JPH03294468A - 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 - Google Patents

低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法

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JPH03294468A
JPH03294468A JP2096885A JP9688590A JPH03294468A JP H03294468 A JPH03294468 A JP H03294468A JP 2096885 A JP2096885 A JP 2096885A JP 9688590 A JP9688590 A JP 9688590A JP H03294468 A JPH03294468 A JP H03294468A
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JP
Japan
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silicon steel
steel sheet
film
grain
oriented silicon
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Application number
JP2096885A
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English (en)
Inventor
Takashi Kobayashi
尚 小林
Hiroyasu Fujii
浩康 藤井
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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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) 本発明は鉄損値が極めて低い一方向性珪素鋼板の製造方
法に関するものである。
(従来の技術) 一方向性珪素鋼板は、磁気鉄芯として多用され、エネル
ギーロスを少なくすべく鉄損を低減することが要求され
る。而して、一方向性珪素鋼板の鉄損を低減する手段と
して、仕上焼鈍後の材料表面にレーザービームを照射し
て局部的な歪を与え、それによって磁区を細分化して鉄
損を低下させる方法がたとえば特開昭58−26405
号公報に開示されている。また、一方向性珪素鋼板を鉄
芯へ加工した後、歪取焼鈍(応力除去焼鈍)を施しても
磁区細分化効果が消失しない磁区細分化手段として、た
とえば特開昭62−86175号公報に開示されている
方法がある。これらの技術的手段によって一方向性珪素
鋼板の鉄損値を低下させることができるが、さらに鉄損
値の低減を図ろうとするときは仕上焼鈍後の材料表面に
存在するグラス皮膜を除去し、鋼板表面近傍の磁区の動
きを阻害する地鉄表面の凹凸を取り除くことが重要であ
る。そのための手段として、仕上焼鈍後の材料の地鉄表
面を鏡面仕上げするか、または、鏡面仕上げした材料表
面に金属めっきを施すという方法がある。さらには、前
記の鏡面仕上げし、金属めっきした材料表面に絶縁■を
塗布し焼付けることによって、超低鉄損の一方向性珪素
鋼板を得る方法が特公昭5224499号公報に提案さ
れてむ゛る。さらに、たとえば特開昭61−20173
2号公報には、表面の平均粗さが0.4 n以下の鏡面
状態に仕上げた一方向性珪素鋼板を、Tiを含むガスと
非酸化性ガスからなる雰囲気下に500〜1000°C
の温度域で熱処理し、表面にTiN 、 Tic 、 
Ti(C,N)からなる極薄張力皮膜を形成し、さらに
絶縁皮膜を被覆することによって鉄損値の低い一方向性
珪素鋼板を得る方法が開示されている。
(発明が解決しようとする課題) 一方向性珪素鋼板の地鉄表面を鏡面仕上げし、CVD、
PVD或いはイオンブレーティングといった手段によっ
て皮膜を形成することが近来多く提案されている。これ
らの方法はそれなりの効果が認められるが、10−5T
orr以下の真空を必要とし、厚い膜を形成するために
は長時間を要するので、生産性が極めて低くまた高いコ
ストを要する。
本発明はこれら従来技術における問題を解決し、極めて
鉄損値の低い一方向性珪素鋼板を低いコストで工業的に
生産することができる製造プロセスを提供することを目
的としてなされた。
(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)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の平滑化した地鉄
表面に金属メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて
珪化物皮膜を形成せしめることを特徴とする低鉄損一方
向性珪素鋼板の製造方法。
(2)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の平滑化した地鉄
表面に金属メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて
珪化物皮膜を形成せしめ、さらに張力付与膜を塗布焼付
けすることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造
方法。
以下に本発明の詳細な説明する。
本発明者らは上記従来技術における問題を解決するため
に、低圧プラズマ溶射法によって一方向性珪素鋼板表面
に珪化物皮膜を形成することを考えた。従来の低圧プラ
ズマ溶射では噴射珪化物の粒径が50〜100nと大き
いため、形成される珪化物皮膜も1100f以上の極め
て厚いものとなってしまう。本発明者らは珪化物の粒径
を12trm以下にするとともに、基板の温度を400
 ’C以上にすることによって短時間で極めて密着性の
すぐれた124以下の厚さの皮膜を形成せしめ得ること
を見出した。
しかしながら、直接平滑下地面に溶射を行うと、溶射粒
子の衝突により平滑面が粗らされるため磁区がピンニン
グされ磁気特性が悪くなる。そこで、種々の検討を行っ
た結果、平滑化した下地面に好ましくは厚さII!rn
以上の金属メッキを施した後、溶射を行えば磁気特性を
損なうことなく低圧プラズマ溶射皮膜が付与できるとい
う新知見を得た。
このようにして形成された皮膜を有する一方向性珪素鋼
板は磁気的特性が極めて優れている。
本発明に従った低圧プラズマ溶射法による珪化物皮膜材
成手段は、仕上焼鈍後の材料表面のグラス皮膜を除去し
て地鉄表面を平滑に仕上げ、金属メッキを施した後、そ
の表面に珪化物皮膜を形成せしめるべく適用することが
できる。また、この手段は一方向性珪素鋼板をス) I
Jツブを走行させる状態下で二次再結晶させ、その後に
皮膜をつけるプロセスにも適用できるのは勿論である。
さらに、特公昭63−44804号公報、特公昭63−
6611号公報に開示されている、一方向性珪素鋼板を
鉄芯に加工した後歪取り焼鈍を施しても磁区細分化効果
が消失しない磁区制御技術と組み合わせて使用すること
もできる。
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
4wt%以下のSiを含有する綱スラブを加熱し、熱間
圧延して熱延板とし、必要に応じてこの段階で焼鈍を施
し、次いで1回或は中間焼鈍を介挿する2回の冷間圧延
を施して最終板厚とした後、脱炭焼鈍し焼鈍分離剤を塗
布してストリップコイルとし、ついで高温長時間の仕上
焼鈍を施し、(110)<001>方位の二次再結晶粒
を発達させた鋼板のフォルステライト皮膜を、化学的或
いは機械的に除去するかまたは、前記焼鈍分離剤をアル
ミナ等のフォルステライト皮膜を形成しないものにして
仕上焼鈍後の鋼板表面の地鉄を露出させ、弗酸と過酸化
水素を含む溶液中に浸漬するか或いは電解研磨によって
地鉄表面を平滑化した後、金属メッキを施し、低圧プラ
ズマ溶射装置中で珪化物皮膜を形成する。
金属メッキを施す意味は、プラズマ溶射の粒子衝突によ
る下地面のダメージを防止するためである。金属メッキ
は、そのメッキ金属、メッキ方法において特に限定され
ることはないが、Zn、 Sn。
Cu、 Ni等の金属メッキを行うのが最も実用的であ
る。通常のプラズマ溶射条件では1m+前後の下地の凹
凸が生じ、交流磁場中での磁区の動きをピンニングする
ので鉄損が損なわれる。これを防止するために好ましく
は厚さ1−以上のメッキを施した後に低圧プラズマ溶射
するのが効果的である。
下地面を金属メッキで保護して、低圧プラズマ溶射皮膜
で下地に大きな張力を付与して極めて磁性の良い製品を
得るのが本発明の目的である。
以下に本発明の実施に用いた低圧プラズマ溶射条件の一
例を示す。
作動ガス   :Ar+Ht 入力     :85KW 溶射雰囲気圧カニ 60Torr 溶射距離   :450mm 粉体供給速度 : 44 g /l1lin。
なお、本発明は上記溶射条件に限定されるものではない
。
第1図は噴射粉末に二珪化モリブデン(MoSiz)を
用いた時の二珪化モリブデン平均粒径と溶射厚みの関係
を示したものである。この図かられかるように、噴射珪
化物(溶射物粉末)の粒径を小さくするほど同一溶射時
間で薄い皮膜を形成できる。
次に、溶射時の珪素鋼板(基板・・・Snメッキあり)
の温度と溶射後の溶射皮膜の密着性について調べた結果
を、第2図に示す。第2図から明らかなように基板の温
度を室温から漸次上昇させていくに従い溶射皮膜の密着
性が向上する。これは溶射時に基板の温度を高くしてお
くことによって、溶融した溶射材料液滴と基板との濡れ
性が改善されるとともに拡散が起こることによるものと
考えられる。
溶射皮膜の密着性は溶射後の珪素鋼板を30mmφの丸
棒に巻き付けたときの溶射皮膜の剥離率で評価した。第
2図から明らかなごとく基板の温度を400°C以上に
すると、溶射皮膜の密着性が良好となる(剥離率が低下
する)。400°C以上の基板温度で、通常のフォルス
テライト皮膜の密着性と同等の密着性を示している 溶射に用いる粉体はチタン(Ti)、ジルコニラL、 
(Zr) 、ニオブ(Nb) 、タンタル(Ta) 、
クロム(Cr) 、モリブデン(Mo) 、タングステ
ン(W)等の二珪化物単体あるいは、これらの混合物、
さらに珪素の結合割合の異なる化合物(たとえばMo3
Si3)のいずれでもよいが、製品の鉄構向上を考える
場合は、下地の珪素鋼板(地鉄)との間で熱膨張係数の
差の大きな珪化物を用いた方が下地に大きな張力が付与
され鉄損が向上する。珪化物皮膜の形成後、−旦下地を
800℃程度に加熱して下地と珪化物皮膜の歪の緩和を
行った方が鉄損が向上する。珪化物皮膜の形成後、鋼板
に張力皮膜を塗布し焼付ける場合は、焼付けが800°
C以上の温度域でなされるから、下地と珪化物皮膜の歪
の緩和が併せて行われる。製品を巻鉄芯等に加工した後
、800°C以上の温度域で歪取り焼鈍を行う場合にも
、下地と珪化物皮膜の歪の緩和が併せて行われる。
(実施例) 実施例I Si:3.2%を含む板厚0.3mmの仕上焼鈍後の高
磁束密度一方向性珪素鋼板を硫酸と弗酸の混合物に浸漬
してフォルステライト皮膜を除去した後、弗酸と過酸化
水素を含む溶液中で地鉄表面を平滑にし鏡面に仕上げた
。鏡面仕上げ後、この鋼板を低圧プラズマ溶射装置に導
入し、基板温度を500°Cとして平均粒径11−アン
ダー〇〇二珪化クロムを溶射して7inB厚さの珪化物
皮膜を形成した。
その後、不活性ガス雰囲気下、800″Cに加熱して歪
の緩和を行った。こうして得られた製品の鉄損値を第1
表に示す。
第1表 このように、本発明法は従来技術に比較して鉄損値が格
段に向上している。
実施例2 Si : 3.2%を含む板厚0.3 mmの仕上焼鈍
後の高磁束密度一方向性珪素鋼板のフォルステライト皮
膜を砥石によって機械的に除去した後、弗酸と過酸化水
素を含む溶液中で地鉄表面を平滑にし鏡面に仕上げた。
鏡面仕上げ後、3JnBのクロムメッキを施した後、こ
の鋼板を低圧プラズマ溶射装置に導入し、基板温度を6
00°Cとして平均粒径1〇−の三珪化五モリブデンの
粉末を溶射して1〇−厚さの珪化物皮膜を形成した。そ
の後、燐酸系張力皮膜溶液を塗布し、850°Cで60
秒間の焼付は処理を行った。こうして得られた製品の磁
気時を低下させることができ、その工業的効果は甚大で
ある。
【図面の簡単な説明】 第1図は溶射すべき珪化物粉末の粒径と形成される珪化
物皮膜の厚さの関係を示す図、第2図は溶射時の基板の
温度と溶射後の溶射皮膜の密着性の関係を示す図である
。 性を第2表に示す。 第2表 本発明の低圧プラズマ溶射による鋼板表面における珪化
物皮膜形成後、張力皮膜形成処理を施すとさらに鉄損が
向上(鉄損値が低下)していることがわかる。 (発明の効果)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の平滑化した地鉄
    表面に金属メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて
    珪化物皮膜を形成せしめることを特徴とする低鉄損一方
    向性珪素鋼板の製造方法。
  2. (2)仕上焼鈍後の一方向性珪素鋼板の平滑化した地鉄
    表面に金属メッキを施した後、低圧プラズマ溶射法にて
    珪化物皮膜を形成せしめ、さらに張力付与膜を塗布焼付
    けすることを特徴とする低鉄損一方向性珪素鋼板の製造
    方法。
JP2096885A 1990-04-12 1990-04-12 低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法 Pending JPH03294468A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0913488A3 (en) * 1997-10-28 2003-01-29 Kawasaki Steel Corporation Grain oriented electrical steel sheet and method
JP2006135061A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Nippon Steel Corp 板厚方向の比透磁率が小さい電磁鋼板
JP2012526196A (ja) * 2009-05-08 2012-10-25 ズルツァー・メットコ・アクチェンゲゼルシャフト 基材のコーティングのための方法及びコーティングを有する基材

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