JPS6269501A - 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 - 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） この発明は鉄）員の極めて低い一方向性けい素鋼板の製
造方法に関し、とくに歪取り焼鈍の如き高温処理後にお
いても特性の劣化を生しることがない低鉄…一方向性け
い素鋼板を、安定して製造しようとするものである。

一方向性けい素鋼板は製品の２次再結晶粒を（１１０）
　（００１）　、すなわちゴス方位に集積させたもので
あり、主として変圧器その他の電気機器の鉄心として使
用される。この種一方向性けい素鋼板の特性は、磁束密
度（Ｂｏｏ）と鉄ｆ！　（Ｗ＋？１５１１）によって評
価されており、磁束密度が高く鉄を員が低いことが求め
られる。

かかる一方向性けい素鋼板については、これまでに数々
の発明・改善が施され、現在では板厚０．３０１の製品
で磁束密度Ｂ＋ｏ：１．９０Ｔｅｓｌａ以上、鉄ｌ１１
ｗ、７，５゜：ｌ、０５Ｗ／ｋｇ以下、また板厚０．２
３ｍｍの製品ででは、磁束密度Ｂ＋ｏ：１．８９Ｔｅｓ
ｌａ以上、鉄ｔＭ　Ｗ　ｌ　７１５゜：０．９０　Ｗ／
ｋｇ以下の低鉄損一方向性けい素鋼板が製造されるよう
になっている。

特に最近では省エネルギーの見地から、変圧器等の電力
損失を少なくするためよりいっそうの鉄損の低減がのぞ
まれている。

また一方向性けい素鋼板の使用に当って加工、組立てを
経たのち、いわゆる歪取り焼鈍が施された場合にも、特
性の劣化が生じないことが要望されている。

（従来の技術） 一方向性けい素鋼板の鉄損特性改善については、仕上げ
焼鈍時に鋼板面に形成されるガラス質被膜を化学的に除
去し、次いで化学研磨あるいは電解研磨を施すことによ
って地鉄とガラス質被膜の界面（＝１近にある窒化物や
酸化物等の不純物を含む層を除去し、表面を平滑に仕上
げると著しい鉄損の低下が認められ、また−１−記の処
理を施したものにさらに張力を付与、すると鉄損は一層
低下することが知られている。

一方、一方向性けい素鋼板は積層して用いられるため、
鋼板面一にに絶縁処理を施して表面に絶縁被膜を被成さ
せることが不可欠であり、従来は一般にかかる絶縁被膜
としてフォルステライト被膜とりん酸塩コーティング被
膜との２層絶縁膜を形成させていた。

しかしながら化学研磨を施した鋼板については、その表
面に絶縁被膜として従来公知のりん酸塩系コーティング
を施した場合には、りん酸の腐食作用のために焼付は時
に鋼板表面は荒れて化学研磨により実現された平滑な面
が損われ鉄ｔＲの低下が見られなくなるばかりでなく、
地鉄と絶縁被膜の熱膨張率の差異に起因して、被膜がは
く離し易いという欠点もあった。

上記の問題を回避するものとして特公昭５２−２４４９
９号公報においては、一方向性けい素鋼板の仕上げ焼鈍
後の鋼板表面を、化学研磨によって鏡面状態に仕−Ｌげ
、かかる鏡面仕上げ面上に金属薄めっきを施すことによ
る超イ［（鉄を員一方向Ｍけい素鋼板の製造方法が提案
されている。

しかしながら上記の如き化学研磨で鏡面仕上げを行う鉄
１質向上手法を］−程的に採用してストリップを処理す
るためには、化学研磨法用の薬品が大量に必要となり著
しい：１ストアツブを招く不利があった。

また特公昭５６−４１５０号公報においても、鋼板表面
を電解研磨あるいは化学研磨により鏡面状態に仕上げた
後、酸化物系セラミック薄膜を蒸着する方法が提案され
ている。

しかしながらこの方法においても化学研磨あるいは電解
研磨法を使用することからストリップ処理が著しいコス
トアップとなることは−に述したところと同様であり、
しかも６００℃以上の高温焼鈍を施した場合には、鋼板
とセラミック層とがはく離し易くなるのでやはり実際の
製造工程では採用できない。

ところでコストアップを招くことなく、しかも連続的、
効率的なストリップ処理が実現できる表面平滑化方法と
しては、機械的研磨が考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながらこの手法は、鋼板に歪みを導入するためそ
のままでは良好な磁気特性は得られない。

そこで機械的研磨により導入された歪みを解放するため
歪取り焼鈍を施すことが必要となるが、かかる歪取り焼
鈍を施すと表面に酸化物が形成されるため、折角仕上げ
た鏡面が損われてしまいやはり磁気特性の劣化が免れ得
ない。

この点機械的研磨による平滑化の後、歪取り焼鈍を施し
たとしても鏡面が損われない方法として、１掲２公報と
同様に金属めっきあるいは酸化物セラミンク薄膜を蒸着
する方法が考えられる。しかし、金属めっきは、歪取り
焼鈍の際、鋼板表面のめっき金属が鋼中に拡散して磁性
の劣化を招き、一方酸化物セラミック薄膜蒸着の場合は
、歪取り焼鈍時に鋼板とセラミック層がはく離してしま
うため、やはり両者とも採用できない。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、コス
トアップを招くことなしに連続的かつ効率的な表面平滑
化処理ならびに表面被膜被成処理が実現でき、しかも歪
取り焼鈍の如き高温処理を施した場合でも磁気特性や被
膜密着性の劣化を招くことのない、方向性けい素鋼板の
有利な製造方法を提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） この発明は、表面研磨法として機械的研磨を施した場合
であっても、ドライプレーティング法を採用すれば、鏡
面状態を損うことなく、しかも歪取り焼鈍を施した場合
と同等の歪除去効果が得られることの新規知見に立脚す
る。

すなわちこの発明は、仕上げ焼鈍を経た一方向性けい素
鋼板につき、その表面酸化物を除去してから、さらに機
械的研磨によって０．５μｍＤｌ上研磨すると共に平均
あらさＲａ・０．４　μｍ以下の平滑面に仕上げ、しか
るのち該平滑面仕上げ表面上に金属またはセラミックス
のドライプレーティング処理を施すことを特徴とする低
鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法である。

この発明においてドライプレーティング処理とは、真空
蒸着法、イオンブレーティング法、スパッタリング法お
よびＣＶＤ法を意味する。

以下この発明を具体的に説明する。

この発明では常法に従って一方向性けい素鋼板用スラブ
に熱間圧延を施し、次に中間焼鈍をはさむ冷間圧延を施
して最終板厚としてのち、脱炭焼鈍を施し、次いで最終
仕−Ｌげ焼鈍を施す。

この最終仕−Ｆげ焼鈍の際、焼鈍分離剤として従来から
フォルステライト被膜を形成させるために用いられてき
たＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤を用いてもよいが、
かかるフォルステライト被膜を生成させない様に配合さ
れたたとえばＡ１．Ｏ，を主成分とする焼鈍分離剤を用
いることがより好ましい。

次に最終仕上げ焼鈍板の表面酸化物を除去する必要があ
る。除去方法は酸洗等の化学的手法、あるいはエメリー
研磨等の機械的手法のどちらを用いても良い。

上記したような表面酸化物の除去後に鋼板の鉄損値Ｗ、
、、５０は幾分劣化する。この理由は、化学的手法では
酸洗により鋼板の表面が荒れるためであり、一方機械的
手法によってもやはり鋼板の表面が荒れ、また内部に歪
みが導入されるためである。

しかしながらかような表面酸化物を除去した表面を、パ
フ研磨あるいは電解研磨と組み合わせた電解複合研磨等
の機械的研磨により０．５１１ｍ以上研磨し、かつＲａ
：０．４μｍ以下の平滑面とすることによって鉄…は著
しく改善される。

第１図に鋼板表面を機械的研磨によってＲａ：０．３μ
ｍの平滑面に仕上げたときの、研磨深さと鉄損変化量Δ
ｗ　、　？／Ｓ。との関係について示す。なお同図にお
いて鉄損変化量は機械的研磨前の場合を基準とした。

同図より明らかなように、Ｒａ：０．３μｍの平滑面に
仕上げたとしても、研磨深さが０．５　μｍに満だない
場合には鉄損の改善は望み得ない。

それ故表面酸化物除去後、機械的研磨によって０．５μ
ｍ以上の研磨を施すものとした。

また平均あらさＲａは０．４　μｍで十分な鉄損の改善
が得られるので０．４　μｍ以下とした。

ところで機械的研磨後の平滑面鋼板は酸化物除去後より
鉄損が改善されたとはいえ、機械的研磨による歪みが残
存しているため、鉄損の改善は十分とはいい難い。

この点、この発明に従い鋼板表面に金属あるいはセラミ
ックスの「ライプレーティング処理を施すことによって
鋼板表面に金属あるいはセラミックスの極薄張力被膜が
形成されるわけであるが、かかるドライプレーティング
を施された鋼板は、ドライプレーティング中の加熱によ
って機械的研磨による残存歪みが解放されるばかりでな
く、極薄被膜による張力の付加によって鉄損が大きく改
善されるのである。

ここに上記の如きドライプレーティング処理に用いて好
適な金属としてはＩｌｌ、Ｃｒ、Ｃｕ、ＴｉおよびＮｉ
等が、一方セラミックスとしてはＴｉＮ、ＴｉＣ，ＡＩ
Ｎ、ＣｒＮ。

５ｉＪ４．ＢＮ、ＺｒＮ、Ｓｉ（：およびＺｒＣなどが
挙げられる。

（作用） この発明では、表面平滑化法として機械的研磨法を採用
するのでコストアンプを招くことがない。

またドライプレーティング処理を活用することにより、
機械的研磨によって導入された内部歪の効果的な除去を
図り得る。

（実施例） 去旅■上 Ｃ：　０．０４５％、Ｓｉ　：　３．３０％、Ｍｎ　：
　０．０６０％、Ｓｅ＋　Ｏ，０２４％、Ｓｂ　：　Ｑ
、０２０％およびＭｏ　：　０．０８１　％を含有する
組成になる熱延板を、中間焼鈍をはさんで２回の冷間圧
延を行って０．２３■■厚の最終冷延板とした。

その後８２０℃の湿水素中で脱炭焼鈍を施した後、鋼板
表面にＭｇＯ：　３０％、Ａｌ２Ｏ３ニア０％の配合割
合になる焼鈍分離剤を塗布した後、１２００℃１１０ｈ
の仕トげ焼鈍を行った。

その後酸洗により表面酸化物を除去した後、パフ研磨に
よって研磨深さ２μｍでかつ平均表面あらさＲａ＝０．
２μｍの平滑表面に仕−にげた。

その後、ドライプレーティング処理によって０．６５μ
…厚のＴｉＮ　Ｆｉ薄張力被膜を形成させた。

得られた製品の磁気特性は次のとおりであった。

Ｂｏｏ　：　１．９２Ｔ５、ＷＩ、ｙ、ｏ：０．６８１
Ａ７ｋｇまた曲げ密着性（１８０’曲げたときにはく離
しない最小の曲げ径）も２０φ璽１と良好な結果が得ら
れた。

夫施−４！Ａ２− Ｃ：　０．０５２％、Ｓｔ　：　３．４２％、Ｍｎ　：
　０．０７２％、Ａｌ：　０．０２４　％、Ｓ　：　０
．０２５％、Ｎ　：　０．００６５％、Ｃｕ：０．１％
およびＳｎ　：　０．０５％を含有する組成になる熱延
板を、１１００℃で３分間の均一化焼鈍後、急冷処理を
行い、その後３００℃の温間圧延を施して０．２０龍厚
の最終冷延板とした。

その後８５０℃の湿水素中で脱炭焼鈍を施した後、鋼板
表面にＭｇＯを主成分とする焼鈍分Ｍ１剤をす布し、つ
いで８５０℃から１１５０℃まで８°〔：／ｈで胃渇し
て２次再結晶させた後、軟水素中で１２００℃、８時間
の純化焼鈍を施した。

その後、エメリー研磨によりフォルステライト膜を除去
し、ついでパフ研磨によって２μｍ深さ研磨すると共に
平均表面あらさＲａ＝０．３μｍの鏡面状態に仕上げた
。

次にドライプレーティング処理を行なって１．０μｍ厚
のＴｉＣの極薄張力被膜を被成した。

得られた製品の磁気特性は次のとおりであった。

Ｂｏｏ：１．９２Ｔ、、Ｗ＋ｔ／ｓｏ：０．６５Ｗ／ｋ
ｇまた１８０６曲げによってもはく離しない最小曲げ径
は１５φ−曹であり、極めて良好な曲げ密着性が得られ
た。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、ドライプレーティング処理
を活用することでドライプレーティング中に鋼板の平滑
面研磨の際のＲ波面研磨により導入された歪みを解放す
ることができ、さらには極薄張力被膜の張力特性も加え
られるために一方向性けい素鋼板の鉄損を大幅に改善す
ることができる。

またこの発明では、表面酸化物の除去に当って機械的研
磨を用いるために、連続的で効率的な表面平滑化処理が
実現でき、従ってコストの低減にも大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、仕上げ焼鈍を経た一方向性けい素鋼板表面の
機械的研磨による研磨深さと鉄損変化量との関係を示し
たグラフである。 第１図 研庸理亡シｍ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、仕上げ焼鈍を経た一方向性けい素鋼板につき、その
   表面酸化物を除去してから、さらに機械的研磨によって
   ０．５μｍ以上研磨すると共に平均あらさＲａ＝０．４
   μｍ以下の平滑面に仕上げ、しかるのち該平滑面仕上げ
   表面上に金属またはセラミックスのドライプレーティン
   グ処理を施すことを特徴とする低鉄損一方向性けい素鋼
   板の製造方法。