JPH0230779A - 低鉄損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、低鉄損方向性けい素鋼板の製造方法に関し
、特にその表面を工業的に低コストの手法によって効果
的に平滑な状態に仕上げることによって鉄損特性の有利
な改善を図ろ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、
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。このため一方向性けい素鋼板の特性としては、磁束
密度（Ｂ、。値で代表される）が高いこと、ならびに鉄
ＦＭ　（ＷＩＴ／Ｓ。値で代表される）が低いことが要
求される。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
低減が望まれている。

従来の一方向性けい素鋼板の製造方法は、例えばＳｉを
２．０〜４．０重量％（以下単に％で示す）含有し７た
素材を、熱間圧延したのち、１回又は中間焼鈍を含む２
回の冷間圧延により最終板厚とし、脱炭焼鈍後、ＭｇＯ
を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してからコイルに巻き
取り、ついで２次再結晶焼鈍及び純化焼鈍を行ない、し
かるのち必要に応してりん酸塩系絶縁コーティングを施
す方法が通常行なわれている。

なお上記の純化焼鈍の際には、脱炭焼鈍後の鋼板表面に
生成した５ｉＯｚを主成分とする酸化層と焼鈍分離剤中
のＭｇＯとが反応してフォルステライト（門ｇｚｓｉＯ
ａ　）被膜が形成される。

（従来の技術） ところで一方向性けい素鋼板の鉄損特性改善については
、純化焼鈍時に綱板表面に形成されるガラス質被膜を除
去し、次いで地鉄とガラス質被膜の界面付近にある窒化
物や硫化物等の不純物を含む層を除去し、表面を平滑に
仕上げることによって著しい鉄…の低減を図り得ること
が報告されている（例えば特公昭５２−２４４９９号、
同５６−４１５０号各公報）。

鋼板表面を鏡面化する一般的な方法としては、ハフ、ブ
ラシ等による機械研磨、化学的に表面を溶解させる化学
研磨および電気化学的に溶解させる電解研磨がある。こ
のうち、機械研磨による場合、鋼板に歪を与えずに研磨
することは難しく、またこの加工歪は歪取り焼鈍によっ
ても完全には除去できないため、鉄損は上昇する。した
がって鉄損の低減を安定して実現するには、化学研磨又
は電解研磨による鏡面化が必要となるわけであるが、化
学研磨の場合、研磨量の劣化により、研磨量と研磨面の
所定条件からのずれが大きくなり易いのに対し、電解研
磨の場合は、電気化学的処理であるため、研磨量や研磨
面の制御が化学研磨に比べると極めて容易である。従っ
て、工業的観点からみると鏡面化処理としては電解研磨
の方が有利であると言える。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこれらの技術はいずれも鉄損低減効果は非
常に明確であるにもかかわらず、今日工業的に実施され
るまでには至っていない。

その理由は、化学研摩液として用いられる１１Ｆ＋ｌｈ
Ｏ，やｌｌ３ＰＯｎ　＋　１１□０□などは高価なため
コスト高になるからである。同しく電解研摩液として通
常用いられるりん酸系浴、硫酸系浴、りん酸−硫酸系浴
および過塩素酸系浴などもいずれも高濃度の酸を主成分
とし、しかも添加物としてクロム酸塩、沸酸、有機化合
物等を使用するためコスト高となり、しかも大量に鋼板
を処理するには、均質性、生産性および液の早期劣化な
ど未解決の問題も多く、工業的規模で実施されるには至
っていない。

さらにもう一つの工業化を妨げる重要な欠点に、鏡面研
磨された表面には絶縁コートがのりにくいことがある。

すなわち従来知られているりん酸塩系コートやセラミン
クコ−１は鏡面故に密着性が悪く現実の使用には耐え得
ない。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、電解
研磨または化学研磨による鏡面化処理に代わる工業化の
容易な表面処理手段について提案することを目的とする
。

（課題を解決するための手段） さて発明者らは、表面状態が鉄損に及ぼす影響について
再検討した結果、以下に述べる知見を得た。

すなわちその第１は、ヒステリシス世に対して大きく影
響を与えているのは、主として表面酸化物であり、表面
の凹凸に関しては必ずしも鏡面状態とする必要はないこ
とである。ここに鏡面状態とは光学的な概念であり、定
量的に定義づけられていないが表面粗さが中心線平均粗
さで０．４μｍ以下望むらくは０．１μｍ以下のことを
指す。

第２図に、酸化物が表面に存在する方向性けい素鋼板、
鏡［■比処理を施した方向性けい素鋼板およびその後さ
らに酸洗を施して表面が荒れた方向性けい素鋼板の各鉄
損を比較して示したが、同図から明らかなように酸洗に
よって鏡面が失われても鉄損はさほど劣化していない。

このように低ヒステリシス損のけい素鋼板を得るために
は、必ずしも鏡面にする必要はなく、鋼板の表面を磁気
的に平滑な面、すなわちヒステリシス…の原因となる磁
壁の移動を妨害することがなくかつ、被膜密着性にも優
れた表面にすればよい。したがって電解研磨や化学研磨
は必要不可欠の条件ではなく、もっと自由に表面処理手
段を選択できることになる。

とはいえけい素鋼板の磁気的平滑化のプロセス中に鋼板
表面に歪が入ることは鉄損を劣化させるために極力回避
すべきことはいうまでもなく、この点化学研磨や電解研
磨などの無歪の研磨方法が適している。

ここで電解研磨法を特徴づけている鏡面化現象に触れて
おく。電解研磨においては、被研磨面を陽極として強酸
、強アルカリの電解液中で電流を通すと、電解反応によ
って金属は表面からイオンとなって流出するが、金属表
面と電解液の間に粘性膜が生じる。この粘性膜が表面の
凸部では薄いので、より多くの電流が流れ、凸部が凹部
より多く溶は出し金属表面は凹凸のない鏡面に仕上げら
れるとされている。したがって化学研磨や電解研磨は結
晶粒度や方位に全く依存せずに金属表面を平滑にする方
法であるともいえる。

また第２の知見は、塩化物水溶液でけい素鋼板を陽極電
解処理した場合に鋼板表面の結晶粒方位の違いによって
表面性状が大きく異なることである。

従来、珪素鋼板に対する塩化物による電解処理はなんら
用途がないために実施されることはなかったが、発明者
らは上述した第１の知見によって広く電解処理の可能性
を探っていたため、塩化物についても確認実験を行った
ところ、上述の特異な現象を突き止めたのである。

第３図に面方位の差異によって、電解処理後の結晶面の
モルホロジーが異なることを表した金属組織写真を示す
。

第３図Ａは結晶粒の（１１０）面が圧延面に対して５°
傾いている場合であり、独得の網目状表面モルホロジー
を呈している。この網目状粒は結晶粒の如くみえる窪み
が粒内に分散して隣合っていることによって形成され、
電解上ンチによって得られるグレイニング面に類似して
いるのでグレイニング様面と呼称する。第３図Ｂは、同
じ＜１１゜傾いている場合であり鱗状モルホロジーを呈
している。さらに第３図Ｃは、２５°傾いている場合で
あっ゛（木肌状ｍ織となっている。これらの特異なモル
ホロジーを有する面は写真Ａ−Ｃで想像しうるように網
目状Ｍｉ織Ａですら鏡面ではなくマクロ的外観では結晶
粒界の出現した酸洗面の様相を呈している。

ここで重要なことは、かかる特異な網目状組織を有する
表面は（１１０１面を有するけい素鋼素材を塩化物水溶
液を電解液として電解処理した時のみ得られ、しかも上
記の網目状組織は磁性的に平滑な面であることである。

さらにこの塩化物水溶液で陽極電解した鋼板表面は、化
学研磨または電解研磨によって得られる鏡面に比し、絶
縁コーティングを施した際の被膜の密着性に優れている
ことも新たに確認された。

しかし絶縁コーティングの種類や膜厚によっては被膜の
密着性にばらつきが生じるため、表面に通常のブラシン
グ処理を施して改善を試みたが満足する結果は得られな
かった。そこで被膜の密着性低下の原因について調べた
ところ、通常のブラシング処理のみでは除去しきれずに
鋼板表面に残るＰｃの水和酸化物やスマットが被膜の密
着性に影響を及ぼしていることが判明した。そしてこの
水和酸化物やスマットの除去には、電解後に鋼板表面に
炭酸水素塩の水溶液または水懸濁液を用いるブラシング
処理を施すことが極めて有効で、この処理によって清浄
な表面を現出することで絶縁被膜の密着性を十分に向上
し得ることもわかった。

この発明は上記の知見に由来するものである。

すなわちこの発明は、 仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、水溶性のハロゲ
ン化物を１種以上含む水溶液中で電解による磁気的平滑
化処理を施すことを特徴とする低鉄損方向性けい素鋼板
の製造方法（第１発明）仕上げ焼鈍済みの方向性けい素
鋼板に、少なくとも１種の水溶性のハロゲン化物とポリ
エーテルとを含む水溶液中で電解による磁気的平滑化処
理を施すことを特徴とする低鉄…方向性けい素鋼板の製
造方法（第２発明） 仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、水溶性のハロゲ
ン化物を１種以上含む水溶液中で電解による磁気的平滑
化処理を施し、ついで鋼板表面に炭酸水素塩の水溶液ま
たは水懸濁液を用いるブラシング処理を施すことを特徴
とする低鉄損方向性けい素鋼板の製造方法（第３発明） 仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、少なくとも１種
の水溶性のハロゲン化物とポリエーテルとを含む水溶液
中で電解による磁気的平滑化処理を施し、ついで鋼板表
面に炭酸水素塩の水溶液または水懸濁液を用いるブラシ
ング処理を施すことを特徴とする低鉄損方向性けい素鋼
板の製造方法（第４発明） である。

また実施に当り、電解水溶液に腐食防市剤を添加するこ
とが有利である。

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
終板厚としたのぢ、脱炭焼鈍を施し次いで最終仕上げ焼
鈍を施す。

この最終仕上げ焼鈍の際の焼鈍分離剤としては、従来か
らフォルステライト被膜も同時に形成させるためにＭｇ
Ｏを主成分とする焼鈍分離剤が主に用いられてきたが、
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ＡｆｆｉｚＯａ等を主成分とし、これに
不活性ＭｇＯやＣａ、　Ｓｒ化合物を添加した分離剤を
用いてもよい。

次に最終仕上げ焼鈍板の表面酸化層を除去する。

除去方法としては、酸洗等の化学的方法とエメリー研磨
等の機械的手法があり、特に限定はしないが、機械的手
法で表面酸化層を除去した場合には、板内部に歪みが入
り易く、かかる歪は続く電解処理によっても解放できな
いので、表面酸化物の除去は酸洗処理で行う方が好まし
い。

ついでこのように表面酸化層を除去した表面を陽極電解
処理によって磁気的平滑面化する。

電解浴は水溶性のハロゲン化物を１種以−に含む水溶液
または少なくとも１種の水溶性のハロゲン化物とポリエ
ーテルとを含む水溶液を用いる。

ここで水溶性のハロゲン化物とは、ｌＩＣρ、　ＮＨ，
Ｃ／２および各種金属の塩化物又はＦ、Ｂｒ、Ｉを陰イ
オンとする酸、そのアルカリ、アルカリ土類、その他の
金属塩類およびアンモニウム塩のうちの水溶性のもの、
さらに弗化物としては硼弗化物（ＢＰ。

塩）および珪弗化物（ＳｉＦ６塩）のうちの水溶性のも
のを意味する。水溶性ハロゲン化物を例示すると、１（
ＣＬ　ＮａＣ１，ＫＣｆｆｉ、　ＮＨ４Ｃｌ！、、　Ｍ
ｇＣｊＬ、　ＣａＣＥｚ。

Ａｊ２ＣＩ２３．　ＨＦ、　Ｎａｐ、　ＫＦ、　ＮＨ，
Ｆ、　ＨＢｒ、　ＮａＢｒ、　ＫＢｒＭｇＢｒｚ、　Ｃ
ａＢｒｚ、　ＮＨｎＢｒ、旧、　Ｎａｌ、　Ｋｌ、　Ｎ
ＩＩｎＩ、　Ｃａ１ｚ＋Ｍｇ１ｚ、ＩＩ□ＳｉＦ６＋　
Ｍｇ５ｉＦ６Ｉ（ＮＨｎ）ｚＳｉＦ６．　ＨＢＦ４．　
ＮＨ４ＢＦ４およびＮａＢＦ、等である。これらはいず
れも（１１０）面を有する仕上げ焼鈍後の方向性けい素
鋼板に対し磁気的平滑化効果を持つものであるが、実操
業においては陰極への金属析出の防止等を考慮して、こ
れらの中から選択することが望ましい。また、その濃度
は、浴の電気伝導度を確保するうえから２０ｇ／１以上
であることが望ましい。なお、その組成および濃度から
してこの発明では海水の利用も可能である。

またポリエーテルとは、エーテル結合（−０−）を主鎖
中に含む線状分子であって、一般に〔間〕担体の繰返し
により成る高分子化合物である。ここで門は普通メチレ
ン基またはポリメチレン基およびそのａＡ　Ｒ体である
。例えば、ポリエチレングリコール＋Ｃｌ１２ＣＨ２ｆ
ｌ−９はその１例である。

ここにポリエーテルの添加量は２ｇ／ρ以上とすること
が望ましく、一方濃度は高すぎると浴の電気型導度が低
下する上、添加量に見合う効果が期待てきないため２〜
３００　ｇ／　Ｅ程度の範囲が適当である。

浴温は常温以上で任意に選ぶことができるが、あまり高
温では水の蒸発が著しく、常温ないし９０°Ｃ程度が適
当である。電流密度は５　Ａ／ｄｍ２程度から数百Ａ／
ｄｍ２の範囲で設定できる。しかし、浴温か低いときに
１００Ａ／ｄｍ”をこえるような高電流密度とすると表
面の処理むらを生じやすいので、電流密度の範囲をより
広くしようとすれば、浴温を４０°Ｃ以」二にした方が
よい。

なお鉄損を低下させる見地から、この発明における電解
の電気量および電解除去量はそれぞれ３００Ｃ／ｄｍ２
以上、片面当り１μｍ以上にすることが好ましい。

以トのようにこの発明においては従来の方法にくらべて
きわめて広範囲な条件下で磁気的平滑化効果を得ること
ができ、この点もこの発明が工業的に実施されるうえで
有利であることの重要な根（処となるものである。

ここで電解反応による浴の変化をＮａＣｌ水溶液を例に
とって示すと次のとおりである。

陽極：　Ｆｅ＋　２Ｃｆｆｉ　−→ＦｅＣｆｆ　ｚ　＋
　２ｅ−−（１）・・・（２） ・・・（３） 陰極：　２Ｎａ”＋２１１ｚＯ＋２ｅ−→２ＮａＯＩｌ
＋ｌｌｚ↑ハルり：　ＦｅＣｆ　ｚ−１−２ＮａＯＨ→
２ＮａＣｆ　＋Ｐｅ（０１１）ｚ　↓すなわち（１）弐
によって生成したＦｅＣ１ｚと、（２）弐で生成したＮ
　ａ　Ｏｔｌとは、（３）式に示した反応によって自動
的にＮａＣｐ、を再生する。したがって浴組成の制御は
、基本的には（３）式で生成するＦｅ（ＯＨ）ｚの沈澱
の除去と、水の補給、および鋼板が系外へ持ち出すＮａ
Ｃｌの補給を行えばよいことになり、従来の化学研磨あ
るいは電解研磨にくらべ、はるかに容易かつ低コストな
ものとなる。どの点もこの発明方法が工業的に優れたも
のであることのひとつの理由である。

また第３および４発明では、上記したハロゲン化物水溶
液中での陽極電解が終ったあと、水洗によって鋼板表面
のハロゲン化物を洗い流したあと、表面清浄化による被
膜の密着性確保のために炭酸水素塩の水懸濁液もしくは
水溶液を用いてブラシング処理が施される。ここで、炭
酸水素塩とは、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニ
ウム、炭酸水素カリウム等を意味する。このとき、水溶
液を用いる場合の濃度はＬｏｇ／４２以上とすることが
望ましく、１０ｇ／Ｑ未満では表面清浄化効果が十分で
ない。なお清浄化効果は濃度が高いほど大きく、懸濁液
がもっとも顕著であるが、１０ｇ／ｌ、以上で、単なる
水によるブラシング処理にくらべて、明瞭な効果を得る
ことができる。プラシングの方法としては合成繊維ある
いは天然繊維を用いたブラシロールや不織布ロール等が
有利に適用できる。

ブラシングを終ったあとは直ちに水洗、乾燥することに
より清浄な表面が維持される。

さらにハロゲン化物水溶液中で陽極電解した後の方向性
珪素鋼板の表面ば極めて活性なため、大気中に曝露され
ると容易に銹を発生する。

銹が生じると外観の劣化とともに、その後のコーティン
グの密着性の劣化をもたらし、ひいては磁気特性の劣化
を招くことになる。これを防止するには電解浴中に腐食
防止剤（インヒビター）を添加することが有効となる。

インヒビターの種類は大別して無機系と有機系に区別さ
れるがこの発明ではいずれでもよい。例を挙げれば無機
系としては、クロム酸塩、亜硝酸塩、りん酸塩等、また
有機系としては有機硫黄化合物や分子構造中に極性基の
アミノ基（−Ｎ１１□）を有するところのアミン類等が
適用できる。

その濃度はインヒビターの種類によって効果の程度が異
なるので一概には言えないが、０．１〜５０ｇＩＱ程度
が適当である。

また、ハロゲン化物水溶液中で方向性珪素鋼板を陽極電
解していくと浴中にＦｅ（Ｏｆｆ）ｚの沈澱が多量に生
成し、これが約２％を超えると液の粘性が上り過ぎて正
常な電解が不可能になる。

特にアルカリ金属のハロゲン化物を主成分とした電解液
を用いる場合、Ｆ　ｅ　（ＯＨ）　ｚの沈澱中に一定量
のハロゲンイオンが捕捉されるため、浴ｐＨは上昇傾向
を示す。そしてｐＨが１３を超えると均一な電解表面は
得られなくなる。これらの問題の発生を防止するにはｐ
Ｈ緩衝剤、あるいはＦｅイオンをキレ−１−化するキレ
ート剤の添加が有効である。ｐＨ緩衝剤としてはりん酸
、クエン酸、硼酸、酢酸、グリシン、マレイン酸等およ
びそれらの塩等が有効であり、また、Ｆｅイオンのキレ
ート剤としてはクエン酸、酒石酸、グリコール酸等のオ
キシ酸、各種アミン類、あるい番よＥＤＴ八なと゛のポ
リアミノカルボン酸類、ポリりん酸塩等が有効である。

それらの添加量はおおむね１〜ｌｏｏｇ／／２の範囲が
良い。

また、電解中の浴ｐＨの上昇を防止するには、浴中のＦ
ｅ（ＯＨ）ｚの沈澱をＦｅ（Ｏｆｆ）ｉに酸化すること
も有効であり、その具体的な方法としては浴と空気の接
触を強制的に強める空気酸化あるいはＩ＋　、０２等の
酸化物を浴に添加するとよい。

（作　用） 主として（１１０）面のみによって構成されたけい素鋼
板をＮａＣｌの水溶液で電解処理した後の鉄損の改善代
について調べた結果を第１図に示す。また同図には比較
として、混酸（Ｃｒ（ｈ　１０％Ｈ３Ｐ０４）での電解
研磨（１００Ａ／ｄｍ”　Ｘ　２０秒）により鏡面化し
た方向性けい素鋼素材の鉄損改善代も併記した。

同図から、ハロゲン化物浴を用いた方が、鉄損の改善代
が大きいことがわかる。

また（１１０）面から１０°以内の結晶面の占有率が低
い電解処理後の木目状組織を主とする試料の電解処理前
後の保磁力Ｈｃを測定したところ、処理後ｔｉｃは５％
劣化した。なおこの実験は濃度２０％のＮａＣ１電解液
を用いて、電流密度１００Ａ／ｄｍ２で１０秒間電解処
理を施したものである。

さらに第１図には、イオンブレーティングでＴｉＮを成
膜した場合の鉄損の改善代をも併せて示している。

第１図に示したように、第１発明に従うことで鉄…の低
減をはかれることが確認できたが、さらに鉄損の改善代
を大きくするには少ない溶解量でもハロゲン化物の水溶
液中での陽極電解による鉄損改善効果を十分なものにす
る必要がある。かかる観点からハロゲン化物の水溶液へ
の種々の添加物を検討したところ、ポリエーテルを添加
した電解浴を用いることが有効であるとの知見を得た。

第４図はＮａＣｌの１００　ｇ　／　ｆｆｉ水溶液（浴
温６０°Ｃ）を電解浴として０．２３ｍｍ厚のフォルス
テライト被膜のない仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板
を電流密度１００Ａ／ｄｍ２で陽極電解した場合の、電
解による鋼板の溶解厚さと鉄ｔＭ　（Ｗ＋ｗｚｓ。）の
低下量の関係を示したものである。なお、溶解厚さは電
解時間を変えることで変化させた。また、電解浴は添加
物を加えないもの、分子量約６００のポリエチレングリ
コールを２５　ｇ　／　ｆｆｉ添加したもの、および分
子量約２０００のポリエチレングリコールを２５　ｇ　
／　ｆｆｉ添加したもの、の３種において比較した。

第４図から、ポリエチレングリコールの添加によって同
じ鉄損低下量を、得るのに必要な鋼板の溶解厚さは、無
添加の約１／２に減少していることがわかる。ちなみに
必要溶解量の減少は、電力コストの低減、製品歩留りの
向上、生産性の向上、浴中Ｆｅ分の増加率減少にともな
う浴メンテナンス費用の減少等、工業的に大きなメリン
トをもたらすものである。なお、第４図には分子量６０
０と２０００のものの効果を示したが、これ以外の分子
量のポリエチレングリコールでも同様の効果が得られる
ことを確認している。したがって第２発明ではポリエー
テルの分子量はとくに規定しない。

またハロゲン化物の水溶液にポリエーテルを添加した電
解浴を用いた場合の鉄…の改善代について、第１図に結
果を示した実験に準して調べた結果を第５図に示す。な
お電解浴には分子量６００のポリエチレングリコールを
２５ｇ／ｆｆｉ含むＮａＣＱの水溶液（ｅ度１００ｇ／
ｆｆ１）を用い、１００Ａ／ｄｍ２Ｘ　２０秒の条件で
電解処理に供した。またその他の条件は上記した実験と
同様である。さらに第５図には、イオンブレーティング
でＴｉＮを成膜した場合の鉄損の改善代をも併せて示し
た。

ポリエーテル添加による鉄損改善度向上の機構について
は今のところ不明であるが、その効果が分子量のいかん
にかかわらず発揮されるところを見ると、単なる浴の粘
度上昇などによるものではなく、何らかの表面活性を示
して、塩素イオンによるｗＡ仮の磁気的平滑化を助長す
るものと考えられる。

ところでけい素鋼板においてはその表面には絶縁コート
を具備して用いることが多く、また磁歪、鉄損などの磁
気特性を更に良好にするために、絶縁コートに張力性を
付与したり、あるいは、張力コートと絶縁コートの２重
コーティングを行ったりする。しかしながら従来の磁気
的平滑面を得る手段である鏡面研磨によって得られた表
面は、これらのコーティングを施し難いだけでなく、コ
ートの密着性が不良であった。

この点この発明の鋼板の表面は、網目状粒を有し、その
境界に凸部を有するだけでなく、結晶粒界が段差や溝状
の凹部を形成しているのでコーティング被膜の密着性は
極めて良好である。

なおこの発明に従って得られる製品の鉄損が、従来法の
電解研磨、化学研摩等によって得られた鏡面を有する製
品に比して良好な値を示す物理的理由は完全には解明さ
れたわけではないが、第１に磁気的に平滑であるために
は幾何的な平滑度をそれほど高く要求されないこと、第
２に本発明法では粒界が段差状あるいは溝状に凹部を形
成するので、磁区の細巾化が生じそれによる鉄損の減少
が望めること、第３に電解研磨法によると鏡面に不均質
に生じる酸化被膜による劣化が生じると考えられるが本
発明製品では生じないこと、によるものと推察される。

また、電解処理後の炭酸水素塩を用いたブラシング処理
によって被膜の密着性が向上するのは先にも述べたよう
に、鋼板表面が清浄化されるからである。電解後の表面
は、前述の（３）式の反応が、鋼板表面上でも起るため
に、非晶質の水和酸化鉄が全面に薄く生成していて、こ
れは地鉄とのゆるやかな化学結合をもつためか単なるブ
ラシング処理では完全にはとれない。さらに素材の方向
性けい素鋼板はＳｉを多く含有する故にきわめて酸化し
易い上、表面に吸着した微量の塩素イオンが常に表面の
腐食を促進する傾向にある。このような理由で電解後の
表面は完全にメタリックな面ではなく、水和酸化鉄にお
おわれた汚れた表面となっている。ところで鋼板の清浄
化効果は、単に電解後の鋼板を、炭酸水素塩の水溶液も
しくは怒濁液に浸漬するだけでは得られることはない。

−刃型なる水でプラシング処理しても、表面の汚れを完
全に除くことは困難である。したがって炭酸水素塩は何
らかの機構によって、表面の水和酸化鉄を除去しやすい
形態に変化させ、その状態のもとでブラシング処理を行
うことによって、表面が十分に清浄化されるものと考え
られる。

かかる一連の処理を施したあと、表面にコーティング被
膜を形成する。被膜の種類としては従来から知られてい
るりん酸塩系あるいはクロム酸塩系被膜、もしくは磁気
特性のより一層の向上を図るための張力付加型の被膜が
適用される。張力付加型被膜は従来より知られるコロイ
ダルシリカを含有するりん酸塩系コーティングでもよい
し、ドライあるいはウェットのめっきで形成してもよい
。

すなわらＣＶＤ法やＰｖＤ法（イオンブレーティングや
イオンインブランティジョン）などの薫着法又はめっき
等によってＴｉ、　Ｎｂ、　Ｓｉ、　　Ｖ、　Ｃｒ、＾
Ｉ、　Ｍｎ。

Ｂ、　Ｎｉ、　Ｃｏ、　Ｍｏ、　Ｚｒ、　Ｔａ、　Ｉｆ
ｆ、　Ｗの窒化物および／又は炭化物ならびにＡＩ、　
Ｓｉ、　Ｍｎ、　Ｍｇ、　Ｚｎ＋　Ｔｉの酸化物のうち
から選んだ少な（とも１種より主として成る極薄被膜を
鋼板表面に強固に被成するのである。

なおかかる被膜の材質としては、上掲したもののほか、
熱膨張係数が低く＠仮に強固に付着するものであれば何
であってもよい。

さらに必要により常法に従って張力付与型低熱膨脂の上
塗り絶縁被膜を被成することもできる。

（実施例） 即扛 Ｃ：　　０．０４３　　％、　　Ｓｉ　　：　　３．３
５　％、　Ｓｅ　　二　０．０１８　％、Ｍｏ：０．０
１３％およびＳｂ　：　０．０２５％を含む組成になる
熱延板を、中間焼鈍を含む２回の冷間圧延により０．２
３ｍｍ厚の冷延板とした。ついでこの鋼板に、８３０°
Ｃの湿水素中で脱炭・１次再結晶焼鈍を施した後、Ｍｇ
ＯとＡ　１２０３を主成分とする焼鈍分離剤を塗布して
から、コイル状に巻取り、８５０°Ｃで５０時間の２次
再結晶焼鈍及び１２００°Ｃで５時間の純化焼鈍を施し
た。

その後、未反応の焼鈍分離剤を除去し、平坦化焼鈍を施
してコイルの巻きぐせを矯正し、供試材とした。

かかる供試材の表面の酸化物被膜を酸洗により除去し、
ついで表１に示す条件の塩化物水溶液中で電解処理を行
った後、鉄＋Ｒ（Ｗ＋ｔ７．ｏＪを測定した。第１発明
法に比較するためにりん酸とクロム酸を用いて行う鏡面
研磨法（比較例１４）とりん酸のみを用いる鏡面研磨法
（比較例１５）と機械研磨法（エメリー＃１０００仕上
げ：比較例１６）とを行った。りん酸とクムロ酸を用い
る方法は、従来から知られているごとく大幅に鉄損の向
上が認められるものの、第１発明法の方がすくれている
。またりん酸で電解研磨鏡面化したものは、はるかに第
１発明法に比して鉄損が劣る。機械研磨法はかえって鉄
損が劣化する。これらの仮の研磨後の表面にＴｉＮを張
力コートとしてイオンブレーティングし２０ｍｍφ棒に
よる曲げ密着性テストを行ったところ、第１発明に従う
Ｎｏ、　１〜１３はいずれも良好（１００％剥離なし）
Ｎｏ、１４はやや劣り（２０％剥離）　Ｎｏ、１５゜１
６は劣っていた（Ｎｏ、１５．８０％　Ｎｏ、１６．１
００％剥離）。

測定結果を比較例の結果とともに表１に併記する。

同表から明らかなように第１発明に従って得られた適合
例はいずれも鉄損の向上度が大きかった。

これに対してこの発明の請求の範囲外の条件で処理した
比較例はいずれも電解処理効果も小さく、鉄損の改善も
わずかなものでしかなかった。

災嫡１ｍ Ｃ：　０．０５９％、Ｓｉ　　：　３．３５％、Ｍｎ　
：　ｏ、ｏ’７７％、　八１　：０．０２４％、Ｓ　：
　０．０２３％、Ｃｕ　：　０．１％およびＳｎ　：　
０．０１５％を含有する熱延板を、中間焼鈍を含む２回
の冷間圧延により、０．２３ｍｍ厚の冷延板とした。つ
いでこの鋼板に８４０°Ｃの湿水素中で脱炭・１次再結
晶焼鈍を施した後、Ａ１□０３とＭｇＯを主成分とした
焼鈍分離剤を塗布してから、コイル状に巻取り、８５０
°Ｃから１０５０まで１０°Ｃ／ｈで昇温しで２次再結
晶させた後、１２００’Ｃの飽水素中で５時間の純化焼
鈍を施した。その後、未反応の焼鈍分離剤を除去し、平
坦化焼鈍を施して、コイルの巻きぐせを矯正し、供試材
とした。かかる供試材の表面の酸化物皮膜を酸洗により
除去したのち、表２に示す条件の塩化物水溶液で電解処
理を行った後、鉄損（Ｗ＋７７．。）を測定した。この
測定結果を表２に併記する。

条件Ｎｏ、２１はりん酸とクロム酸の電解研磨により鏡
面化した比較例であり、従来より知られている如く大幅
な鉄損の改善が図れるものの本発明法には及ばない。ま
たＮｏ、２２はりん酸による電解研磨鏡面化法であるが
、特性の改善幅はさらに小さい。

丈施Ｊ［支 実施例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物被膜を酸洗により除去し、ついで表３に示す条件
のポリエチレングリコールを含有する塩化物水溶液中で
電解処理を行った後、鉄損（Ｗｌｔｙｓ。）を測定した
。第２発明法に比較するためにりん酸とクロム酸を用い
る電解研磨処理（条件Ｎｏ、　１４　）も併せて行った
。鉄損の測定結果を比較例の結果とともに表３に示す。

同表から、第２発明に従って得られた製品は、従来から
知られているりん酸−クロム酸による電解研磨処理での
製品に比し、鉄損の向上度が大きいことがわかる。

また、これらの板の電解後の表面にＴｉＮを張力コート
としてイオンブレーティングし２０ｆｆｆｆＩｌφ棒に
よる曲げ密着性テストを行ったところ、本発明条件であ
るＮｏ、　１〜１３はいずれも良好（剥離なし）でＮｏ
、１４は劣っていた。

力缶遺（ 実施例２と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物被膜を酸洗により除去し、その後表４に示す条件
の塩化物水溶液で電解処理を行った後、鉄損（Ｗ、□７
５ｏ）を測定した。この測定結果を表４に併記する。な
お条件Ｎｏ、　９はりん酸とクロム酸の電解研磨により
鏡面化した比較例である。

同表から、第２発明に従うＮｏ、　１〜８の鉄損値がＮ
ｏ、　９に比し低減されていることがわかる。

実Ｊ１片ｉ 実施例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物被膜を酸洗により除去し、ついで表５に示す条件
の塩化物水溶液中での陽極電解を行った。その後水洗し
、引き続き炭酸水素塩の水溶液あるいは水懸濁液をかけ
つつ、ナイロン類のブラシロールによるブラシング処理
を行った。次に、水洗、乾燥した後表５に示すコーティ
ング被膜を形成し、その後、８００”Ｃで３時間の歪取
り焼鈍を行った。得られた製品の磁気特性および被膜の
密着性を評価した結果を表５に示す。第３発明法に比較
するために、ブラシング処理を行わなかった場合（条件
Ｎｏ、　８　）　、ブラシング処理を水のみで行った場
合（条件Ｎｏ、　９　）　、および電解処理をりん酸と
クロム酸を用いて行う電解研摩とした場合（条件Ｎα１
０）についても同様に測定した。これらの測定結果も表
５に併記する。本発明の適合例はいずれも優れた被膜密
着性を示し、また鉄損も良好であるが、炭酸水素塩によ
るブラシング処理を行わなかったＮｏ、８．９は被膜密
着性が悪く、磁性もやや劣っており、りん酸−クロム酸
液による電解研磨（条件Ｎｏ、　１０　）は被膜密着性
、鉄損ともにさらに劣っていた。

実画ｌ汁疾 実施例２と同し供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物被膜を酸洗により除去したのち、表６に示す条件
の塩化物水溶液中で陽極電解処理を行った。

その後水洗し、引き続き炭酸水素塩の水溶液あるいは水
懸濁液をかけつつ、ナイロン製のブラシロールによるプ
ラシング処理を行った。次に、水洗、乾燥した後表６に
示すコーティング被膜を形成し、その後、８００°Ｃで
３時間の歪取り焼鈍を行った。得られた製品の磁気特性
および被膜の密着性を評価した結果を表６に示す。第３
発明法に比較するために、ブラシング処理を行わなかっ
た場合（条件Ｎｏ、　８　）　、ブラシング処理を水の
みで行った場合（条件Ｎｏ、　９　）　、および電解処
理の代りに＋１２０□とＩＩＦの混合液による化学研磨
を行った場合（条件Ｎｏ、ｌＯ）についても同様に測定
した。これらの測定結果も表６に併記する。

本発明の適合例はいずれもすくれた被膜密着性を示し、
また、鉄損も良好であるが、炭酸水素塩によるプラシン
グ処理を行わなかったＮｏ、　１８　、１９は被膜密着
性が悪く、磁性もやや劣っており、また１１□０□とＨ
Ｐの混合液による化学研磨（条件Ｎｏ、２０）は被膜密
着性、鉄損ともにさらに劣っていた。

実Ｊヒ拠工 実施例１および実施例２と同じ供試材を準備し、かかる
供試材の表面の酸化物被膜を酸洗により除去し、ついで
表７に示す条件のポリエチレングリコールを含有する塩
化物水溶液中での陽極電解処理を行った。その後水洗し
、引き続き炭酸水素ナトリウムの水溶液あるいは水懸濁
液をかけつつ、ナイロン製のブラシロールによるブラシ
ング処理を行った。次に、水洗、乾燥した後表７に示す
コーティング被膜を形成し、その後、８００”Ｃで３時
間の歪取り焼鈍を行った。得られた製品の磁気特性およ
び被膜の密着性を評価した結果を表７に示す。第４発明
法に比較するために、ブラシング処理を水のみで行った
場合（条件Ｎｏ、　９　、１０）　、および電解処理を
りん酸とクロム酸を用いて行う電解研磨とした場合（条
件Ｎｏ、１１．１２）についても同様に測定した。これ
らの測定結果も表７に併記する。

本発明の適合例はいずれも優れた被膜密着性を示し、ま
た鉄損も良好であるが、炭酸水素ナトリウムによるブラ
シング処理を行わなかったＮｏ、９．１０は被膜密着性
が悪く、磁性もやや劣っており、りん酸−クロム酸液に
よる電解研磨（条件Ｎｏ、　１１　、１２　）は被膜密
着性、鉄損ともにさらに劣っていた。

１１ｄ飢影 実施例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物皮膜を酸洗により除去し、ついで表８に示す条件
のハロゲン化物水溶液中で陽極電解処理を行った後、鉄
…（Ｗ＋ｔｚｓ。）を測定した。

また、比較のためにりん酸とクロム酸を用いる電解研摩
処理（条件Ｎｏ、９）も併せて行った。鉄損の測定結果
を比較例の結果とともに表８に示す。

同表から明らかなようにこの発明に従う適合例は、いず
れも鉄１ｎの向上度が大きいのに対し比較例の鉄損向上
度は少ない。

力Ｕ殊ｌ 実施例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物皮膜を酸洗により除去し、ついで表９に示す条件
のポリエチレングリコールを含有するハロゲン化物水溶
液中で陽極電解処理を行った後、鉄損（Ｗ＋７ｚ５ｏ）
を測定した。また、比較のためりん酸とクロム酸を用い
る電解研磨処理（条件Ｎｏ、　７　）も併せて行った。

鉄損の測定結果を比較例の結果とともに表９に示す。

同表からこの発明に従って得られた製品は、従来から知
られているりん酸−クロム酸による電解研磨処理での製
品に比し、鉄損の向上度が大きいことがわかる。

″ＪＪＪ１殊則 実施例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物皮膜を酸洗により除去し、ついで表１０に示す条
件のハロゲン化物水溶液中での陽極電解処理を行った。

その後水洗し、炭酸水素ナトリウムの水？容？Ｆｉをか
けつつナイロン製のフ゛ラシロールによるブラシング処
理を行った。次に水洗、乾燥した後、表１０に示すコー
ティング皮膜を形成し、その後、８００　’Ｃで３時間
の歪取り焼鈍を施した。得れらた製品の磁気特性および
皮膜の密着性について評価した結果を表１０に示す。ま
た、ブラシング処理を行わなかった場合（条件Ｎｏ、　
６　）　、プラシング処理を水のみで行った場合（条件
Ｎｏ、　７　）についても同様の評価を行った。これら
の結果も表１０に併記する。

この発明に従うプラシング処理例はいずれも優れた皮膜
密着性を示し、 また鉄損も良好である。

丈新Ｉ靴■ 実施例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物皮膜を酸洗によって除去し、ついで表１１に示す
条件のインヒビターを含むハロゲン化物水？８　？ｒ９
．中で陽極電解処理を行った後、水洗、乾燥し、鉄１員
（ＷＩ７１５Ｇ）を測定するとともに湿潤大気中での耐
食性を調べた。また、インヒビターを含まない浴で処理
したもの（条件Ｎｏ、６．７）についても同様の調査を
行った。それぞれの結果を表１１に示す。

同表から明らかなように、浴にインヒビターを添加した
場合は鉄…の向上度は問題なく、特に耐食性に優れ、銹
が発生しにくいことがわかる。

裏庭努は 実ｈｊｆｉ例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の
表面の酸化物皮膜を酸洗によって除去し、ついで表１２
シこ示す条件のｐＨ緩衝剤またはキレート剤を含むハロ
ゲン化物水溶液中で陽極電解処理を行った後、鉄損（Ｗ
Ｉ？／Ｓ。）を測定するとともに、表面が不均一で光沢
が少なくなる、すなわち電解処理能力が化工するまでの
全電解時間を調べた。また、ｐＨ緩ｉＩＩ剤やキレート
剤を含まない浴（条件Ｎｏ、　６７）６二ついても同様
の調査を行った。それぞれの結果を表１２に示す。

同表から明らかなように、キレート剤やｐＨ緩衝剤を添
加した場合は鉄損の向上度は問題なく、特に長時間の安
定的な電解が実現できることがわかる。

力１糺Ｕ 実施例１と同じ供試材を準備し、かかる供試材の表面の
酸化物皮膜を酸洗によって除去し、ついで表１３に示す
条件のインヒビターまたはｐＨ緩衝剤を含むハロゲン化
物水溶液中での陽極電解を行った。その後水洗し、炭酸
水素ナトリウムの水溶液をかけつつナイロン製のブラシ
ロールによるブラシング処理を行った。次に水洗、乾燥
した後、表１３に示すコーティング皮膜を形成し、その
後、８００゛Ｃで３時間の歪取り焼鈍を施した。得られ
た製品の磁気特性、皮膜の密着性、耐食性および電解時
間について評価した結果を、表１３に示す。またブラシ
ング処理を行わない場合（条件Ｎｏ、１１）、ブラシン
グ処理を水のみで行った場合（条件Ｎｏ、　１２　）に
ついても同様の評価を行った。これらの評価結果も表１
３に併記する。この発明に従ってブラシング処理を実施
した場合はいずれも特に優れた皮膜密着性を示し、また
鉄損も良好である。さらにインヒビター添加の場合は特
に耐食性が良好であり、ｐｌ＋緩衝剤やキレート剤の添
加を行った場合は特に長時間の安定的な電解ができるこ
とがわかる。

（発明の効果） この発明の方法は仕上げ焼鈍後の方向性けい素鋼板の鉄
損低下を目的とした低コストの電解処理方法としてきわ
めて有利であり、従来は困難であった工業化の実現を容
易にし得る。また、鉄損の改善幅も大きく絶縁コーティ
ング等の密着性も良好である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電解処理したけい素鋼板の鉄損改善化を示すグ
ラフ、 第２図は表面状態と鉄損との関係を示すグラフ、第３回
は面方位の異なる結晶面を示す金属組織写真、 第４および５図は電解処理したけい素鋼板の鉄損改善化
を示すグラフである。 第４図 電賃ダに８片面づり溶解Ｉさ（μｍン

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、水溶性のハ
   ロゲン化物を１種以上含む水溶液中で電解による磁気的
   平滑化処理を施すことを特徴とする低鉄損方向性けい素
   鋼板の製造方法。 ２、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、少なくとも
   １種の水溶性のハロゲン化物とポリエーテルとを含む水
   溶液中で電解による磁気的平滑化処理を施すことを特徴
   とする低鉄損方向性けい素鋼板の製造方法。 ３、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、水溶性のハ
   ロゲン化物を１種以上含む水溶液中で電解による磁気的
   平滑化処理を施し、ついで鋼板表面に炭酸水素塩の水溶
   液または水懸濁液を用いるブラシング処理を施すことを
   特徴とする低鉄損方向性けい素鋼板の製造方法。 ４、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板に、少なくとも
   １種の水溶性のハロゲン化物とポリエーテルとを含む水
   溶液中で電解による磁気的平滑化処理を施し、ついで鋼
   板表面に炭酸水素塩の水溶液または水懸濁液を用いるブ
   ラシング処理を施すことを特徴とする低鉄損方向性けい
   素鋼板の製造方法。 ５、電解水溶液は腐食防止剤を含むものである請求項１
   ないし４項のいずれか１項に記載の製造方法。