
グラス被膜は本発明の適用例で塗布する薬剤と鋼板地金
との反応を抑制する作用があり、さらにその下地にある
鋼板の酸化液　　　　　、膜も前記作用がある。この弊
害を緩和し薬剤と鋼板地金との反応を促進し鋼板に入り
込むかたちで形成される侵入体を高度に安定して形成せ
しめるように、鋼板のグラス被膜、酸化被膜を、硫酸、
塩酸、弗酸、燐酸等あるいはこれらの混合物により酸洗
、または研削、切削、化学研摩、溶剤等により全面的あ
るいは間隔をおいて除去し、鋼板地金を露出させる。こ
の露出には酸等の除去媒体が該地鉄の一部に入り込み凹
を形成することも含む。

間隔をおいて除去する場合は１〜３０ｍである。

−このようにグラス被膜、酸化被膜を除去する。ことに
より、薬剤と鋼板地金の反応が安定しかつ促進されるの
で、この反応を促すための鋼板への歪付与が不用になる
か、あるいは歪の付与は軽度でよく作業性を改善する作
用効果が付随しである。

次いで薬剤を全面または間隔をおいて塗布して被膜を形
成する。この例における可侵入体の薬剤としてはＡｊ！
、Ｓｉ＋　Ｔｉ、　Ｓｂ、　Ｓｒ、　Ｃｕ＋　Ｓｎ＋　
Ｚｎ、　Ｆｅ＋Ｎｉ、　Ｃｒ、　Ｍｎ、　　Ｐ、　　Ｓ
、　　Ｂ等の金属、非金属やそれらの混合物、酸化物、
合金や、リン酸、ホウ酸、リン酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩
、硝酸塩、珪酸塩等さらにはそれらの混合物が用いられ
、これをスラリー状あるいは溶液にして塗布等により被
膜が形成される。

この被膜は前記グラス被膜等の除去が全面的になされて
いる場合は間隔をおいて形成し、あるいは除去が間隔を
おいて行われている場合ｔよ全面的あるいは間隔をおい
て形成することが好ましい。

前記薬剤において金属、非金属、それらの酸化物、合金
は、粉末状にして用いるのが好ましい。

金属、非金属或いはその酸化物、合金の粉末をスラリー
として使用する場合は水と懸濁させて塗布するのが作業
性がよいため、水１００重量部に対し２〜１００重量部
程度の濃度にする。

金属、非金属、或いはそれらの酸化物、合金を酸又は塩
類と混合して使用する際は原液のままか水で適当な濃度
にうすめて塗布すればよい。

被膜を形成するこれら薬剤の塗布量は鋼板の面積当り０
．１〜５０ｇ／ｍの範囲にあればよい。

次いで、薬剤を乾燥後、５００〜１２００℃の温度で熱
処理すると、その昇温時あるいは保温時において、薬剤
と鋼板との反応がグラス被膜などが除去されているので
、直接的に起こり、高度に安定して高められ、薬剤が鋼
板地鉄に入り込むかたちで、合金層、表面反応生成物、
拡散物などの侵入体が間隔をおいて形成される。しかし
て磁区が細分化される。

この熱処理は中性またはＨ２を含む還元性の雰囲気でな
される。またこの熱処理は連続焼鈍などを適用した急速
加熱短時間焼鈍でも構わない。侵入体の一例の顕微鏡組
織写真（ｘ　１０００）を第１図に示す。この図中でＡ
印を付したものが侵入体であり、鋼板の板厚方向にシャ
ープに入り込んでいるのが認められる。

侵入体の組成は鋼成分組成と異なり、また組織も異なっ
て、その両側に磁区の芽が多数つくられ、鋼板を磁化し
たとき、該磁区の芽が伸びて、磁区が細分化されると推
察される。

前述の説明ではグラス被膜、酸化被膜を除去した例につ
いて述べたが、これに限らず鋼板にコロイド状シリカ、
リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウム、無水クロム
酸、クロム酸塩などを塗布して焼付けし絶縁被膜が形成
されていれば、該絶縁被膜を除去してその後、前述の方
法を適用して同様な作用効果が得られる。

以下実施例を説明する。

実施例１ 重量％でＣ：０．０８１、Ｓｉ：３．２７　、Ｍｎ：０
．０７５、八２：０．０２６　、Ｓ：０．０２８　、Ｃ
ｕ：０．０Ｂ　、Ｓｎ：０．１２残部鉄からなる珪素鋼
スラブを周知の方法によって熱間圧延−焼鈍−冷間圧延
を経て０．２２５　ｔｍ厚の鋼板を得た。

次いで更に周知の脱炭焼鈍−ＭｇＯを主成分とする焼鈍
分離剤塗布−最終仕上焼鈍の各工程を実施した。最終仕
上焼鈍後の鋼板を「処理前」の供試材とした。該鋼板を
硫酸、塩酸、弗酸および水との混合酸洗液でグラス被膜
および酸化被膜を除去した。次いで第１表に示す薬剤を
塗布乾燥後の重量で０．６ｇ１ｒｄになるように５１Ｉ
ｍ間隔に塗布して被膜を形成し、炉温４００℃で乾燥後
積層し、８００℃Ｘ２０分の熱処理を行なって「処理後
」の供試材とした。この後更に８００℃×２時間の歪取
焼鈍を行なって「歪取焼鈍後」の供試材とした。

以上、「処理前」　「処理後」及び「歪取焼鈍後」のそ
れぞれの供試材の磁気特性を測定した。

その測定結果を第２表に示す。

第　　１　　表 第２表 実施例２ 重量％でＣ：０．０７３、Ｓｉ：３．１８　、門口：０
．０７３、＾ｌ：０．０２７　、Ｓ：０．０２４、Ｎ：
０．００８、残部鉄からなる珪素鋼スラブを周知の方法
によって熱間圧延−焼鈍−冷間圧延を経て０．２２５　
ｍ厚の鋼板を得た。

次いで更に周知の脱炭焼鈍−ＭｇＯを主成分とする焼鈍
分離剤塗布−最終仕上焼鈍の各工程を実施した。

仕上焼鈍後の鋼板を「処理前」の供試材とした。

この鋼板に形成されているグラス被膜および酸化被膜を
研削により１０ｍ間隔で除去した。次いで第１表に示す
薬剤を塗布乾燥後の重量で０．６ｇ／ｒｒｆになるよう
に塗布して被膜を形成し、炉温３５０℃で乾燥後８００
℃×３０分の熱処理を行なって「処理後」の供試材とし
た。この後更に８００℃×２時間の歪取焼鈍を行なって
「歪取焼鈍後」の供試材とした。

以上、「処理前」　「処理後」及び「歪取焼鈍後」のそ
れぞれの供試材の磁気特性を測定した。

第３表 第４表 以上の実施例から明らかな如く磁区細分化後に歪取焼鈍
されても鉄損改善効果は失われず、鉄損の極めて低い方
向性電磁鋼板が提供される。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、該侵入体による磁
区細分化で鋼板の鉄損が低くなるとともに、その後に、
高温に加熱される歪取焼鈍が行われても、鉄損改善効果
が消失しないという、これまでの磁区細分化法に見られ
ないすぐれた特長がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって鋼板に形成された侵入体を示す
金属顕微鏡組織写真（ｘｌｏｏｏ）である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　仕上焼鈍された方向性電磁鋼板のグラス被膜、絶縁
   被膜等の表面被膜を除去し、次いで該鋼板に可侵入体の
   被膜を形成し、熱処理することにより該鋼板に鋼成分あ
   るいは鋼組織と異なった侵入体を間隔をおいて形成し、
   磁区細分化を行うことを特徴とする超低鉄損方向性電磁
   鋼板の製造方法。 ２　グラス被膜、絶縁被膜等の表面被膜を酸洗で除去す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の超低鉄
   損方向性電磁鋼板の製造方法。