JPH02179856A - 磁性焼鈍後の溶接性の優れた無方向性電磁鋼板 - Google Patents

磁性焼鈍後の溶接性の優れた無方向性電磁鋼板

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JPH02179856A
JPH02179856A JP63333830A JP33383088A JPH02179856A JP H02179856 A JPH02179856 A JP H02179856A JP 63333830 A JP63333830 A JP 63333830A JP 33383088 A JP33383088 A JP 33383088A JP H02179856 A JPH02179856 A JP H02179856A
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塩崎 守雄
Toshihiko Tanaka
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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、優れた溶接性を有する無方向性電磁鋼板に関
するものであり、その中でも主として小型変圧器に使用
されるセミプロセス無方向性電磁鋼板に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
無方向性電磁鋼板は小型変圧器2回転機等の電気機器の
鉄芯に使用される。鉄芯の製造方法は無方向性電磁鋼板
を所定の形状に打抜き、積層した後、クランプされるが
、この方法の一つとして溶接がある。小型変圧器は磁性
焼鈍し製造される場合が多い。小型変圧器の一例として
ElコアではE型とI型に打抜いた後、各々積層し、7
50°C×2時間程度の磁性焼鈍を施す。次に、銅線を
巻いたボビンをE型の積層に挿入した後I型をE型に溶
接し鉄芯とする。E型と■型との溶接は通常TIG溶接
で行うが、この時、強度はさほど必要とはしないがビー
ドの形成のしやすさが問題となる。すなわち、トーチの
位置精度が悪くてもE型。
■型が溶接されるようにビードが広くなる鋼板が好まし
い。ところで、溶接条件例えば溶接電流を上げ、溶接速
度を落としビードを広くすることも可能であるが、電極
の消耗が激しくなったり、生産性が落ちたり、入熱が大
きくなり、熱歪み等により変圧器の特性が劣化するなど
の問題が生ずる。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来、有機含有皮膜を有する無方向性電磁鋼板の積層鉄
芯の溶接性改善については、特公昭49−6744号公
報、特公昭49−19078号公報に提案されているが
、これらはいずれも磁性焼鈍前のことであり、皮膜中の
有機物が除去された磁性焼鈍後の溶接性、即ちビード幅
増大に対する改善は従来提案されていない。
本発明者らは鉄芯に打抜き、積層し、磁性焼鈍し溶接す
る際のビード幅を広くすぺ(研究を重ねた結果、ビード
幅が広くなる鋼板を発明したものである。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の要旨とするところは下記のとおりである。
(1)  (C) 0.015%以下、〔Si〕0.1
〜3.5%。
(Mn) 0.1〜1.5%、(P)0.15%以下、
〔S〕0.008%以下、  (soZ、/V〕o、 
01〜1.5%、〔N〕0.0050%以下、  〔T
.O) 0.02%以下、残部鉄及び不可避的不純物を
含む無方向性電磁鋼板において、〔sol.AJ) /
 〔Si〕≧o、 02 、  (Arzo3) /(
(Sing) + 〔MnO〕 +(jVZO3) )
 X 100≧40%である磁性焼鈍後の溶接性の優れ
た無方向性電磁鋼板。
(2)  (C) 0.015%以下、〔Si〕0.1
〜3.5%。
(Mn) 0.1〜1.5%、(P)0.15%以下、
〔S〕0.008%以下、  〔sol.、Af:l 
0.01〜1.5%、〔N〕0.0050%以下、〔T
O〕0.02%以下、B、Sn及びCu(7)1種又は
2種以上を各40.0003〜0.0100%。
0.02〜0.20%、0.1〜1.0%、残部鉄及び
不可避的不純物を含む無方向性電磁鋼板において、〔s
ol.AZ) / 〔Si〕 ≧0.02 、  (A
ZzOz) /(SiOz) + 〔MnO〕 + (
/VzO:+) ) X 100240%である磁性焼
鈍後の溶接性の優れた無方向性電磁鋼板。
(3)  (C) 0.015%以下、  〔Si〕 
0.1〜3.5%。
(Mn) 0.1〜1.5%、(P)0.15%以下。
(S)0.008%以下、  〔sol、A130.0
1〜1.5%。
〔N) 0.0050%以下、  〔T.O:I O,
02%以下。
(sb) o、 o i〜0.5%、残部鉄及び不可避
的不純物を含む無方向性電磁鋼板において、(soZ、
Aj)/〔Si〕≧0.02 、(Altos) / 
((SiOz) +〔MnO〕 + (AI、o、) 
) X 100≧40%である磁性焼鈍後の溶接性の優
れた無方向性電磁鋼板。
(4)  (C) 0.015%以下、  〔Si〕 
0.1〜3.5%。
(Mn) 0.1〜1.5%、(P)0.15%以下、
〔S〕o、oos%以下、  〔sol.Aj) 0.
01〜1.5%、〔N〕0.0050%以下、  〔T
.O) 0.02%以下、  (Sb〕0.01〜0.
5%、B、Sn及びCuの1種又は2種以上を各々0.
0003〜o、oioo%、0.02〜0.20%、0
.1〜1.0%、残部鉄及び不可避的不純物を含む無方
向性電磁鋼板において、(soZ、A1) / 〔Si
〕≧0.02゜(Ah03) / ((Si(h) +
 〔MnO〕 十(AJz(h) )×100≧40%
である磁性焼鈍後の溶接性の優れた無方向性電磁鋼板。
(5)  (Mn)を0.3〜1.5%含有する前項(
1) 〜(4)項のいずれかに記載の磁性焼鈍後の溶接
性の優れた無方向性電磁鋼板。
本発明者らは、ビード幅を広くすべく鋭意研究を重ねた
。この結果、(soZ、AJ) / 〔Si〕 。
(IVz(h3 / ((Si(h〕+ (MnO3+
(IV203) )X 100 、3of、AJ、Sb
、Mnを特定の範囲にすることによりビード幅を広くで
きることを新たに知見した。第1図は本発明者らが行っ
た実験結果を示すものである。
(C)0.003%、  〔Si〕 0.9〜1.1%
、  (Mn)0.2%、〔P〕0.07%、  (S
)  0.0022%〜0.0039%、  〔N) 
 0.0019%〜0.0035%、(7,0)0.0
07〜0.012%、  〔sol.Aj) 0.00
1〜1,3%を含有する溶鋼を脱酸方法を変更して溶製
し、酸化物系介在物の組成と(soLAf) / 〔S
i〕の比率を変更し、スラブとした。続いて熱延、0.
50 mmに冷延、連続焼鈍、絶縁皮膜を塗布し製品と
した。
その後、10mmX30mmに切断し、30mm厚さに
60枚積層し、750 ’CX 2時間の焼鈍を行った
。そして、TIG溶接は溶接電流100A、溶接速度6
5 cm / mir++アーク長2価、アルゴン流W
k5E/min+締め付は圧力25 kgf/cffl
、電極はトリフ2%入りタングステン1.6mmφの溶
接条件で行った。
この時の(IVzOs) / ((SiOz) 十〔M
nO〕 十CAIzO,+3 ) X 100と(so
Z、AJ) / 〔Si〕とビード幅の関係を第1図に
示す。
これより(A!++O:+3 / ((SiOz:l 
+ 〔MnO〕 +(/VzO3) ) X 100≧
40%かつ(sof、/V) /(Si )≧0.02
の場合にビード幅が安定して3 mm以上に広くなるこ
とが判明した。
第2図の実験は(C)0.002%、〔Si〕0.10
〜0.32%、(Mn)0.2%、(P)0.07%。
(S)0.0033〜0.0047%、  〔N)  
0.0025〜0.0032%、  〔T.O)  0
.011〜0.014%、  〔sol.Af)  0
.001〜0.05%を含有する溶鋼を溶接した。酸化
物系介在物の組成は(AjZO3) / ((SiOz
) 十〔MnO〕 +(AJ 203 E ) X 1
00を47〜59%とし、  〔5ollJ)/〔Si
〕の値を変えスラブとした。これを熱延、板厚0.50
Mに冷延、連続焼鈍、絶縁皮膜を塗布し製品とした。そ
の後の試料調整、磁性焼鈍、溶接条件は第1図の実験と
同一である。
これより、(sof、Af)の絶対量としては0.01
%以上必要なことが明らかとなった。
ビード幅が変わる原因は本発明者らは以下のように考え
る。
0、Sは表面活性元素であり、溶接時の溶融池の溶鉄の
表面張力を介してビード幅に影響を与えるものと推定す
る。Sは磁気特性の面から、0.008%以下に限定し
ているためビード幅には影響しないと考えられる。一方
、0は溶接時には鋼中の酸化物と磁性焼鈍時にスリット
断面、打抜き断面に生成する酸化皮膜などの酸素が影響
するものと判断される。
まず、鋼中の酸化物は、第3図には5102−MnO二
元系状態図を示すが、SiOz−MnO系の複合介在物
は1200〜1280’Cで液相が現れ、低融点である
ことが分かる。しかし、第4図に示す5rOt  Mn
O−U、O,三元系状態図から分かるとおり、 NzO
xの比率を40%以上とすると高融点となり、酸素の放
出源とならないと判断される。
次に、磁性焼鈍時に生成する酸化皮膜は鋼のM。
Stと焼鈍雰囲気中の酸素と反応し酸化皮膜を生成する
。鋼中の酸化物の項で述べたとおり/V z Oz系の
酸化皮膜が好ましいと推定され、これを達成するために
は(soLjlJ) / 〔Si〕≧0.02かつ(s
oZ、Aりの絶対量としては0.01%以上必要である
と考える。
次にMnとsbについて述べる。
第5図の実験は、(C)0.002%、〔Si〕0.5
%、  (Mn) 0.1〜1.6%、(P)0.07
%、〔S〕0、0030−0.0045%、  〔N)
 0.0030−0.0035%〔T.○) 0.00
4〜0.009%、  〔sol.、/V〕0.4〜0
.011(jVz(h) / ((St(h) 十〔M
nO〕 + (A7zOz) )×100が48〜62
%であるスラブを製造した。
これを熱延し、板厚0.50mmに冷延し、連続焼鈍し
、絶縁皮膜を塗布し製品とした。その後の試料調整、磁
性焼鈍、溶接条件は第1図の実験と同一である。このと
きの(Mn)とビード幅の関係を第5図に示す。第5図
より、Mn含有量を0.1%以上とすることによりビー
ド幅が3M以上得られ、特に(Mn)を0.3%以上に
することにより本発明において好ましいとするビード幅
3.5 m+n以上が得られるものである。尚、[Mn
)の上限は溶接性に関しては特に限定するものではない
。Mnがビード幅を広くする原因は未解明であるが、M
nは蒸気圧の高い元素であるためアークを広げる効果が
あるのではないかと考えられる。
第6図の実験は、(C’10.002%、〔Si〕0.
5%、 (Mn〕0,2%、cp″30.07%、 (
S ) 0.0022〜O,0034%、  〔N) 
0.0015〜0.0020%、〔T.O)0.005
〜0.011 %、  (soZ、A/) 0.4〜0
.5%。
(A7z0.3) / ((Si(h) + 〔MnO
〕 +(AIzOz) )×100は52〜66%であ
り、  (Sb) 0.001〜0、7%含有するスラ
ブを製造した。これを熱延し、板厚0.50mmに冷延
し、連続焼鈍し、絶縁皮膜を塗布し製品とした。その後
の試料調整、磁性焼鈍、溶接条件は第1図の実験と同一
である。第6図はこのときの(sb)とビード幅の関係
を示す。これより(sb)を0.01%以上を含有する
と、(Mn )の値が0.2%でも本発明において好ま
しいとするビード輻3.5mm以上が得られるものであ
る。sbは酸化抑制元素であることが知られており、磁
性焼鈍時に生成する酸化皮膜を薄くするためにビード幅
が広くなるものと考える。
c本発明の諸条件の限定理由〕 EC):Cは0.015%を越えると磁気特性に有害と
なるばかりかCの析出による磁気時効が著しくなり磁気
特性が劣化するので0.015%以下、好ましくは0.
010%以下とする。
〔Si〕  :Siは鉄損を減少させる元素である。0
.1%未満では鉄損が悪すぎ、3.5%を越えると冷延
性が悪くなるので0.1〜3.5%とした。
(Mn)  :Mnは鋼板の硬度を増加させ打抜き性を
改善するために0.1%以上添加する。磁性焼鈍後の積
層鉄芯溶接時のビード幅を広くするためには0.3%以
上必要である。上限の1.5%は経済的理由によるもの
である(第5図参照)。
(P):Pも鋼板の硬度を増加させ打抜き性を改善する
ために添加する。上限の1.5%を越えると脆化が著し
い。
(S):SはMnSなどの硫化物となり鉄損を悪化させ
るので0.008%以下とした。Sは表面活性元素であ
るが鉄損の面からo、oos%以下に限定しているため
ビード幅には影響しないと考えられる。
(soZ、V:l  : sol、AIはスリット断面
、打抜き断面に磁性焼鈍時の焼鈍雰囲気中の酸素と反応
して生成する酸化皮膜をlVt0.が多い組成とし、磁
性焼鈍後の積層鉄芯溶接時のビード幅を広くするために
0.01%以上添加する。上限の1.5%は冷延性が悪
くなるためである。
〔T.N):NはAINなどの窒化物となり鉄損を悪化
させるので0.0050%以下とした。
〔T.O〕 :Oは酸化物を形成し鉄損を悪化させるの
で0.02%以下とした。
〔sol.AZ) / 〔Si〕 ニスリット断面、打
抜き断面に磁性焼鈍時の焼鈍雰囲気中の酸素と反応して
生成する酸化皮膜をA/ 203が多い組成とし、積層
鉄芯溶接時のと一ド幅を広くするために(soZ、A/
)/ 〔Si〕≧0.02とする(第2図参照)。
CkltOz〕/((SiOz) + 〔MnO〕 +
 (AJzOz) )X’lOO:鋼中の酸化物組成を
/V z 03が多い組成とし、溶接時の酸素の放出を
抑え、磁性焼鈍後の積層鉄芯溶接時のビード幅を広くす
るために(AIzoz)/ ((stoz) + 〔M
nO〕 + (A1203) ) X 100を40%
以上とする(第1図参照)。
(B)、  (Sn) 、  (Cu)  : B、 
Sn、 Cuは必要に応じて添加する元素であり、各々
が0.0003〜0.0100%、0.02〜0.20
%、0.1〜1.0%を範囲とするが、各々について下
限の添加量未満では磁気特性改善の効果が無く、上限は
経済的理由によるものである。
(sb)  :Sbは必要に応じて添加する元素であり
、下限の0.01%は、これ未満の添加量ではビード幅
を広くする効果が無く、上限の0.5%は経済的理由に
よるものである。
〔実施例〕
種々の成分組成の無方向性電磁鋼板用スラブを製造した
。これを熱延し、第1表のNO,1〜5は熱延板焼鈍無
し、No、 6〜21は熱延板焼鈍を行った。
続いて0.50 mmに冷延し、800°C×30秒の
連続焼鈍を施し、絶縁皮膜を塗布して製品とした。
その後、ビード幅調査用の試料は、10mmX30醒に
切断し、30mm厚さに60枚積層し、750°C×2
時間の焼鈍を行った。そして、TIG溶液は、溶接電流
100A、溶接速度65cm/min、アーク長2mm
、アルゴン流量5 I2/min、締め付は圧力25k
gf/cイ、トリア2%入りタングステン1.6飾φ電
極の溶接条件で行った。一方、磁気特性はエプスタイン
試料を750x2時間の磁性焼鈍を行い評価した。この
ときの成分組成とビード幅。
磁気特性を第1表に示す。また、N011と4のビード
の写真を第7図(a)、 (b)に示す。
No、 1〜5は0.1%St成分系の例でNα1は(
sof、Aj) 、 Nα2は(AZzOi) / (
(SiOz:l 十〔MnO〕 + (/VZO3) 
) X100が外れた例であり、ビード幅が狭く、3胴
未満である。N003は本発明例でビード幅は3 n+
+n以上である。N014はMnを0.3%以上とした
例、Nα5はsbを0.01%以上添加した例であり、
ビード幅は3.5胴以上である。No、 6〜11は2
%Si成分系の例であり、N016は(soj、Aりと
〔sol.、AJ) / 〔Si〕が外れた例、N01
7は(AjzO3)/ ((SiOz) + 〔MnO
〕 + (AhO+3 ) X100が外れた例であり
、No、8は(sof、/Lj) / 〔Si〕が外れ
た例であり、ビード幅が狭く、3ITIm未満である。
Nα9は本発明例であり、ビード幅は3世以上である。
Nα10はMnを0.3%以上とした例、Nα11はs
bを0.01%以上添加した例であり、ビード幅は3.
5m以上である。
N[L12〜21は0.5%Si成分系の例で、B、S
n。
Cuの1種又は2種以上を添加した例であり、ビード幅
も広く、また良好な磁気特性を得られている。
(発明の効果) 以上の如く本発明の無方向性電磁鋼板によれば、磁性焼
鈍後の積層鉄芯溶接時にビードが広くなり、電極の消耗
、生産性の低下、変圧器の特性劣化という不利益を招く
ことなく鉄芯を製造することができるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は(/V2O3) / ((StOz) 十〔M
nO〕 +〔Nz(h) ) X 100と(soj、
八1〕/ 〔Si〕とビード幅の関係を示す図、第2図
は〔sol.、A1)と(soZ、Aり / 〔Si〕
とビード幅の関係を示す図、第3図は5102−Mn0
状態図、第4図は5ift  Mn0−1V20.三元
系状態図、第5図は(Mn〕とビード幅の関係を示す図
、第6図は(sb)とビード幅の関係を示す図、第7図
(a)、 (b)は実施例の第1表のNo。 1と4のビードの金属組織写真である。 第1図 CAlzOs) C5iO2〕−LMplF(AbOj) x”’ ”第
4図 ビード幅 (□)

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)〔C〕0.015%以下、〔Si〕0.1〜3.
    5%、〔Mn〕0.1〜1.5%、〔P〕0.15%以
    下、〔S〕0.008%以下、〔sol.Al〕0.0
    1〜1.5%、〔N〕0.0050%以下、〔T.O〕
    0.02%以下、残部鉄及び不可避的不純物を含む無方
    向性電磁鋼板において、〔sol.Al〕/〔Si〕≧
    0.02、〔Al_2O_3〕/(〔SiO_2〕+〔
    MnO〕+〔Al_2O_3〕)×100≧40%であ
    る磁性焼鈍後の溶接性の優れた無方向性電磁鋼板。
  2. (2)〔C〕0.015%以下、〔Si〕0.1〜3.
    5%、〔Mn〕0.1〜1.5%、〔P〕0.15%以
    下、〔S〕0.008%以下、〔sol.Al〕0.0
    1〜1.5%、〔N〕0.0050%以下、〔T.O〕
    0.02%以下、B、Sn及びCuの1種又は2種以上
    を各々0.0003〜0.0100%、0.02〜0.
    20%、0.1〜1.0%、残部鉄及び不可避的不純物
    を含む無方向性電磁鋼板において、〔sol.Al〕/
    〔Si〕≧0.02、〔Al_2O_3〕/〔SiO_
    2〕+〔MnO〕+〔Al_2O_3〕)×100≧4
    0%である磁性焼鈍後の溶接性の優れた無方向性電磁鋼
    板。
  3. (3)〔C〕0.015%以下、〔Si〕0.1〜3.
    5%、〔Mn〕0.1〜1.5%、〔P〕0.15%以
    下、〔S〕0.008%以下、〔sol.Al〕0.0
    1〜1.5%、〔N〕0.0050%以下、〔T.O〕
    0.02%以下、〔Sb〕0.01〜0.5%、残部鉄
    及び不可避的不純物を含む無方向性電磁綱板において、
    〔sol.Al〕/〔Si〕≧0.02、〔Al_2O
    _3〕/(〔SiO_2〕+〔MnO〕+〔Al_2O
    _3〕)×100≧40%である磁性焼鈍後の溶接性の
    優れた無方向性電磁鋼板。
  4. (4)〔C〕0.015%以下、〔Si〕0.1〜3.
    5%、〔Mn〕0.1〜1.5%、〔P〕0.15%以
    下、〔S〕0.008%以下、〔sol.Al〕0.0
    1〜1.5%、〔N〕0.0050%以下、〔T.O〕
    0.02%以下、〔Sb〕0.01〜0.5%、B、S
    n及びCuの1種又は2種以上を各々0.0003〜0
    .0100%、0.02〜0.20%、0.1〜1.0
    %、残部鉄及び不可避的不純物を含む無方向性電磁鋼板
    において、〔sol.Al〕/〔Si〕≧0.02、〔
    Al_2O_3〕/(〔SiO_2〕+〔MnO〕+〔
    Al_2O_3〕)×100≧40%である磁性焼鈍後
    の溶接性の優れた無方向性電磁鋼板。
  5. (5)〔Mn〕を0.3〜1.5%含有する請求項(1
    )〜(4)項のいずれかに記載の磁性焼鈍後の溶接性の
    優れた無方向性電磁鋼板。
JP63333830A 1988-12-28 1988-12-28 磁性焼鈍後の溶接性の優れた無方向性電磁鋼板 Expired - Lifetime JPH068489B2 (ja)

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JP (1) JPH068489B2 (ja)

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