JPH04325629A - 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法Info
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- JPH04325629A JPH04325629A JP3095375A JP9537591A JPH04325629A JP H04325629 A JPH04325629 A JP H04325629A JP 3095375 A JP3095375 A JP 3095375A JP 9537591 A JP9537591 A JP 9537591A JP H04325629 A JPH04325629 A JP H04325629A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電気機器鉄心材料として
使用される磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方
法に関し、特に板面内の圧延方向（以後Ｌ方向と記述す
る）と板面内で圧延方向に垂直な方向（以後Ｃ方向と記
述する）との磁気特性の差が著しく小さい、極めて優れ
た磁気特性を有する無方向性電磁鋼板の製造方法に関す
る。
使用される磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方
法に関し、特に板面内の圧延方向（以後Ｌ方向と記述す
る）と板面内で圧延方向に垂直な方向（以後Ｃ方向と記
述する）との磁気特性の差が著しく小さい、極めて優れ
た磁気特性を有する無方向性電磁鋼板の製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、電気機器の高効率化は世界的な電
力・エネルギー節減、さらには地球環境保全の動きの中
で強く要望されている。このため、回転機および中小型
変圧器等の鉄心材料に広く使用されている無方向性電磁
鋼板においても、磁気特性の向上に対する要請がますま
す強まってきている。
力・エネルギー節減、さらには地球環境保全の動きの中
で強く要望されている。このため、回転機および中小型
変圧器等の鉄心材料に広く使用されている無方向性電磁
鋼板においても、磁気特性の向上に対する要請がますま
す強まってきている。
【０００３】従来の無方向性電磁鋼板では磁気特性を向
上させる手段として、一般的には電気抵抗増加による渦
電流損低減の観点からＳｉ あるいはＡｌ等の含有量を
高め、鉄損を低減させる方法が広く用いられてきた。し
かし、この方法のみでは鉄損の低減は図られるものの、
磁束密度の低下は避け得ないという最大の問題点があっ
た。また、単にＳｉ あるいはＡｌ の含有量を高める
のみではなく、Ｃの低減、Ｓの低減あるいは特開昭５４
−１６３７２０号公報に記載されているようなＢの添加
などの処置がなされてきたが、いずれも鉄損の低減は図
られても磁束密度についてはそれ程の効果はなかった。
上させる手段として、一般的には電気抵抗増加による渦
電流損低減の観点からＳｉ あるいはＡｌ等の含有量を
高め、鉄損を低減させる方法が広く用いられてきた。し
かし、この方法のみでは鉄損の低減は図られるものの、
磁束密度の低下は避け得ないという最大の問題点があっ
た。また、単にＳｉ あるいはＡｌ の含有量を高める
のみではなく、Ｃの低減、Ｓの低減あるいは特開昭５４
−１６３７２０号公報に記載されているようなＢの添加
などの処置がなされてきたが、いずれも鉄損の低減は図
られても磁束密度についてはそれ程の効果はなかった。
【０００４】そこで、集合組織を磁気的性質に望ましい
形に発達させることにより鉄損と同時に磁束密度の改善
も図るとの観点から、例えば、特開昭５８−１５１４５
３号公報、特開昭５９−１５７２５９号公報、特開昭６
１−０６７７５３号公報、特開昭６２−１８００１４号
公報等に記載されているように、Ｓｎ ，Ｃｕ 等の元
素の微量添加と製造プロセス条件の組み合わせにより、
磁気特性の向上を図る方法が提案されている。しかし、
これらの方法では磁気的性質に望ましくない｛１１１
｝集合組織は抑制されるものの、無方向性電磁鋼板の磁
気的性質に最も望ましいとされる｛１００ ｝集合組織
の発達はそれ程ではなく、むしろ方向性電磁鋼板の磁気
的性質に望ましいとされる｛１１０｝集合組織の方が発
達しやすいという問題点があった。
形に発達させることにより鉄損と同時に磁束密度の改善
も図るとの観点から、例えば、特開昭５８−１５１４５
３号公報、特開昭５９−１５７２５９号公報、特開昭６
１−０６７７５３号公報、特開昭６２−１８００１４号
公報等に記載されているように、Ｓｎ ，Ｃｕ 等の元
素の微量添加と製造プロセス条件の組み合わせにより、
磁気特性の向上を図る方法が提案されている。しかし、
これらの方法では磁気的性質に望ましくない｛１１１
｝集合組織は抑制されるものの、無方向性電磁鋼板の磁
気的性質に最も望ましいとされる｛１００ ｝集合組織
の発達はそれ程ではなく、むしろ方向性電磁鋼板の磁気
的性質に望ましいとされる｛１１０｝集合組織の方が発
達しやすいという問題点があった。
【０００５】一方、無方向性電磁鋼板の磁気的性質に望
ましい｛１００ ｝集合組織を発達させる手段として、
特公昭５１−９４２号公報に記載されているように冷間
圧延の圧下率を８５％以上、望ましくは９０％以上の強
冷間圧延を施し、さらに ７００℃〜１２００℃で２分
〜１時間の長時間焼鈍を施す方法があるが、このような
強冷間圧延に加えて長時間焼鈍を必要とすることは、生
産性の低下、製造コストの上昇さらには設備上の問題等
により実用的には極めて不利であった。
ましい｛１００ ｝集合組織を発達させる手段として、
特公昭５１−９４２号公報に記載されているように冷間
圧延の圧下率を８５％以上、望ましくは９０％以上の強
冷間圧延を施し、さらに ７００℃〜１２００℃で２分
〜１時間の長時間焼鈍を施す方法があるが、このような
強冷間圧延に加えて長時間焼鈍を必要とすることは、生
産性の低下、製造コストの上昇さらには設備上の問題等
により実用的には極めて不利であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記に鑑み本発明は、
無方向性電磁鋼板の磁気的性質に望ましい｛１００ ｝
集合組織を発達させることによりＬ方向とＣ方向の磁気
特性の差が著しく小さい、極めて優れた磁気特性を有す
る無方向性電磁鋼板を簡便に製造できる方法を提供しよ
うとするものである。
無方向性電磁鋼板の磁気的性質に望ましい｛１００ ｝
集合組織を発達させることによりＬ方向とＣ方向の磁気
特性の差が著しく小さい、極めて優れた磁気特性を有す
る無方向性電磁鋼板を簡便に製造できる方法を提供しよ
うとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、冷間圧延
を中心として冷間圧延前の結晶組織の制御と冷間圧延後
の再結晶焼鈍条件の組み合わせによって、集合組織を無
方向性電磁鋼板の磁気的性質に望ましい｛１００ ｝集
合組織に発達させ、Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差が著
しく小さい、極めて優れた磁気特性を有する無方向性電
磁鋼板を得ることのできる可能性について鋭意研究を重
ねてきた。
を中心として冷間圧延前の結晶組織の制御と冷間圧延後
の再結晶焼鈍条件の組み合わせによって、集合組織を無
方向性電磁鋼板の磁気的性質に望ましい｛１００ ｝集
合組織に発達させ、Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差が著
しく小さい、極めて優れた磁気特性を有する無方向性電
磁鋼板を得ることのできる可能性について鋭意研究を重
ねてきた。
【０００８】その結果、冷間圧延前の素材、すなわち熱
延板の結晶組織を鋼の含有成分、特にＳｉ およびＡｌ
の含有量と熱延板焼鈍条件との組み合わせにより制御
し、その後の冷間圧延および冷間圧延後の短時間再結晶
焼鈍と組み合わせることにより、Ｌ方向とＣ方向の磁気
特性の差を著しく小さくし、かつ絶対値も優れた製品板
を得ることに成功した。
延板の結晶組織を鋼の含有成分、特にＳｉ およびＡｌ
の含有量と熱延板焼鈍条件との組み合わせにより制御
し、その後の冷間圧延および冷間圧延後の短時間再結晶
焼鈍と組み合わせることにより、Ｌ方向とＣ方向の磁気
特性の差を著しく小さくし、かつ絶対値も優れた製品板
を得ることに成功した。
【０００９】本発明はこの知見に基いてなされたもので
あり、その要旨は重量％で、Ｃ： ０．０１０％以下、
Ｓｉ ：０．１％以上１．５％未満、Ａｌ ：０．３％
以上２．０％以下でかつＳｉ ＋２Ａｌ ：２．０％以
上を含有し、残部Ｆｅ および不可避不純物元素より成
る鋼を、熱間圧延後、熱延板焼鈍を施し、１回の冷間圧
延により最終板厚とし、これに仕上焼鈍を施す無方向性
電磁鋼板の製造方法において、熱延板焼鈍を１０００℃
以上１２００℃以下の温度で３０秒以上５分以下の時間
施し、冷間圧延を８５％以上９５％以下の圧下率で行い
、仕上焼鈍を ７５０℃以上１０００℃以下の温度で１
５秒以上２分未満の時間施すところにある。
あり、その要旨は重量％で、Ｃ： ０．０１０％以下、
Ｓｉ ：０．１％以上１．５％未満、Ａｌ ：０．３％
以上２．０％以下でかつＳｉ ＋２Ａｌ ：２．０％以
上を含有し、残部Ｆｅ および不可避不純物元素より成
る鋼を、熱間圧延後、熱延板焼鈍を施し、１回の冷間圧
延により最終板厚とし、これに仕上焼鈍を施す無方向性
電磁鋼板の製造方法において、熱延板焼鈍を１０００℃
以上１２００℃以下の温度で３０秒以上５分以下の時間
施し、冷間圧延を８５％以上９５％以下の圧下率で行い
、仕上焼鈍を ７５０℃以上１０００℃以下の温度で１
５秒以上２分未満の時間施すところにある。
【００１０】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１１】
【作用】まず、本発明の鋼成分の限定理由について述べ
る。Ｃは鉄損を高める有害な成分で、磁気時効の原因と
なるので ０．０１０％以下とする。Ｓｉは周知のよう
に鉄損を低減させる作用のある成分であり、この作用を
奏するためには０．１％以上含有させる必要がある。一
方、その含有量が増えると前述のように磁束密度が低下
するので、１．５％未満とする。
る。Ｃは鉄損を高める有害な成分で、磁気時効の原因と
なるので ０．０１０％以下とする。Ｓｉは周知のよう
に鉄損を低減させる作用のある成分であり、この作用を
奏するためには０．１％以上含有させる必要がある。一
方、その含有量が増えると前述のように磁束密度が低下
するので、１．５％未満とする。
【００１２】Ａｌ はＳｉ と同様に電気抵抗を高めて
鉄損を低減させる効果があると同時に、前述のＳｉ と
の相乗効果により熱延板焼鈍時の結晶組織を変化させ、
Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差を小さくする効果を有す
る。このためには、０．３％以上含有させ、かつＳｉ
＋２Ａｌ で２．０％以上含有させる必要がある。一方
、その含有量が増えるとＳｉ 同様に磁束密度が低下す
るので２．０％以下とする。
鉄損を低減させる効果があると同時に、前述のＳｉ と
の相乗効果により熱延板焼鈍時の結晶組織を変化させ、
Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差を小さくする効果を有す
る。このためには、０．３％以上含有させ、かつＳｉ
＋２Ａｌ で２．０％以上含有させる必要がある。一方
、その含有量が増えるとＳｉ 同様に磁束密度が低下す
るので２．０％以下とする。
【００１３】上述の成分以外は鉄および不可避不純物元
素であるが、必要に応じて、電気抵抗を高めて鉄損を低
減させる目的でＭｎ を添加してもよい。この場合、０
．１％以上添加する必要があり、また、１．５％を越え
ると磁束密度が低下するので、１．５％以下が望ましい
。次に本発明の特徴とする熱延板焼鈍条件、冷間圧延圧
下率、仕上焼鈍条件の組み合わせと磁気特性の関係につ
いて説明する。
素であるが、必要に応じて、電気抵抗を高めて鉄損を低
減させる目的でＭｎ を添加してもよい。この場合、０
．１％以上添加する必要があり、また、１．５％を越え
ると磁束密度が低下するので、１．５％以下が望ましい
。次に本発明の特徴とする熱延板焼鈍条件、冷間圧延圧
下率、仕上焼鈍条件の組み合わせと磁気特性の関係につ
いて説明する。
【００１４】表１に示した成分の鋼のスラブを４．０ｍ
ｍ厚に熱間圧延した後、表２に示した熱延板焼鈍、冷間
圧延および仕上焼鈍を施し、その後エプスタイン試料に
切断し、磁気特性を測定した。その測定結果を表３に示
す。 熱延板焼鈍条件と冷間圧延圧下率および仕上焼鈍条件の
組み合わせにより、Ｌ方向とＣ方向の磁束密度Ｂ５０の
差が著しく小さい製品板が得られることがわかる。特に
ＮＯ．８， ＮＯ．１１のように、Ｓｉ およびＡｌ
の含有量が本発明の条件範囲を満足しかつ、熱延板焼
鈍を１１００℃で２分間施し、冷間圧延を圧下率９０．
０％で行い、仕上焼鈍を ８５０℃で３０秒間施した場
合には、磁束密度Ｂ５０のＬ方向とＣ方向の差が著しく
小さいと同時に、絶対値そのものが高く、極めて優れた
磁気特性を有する製品板が得られる。
ｍ厚に熱間圧延した後、表２に示した熱延板焼鈍、冷間
圧延および仕上焼鈍を施し、その後エプスタイン試料に
切断し、磁気特性を測定した。その測定結果を表３に示
す。 熱延板焼鈍条件と冷間圧延圧下率および仕上焼鈍条件の
組み合わせにより、Ｌ方向とＣ方向の磁束密度Ｂ５０の
差が著しく小さい製品板が得られることがわかる。特に
ＮＯ．８， ＮＯ．１１のように、Ｓｉ およびＡｌ
の含有量が本発明の条件範囲を満足しかつ、熱延板焼
鈍を１１００℃で２分間施し、冷間圧延を圧下率９０．
０％で行い、仕上焼鈍を ８５０℃で３０秒間施した場
合には、磁束密度Ｂ５０のＬ方向とＣ方向の差が著しく
小さいと同時に、絶対値そのものが高く、極めて優れた
磁気特性を有する製品板が得られる。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】このように、本発明の特徴はＳｉ および
Ａｌ の含有量を前述の条件範囲内とした鋼を用いて熱
延板焼鈍条件と冷間圧延圧下率および仕上焼鈍条件の組
み合わせにより、Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差が著し
く小さく、かつ極めて優れた磁気特性を有する無方向性
電磁鋼板を製造することにあるが、この場合、熱延板焼
鈍は１０００℃以上１２００℃以下の温度で３０秒以上
５分以下の時間施す。熱延板焼鈍温度が１０００℃未満
ではＬ方向およびＣ方向とも磁気特性が向上せず、かつ
Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差も小さくなりにくい。ま
た、１２００℃超ではその効果は飽和し、かつ生産性の
低下や製造コストの上昇をも招くので１２００℃以下と
する。熱延板焼鈍時間が３０秒未満では、Ｌ方向および
Ｃ方向とも磁気特性が向上せず、一方、５分超ではその
効果が飽和し、かつ生産性の低下や製造コストの上昇を
も招くので３０秒以上５分以下とする。
Ａｌ の含有量を前述の条件範囲内とした鋼を用いて熱
延板焼鈍条件と冷間圧延圧下率および仕上焼鈍条件の組
み合わせにより、Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差が著し
く小さく、かつ極めて優れた磁気特性を有する無方向性
電磁鋼板を製造することにあるが、この場合、熱延板焼
鈍は１０００℃以上１２００℃以下の温度で３０秒以上
５分以下の時間施す。熱延板焼鈍温度が１０００℃未満
ではＬ方向およびＣ方向とも磁気特性が向上せず、かつ
Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差も小さくなりにくい。ま
た、１２００℃超ではその効果は飽和し、かつ生産性の
低下や製造コストの上昇をも招くので１２００℃以下と
する。熱延板焼鈍時間が３０秒未満では、Ｌ方向および
Ｃ方向とも磁気特性が向上せず、一方、５分超ではその
効果が飽和し、かつ生産性の低下や製造コストの上昇を
も招くので３０秒以上５分以下とする。
【００１９】冷間圧延の圧下率は、８５％未満ではＬ方
向とＣ方向の磁気特性の差が小さくならず、また９５％
超ではＬ方向およびＣ方向とも磁束密度が低下する。仕
上焼鈍は ７５０℃以上１０００℃以下の温度で１５秒
以上２分未満の時間施す。仕上焼鈍温度が ７５０℃未
満ではＬ方向およびＣ方向とも磁気特性が向上しない。 また、１０００℃超ではＬ方向およびＣ方向とも磁束密
度が低下する。仕上焼鈍時間が１５秒未満では再結晶後
の結晶粒成長が悪く鉄損が劣化する。一方、２分以上で
はその効果は飽和し、かつ生産性の低下や製造コストの
上昇をも招くので１５秒以上２分未満とする。
向とＣ方向の磁気特性の差が小さくならず、また９５％
超ではＬ方向およびＣ方向とも磁束密度が低下する。仕
上焼鈍は ７５０℃以上１０００℃以下の温度で１５秒
以上２分未満の時間施す。仕上焼鈍温度が ７５０℃未
満ではＬ方向およびＣ方向とも磁気特性が向上しない。 また、１０００℃超ではＬ方向およびＣ方向とも磁束密
度が低下する。仕上焼鈍時間が１５秒未満では再結晶後
の結晶粒成長が悪く鉄損が劣化する。一方、２分以上で
はその効果は飽和し、かつ生産性の低下や製造コストの
上昇をも招くので１５秒以上２分未満とする。
【００２０】尚、本発明の特徴とする化学成分を有する
鋼は転炉あるいは電気炉などで溶製され、連続鋳造ある
いは造塊後の分塊圧延によりスラブとされ、次いで熱間
圧延の後、上記の熱延板焼鈍が施される。
鋼は転炉あるいは電気炉などで溶製され、連続鋳造ある
いは造塊後の分塊圧延によりスラブとされ、次いで熱間
圧延の後、上記の熱延板焼鈍が施される。
【００２１】
【実施例】次に本発明の実施例を示す。
（実施例１）表４に示した成分の鋼を２．８ｍｍ厚に熱
間圧延した後、表５に示した熱延板焼鈍を施し、０．３
５ｍｍ厚に冷間圧延（圧下率：８７．５％）した後、同
表に示した仕上焼鈍を行い、その後エプスタイン試料に
切断し、磁気特性を測定した。その測定結果を表６に示
す。この表は本発明がＬ方向とＣ方向の磁気特性の差が
著しく小さく、かつ極めて優れた磁気特性を有する無方
向性電磁鋼板を製造したことを示している。
間圧延した後、表５に示した熱延板焼鈍を施し、０．３
５ｍｍ厚に冷間圧延（圧下率：８７．５％）した後、同
表に示した仕上焼鈍を行い、その後エプスタイン試料に
切断し、磁気特性を測定した。その測定結果を表６に示
す。この表は本発明がＬ方向とＣ方向の磁気特性の差が
著しく小さく、かつ極めて優れた磁気特性を有する無方
向性電磁鋼板を製造したことを示している。
【００２２】
【表４】
【００２３】
【表５】
【００２４】
【表６】
【００２５】（実施例２）表７に示した成分の鋼を、１
．２ｍｍ厚、２．０ｍｍ厚、５．０ｍｍ厚にそれぞれ熱
間圧延した後、１１２０℃で１分間熱延板焼鈍を施し、
０．２０ｍｍ厚に冷間圧延し、次いで表８に示した仕上
焼鈍を施した後エプスタイン試料に切断し、磁気特性を
測定した。その測定結果を表９に示す。この表によれば
、Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差が著しく小さく、かつ
極めて優れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板が得ら
れている。
．２ｍｍ厚、２．０ｍｍ厚、５．０ｍｍ厚にそれぞれ熱
間圧延した後、１１２０℃で１分間熱延板焼鈍を施し、
０．２０ｍｍ厚に冷間圧延し、次いで表８に示した仕上
焼鈍を施した後エプスタイン試料に切断し、磁気特性を
測定した。その測定結果を表９に示す。この表によれば
、Ｌ方向とＣ方向の磁気特性の差が著しく小さく、かつ
極めて優れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板が得ら
れている。
【００２６】
【表７】
【００２７】
【表８】
【００２８】
【表９】
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、Ｌ方向
とＣ方向の磁気特性の差が著しく小さく、かつ極めて優
れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を得ることがで
き、従って電気機器の高効率化に伴いその鉄心材料とし
て使用される無方向性電磁鋼板に対する要請に十分に応
えることができるので、その工業的効果は極めて大きい
。
とＣ方向の磁気特性の差が著しく小さく、かつ極めて優
れた磁気特性を有する無方向性電磁鋼板を得ることがで
き、従って電気機器の高効率化に伴いその鉄心材料とし
て使用される無方向性電磁鋼板に対する要請に十分に応
えることができるので、その工業的効果は極めて大きい
。
Claims (1)
- 【請求項１】 重量％で、Ｃ： ０．０１０％以下、
Ｓｉ ：０．１％以上１．５％未満、Ａｌ ：０．３％
以上２．０％以下でかつＳｉ ＋２Ａｌ ：２．０％以
上を含有し、残部Ｆｅ および不可避不純物元素より成
る鋼を熱間圧延後、熱延板焼鈍を施し、１回の冷間圧延
により最終板厚とし、これに仕上焼鈍を施す無方向性電
磁鋼板の製造方法において、熱延板焼鈍を１０００℃以
上１２００℃以下の温度で３０秒以上５分以下の時間施
し、冷間圧延を８５％以上９５％以下の圧下率で行い、
かつ仕上焼鈍を ７５０℃以上１０００℃以下の温度で
１５秒以上２分未満の時間施すことを特徴とする磁気特
性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3095375A JPH086135B2 (ja) | 1991-04-25 | 1991-04-25 | 磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板の製造方法 |
| US07/872,087 US5186763A (en) | 1991-04-25 | 1992-04-22 | Process for production of non-oriented electrical steel sheet having excellent magnetic properties |
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