JPS6319572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気特性の極めてすぐれた方向性電磁
鋼板の製造方法に係わり、詳しくは熱処理を施さ
れても鉄損改善効果が消失しない磁区細分化によ
り鉄損が極めて低く磁束密度も良好な方向性電磁
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つている。 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、また磁壁が粒界を
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58−5968号公報がある。これ
は最終仕上焼鈍済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つて磁区の細
分化を行い、鉄損を改善するものである。また、
特公昭58−26410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。 これら特公昭第58−5968号及び特公昭第58−
26410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る、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、効率的に行
つて鉄損が極めて低く、磁束密度も良好な方向性
電磁鋼板を高生産性でかつ安定して製造する方法
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効率的に行つて鉄損
が極めて低い方向性電磁鋼板を生産性よく製造す
べく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つた侵入体、
例えば鋼板と可侵入体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。 侵入体の形成による鉄損の低下は、鋼成分ある
いは鋼組織と異なつた侵入体が間隔をおいて鋼板
に存在すると、静磁エネルギーが増加し、これを
打消すために反転磁区が生成され、磁区の細分化
をもたらした為と考えられる。 本発明は、係かる鉄員の極めて低い方向性電磁
鋼板を効率的に生産性よく、製造する方法を提供
せんとするものであり、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１〜30mmの間隔
をおいて除去し、次いで該鋼板に可侵人体のSb，
Cu，Sn，Zn，Ni，Cr，Mn、およびこれらいず
れかの元素の合金の１種または２種以上を目付量
0.1ｇ／m²以上メツキを行うことを特徴とする磁
気特性の極めてすぐれた方向性電磁鋼板の製造方
法にある。 本発明において「可侵入体」とは鋼板にメツキ
により入り込む物質であつて、Sb，Cu，Sn，
Zn，Ni，Cr，Mn，、およびこれら元素の合金で
ある。 「侵人体」とは前記可侵人体が鋼板側成分等と
結合した状態で鋼板中に粒または塊りとなつて存
在する様子を表現するものである。 本発明による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
磁鋼板に形成されているグラス被膜、酸化被膜、
絶縁被膜などの表面被膜を、レーザー照射、研
削、切削、溶削、化学研磨、酸洗、腐食、シヨツ
トプラスト等により１〜30mmの間隔をおいて除去
して鋼板地鉄を露出させ、次いで該鋼板に、前記
可侵人体を電気メツキ、溶融メツキなどにより
0.1ｇ／m²以上の目付量でメツキすると、可侵入
体は鋼板地鉄と極めて強固に結合する。また一部
は合金層を形成することがある。即ち、方向性電
磁鋼板の仕上焼鈍にて、前工程の脱炭焼鈍で形成
されたSiO₂を含む酸化膜とMgOを主成分とする
焼鈍分離剤との反応で形成されるグラス被膜（フ
オルステライト被膜）や、酸化膜、あるいは該鋼
板にコロイド状シリカ、無水クロム酸、クロム酸
塩、リン酸アルミニウム、リン酸マグネシウムな
どを塗布して焼付けされた絶縁被膜が形成されて
いれば、該絶縁被膜などの表面被膜は可侵入体が
該鋼板にメツキされるさい、メツキ反応を防げる
抑制作用をもつている。前述の如く該表面被膜を
除去して、メツキ時における可侵入体の鋼板地鉄
との反応性が高められ、間隔をおいて鋼板に強固
に結合される。またメツキの目付量を制御するこ
とにより、可侵人体の鋼板へ結合量が容易に変え
られ、鉄損特性の作り分けができる。 以下に本発明の仕上焼鈍された方向性電磁鋼板
に可侵人体を電気メツキ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、該方向性電磁鋼板の鋼成
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
AlN，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，Ni，
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に
は、前工程の脱炭焼鈍で形成されたSiO₂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（フオルステライト被膜）が
形成されている。このグラス被膜は本発明の適用
例で電気メツキする可侵人体と鋼板地鉄との反応
を抑制しまたその下地に若干存在する酸化膜も上
記反応を妨げる。これらの弊害を除き可侵人体が
鋼板地鉄と反応し、該鋼板に効率的に強固に結合
するように、鋼板のグラス被膜、酸化被膜などの
表面被膜を間隔をおいて除去する。この除去は、
レーザー照射、研削、溶削、局部酸洗等で行われ
る。その間隔は１〜30mmであり、等間隔でも非等
間隔でもよい。この表面被膜除去の間隔は狭くな
ると鋼板にメツキされた可侵入体の間隔が狭くな
り、磁区の細分化効果が少なくなるとともに磁速
密度を低下させるので１mm以上とする。一方、そ
の間隔が広くなり過ぎると可侵入体のメツキの間
隔が大となり、この場合にも磁区の細分化効果が
少なくなるので30mm以下とするものである。その
除去の方向は鋼板の圧延方向に対して30〜90度の
向きが好ましい。その除去は連続、非連続のいず
れでもよい。 この表面被膜の除去により鋼板地鉄が露出され
る。露出とは鋼板地鉄の一部に若干の凹みを形成
することも含む。 次いで方向性電磁鋼板は可侵入体を電気メツキ
される。 このメツキでは、可侵人体のSb，Cu，Sn，
Zn，Ni，Cr，Mn、およびこれらの元素の合金、
の１種または２種以上、あるいはそれらの酸化物
や必要に応じてリン酸塩、ホウ酸塩、硫酸塩、硝
酸塩、珪酸塩、リン酸、ホウ酸などが添加された
電解液中に前記鋼板を通板し電気メツキする。こ
のメツキ時には、間隔をおいて表面被膜が除去さ
れ鋼板地鉄が露出されている箇所にのみに、電気
的反応が起こり、他の箇所には係かる反応が生じ
ない。従つて可侵人体が前記鋼板地鉄の露出され
ている箇所のみにメツキされる。即ち、間隔をお
いて可侵人体が鋼板にメツキされる。また、表面
被膜が存在している部分は前述の如く電解液と反
応しないので、その表面被膜はそのままきれいな
状態に維持されるという作用もある。 このメツキにおいては、目付量が重要であり、
その量が少ないとその後の歪取焼鈍で鉄損改善効
果がなくなる。歪取焼鈍の後に低鉄損とするには
0.1ｇ／m²以上（鋼板の面積あたり）の目付量が
必要である。 その後、鋼板を歪取焼鈍などの熱処理が行なわ
れると、鋼板に結合した可侵人体は、鋼板地鉄と
反応して鋼板にさらに入り込み、合金層、拡散物
等の鋼板地鉄成分あるいは組織と異なつた侵人体
が形成される。 本発明の適用により、鋼板に形成された侵人体
の一例の顕微鏡組織写真（×1000）を第１図に示
す。 侵人体の組成は鋼成分組成と異なり、また組織
も異なつて、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
して焼付けされ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。 〔実施例〕 以下実施例を説明する。 実施例 １ 重量％でＣ：0.080、Si：3.20、Mn：0.068、
Al：0.032、Ｓ：0.024、Cu：0.10、Sn：0.08、残
部鉄からなる珪素鋼スラブを周知の方法によつて
熱間圧延―焼鈍―冷間圧延を経て0.250mm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
する焼鈍分離剤を塗布―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。該鋼板にCO₂レーザーを照射し、
圧延方向とほぼ直角方向に５mm間隔でグラス被
膜、および酸化被膜を除去し、次いで第１表に示
すメツキ金属（可侵人体）を含む電解液を用い
て、目付量１ｇ／m²となるように電気メツキして
「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つて「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。

【表】

【表】 実施例 ２ 重量％でＣ：0.085、Si：3.35、Mn：0.070、
Al：0.028、Ｓ：0.027、Ｎ：0.0080、残部鉄から
なる珪素鋼スラブを周知の方法によつて熱間圧延
―焼鈍―冷間圧延を経て0.250mm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。次いで鋼板のグラス被膜および酸化被膜を硫
酸、塩酸、弗酸および水との酸洗液で局部酸洗し
10mm間隔で除去し、次いで第２図ａ，ｂで示した
ような電気メツロールを用いて10mm間隔で、0.2
mm巾に目付量0.1〜2.0ｇ／m²にて部分メツキし
た。ここでは第３表に示すメツキ金属（可侵人
体）を含む電解液を用いた。このメツキ後の鋼板
を「処理後」の供試材とした。この後800℃×２
時間の歪取焼鈍を行なつて「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結果を
第４表に示す。

【表】

【表】 実施例 ３ 重量％でＣ：0.080、Si：3.15、Mn：0.075、
Al：0.029、Ｓ：0.024、Cu：0.10、Sn：0.08残部
鉄からなる珪素鋼スラブを周知の方法によつて熱
間圧延―焼鈍―冷間圧延を経て0.225mm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
する焼鈍分離剤を塗布―最終仕上焼鈍の各工程を
実施した。最終仕上焼鈍後に絶縁被膜を形成した
鋼板を「処理前」の供試材とした。該鋼板にレー
ザーを照射し、圧方向とほぼ直角方向に５mm間隔
でグラス被膜、絶縁被膜、および酸化被膜を除去
し、次いで第５表に示すメツキ金属（可侵人体）
を含むホウフツ化浴を用いて、目付量３ｇ／m²と
なるように電気メツキして「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
つて「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６表に示す。

【表】

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、該侵人体
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図は本発明によつて鋼板に形成された侵入
体を示す金属顕微鏡組織写真（×1000）である。
第２図は部分メツキを行うさいに用いられる一例
の電気メツキロールを示す図であつて、同ａ図は
斜視図、同ｂ図は平面図である。 １……通電帯、３……噴射孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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１〜30mmの間隔をお
   いて除去し、該鋼板にSb，Cu，Sn，Zn，Ni，
   Cr，Mnおよび、これらいずれかの元素の合金の
   １種または２種以上を目付量0.1ｇ／m²以上にメ
   ツキを行うことを特徴とする磁気特性の極めてす
   ぐれた方向性電磁鋼板の製造方法。