JPH0336213A - フラックス印刷による配向ケイ素鋼の磁区細分化法 - 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】 毘胆亘薯遣 本発明は、磁壁間隔を細分化することによって、結晶粒
配向ケイ素鋼の鉄損を改良する方法に関する。さらに詳
しくは、本発明は、フラックスを選択的に塗布して酸化
物被覆を取り除き、その後、熱処理および／または化学
処理をして、耐熱性磁区細分化を行うことによる、最終
組織焼鈍された鋼の加工法に関する。

匙夫立且遣 結晶粒配向ケイ素鋼は一般に、電気的用途、例えばパワ
ートランス、配電用トランス、発振器等に用いられる。

鋼が、わずかな限られたエネルギー損失のみで、加えら
れた磁界の周期的な逆転を許容する能力は、最も重要な
性質である。「鉄損（コアーロス）Ｊと呼ばれるこの損
失が減少することは好ましいことである。

結晶粒配向ケイ素鋼の製造において、ミラー指数（１１
０）［００１］のゴス二次再結晶組織によって、磁性、
特に無配向ケイ素鋼の透磁率および鉄損が改良されるこ
とは知られている。ゴス組織とは、キューブオンエツジ
位置に配向している結晶粒すなわち結晶よりなる体心立
方格子を指す。この種の組織すなわち結晶粒配向は、圧
延方向に平行でかつ圧延面内にある立方体のエツジ（稜
）をもち、（１１０）面をシート面内に存在させている
。周知のように、この配向を持つ鋼は、圧延方向におけ
る透磁率が比較的高く、そしてこれに対して直角方向に
おける透磁率が比較的低いヒいう特徴を有する。

結晶粒配向ケイ素鋼の製造において、−数的な工程では
、２−４．５％程度のケイ素を含む溶湯を用意し、この
溶湯を鋳造し、鋼を熱間圧延、冷間圧延して一般的に７
または９ミル、そして１４ミル以下の最終ゲージのもの
にし、２回以上の冷間圧延を行なう場合、中間焼鈍を行
い、鋼を脱炭し、酸化マグネシウム被覆のような耐火性
酸化物ベース被覆を鋼に施し、そして好ましい二次再結
晶および窒素、硫黄のような不純物を除くための精製処
理を行なうために鋼を高温で最終組織焼鈍する。キュー
ブオンエツジ配向となるかどうかは、再結晶の間、異な
るかつ好ましくない配向の一次結晶粒が消費されて、二
次キューブオンエツジ配向結晶粒が優先的に威張する二
次再結晶のメカニズムによる。

最終組織焼鈍された結晶粒配向ケイ素鋼シ］・は、組織
を焼鈍する前に施した焼鈍セパレーター被覆、すなわち
耐火性酸化物ベース被覆、で形成された絶縁被覆を有す
る。この被覆は、高温焼鈍中に、コイルの重なっている
部分が熱によって溶着したりあるいは互いに粘着するの
を妨げ、そして鋼表面上に酸化物の被膜が形成されるの
を促進する。この被膜は、電気絶縁体であり、そして鋼
をトランス内で作動させるときに必要な絶縁材の一部あ
るいはときとしては絶縁材の全てをなすので、好ましい
ものである。組織の焼鈍中に自然に形成されるそのよう
な絶縁性酸化物被膜はホルステライト、ベース被覆また
はミルグラスとしているいろ知られている。

ここで使用する「シート」および「ストリップ」という
語は、置き換えて使用することができ、特に断りがなけ
れば同じ意味である。

この技術分野の多くの研究者の努力により、キューブオ
ンエツジ結晶粒配向ケイ素鋼は一般に、２つの基本的な
分類の中に入ることも分かった：第１は、通常のまたは
一般的な結晶粒配向ケイ素鋼であり、第２は、高透磁率
結晶粒配向ケイ素鋼である。通常の結晶粒配向ケイ素鋼
は一般に、１０エルステツドにおける透磁率が１８５０
未満、鉄損が、公称９ミルの材料に対し、】、５テスラ
、６０ヘルツにて０．４．ＯＯワット／ボンド（ＷＰＰ
）より大であるという特徴を有する。

高透磁率の結晶粒配向ケイ素鋼は、より高い透磁率を有
するという特徴を持ち、これは組成変化のみによる結果
また組成の変更と方法の変更とを組み合わせた結果によ
るものである。例えば、高透磁率ケイ素鋼は窒化物、硫
化物および／またはホウ化物を含有し、これらは、最終
鋼製品の性質に寄与する抑制系の析出物および介在物と
して働く。さらに、そのような高透磁率ケイ素鋼は一般
に、通常の結晶粒配向鋼よりも強力な冷間圧延を行なっ
て最終ゲージのものにする。というのは高透磁率結晶粒
配向となるのを促進するために、８０％を越える最終強
力冷間圧延を行うのである。

そのようなより高透磁率の材料は好ましいが、そのよう
な材料では、従来の材料よりも磁区がより大きくなって
しまう傾向がある。磁区が大きいほど、鉄損は悪くなる
。

ゲージが少ないほど、磁区はより大きくなる。

換言すると、同一の透磁率の７ミルと９ミルの材料を比
較すると、７ミルの試料の磁区の方がより大きい。

電気用鋼の磁区の大きさそしてその結果としての鉄損値
を減じる方法の］つは、鋼表面に局部歪みを引き起こす
様々な方法を行なうものである。

そのような方法は一般に「スクライビング（けがき）に
よる磁区細分化」と呼ばれ、最終高温焼鈍操作の後に行
われる。鋼を最終組織焼鈍の後にスクライブすると、組
織焼鈍されたシート内に局部応力状態が引き起こされ、
その結果磁壁間隔が減じる。これらの乱れを引き起こす
ものは一般には、通常規則的な間隔を保った比較的幅の
狭い直線群またはスクライブ（罫線）である。スクライ
ブラインは圧延方向に対して実質的に横切るちのであり
、一般的に鋼の片面にのみ加える。参考文献として１９
７２年３月７　Ｆｌ　ｉＡ行の米国特許第３．６４７．
５７５号、１９８５年４月３０日発行の第４．５１３．
５９７号および１９８７年７月１４日発行第４．６８０
，０６２号を挙げる。

電気用鋼のトランスへの加Ｔでは、加工の際、材料に好
ましくない応力を加える切断、曲げおよびコアーの構成
により、必然的に鋼の鉄損がいくらか悪化する。積層鉄
心トランス、さらに詳しくは米国のパワートランス、の
製造に伴う加工の際の加工による鉄損の悪化は、一般的
には約１４７５″″Ｆ（８０１℃）の応力除去焼鈍（Ｓ
ＲＡ）が有効な特性を回復するために欠くことができな
いほど、ひどくはない。そのような用途では、応力除去
焼鈍を行う必要のない平らで磁区が細分化されたケイ素
鋼を必要とする。換言すると、この目的に使用するスク
ライブ鋼は、耐熱性の磁区細分化をもつものである必要
がない。　しかしながら、米国におけるたいていの配電
用トランスの製造に伴う加工では、鋼ストリップを切断
し、そしてパワートランスの場合にお（）るよりも大き
な加圧応力をもたらす様々な曲げおよび成形操作を行う
。そのような場合、製品を応力除去焼鈍（ＳＲＡ）を行
ってそのような応力を除去することが必要であり、これ
は製造業者にとって一般的なことである。応力除去焼鈍
の際、機械的および熱スクライビングのようなある種の
スクライビング法により得られる鉄損の有利な効果が失
われて　し　まうことが分かった。そのような用途の場
合、スクライビングによって得られる鉄損の改良を維持
するためには、製品が耐熱性磁区細分化（ｈｅａｔ　ｒ
ｅｓｉｓｔａｎｃｔ　ｄｏｍａｉｎ　ｒｅｆｉｎｅｍｅ
ｎｔ、）　　（ＨＲＤ　Ｒ）のものであることが必要で
ありそして好ましい。

電気用鋼の製造分野で、耐熱性の磁区細分化を行なおう
と試みられていることは知られている。

汚染物質または侵入物質が、結晶粒配向ケイ素鋼の磁壁
間隔を細分化するのに効果的であることが、先行特許技
術で提案されてきた。タカシナ等の１９７６年１１月９
日付の米国特許第３．９９０９２３号には、−次回結晶
化の際（すなわち、最終組織焼鈍の前）に化学処理を施
して、二次再結晶化結晶粒の成長を調整または抑制する
ことが記載されている。英国特許出願第２，１６７．３
２４Ａ号には、ＳＲＡに耐える結晶粒配向ケイ素鋼磁区
細分化法が記載されている。この方法は、シートに歪み
を加え、結晶粒配向シート上に侵入物質を形成するもの
であり、この侵入物質は電気用シートとは異なる成分お
よび構造のものであり、歪みを加える前または後にこれ
を行い、その後に例えば水素還元雰囲気中で焼鈍を行っ
て鋼本体に侵入物質を入れている。多数の金属および非
金属が侵入物質として適している。

日本の公開特許公報、特開昭出願第６１−１３１ ３３２１号には最終組織焼鈍磁性鋼シートから表面被覆
を取り除き、シート上に透磁性材料被覆を形成し、そし
て熱処理して、耐熱性磁区細分化をもたらす鋼マＩ・リ
ツクスと異なる成分または組織を有する材料を間隔をお
いて形成することが記載されている。

特開昭第６１−１３９６７９号には、最終組織焼鈍配向
磁性鋼シート・を、線状またはスボ・ソトの形で間隔を
おいて、リン酸、リン酸塩、ホウ酸、ホウ酸塩、硫酸塩
、硝酸塩およびケイ酸塩よりなる群から選ばれる少なく
とも１種の化合物で被覆し、その後３００〜１、．２０
０℃で焼成し、そして鋼と異なる浸透体を形成して磁区
を細分化する方法が記載されている。

特開昭第６１−２８４５２９号には、表面被覆を最終組
織焼鈍磁性鋼シートから一定間隔で取り除き、１種以上
の亜鉛、亜鉛合金および亜鉛化合金を特定の被覆重量で
被覆し、亜鉛より低い蒸気圧を有する１種以上の金属を
被覆し、加熱処理あるいは絶縁フィルム被覆処理するこ
とによって鋼２ と組成または組織が異なる含浸体を一定間隔で形成して
、磁区を細分化するブ）ｄ、が記載されている。

特開昭第６２−５１２０２号公報には、最終組織焼鈍後
に形成されたホルステライトフイルムを除きそして銅、
ニッケル、アンチモン、のような異なる金属を加熱する
ことによって接着することにより、ケイ素鋼の鉄損を改
良する方法が記載されている。

本出願人の１９８８年６月］り目付けの米国特許出願第
２０５，７１１号および１９８８年６月１０日付けの米
国特許出願第２０６．１５２号には、特定の金属および
非金属汚染物質を使用して結晶粒配向ケイ素鋼の磁壁間
隔を細分化する特定の方法が記載されている。

結晶粒配向ケイ素鋼の磁壁間隔を細分化する方法におい
て必要とされているのは、ベース被覆を好ましいパター
ンに取り除く便利で安価な方法である。この方法は、通
常のおよび高透磁率ケイ素鋼の従来の加尤に適合するも
のでなければならず、シート上に断熱被覆を用いるもの
でなければならず、そしてその後に続く多数の技術に有
用なものであって磁区の細分化を容易にするものでなけ
ればならない。

＆見肥豊屓１ 本発明は、絶縁被覆を有する結晶粒配向最終組織焼鈍ケ
イ素鋼の磁壁間隔を細分化する方法を提供するものであ
る。この方法は、酸化物ベース被覆の一部を除いて下に
ある鋼の予め決められたラインパターンを実質的に露出
させることよりなるものである。この除去方法は、フラ
ックスをベース被覆鋼にラインパターン状に、好ましく
はプリントすることによって施し、次に鋼上の上記薬剤
を加熱して反応させ、そして鋼の表面をほとんどあるい
はまったく損なうことなくベース被覆をラインパターン
状に実質的に除くものである。耐熱性の磁区細分化およ
び鉄損の減少は、さらに化学および／または熱処理本番
を、実質的に露出した鋼部分に加えることによって得ら
れる。

い　　　　　　　の 広義には、本発明は、ケイ素鋼の酸化物被覆の予め選ば
れた部分を除去する独特な方法に関するものであり、そ
の後に行なういくつかの技術で、露出した鋼に熱および
／または化学処理を加えることにより、耐熱性の磁区細
分化をもたらすものである。除去するベース被覆のライ
ンの幅、間隔およびパターンはいくつかの従来公知のス
クライブパターンの形、好ましくは圧延方向に対して実
質的に横断方向の直線群の形をとる。フラックスを酸化
物ベース被覆鋼に好ましい形状に（好ましくは印刷する
ことにより）施し、上記薬剤を加熱して反応させ、そし
て鋼の表面をほとんどあるいはまったく損なうことなく
、ベース被覆をバタン状に実質的に除くことによって、
パターンを独特な方法で取り除くものであるが、直ぐに
は改良されず、ことによると磁性は低下するかもしれな
い。耐熱磁区細分化および鉄損の減少は、この後に、露
出した鋼のパターン上に熱処理および／化学処理を加え
ることによって得られる。

本発明は、鋼ストリップが１針当たり５００５ フィート以下の速度で移動する、従来の加工ラインに特
に有用である。本発明はまた、高速印刷法に用いられる
ような１針当たり２０００フィート以下のより速い速度
でも有用なものにすべきである。速度を拘束するものは
明らかに主として「インク」乾燥時間である。表面層を
加熱する誘導または輻射ヒーターのような高速「燃焼」
装置が有用なのもでなければならないる。

本発明の方法は一般的には、フラックスをベース被覆鋼
に好ましいパターンで塗布する（好ましくは印刷する）
ことを含むものである。適した薬剤をケイ素鋼に好まし
い速度、厚さおよびバタンで施すように変更すると、従
来の印刷法および装置を適用することができることが分
かった。

ステンシル、オフセット、凹版、平版、石版および７１
ノキソ印刷を含めた様々な印刷法が、本発明に適してい
る。連続印刷の２つの方法および装置を第１および２に
略図で示す。

第１図は、インクの塗布に３つのロールを使用する広く
使用されている従来のオフセット印刷機ｂ の略図である。インクロール］はその軸のまわりを回転
し、インク溜め２に浸り、インク層を集める。このイン
ク層はロールが別置バー３に対して進むにつれて均一な
層となるように計量されるすなわちぬぐい取られる。イ
ンクの付いたロール１は次に回転している第２のロール
、すなわち印刷、パターンまたはデザインを置いた印刷
ロール４を圧する。インク印刷ロールベは次に回転して
いる第３のロール５、いわゆるプランケラ］・ロル、を
圧しその上に印刷メツセージをロール４から転写する。

最後に、回転しているブランケットロールは基体ストリ
ップ６を圧し、ストリップがロール５とバックアップロ
ール７との間を連続的に移動するにつれて印刷メツセー
ジをストリップ６に転写する。バックアップロール７は
製紙工業では従来から使用されているが、本発明ではあ
ってもなくてもよい。

第２図は、公知のフレキソ印刷機の略図である。この方
法は従来の３木ロ一ルオフセツト印刷機の変更法であり
、重要な相違は、強靭で軟質な新素材を印刷ロール４Ａ
に使用していることである。そのような新素材は特定の
ゴムまたは感光性重合体である。これらは移動している
支持体と直接接触しかつこれを印刷するのに、ブランケ
ットロールによるよりも、十分に堅牢である。第１図の
オフセット印刷機の場合のインクの送り出しロール］は
、一般的に堅く滑らかなものであるが、第２図の７１ノ
キソ印刷機では、インクロールＩＡの表面はハネカム状
であり、軟質の印刷ロール４Ａがこれを圧し、ハネカム
セルからのインクをほとんど吸い込む。オフセット印刷
機の場合のように、第２図のバックアップロール７Ａは
一般的であるが、金属のような強い支持体の場合これは
必ずしも必要ではない。

非連続印刷には、周知のステンシル法を使用することが
できる（図示していない）。そのような場合、印刷する
支持体を、溝および開口によって印刷メツセージを予め
カットしておいたマスクでカバーする。インクは、ステ
ンシル−支持体アセンブリー上にロールで延ばすかまた
はスプレーし、溝部分で支持体と接触させる。ステンシ
ルを取り除くと印刷操作は完了し、印刷された支持体が
現われる。

印刷法で使用するインクのコンシステンシーおよび粘度
は変えることができ、それは使用する方法による。例え
ば、オフセラ］・印刷に使用するインクは、粘稠なシロ
ップの粘度（例えば１０、ＯｏＯセンチボイズ）と似て
いる。フレキソ印刷の場合、インク粘度はより寛容であ
り、薄い液からペーストコンシステンシーまでのインク
を印刷することができる。ステンシル印刷では、ローラ
塗布の場合、インクは粘稠なコンシステンシーのもので
なければならず、スプレー塗布の場合、薄いコンシステ
ンシーのものでなければならない。

ここに記載の試験に使用した結晶粒配向ケイ素鋼は、鋳
造、熱間圧延、焼きならし、中間ゲージへの冷間圧延、
最終ゲージへの焼鈍および冷間圧延、脱炭そして最終組
織焼鈍を行ないキューブオンエツジ配向の好ましい二次
再結晶化を威し遂げることによって製造した。従来の（
鋼］）および９ 高透磁率の（鋼２）結晶粒配向ケイ素鋼の一般的な溶湯
の公称初期組成は下記の通りである：皮膜 ＣＮ　　　　Ｍ　ｎ　　　Ｓ　　　　Ｓ　ｒ鋼Ｔ　　０
３０　　＜５０ｐｐｍ　　、０７　　．０２２　　３．
＋５鋼２’０３０　　＜５０ｐｐｍ　　、０３８　．０
１７　　３．１．５Ｆ 鋼１．２２　−　　残余 鋼２　．３０　　１０ｐｐｍ　　残余 最終組織焼鈍を行った後、Ｃ，ＮおよびＳは約０．００
１％の微量な量に減じる。ストリップを多数の片に切断
して、本発明に従って加工するのに十分な大きさの試料
を作る。磁性試験用の最終試料の大きさは、長さ３０　
ｃｍ　ｘ幅３　ｃｍのよく知られたエプスタインスＩ・
リップの大きさである。エプスタインストリップを積層
パックおよび単一ストリップとして記載のように試験し
た。

本発明の方法では、貫通あるいは実質的に取り０ 除く必要のあるポルステライｌ−層は非常に薄く、一般
的に５ミクロン（，００５ｍｍ）であることが認められ
た。この層は少量のフラックスを用いて、簡単にかつ素
早く貫通できることが分かった。耐熱性磁区細分化をも
たらすためのその後に行う化学および／または熱処理に
必要な正確なラインパターンで、フラックスをホルステ
ライト表面に塗布する。ここでは、ホルステライトを貫
いてケイ素鋼基体までとどいている露出したまたは実質
的に露出したラインパターンのものを、「金属ストライ
プ（縞）」と呼ぶ。

フラックス剤は、フラックス剤のコンシステンシー、濃
度、加熱時間および温度により様々な厚さでベース被覆
に塗布または印刷しつる。厚さは０．　ＯＯ５〜０．１
２７ｍｍ　＜０．０２〜０．５ミル）であるのが好まし
い。

適したフラックス剤は、ケイ素鋼の塗布または印刷法に
適合したコンシステンシーおよび粘度を有していなけれ
ばならない。上記薬剤は最終組織焼鈍された鋼上に形成
された酸化物皮膜、ずなわちホルステライトを溶解しつ
るものでなければならない。さらに、上記薬剤は、結晶
粒配向ケイ素鋼の製造方法と両立しつる手段で自己活性
化または活性化することができるのもでなければならな
い。比較的低温の加熱工程を使用しなければならない。

ろう付けで使用されるような、鋼上に形成された酸化物
皮膜を溶解するためのフラックスには以下のものが含ま
れる　ホウ酸、ホウ酸塩、塩化物、フッ化物、フッ化ホ
ウ素酸塩および燐酸。塩ラジカルのみを挙げたが、ナト
リウム、カリウムおよびリチウムのグループからの金属
ラジカルがよく用いられる。鋼のろう付けおよびはんだ
付けに一般的に用いられる多くの市販フラックスが適し
ていることが分かった。このグループの中のいくつかの
一般的なフラックスは、約１０５０〜１６００’　Ｆ　
（５６６〜８７１℃〉の空気中での燃焼温度において効
果的であり、そして粉末、ベースト、または液体として
入手可能である。「ステイシルブ（Ｓｔａｙ−８ｉｌ）
　Ｊ、「ブラシーフラックス（Ｂｒａｚｏ−Ｆｌｕｘ）
　Ｊおよび「ウエルコーフラックス（Ｗｅｌｃｏ−Ｆｌ
ｕｘ）Ｊという商標で販売されているような独占ブラン
ドのフラックスも使用しうる。

以下の記載からさらに明らかになるように、フラックス
印刷工程の後、施したフラックスは加熱して燃焼または
活性化しなければならず、これに関連させて、本発明で
は、印刷工程の直後に加熱帯域を用いる。「加熱」また
は「燃焼」工程は炉内で２００’　Ｆ　（９３℃）を越
える温度、好ましく　　は　９　０　０〜　１６５０　
　″　　　Ｆ　　　（４８２〜　８　９　９　℃）、さ
らに好ましくは１０５０〜１６００°Ｆ（５６６〜８７
１℃）、にて行うことができる。

加熱は実質的な保持時間なしで急速加熱するのが好まし
い。フラックス作用は、燃焼を空気中で行なうと強まる
。還元雰囲気、例えば水素またはアルゴンのような不活
性雰囲気は、反応を完全に抑制し、使用することはでき
ない。本発明の方法は実質的な酸化性雰囲気、例えば空
気雰囲気、を必要とする。

本発明の展開では、いくつかの代表的な独占ブ３ ランドのろう付（づおよび溶接フラックス試料を少量、
標準的な連続したポルステライト層を有する最終組織焼
鈍された結晶粒配向ケイ素鋼クーポンに施した。次にこ
のクーポンを空気中で約１分間加熱した。冷却後、はだ
かの鉄は無電解メツキするが、ホルステライトはメツキ
しない硫酸銅溶液に浸すことによって、ホルステライト
が除かれている程度を測定した。この手順で、ホルステ
ライ］・の除去および穴あけに利するフラックスの有効
性のおおよその評価を行なった。試みたフラックスはす
べてこの点に関して満足なものであった。

実施例１ 上記試験の後、ステンシル印刷のために、３種類の商標
のフラックスを選んだ。「アクアロイ（Ａｑｕａｌｌｏ
ｙ）−フラックス」および「ノコロード（Ｎｏｋｏｒｏ
ｃｌｅ）フラックスは」は、石油ペースベヒクル中に入
っており、このベヒクルはステンシル印刷操作でフラッ
クスを鋼に施すのに適していた。

これに対して、「ハンディ−（Ｈａｎｄｙ）−フラック
ス」は、水ベースペースト中に人っており、これ２／１ はステンシル印刷にはそれほど適していないことが分か
った。この問題は、フラックスを中性軟膏ベースと混合
して、コンシステンシーを石浦ベースペーストのコンシ
ステンシーに近づすることによって解決された。このペ
ースト状の第３のフラックスで十分に満足なステンシル
印刷を行なうことができた。

ステンシルはエプスタインストリップをカバーするのに
適した大きさの薄いプラスチックシートであり、幅Ｏ１
５ｍｍの溝をカットして５　ｍｍ間隔の平行な開口が形
成されていた。ステンシル印刷では、フラックスペース
トをます薄い層としてダミ金属ストリップに塗布した。

次に、ステンシルを、ペーストを塗ったダミーストリッ
プとケイ素鋼の試験ストリップとの間にはさんだ。この
ようにして形成したサンドイッチ状物に、はどよい圧力
をローラーで加えた。この圧力は、試験ストリップの圧
延方向に対して一般に横断方向のラインパターン状にフ
ラックスを試験ス］・リップ上に塗布するのに十分なほ
どよい圧力であった。その後、ステンシルをサンドイッ
チ状物から剥がした。

上記の３種の選択したフラックスペーストを用いて、９
ミルの高透磁率結晶粒配向鋼２の２６枚のエプスタイン
ストリップをステンシル印刷した。空気マツフル炉で燃
焼温度９００〜１５００’Ｆ（４８２〜８１６℃）にて
１分間燃焼させたところ、これは限界温度でないことが
分かった。

この範囲の燃焼温度に関係なく、フラックス試料はすべ
て満足なものであった；１３００″Ｆ（７０４℃）の温
度が特に最良であると判断された。

第３Ａおよび３Ｂ図はそれぞれ、印刷および加熱後の７
ミルの試験試料表面の代表的な３０Ｘおよび１００Ｘの
顕微鏡写真であり、ベースガラス中にクレータ−または
破損が見られる。ホルステライトの改善を示すものとし
て前に記載した硫酸銅試験を用いたところ、すべての試
料が十分に改善されたことが分かった。

次に、ベース金属ストライブを燐で侵食させることによ
って、全試料を磁区細分化を行なった。

燐−縞状化によるこの耐熱磁区細分化は、本出願人の１
９８８年６月１０日付けの米国特許出願第２０６，１５
２号の記載に従って行なった。この特許出願には、熱お
よび塑性応力を加えることなく、露出した鋼のパターン
に燐汚染物を施すことによって最終組織焼鈍結晶粒配向
ケイ素鋼の磁壁間隔を細分化する方法が記載されている
。この燐−縞状化法では、例えば燐酸塩被覆を水素還元
することによって、ストリップ表面であるいはその近く
で燐蒸気を発生させることが含まれている。燐は露出し
た鉄（金属ストライブのような）に移行し、鉄を侵食し
、くさび形の燐化物粒子を形成する。この場合、燐は記
載したように以下の組成を有するｒｐＪ被覆をローラー
塗布した燐酸　　　　　　　　　　　　１１８ｇ／酸化
マグネシウム　　　　　　　１８ｇ／水酸化アンモニウ
ム（５８％）　　２０ｇ／二酸化クロム　　　　　　　
　　３４ｇ／デュパノール（Ｄｕｐａｎｏｌ）　（２％
）　１ｇ／水　　　　　　　　　　　　　　　　　残余
７ 塗布した金属ストライプは１分間、８００°Ｆで空気乾
燥した。被覆全体の厚さ（両面で〉は約０．１ミルであ
った。

次に、試料ストリップを水素中で５時間、１１：ｉ５０
°Ｆ（８９９℃）で加熱して、薄い燐酸塩被覆を化学的
に還元し、燐蒸気を放出させることによって露出した金
属表面を侵食させた。この加圧段階後の磁性を測定して
、初めの磁性と比較した。３つのグループそれぞれの平
均磁性は次の通りであった： ９ ２Ｇの試料全部の１．５テスラでの鉄損は、平均して１
５％改良された。この実施例は、本発明の利点を証明し
ている。まず第一に、本方法は、ペース被覆の一部を除
いて、下にある鋼の予め決められたラインパターンを露
出させる効果的な手段を提（共するものである。第二に
、美質的に露出された鋼をその後処理することによって
磁区細分化を行なうことができ、鉄損が減少する。特に
、フラックス印刷および燐−縞状化法処理ですぐれた耐
熱性磁区細分化が行なえ、鉄損が減少し、高透磁率が保
持される。第４へおよび４Ｒ図はそれぞれ、印刷、加熱
および燐縞状化を行なった後の、７ミル試験試料表面の
代表的な４０Ｘおよび］００ｘの顕微鏡写真であり、金
属ストリップ中に燐化鉄粒子が認められる。

実施例２ （ＰＬ）鋼１の７ミルの一般的な結晶粒配向鋼および（
ｈ）　ｔ１４２の８ミルの高透磁率結晶粒配向鋼の２組
の８枚ストリップエプスタインパックについて、実施例
〕と同様な方法で実験を行なった。

フラックスは２種類使用しｔ−０１つは、以下の組成を
有する実施例１で使用しｒ市販のアクアロイフラックス
に基づくものであった 燐酸（８５％）　　　　　　４１％ 石油ゼリー　　　　　　　　３５％ ポリエチレングリコール　　２４％ ８ミル試料には＃５）フラッ／７スを使用した。７ミル
試料はややより厚いベースガラス、すなわちホルステラ
イｉ・を有しており、一連の試験フラックスの燃焼から
経験に基づいて計画した以下のより侵食性の強い変性フ
ラックスを使用した：燐酸（８５％）　　　　　　　　
　　２７％フッ化ホウ素酸カリウム　　　　　　２４％
石泊ゼリー　　　　　　　　　　　　２３％ポリエチｌ
ノングリコール　　　　　　１６％「アノ７アフオア」
　（商標）軟膏ベース１０％実施例１を実施した後にス
テンシル印刷した試料およびフラックス印刷した試料を
約１３００’Ｆ（７０４℃）で燃焼させた。実施例］の
場合のように、燐−縞状化は「）の被覆によって行ない
、約ｌＧ５０°Ｆ　（Ｒ９１１’Ｃ）　テ５時間水素拡
散焼鈍を行なった。

磁性は同様に以下に示すように有意に改良された： ＼ ＼ 試料を１６５０”　Ｆ　（ＲＲ１’１℃）に加熱した後
、磁性が耐熱性のものに改良されたことが分かった。「
フラックス印刷および燃焼」条件でやや悪くなった性質
は、実施例１および２で使用した燐縞状化法のような磁
区細分化法の完了に対する中間および予備下栓のものと
一致したことに注目すべきである。。

実施例３ 鋼２の高透磁率配向鋼試料に、３インチ幅のストリップ
材料の印刷が可能なマシューズ（Ｍａｔ、ｔ、ｈｅＷｓ
）モデル５０２９印刷機で連続的にフラックス印刷を行
なった。この印刷機はブランケットロルの働きによるの
ではなく、フレキソ印刷法（実施例２参照）、すなわち
直接エプスタインストリップへ印刷するプリントロール
で操作するものであった。使用したインクベースは一般
的な印刷用に市販されているマシューズ、７ＪＭＴ６５
ブラッダインクであった。これは粘度が約１０．０００
センチボイズのシロップ状コンシステンシーを有するも
のであった。このインクベースに重量で２Ｏ％の燐酸を
加えた。鋼の圧延方向に対して実質的に横断方向の、Ｑ
、２５ｍｍ幅の５　ｍｍ間隔の平行なうインを、５０フ
イ一ト／分の線速度で印刷した。鋼のホルステライト層
に塗布したインクの厚さは、約、０１ｍｍ　（０，０６
５ミル）であった。

これらの試料を乾燥し、次に空気中で１３００゜Ｆ（７
０４℃）に加熱し、その後実施例］および２のように燐
による縞状化を行なった。８枚の試料についての結果の
平均は次の通りであった。

初期　　　　　　フラックス印刷、燃焼、１０ゴルステ
ッド　ＬＬ￥Ｔ１７７ＩＯゴルステッド　Ｌ−旦ユ　　
−七−ユｌ（し代エーーー（龜Δｍ １９４３　　　　．３９６　　．５３９　　　　　＋９
２６　　　　．３８０　　　．５２４（−４％）　　（
−３％） （本カッコ内の数字＝初期の僅に対する変化率）５ 実施例４ 鋼２におけるこの一連の試験は、はるかに濃度が高いフ
ラックスインクを使用する他は、実施例３と同様のもの
であった。実施例３で使用した＃Ｍ１６５の市販のブラ
ツノフインノ７と同様な粘度となるまで、燐酸（８５％
）に増粘剤としてのポリエチレングリコールを混合して
インクを丁夫した。詳しくは、フラックスインクは７５
％の燐酸および２５％のポリエチレングリコールを含ん
でいた。このインクで適切に印刷し、約、Ｑ２５ｍｍ（
０，１ミル）の厚さのラインをホルステライトに施した
。ライン間隔は５ｍｍ、幅は０．２５ｍｍであった。処
理方法は、異なるインク以外は、実施例３と同じであっ
た。鋼２の９ミル高透磁率配向鋼の８枚のエプスタイン
ストリップについての試験結果を以下に示す ）　− で　ｊ 硲　　、す フラックスを使用して、ホルステライトの一部を予め決
められたパターンに取り除くと、耐熱性磁区の細分化が
可能であることが、実施例４のブタから確かめられる。

鉄損における磁性の改良はすぐれており、以下に示すよ
うに１時間、Ｉ４７５’　Ｆ　（８０ＭＧ）　で＋７）
ＳＲＡ後は永久的なものであった： 透磁率 ユυ刀土亡引厘 ＭＴ２０　　　　　　１９１７ ２１　　　　　　１１’ｔ７３ ２２　　　　　　１９１１’ｉ ２３　　　　　　　＋９２０ ２４　　　　　　１９３４ ２５　　　　　　１９２６ ２６　　　　　　　＋　８９３ ２７、Ｌｕ８ 平均　　　　　　１９１５ エプスタインパック として試験　　　　１９２６ 鉄」ＡＬＬし０ 見Ｊσ　　　１７ゴ ３５１’ｌ　　　　　　、４８４ ．４０７　　　　　　、ＲＲ４ ，３７０，５３６ ，３５８，５０１’ｉ 、３７７　　　　　．５５５ ．４２９　　　　　．５８５ ．４８５　　　　　．８８０ ３Ｒ７ＪＪ 、　３９４　　　　　　　、５５５ ９１ ．５５７ 応力除去処理焼鈍後のエプスタインパックの場合の２０
０ガウスでの透磁率は１４４００であり、これはＳＲＡ
前の磁〆細分化材料の場合の値１４９Ｍ１に較べて７．
１−けをｋ　’：）ない。これは、別のすぐれた鉄損特
性である。

本発明の目的であったように、結晶粒配向ケイ素鋼のベ
ース被覆を、磁壁間隔の細分化に好ましいパターン状に
、都合よくかつ安価に取り除く中間下栓を提供した。除
去方法はバッチ法または連続法で行なうことができ、ど
ちらも−数的なおよび高透磁率結晶粒配向ケイ素鋼の連
続圧延法に組み込むことができる。

薬剤を燃焼させてホルステライトを貫くストノツプの「
燃焼」を行なうことは、連続スト・ランド操作に容易に
合わするうる簡単で低コストの丁稚である。ただ、スト
リップを空気雰囲気中で保持時間なしで加熱する必要が
あるのみである。

ベース被覆の選択的な除去の後に、熱および／または化
学処理を行なって、耐熱性磁区細分化を行なう。燐によ
る縞状化法で磁区細分化を行なう−：’、Ｈ ことができることを立証したが、本発明に従って裸の金
属縞状パターンをもたらしさえすれば、他の方法あるい
は金属または非金属も使用でき、程度に差はあるが磁区
細分化を行なうことができる。

好ましいそして異なる具体例について記してきたが、当
業界に熟知した人であれば、本発明の範囲から逸脱する
ことなく変更することができることは明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、オフセット印ｌｌ１機の略図である。第２図
は、フレキソ印刷機の略図である。第３Ａ図および第３
Ｒ図は、印刷および加熱した後、酸化物ベース被覆を貫
くりＩノーターが見られる試験試料表面の３０Ｘおよび
１００Ｘの顕微鏡写真である。第４Ａ図および第４８図
は、印刷、加熱、および隣組状化を行なった後、実質的
に露出された金属ストライプ内に燐化鉄粒子が見られる
試験試料表面の４０Ｘおよび１００Ｘの顕微鏡写真であ
る。 インクロ ル、 インク溜め、 ４−一一印刷ロ ル、 基体スト リ プ、 バッフフッ９１口 ル、 けト４じも） 特開平３ ３６２１３　（１２） ０ｘ 手 続 発明の名称 フラックス印刷による配向ケイ素鋼の 磁区細分化法 ３、補正をする者 事件との関係 住所

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．絶縁ベース被覆を有する結晶粒配向最終組織焼鈍さ
   れたケイ素鋼シートの磁壁間隔を細分化する方法であつ
   て、 （ａ）ベース被覆鋼に薬剤をラインパターン状に塗布し
   、ベース被覆鋼上の薬剤を加熱して反応させ、鋼の表面
   損傷を最少にして、ベース被覆をラインパターン状に実
   質的に取り除くことによって、下にある鋼を予め決めら
   れたラインパターン状に実質的に露出させ、そして （ｂ）実質的に露出した鋼に他の熱および化学処理を加
   えることにより、磁区の細分化を行いそして鉄損を減じ
   る、 ことよりなる、上記の方法。
2. ２．パターンが、鋼の圧延方向に対して実質的に横断方
   向に延びているほぼ平行なライン群よりなる、請求項第
   １に記載の方法。
3. ３．薬剤の塗布が、薬剤をベース被覆鋼上に印刷するこ
   とを含む、請求項第１に記載の方法。
4. ４．薬剤を０．０２〜０．５ミルの厚さで印刷する、請
   求項第３に記載の方法。
5. ５．印刷工程がステンシル、オフセット、 凹版、平版、石版およびフレキソ印刷法よりなる群から
   選ばれる、請求項第３に記載の方法。
6. ６．薬剤がフラックスである、請求項第１に記載の方法
   。
7. ７．フラックスが、ホウ酸、ホウ酸塩、塩化物、弗化物
   、弗化ホウ素酸塩および燐酸よりなる群から選ばれる少
   なくとも１種の塩を含む、請求項第６に記載の方法。
8. ８．フラックスが、はんだ付けまたはろう付けに適した
   種類のものである、請求項第６に記載の方法。
9. ９．フラックスが、２７〜４１重量％の燐酸よりなる、
   請求項第６に記載の方法。
10. １０．前記薬剤がベース被覆中に見られる種類の酸化物
    を溶解することができる、請求項第１に記載の方法。
11. １１．前記薬剤が石油ベースベヒクル中に 存在する、請求項第１に記載の方法。
12. １２．前記薬剤が塗布時に石油ペーストのコンシステン
    シーを有する、請求項第１に記載の方法。
13. １３．加熱工程が、上記薬剤を９００〜１６５０゜Ｆへ
    加熱することを含む、請求項第１に記載の方法。
14. １４．さらに、実質的な保持時間なしで、急速加熱する
    ことを含む、請求項第１３に記載の方法。
15. １５．加熱工程を実質的に酸化雰囲気中で行う、請求項
    第１に記載の方法。
16. １６．加熱工程が、誘導または輻射加熱を使用する急速
    加熱である、請求項第１に記載の方法。
17. １７．さらに、鋼を１分当たり２０００フィート以下の
    速度で連続移動させることを含む、請求項第１に記載の
    方法。
18. １８．磁区細分化工程によって、耐熱性磁区細分化が得
    られる、請求項第１に記載の方法。
19. １９．実質的に露出している下層の鋼を、燐で侵食させ
    ることにより、耐熱性磁区細分化を行う、請求項第１８
    に記載の方法。
20. ２０．絶縁ベース被覆を有する結晶粒配向最終組織焼鈍
    されたケイ素鋼シートの磁壁間隔を細分化する方法であ
    って、 （ａ）ベース被覆鋼にフラックス剤をライ ンパターン状に０．０２ミル以上の厚さで印刷し、ベー
    ス被覆鋼上の前記薬剤を実質的に保持時間なしで、実質
    的に酸化雰囲気中で、９００〜１６５０°Ｆの温度に急
    速加熱することにより、薬剤を活性化して、鋼の表面損
    傷を最少にして、ベース被覆をラインパターン状に実質
    的に取り除き、 （ｂ）同時に、鋼を１分当たり２０００ フィート以下の速度で連続移動させ、そして（ｃ）実質
    的に露出した鋼に他の熱および 化学処理を加えることにより、耐熱性磁区細分化を行な
    いそして鉄損を滅じる、 ことよりなる、上記の方法。