JPH01139721A - 鉄損が低くかつ透磁率が高いセミプロセス無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〉 近年の省エネルギ化の要請に応えるべく、中小型のモー
タ、変圧器などの鉄心材料として特に鉄…が低く、かつ
透磁率が高いセミプロセス無方向性電磁鋼板の製造方法
を提供しようとするものである。

〈従来の技術〉 通常この種の電磁鋼板の鉄損を下げるために、Ｓｉ、　
ＡＩを添加し板の固有抵抗を高め渦電ｉ　ｔｉを低減す
る手段がとられている。しかしこれらの元素の添加は鉄
損は減少するものの透磁率が低下するという難点があっ
た。そこで特公昭５６−３４６１６号には、Ｓｉ、ＡＺ
に変え、固有抵抗を高める割には透磁率の低下が比較的
小さいＫｎ添加の有効性が提案されている。しかしこの
方法でも）Ｉｎ添加による透磁率の低下量が小さいとい
うだけで、低下することには変わりない。また特開昭６
］、−６７７５３号には集合ＩＩ　ｔｆｉを改善するこ
とにより鉄損を下げるＣｕ添加がｇｙされている。しか
しこの方法でも透磁率はわずかではあるが低下するし、
またＣｕは融点が低いため、熱間胱性割れを起こす欠点
がある。

また、特開昭５８−５２４２５号においては、熱延板に
軽圧下（スキンパス）を施し焼串することで鉄ＩＮ、磁
束密度を向上させる例が記載されている。しかしこの方
法は、図に記載されているように、焼串温度を高めた場
合には、軽圧下（スキンパス）なしの材料とありの材料
とで特性差が小さくなるところを見ても明らかなように
、本質的な特性向上策とはなっていない。

〈発明が解決しようとする問題点〉 このように、従来のセミプロセス無方向性ＴＨ，ｆｎ鋼
板では、鉄損を低減し、かつ透磁率を高めることは非常
に困難で、Ｃｕ添加のようにこれをほぼ満足する場合で
も熱間圧延性に問題が残されていた。

本発明者らは先に、特願昭６２−１５０２０８号におい
て上記の問題を解決すべく、Ｎｉ添加を特徴とする鉄損
が低くかつ透磁率が高いセミプロセス電磁鋼板とその製
造方法を提案した。本発明は、これをさらに改善し、安
定して低鉄損高透磁率のセミプロセス無方向性電磁鋼板
を製造する方法を提供することを目的とする。

く問題点を解決するための手段〉 本発明は、 Ｃ：０．０２　　　　　ｗｔ％以下 Ｓｉ　　：　　０．２　〜１．０　　　ｗｔ％Ａｔ　　
：　　０．１　〜０．６　　　ｗｔ％Ｐ＋０．０２〜０
．１Ｏ脚ｔ％ Ｍｎ　　：　　１．０　〜　］、、５　　　ｗｔ％Ｎｉ
　　・　０．１　−　１．０　　　賀む％Ｓ　：　０．
００８　　　　ｅｉｔ％以下を含み、または更に Ｃｕ：　０．６　　　　　ｗｔ％以下 Ｓｂ及びＳｎの一種または二種合計で ：　０．０１〜０．２　　ｗｔ％ をそれぞれその必要に応じて含み、残部は実質的にＦｔ
２及び不可避的不純物の組成になるスラブを１０００〜
１４００“Ｃの温度域にて３０分以上加熱後、９５０℃
以上の温度域にて１〜７パスの熱間粗圧延にて１０〜６
０ｍｍ１’Ｊのシートバーとした後、５００〜１１００
℃の温度域にて各々の圧下率が１％以上である３パス以
上の熱間仕上圧延にて１．０〜４．５ｍｍの厚の熱延板
とし、３００〜８００　’Ｃの温度域で巻取った後、ト
ータル圧下率Ｘ〜２０％の圧延を４００°〔：以下の温
度で１パス以上で施し、７００〜９５０℃の温度域にて
、脱炭あるいは非脱炭雰囲気中にて２分以上の焼鈍を行
い、続いてトータル圧下率３０％以上の冷間圧延を１パ
ス以上で行った後、６００〜９００℃の温度域にて脱炭
あるいは非脱炭雰囲気中で２秒以上焼鈍し、１パス以上
でロールの粗度Ｒａを０．１〜３．５　μにして１〜１
２％の圧延を行うことを特徴とする鉄損が低くかつ透磁
率が高いセミプロセス無方向性電磁鋼板の製造方法であ
る。

〈作　用〉 次に実験結果に基づいて、本発明の詳細な説明する。

Ｃ：　　Ｏ，００５％（ｗｔ％である、以下同じ）、Ｓ
ｉ：０．５０％、　Ｍｎ　：　１．１０％、　　Ｐ　：
　０．０５．　　Ａｔ　：　０．２０％、Ｓ：　　０．
００６％、　Ｎｉ　：　０．４０％、　Ｓｂ　：　０．
０５％、残部Ｆｅ及び不可避不純物よりなるスラブを、
８００℃の仕上温度にて熱延し、０〜３０％までの種々
の圧下率で第１回の冷間圧延を施し、次いで８００℃の
温度で３０分間焼鈍の後、０，５４胴厚に第２回の冷間
圧延を施し、さらに７５０℃の温度で１分間の連続焼鈍
を行い、次いで０．５０＋ｎｍまで第３回の冷間圧延に
当たるスキンパス圧延をして製品とした。該鋼板をニブ
スフィンサイズに剪断し、７５０℃で２時間Ｎ２雰囲気
中で歪取焼鈍した後の磁気特性を第１図に示す、これよ
り明らかなように第１回の冷延圧下率が１〜２０％で、
低鉄損かつ高透磁率特性が得られる０本発明はこの知見
に根拠を置くものである。

次に成分、工程条件の限定理由について説明する。

Ｃは磁気特性上非常に有害で、炭化物を形成すること等
により鉄損、透磁率を著しく劣化させるため０．０２％
以下としなければならない。

Ｓｉは鉄損低減効果を発渾するには０，２％以上必要で
あるが、１．０％を越えると透６ｆ）率を劣化させるの
で、０．２％以上１．０％以下とする必要がある。

ＡＩもＳｉ同様低鉄…化にとって必要で、その効果を得
るためには０．１％以上含存されていれば良く、０．６
％を越えると透磁率を劣化させるので、０．１％以上０
．６％以下とする必要がある。

Ｐは鉄損低減効果を発渾するには０．０２％以上必要で
あるが、０．１０％を超えると透磁率を劣化させるので
０゜０２％以上０．１０％以下とする必要がある。

ＭｎもＳｉ、　ＡＩと同様に固存抵抗を高める効果があ
る。１．０％以上ある場合には後述のＮｉを添加するこ
とにより集合組織を改善する効果があるが、１．５％を
越えると透磁率を劣化させるので、１゜０％以上１．５
％以下とする必要がある。

Ｎｉは本発明の特徴的な成分であり、磁気特性ヒ好まし
い集合組織を発達させる。この効果は、０．１％未満の
添加では小さく、１．０％を越えても添加コスト上昇の
割に鉄損低減量１透磁率向上量が小さいので、０．１％
以上１．０％以下に限定される。

Ｓは、ＭｎＳ等の介在物を形成することにより、結晶粒
成長を阻害したり、磁壁の移動を妨害することにより磁
気特性を劣化させるため、０．００８％以下とする必要
がある。

Ｓｂ、　Ｓｎは表面酸・窒化を防止する成分であり、添
加してもよいが、０．０１％未満では効果は小さく、０
．２％を超えると磁気特性を劣化させるため、Ｓｂ。

Ｓｎの１種または２種の合計で０．０１％以上、０，２
％以下の範囲で添加してもよい。

これ以外に比抵抗を高め渦電流損を低下させるためにＣ
ｕを添加してもよい。しかし、磁気特性上０．６％以下
が望ましい、またＣｕ単独添加の場合に問題となる熱間
脆性に関しては０．１％以上のＮｉが含まれている限り
において、ＮｉがＣｕの融点を上昇させる効果があるた
め問題とならない。

熱間圧延は常法でよいが、好ましい圧延スケジュールは
スラブを１０００〜１４００℃の温度域にて３０分以上
加熱後、９５０℃以上の温度域にて１〜７パスの熱間粗
圧延にで１０〜６０ｍｍ厚のシートバーとした後、５０
０〜１１００℃の温度域にて各々の圧下率が１％以上で
ある３パス以上の熱間仕上圧延にて１．０〜４．５ｍ＋
ｎｌＷの熱延板にすることである。より好ましくは熱間
圧延仕上温度を６５０’Ｃ以上にするとよい、これは後
の熱延板の軽圧延による特性改善効果によい影響を及ぼ
す。

巻取り温度は３００〜８００℃でよいが、好ましくは６
００〜８００℃の範囲である。

次いで熱延板を軽圧延（第１回冷延と称す）するが、冷
間圧延でも温間圧延でもよいが、圧下率１％未満では効
果がなり、２０％を越えると集合組織が劣化することに
より特性も劣化するので１％以上２０％以下とする必要
がある。特に好ましい範囲は３〜１２％である。

熱延板軽圧延後の焼鈍は、７００℃未満の温度では磁性
改善効果がなく、９５０℃を越えると変態により集合組
織が劣化し磁性も劣化するため、７００℃以上９５０℃
以下とする必要がある。この場合、時間は２分未満では
特性向上効果が得られないため２分以上とする必要があ
る。雰囲気は脱炭雰囲気でもよく、特に限定されない。

その後、通常の冷間圧延（第２回冷間圧延と称する）を
３０％以上の圧下率で好適には４０％以上で行う。

その後、６００〜９００　’Ｃの温度域にて２秒以上の
焼鈍を行う、雰囲気は脱炭雰囲気でも、Ｎ２雰囲気でも
よい。肝ましい焼鈍温度は６５０〜８００　℃であり、
時間は１０〜１００秒程度である。６００’Ｃ未満では
再結晶が完了せず磁性を劣化させ、９００’Ｃを越える
と変態により磁性を劣化させるので好ましくない、また
２秒未満では焼鈍効果が小さい。

最終冷間圧延（第３回冷間圧延と称する）は、好適には
スキンパス圧延であるが１％未満の圧下率では、需要家
での歪取焼鈍時に十分な粒成長が得られず、また１２％
を越えると集合組織が劣化することにより良好な磁気特
性が得られない、したがって、１％以上、１２％以下の
範囲に限定する必要がある。好ましい圧下率は３〜８で
あり、またこの際使用する圧延ロール面の粗度Ｒａは０
．１〜３．５−に限定される。その理由は占積率低下防
止のためである。

〈実施例〉 実験に供した材料の組成を第１表に示す。

第１表に示した成分系のスラブを、１２５０℃で３０、
分抽熱し、１０００”Ｃ以上の温度で３パスにて３０ｍ
ｉｗ−のシートバーにし、熱間圧延仕上温度８５０℃で
２．５閣に熱間圧延し、次いで種々の圧下率で第１回冷
延し、その熱延板を種々の条件で焼鈍し、第３回冷延の
条件を変化させて製造したときの製造条件と磁気特性と
を第２表に示す、なお、第１回冷間圧延後の中間焼鈍は
７５０”Ｃで１分間Ｎ２雰囲気中で行い、第２表に示す
圧下率でスキンパス圧延（第３回冷延）した、なお、第
２回の冷延圧下率は最終製品板厚が０．５０ｍ５となる
ように調整した０次にそれをエプスタイン片に打抜き７
５０℃で２時間窒素雰囲気中で、歪取焼鈍して磁気特性
を測定した。

第２表より、本発明で規定する範囲外の成分系の鋼では
、熱延板に軽圧下を加えても特性向上効果は小さく、本
発明成分範囲内かつ本発明製造条件範囲内でのみ鉄損、
透磁率共に優れた特性が得られることがわかる。

〈発明の効果〉 本発明によれば、鉄損を著しく低減し、かつ透磁率も優
れたセミプロセス無方向性電磁鋼板が得られ、その工業
的価値は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は、第１回目の冷延圧下率と鉄損、透磁率の関係
を示したものである。 特許出願人　　　川崎製鉄株式会社 第１図 第１回冷延圧下率　（％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．０２ｗｔ％以下 Ｓｉ：０．２〜１．０ｗｔ％ Ａｌ：０．１〜０．６ｗｔ％ Ｐ：０．０２〜０．１０ｗｔ％ Ｍｎ：１．０〜１．５ｗｔ％ Ｎｉ：０．１〜１．０ｗｔ％ Ｓ：０．００８ｗｔ％以下 を含み、または更に Ｃｕ：０．６ｗｔ％以下 Ｓｂ及びＳｎの一種または二種合計で ：０．０１〜０．２ｗｔ％ をそれぞれその必要に応じて含み、残部は実質的にＦｅ
   及び不可避的不純物の組成になるスラブを１０００〜１
   ４００℃の温度域にて３０分以上加熱後、９５０℃以上
   の温度域にて１〜７パスの熱間粗圧延にて１０〜６０ｍ
   ｍ厚のシートバーとした後、５００〜１１００℃の温度
   域にて各々の圧下率が１％以上である３パス以上の熱間
   仕上圧延にて１．０〜４．５ｍｍの厚の熱延板とし、３
   ００〜８００℃の温度域で巻取った後、トータル圧下率
   １〜２０％の圧延を４００℃以下の温度で１パス以上で
   施し、７００〜９５０℃の温度域にて、脱炭あるいは非
   脱炭雰囲気中にて２分以上の焼鈍を行い、続いてトータ
   ル圧下率３０％以上の冷間圧延を１パス以上で行った後
   、６００〜９００℃の温度域にて脱炭あるいは非脱炭雰
   囲気中で２秒以上焼鈍し、１パス以上でロールの粗度Ｒ
   ａを０．１〜３．５μにして１〜１２％の圧延を行うこ
   とを特徴とする鉄損が低くかつ透磁率が高いセミプロセ
   ス無方向性電磁鋼板の製造方法。