JPH08222423A - 鉄損の低い方向性けい素鋼板およびその製造方法 - Google Patents
鉄損の低い方向性けい素鋼板およびその製造方法Info
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- JPH08222423A JPH08222423A JP7023993A JP2399395A JPH08222423A JP H08222423 A JPH08222423 A JP H08222423A JP 7023993 A JP7023993 A JP 7023993A JP 2399395 A JP2399395 A JP 2399395A JP H08222423 A JPH08222423 A JP H08222423A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 密着性に優れる張力コーティングを有する鉄
損の低い方向性けい素鋼板とする。 【構成】 張力コーティングと方向性けい素鋼板表面と
の間に、酸化物粒子を分散させた複合金属めっき層を有
してなる方向性けい素鋼板。
損の低い方向性けい素鋼板とする。 【構成】 張力コーティングと方向性けい素鋼板表面と
の間に、酸化物粒子を分散させた複合金属めっき層を有
してなる方向性けい素鋼板。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、低鉄損の方向性けい
素鋼板およびその製造方法に関するものである。
素鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】方向性けい素鋼板はSi：４wt％（以下単に
％で示す）以下と少量のMnS, MnSeあるいはAlN などの
２次再結晶インヒビターとを含有するけい素鋼素材を熱
間圧延し、焼鈍と１回または２回以上の冷間圧延工程に
より最終製品板厚の冷延板とし、次に脱炭を兼ねた１次
再結晶焼鈍を施して、SiO2を主成分とするサブスケール
を生成させたのち、MgO を主成分とする焼鈍分離剤を水
スラリーの形で塗布して乾燥させ、ついでコイル状に巻
取ってから最終仕上げ焼鈍を施し（１１０）〔００１〕
方位の２次再結晶粒を発達させ、同時に再結晶インヒビ
ターとしての役割を終えた鋼中のＳ，Seなどの有害不純
物を除去するとともに、上記SiO2とMgOを反応させて２
〜５μm 厚のフォルステライト(Mg2SiO4) 被膜を形成さ
せ、ときにはさらにリン酸塩系処理剤の上塗りによって
絶縁コーティングを焼付け形成させる、一連の製造工程
を経て製品にされるのが通例である。
％で示す）以下と少量のMnS, MnSeあるいはAlN などの
２次再結晶インヒビターとを含有するけい素鋼素材を熱
間圧延し、焼鈍と１回または２回以上の冷間圧延工程に
より最終製品板厚の冷延板とし、次に脱炭を兼ねた１次
再結晶焼鈍を施して、SiO2を主成分とするサブスケール
を生成させたのち、MgO を主成分とする焼鈍分離剤を水
スラリーの形で塗布して乾燥させ、ついでコイル状に巻
取ってから最終仕上げ焼鈍を施し（１１０）〔００１〕
方位の２次再結晶粒を発達させ、同時に再結晶インヒビ
ターとしての役割を終えた鋼中のＳ，Seなどの有害不純
物を除去するとともに、上記SiO2とMgOを反応させて２
〜５μm 厚のフォルステライト(Mg2SiO4) 被膜を形成さ
せ、ときにはさらにリン酸塩系処理剤の上塗りによって
絶縁コーティングを焼付け形成させる、一連の製造工程
を経て製品にされるのが通例である。
【０００３】このようにして得られた方向性けい素鋼板
は、主として変圧器その他の電気機器の鉄心として使用
し、磁気特性として磁束密度（Ｂ8 値で代表される）が
高く、鉄損（Ｗ17/50 で代表される）が低いことが要求
される。とくに省エネルギーの見地から鉄心内部で電気
的エネルギーが熱エネルギーとなって無駄なエネルギー
として消費されることを極力避けるために、鉄損の低減
がより重要視されてきている。
は、主として変圧器その他の電気機器の鉄心として使用
し、磁気特性として磁束密度（Ｂ8 値で代表される）が
高く、鉄損（Ｗ17/50 で代表される）が低いことが要求
される。とくに省エネルギーの見地から鉄心内部で電気
的エネルギーが熱エネルギーとなって無駄なエネルギー
として消費されることを極力避けるために、鉄損の低減
がより重要視されてきている。
【０００４】
【従来の技術】ところで方向性けい素鋼板の仕上げ焼鈍
時に鋼板面に形成されるフォルステライト被膜を除去
し、次いで表面を平滑に仕上げると著しい鉄損の減少が
認められることが知られている。例えば特公昭52−2449
9 号公報（超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法）には
仕上げ焼鈍後、酸洗により、表面生成物を除去し、次い
で化学研磨または電解研磨により鏡面状態に仕上げる方
法が開示されている。また特公平４−72920 号公報（低
鉄損方向性けい素鋼板の製造方法）には、表面生成物を
除去したのち、ハロゲン化物水溶液中で電解処理する方
法が開示されている。さらに特開平５−43943 号公報
（方向性けい素鋼板の鏡面化方法）にはフォルステライ
ト被膜を除去したあと、1000〜1200℃のH2中でサーマル
エッチングする方法が開示されている。このような平滑
化によって鉄損が減少するのは、磁化過程における磁壁
移動の妨げとなるピンニングサイトの減少によってヒス
テリシス損失が減るためである。なお、ヒステリシス損
失を減少させる磁気的に平滑な表面とは一般にRa（中心
線平均粗さ）で表現される、いわゆる表面粗度だけで示
されるものでないことは、上記特公平４−72920 号公報
に示されているとおりである。
時に鋼板面に形成されるフォルステライト被膜を除去
し、次いで表面を平滑に仕上げると著しい鉄損の減少が
認められることが知られている。例えば特公昭52−2449
9 号公報（超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法）には
仕上げ焼鈍後、酸洗により、表面生成物を除去し、次い
で化学研磨または電解研磨により鏡面状態に仕上げる方
法が開示されている。また特公平４−72920 号公報（低
鉄損方向性けい素鋼板の製造方法）には、表面生成物を
除去したのち、ハロゲン化物水溶液中で電解処理する方
法が開示されている。さらに特開平５−43943 号公報
（方向性けい素鋼板の鏡面化方法）にはフォルステライ
ト被膜を除去したあと、1000〜1200℃のH2中でサーマル
エッチングする方法が開示されている。このような平滑
化によって鉄損が減少するのは、磁化過程における磁壁
移動の妨げとなるピンニングサイトの減少によってヒス
テリシス損失が減るためである。なお、ヒステリシス損
失を減少させる磁気的に平滑な表面とは一般にRa（中心
線平均粗さ）で表現される、いわゆる表面粗度だけで示
されるものでないことは、上記特公平４−72920 号公報
に示されているとおりである。
【０００５】以上のようにして平滑化された表面にコー
ティング処理によって張力を付与すると鉄損はさらに減
少することが知られている。これは磁化方向に張力を加
えると静磁エネルギーを減少しようとする作用により、
磁区が細分化されて渦流損失が減るためである。
ティング処理によって張力を付与すると鉄損はさらに減
少することが知られている。これは磁化方向に張力を加
えると静磁エネルギーを減少しようとする作用により、
磁区が細分化されて渦流損失が減るためである。
【０００６】平滑化された鋼板表面に張力コーティング
処理する方法として、従来より、いくつかの方法が提案
されてきた。例えば、上記特公昭52−24499 号公報には
金属薄めっきをしたのち、コーティング剤を塗布、焼付
ける方法が示されている。また特公昭56−4150号公報
（鉄損の極めて低い一方向性けい素鋼板の製造方法）に
はセラミックス薄膜を蒸着、スパッタリングあるいは溶
射等によって形成する方法が、さらに特公昭63−54767
号公報（熱安定性、超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方
法）には窒化物や炭化物の被膜をイオンプレーティング
またはイオンインプランテーションによって形成する方
法が開示されている。加えて、特開平２−243770号公報
（低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法）には、いわゆる
ゾル・ゲル法によってセラミックス被膜を形成する方法
が開示されている。
処理する方法として、従来より、いくつかの方法が提案
されてきた。例えば、上記特公昭52−24499 号公報には
金属薄めっきをしたのち、コーティング剤を塗布、焼付
ける方法が示されている。また特公昭56−4150号公報
（鉄損の極めて低い一方向性けい素鋼板の製造方法）に
はセラミックス薄膜を蒸着、スパッタリングあるいは溶
射等によって形成する方法が、さらに特公昭63−54767
号公報（熱安定性、超低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方
法）には窒化物や炭化物の被膜をイオンプレーティング
またはイオンインプランテーションによって形成する方
法が開示されている。加えて、特開平２−243770号公報
（低鉄損一方向性珪素鋼板の製造方法）には、いわゆる
ゾル・ゲル法によってセラミックス被膜を形成する方法
が開示されている。
【０００７】これらの方法は平滑化された表面を有する
鋼板に張力を付与する方法として確かに有効なものであ
るが、いくつかの問題を内包するものであった。すなわ
ち、金属薄めっきを下地とし、その上に塗布、焼付け型
のコーティング処理する方法では、被膜の密着性が十分
ではなかった。また、蒸着、スパッタリング溶射、イオ
ンプレーティング、イオンプランテーションあるいはゾ
ル・ゲル法によるセラミックス被膜の形成は高コストで
あったり、大面積を大量処理する際の均一性確保が困難
であるなど、工業生産上の問題があった。
鋼板に張力を付与する方法として確かに有効なものであ
るが、いくつかの問題を内包するものであった。すなわ
ち、金属薄めっきを下地とし、その上に塗布、焼付け型
のコーティング処理する方法では、被膜の密着性が十分
ではなかった。また、蒸着、スパッタリング溶射、イオ
ンプレーティング、イオンプランテーションあるいはゾ
ル・ゲル法によるセラミックス被膜の形成は高コストで
あったり、大面積を大量処理する際の均一性確保が困難
であるなど、工業生産上の問題があった。
【０００８】なお、現在、フォルステライト被膜を有す
る方向性けい素鋼板に適用されている張力コーティング
は、リン酸塩、コロイダルシリカおよび無水クロム酸の
混合処理液またはクロム酸塩を主成分とした処理液を塗
布、焼付けすることによって形成されているものが多
い。この方法で形成するガラス質被膜は低熱膨張率のた
め、鋼板に対し効果的に張力を付加するものであり、例
えば、特公昭53−28375号公報（方向性珪素鋼板の絶縁
被膜形成方法）および特公昭56−52117 号公報（方向性
珪素鋼板の絶縁被膜を形成する方法）等にその形成方法
が開示されている。
る方向性けい素鋼板に適用されている張力コーティング
は、リン酸塩、コロイダルシリカおよび無水クロム酸の
混合処理液またはクロム酸塩を主成分とした処理液を塗
布、焼付けすることによって形成されているものが多
い。この方法で形成するガラス質被膜は低熱膨張率のた
め、鋼板に対し効果的に張力を付加するものであり、例
えば、特公昭53−28375号公報（方向性珪素鋼板の絶縁
被膜形成方法）および特公昭56−52117 号公報（方向性
珪素鋼板の絶縁被膜を形成する方法）等にその形成方法
が開示されている。
【０００９】これらの方法はコスト的にも優れ、均一処
理も容易であり、工業的にも優れた方法である。しかし
ながら平滑化した鋼板表面に直接、このコーティング処
理すると被膜の密着性が不十分であり、歪取り焼鈍や曲
げ加工、あるいは剪断や打抜き加工時に被膜が剥離する
という問題点があった。
理も容易であり、工業的にも優れた方法である。しかし
ながら平滑化した鋼板表面に直接、このコーティング処
理すると被膜の密着性が不十分であり、歪取り焼鈍や曲
げ加工、あるいは剪断や打抜き加工時に被膜が剥離する
という問題点があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、前記した
問題点を有利に解決し、密着性に優れる張力コーティン
グを有する鉄損の低い方向性けい素鋼板およびその製造
方法を提案することを目的とする。
問題点を有利に解決し、密着性に優れる張力コーティン
グを有する鉄損の低い方向性けい素鋼板およびその製造
方法を提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、発明者ら
が、平滑化された表面を有する方向性けい素鋼板に、り
ん酸塩・コロイダルシリカ・クロム酸系の張力コーティ
ングを形成させる場合の鋼板と張力コーティングとの強
力なバインダーとなる下地処理について、種々実験・検
討を行った結果、達成するに至ったものである。すなわ
ち、この発明の要旨とするところは以下のとおりであ
る。
が、平滑化された表面を有する方向性けい素鋼板に、り
ん酸塩・コロイダルシリカ・クロム酸系の張力コーティ
ングを形成させる場合の鋼板と張力コーティングとの強
力なバインダーとなる下地処理について、種々実験・検
討を行った結果、達成するに至ったものである。すなわ
ち、この発明の要旨とするところは以下のとおりであ
る。
【００１２】張力コーティングと方向性けい素鋼板表
面との間に、酸化物粒子を分散させた複合金属めっき層
を有してなる鉄損の低い方向性けい素鋼板である（第１
発明）。
面との間に、酸化物粒子を分散させた複合金属めっき層
を有してなる鉄損の低い方向性けい素鋼板である（第１
発明）。
【００１３】第１発明における酸化物粒子を、SiO2,
Al2O3, Cr2O3, Fe2O3, TiO2, ZrO2,Sb2O5, SnO2および
MgOのうちから選ばれる１種または２種以上とするもの
である（第２発明）。
Al2O3, Cr2O3, Fe2O3, TiO2, ZrO2,Sb2O5, SnO2および
MgOのうちから選ばれる１種または２種以上とするもの
である（第２発明）。
【００１４】第１発明または第２発明における張力コ
ーティングが、りん酸塩、コロイダルシリカおよびクロ
ム酸からなる混合処理液を主成分とする処理液をめっき
鋼板表面に塗布後、焼付けたものである（第３発明）。
ーティングが、りん酸塩、コロイダルシリカおよびクロ
ム酸からなる混合処理液を主成分とする処理液をめっき
鋼板表面に塗布後、焼付けたものである（第３発明）。
【００１５】酸化物被膜の無い、かつ磁気的に平滑な
表面を有する仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板に、酸化
物粒子を分散させた複合金属めっきを施したのち、張力
コーティング処理を施すことを特徴とする鉄損の低い方
向性けい素鋼板の製造方法である（第４発明）。
表面を有する仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板に、酸化
物粒子を分散させた複合金属めっきを施したのち、張力
コーティング処理を施すことを特徴とする鉄損の低い方
向性けい素鋼板の製造方法である（第４発明）。
【００１６】ここで磁気的に平滑な表面とは鋼板の磁化
過程で磁壁移動の妨げとなるピンニングサイトを減少で
きる表面のことをいう。
過程で磁壁移動の妨げとなるピンニングサイトを減少で
きる表面のことをいう。
【００１７】
【作用】この発明の作用について以下に詳細に説明す
る。この発明に供する鋼板は表面が磁気的に平滑な状態
にされた、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板である。
このような鋼板は以下のようにして製造することができ
る。
る。この発明に供する鋼板は表面が磁気的に平滑な状態
にされた、仕上げ焼鈍済みの方向性けい素鋼板である。
このような鋼板は以下のようにして製造することができ
る。
【００１８】すなわち、Si：４％以下を含みかつMnS, M
nSe および／または AlN等のインヒビターを含むけい素
鋼スラブを熱間圧延後、必要に応じて焼鈍したのち１回
ないしは中間焼鈍を挟む、２回以上の冷間圧延によって
最終製品板厚まで圧延する。次に脱炭と一次再結晶のた
めの焼鈍を施し、さらに焼鈍分離剤を塗布して乾燥し、
ついでコイル状に巻取ってから最終仕上げ焼鈍を行う。
このとき焼鈍分離剤の主成分としてMgO を使用すると、
脱炭焼鈍時に生成したSiO2と反応し、表面にフォルステ
ライト(Mg2SiO4) を主体とした酸化物が形成される。こ
のような場合は、仕上げ焼鈍後酸洗または機械的研摩に
よってこの生成物を除去することになる。
nSe および／または AlN等のインヒビターを含むけい素
鋼スラブを熱間圧延後、必要に応じて焼鈍したのち１回
ないしは中間焼鈍を挟む、２回以上の冷間圧延によって
最終製品板厚まで圧延する。次に脱炭と一次再結晶のた
めの焼鈍を施し、さらに焼鈍分離剤を塗布して乾燥し、
ついでコイル状に巻取ってから最終仕上げ焼鈍を行う。
このとき焼鈍分離剤の主成分としてMgO を使用すると、
脱炭焼鈍時に生成したSiO2と反応し、表面にフォルステ
ライト(Mg2SiO4) を主体とした酸化物が形成される。こ
のような場合は、仕上げ焼鈍後酸洗または機械的研摩に
よってこの生成物を除去することになる。
【００１９】しかし焼鈍分離剤中に、Na, Ｋ等のアルカ
リ金属、あるいは塩化物などのフォルステライト被膜の
形成を阻害するような添加物を加えるか、もしくは分離
剤主成分をAl2O3 のようなSiO2と反応しにくい酸化物と
することによって、仕上げ焼鈍後の鋼板表面の酸化物の
生成を大幅に減少することができる。このような場合は
酸化物除去のための酸洗や機械的研磨は行わずに、直接
表面の平滑化を行なうことが可能となる。
リ金属、あるいは塩化物などのフォルステライト被膜の
形成を阻害するような添加物を加えるか、もしくは分離
剤主成分をAl2O3 のようなSiO2と反応しにくい酸化物と
することによって、仕上げ焼鈍後の鋼板表面の酸化物の
生成を大幅に減少することができる。このような場合は
酸化物除去のための酸洗や機械的研磨は行わずに、直接
表面の平滑化を行なうことが可能となる。
【００２０】この平滑化とは磁気的な意味での平滑化で
あり、単なる鏡面化や表面粗さの減少のみを意味しな
い。すなわち鋼板の磁化過程で磁壁移動の妨げとなるピ
ンニングサイトを減少した表面は、たとえ表面粗さが大
きくても磁気的に平滑であるとする。このことは鋼板の
鉄損（ヒステリシス損失）を測定することによって容易
に判定できる。
あり、単なる鏡面化や表面粗さの減少のみを意味しな
い。すなわち鋼板の磁化過程で磁壁移動の妨げとなるピ
ンニングサイトを減少した表面は、たとえ表面粗さが大
きくても磁気的に平滑であるとする。このことは鋼板の
鉄損（ヒステリシス損失）を測定することによって容易
に判定できる。
【００２１】このような表面を得るには、従来から知ら
れているようにりん酸系、硫酸系、りん酸・硫酸系ある
いは過塩素酸系等の浴による電解研磨、あるいはHF−H2
O2やH3PO4 −H2O2等による化学研磨が適用できる。また
ハロゲン化物水溶液中での陽極電解もこの目的にかなっ
た方法である。さらに微粒の研磨剤を用いる歪の少ない
機械的研磨をこれらと組合せることも可能である。一
方、1000℃以上の還元性雰囲気中でサーマルエッチング
することによってもこのような表面を得ることが可能で
ある。
れているようにりん酸系、硫酸系、りん酸・硫酸系ある
いは過塩素酸系等の浴による電解研磨、あるいはHF−H2
O2やH3PO4 −H2O2等による化学研磨が適用できる。また
ハロゲン化物水溶液中での陽極電解もこの目的にかなっ
た方法である。さらに微粒の研磨剤を用いる歪の少ない
機械的研磨をこれらと組合せることも可能である。一
方、1000℃以上の還元性雰囲気中でサーマルエッチング
することによってもこのような表面を得ることが可能で
ある。
【００２２】次いで、このようにして得られた、磁気的
に平滑な表面を有する方向性けい素鋼板に、酸化物微粒
子を分散させた複合金属めっきを施す。このめっき層は
鋼板に対し、電気めっき特有の強い密着性を持つととも
にめっき層中に酸化物微粒子を含有することから、その
あと、めっき層上に形成される張力コーティングに対し
ても強い親和性を発揮し、張力コーティングの密着性は
非常に強固なものとなる。この効果によって鋼板を曲げ
加工や剪断、打抜き加工あるいは歪取り焼鈍等に供して
も、コーティングの張力付与効果や表面被覆効果は劣化
することはない。
に平滑な表面を有する方向性けい素鋼板に、酸化物微粒
子を分散させた複合金属めっきを施す。このめっき層は
鋼板に対し、電気めっき特有の強い密着性を持つととも
にめっき層中に酸化物微粒子を含有することから、その
あと、めっき層上に形成される張力コーティングに対し
ても強い親和性を発揮し、張力コーティングの密着性は
非常に強固なものとなる。この効果によって鋼板を曲げ
加工や剪断、打抜き加工あるいは歪取り焼鈍等に供して
も、コーティングの張力付与効果や表面被覆効果は劣化
することはない。
【００２３】その複合金属めっきは酸化物の微粒子（コ
ロイド粒子）を分散させためっき浴中で、鋼板を電気め
っきすることによって形成される。このめっきのマトリ
ックス金属としては、Ni, Co, Fe, Zn, Cu, CrおよびSn
等が単独または複合ないしは合金めっきとして用いるこ
とができる。また酸化物としてはSiO2, Al2O3, Cr2O3,
Fe2O3, TiO2, ZrO2, Sb2O5，SnO2および MgOのうちの１
種または２種以上を用いることができ、さらに、これら
の酸化物が複合した形態の微粒子も使用可能である。な
お、めっき浴中または析出しためっき層中の粒子の形態
が水酸化物の形態になっていても、張力コーティング処
理液塗布後の焼付け時には分解して、酸化物になるの
で、この場合もこの発明に適合する。
ロイド粒子）を分散させためっき浴中で、鋼板を電気め
っきすることによって形成される。このめっきのマトリ
ックス金属としては、Ni, Co, Fe, Zn, Cu, CrおよびSn
等が単独または複合ないしは合金めっきとして用いるこ
とができる。また酸化物としてはSiO2, Al2O3, Cr2O3,
Fe2O3, TiO2, ZrO2, Sb2O5，SnO2および MgOのうちの１
種または２種以上を用いることができ、さらに、これら
の酸化物が複合した形態の微粒子も使用可能である。な
お、めっき浴中または析出しためっき層中の粒子の形態
が水酸化物の形態になっていても、張力コーティング処
理液塗布後の焼付け時には分解して、酸化物になるの
で、この場合もこの発明に適合する。
【００２４】酸化物の粒子の大きさとしてはおよそ50 m
μm 以下のサイズが、均一な電析層が得られ、かつ張力
コーティングの密着性改善効果も優れているので好適で
ある。また、酸化物の含有量としては、めっき層全体の
0.5 〜50％程度が好適である。これが少なすぎると張力
コーティングの密着性が十分ではなく、また多すぎる場
合は鋼板に対するめっき層の密着性が劣化するので好ま
しくない。めっき層の厚みは0.1 〜５μm の範囲が好適
である。薄すぎると張力コーティングの密着性が十分で
なく、また厚すぎるとけい素鋼板としての占積率が低下
するので好ましくない。めっき条件は浴の種類によって
種々変化するのでいちがいには言えないが、電流密度は
およそ１〜100A/dm2の範囲で目的のめっき層を形成する
のに適している。
μm 以下のサイズが、均一な電析層が得られ、かつ張力
コーティングの密着性改善効果も優れているので好適で
ある。また、酸化物の含有量としては、めっき層全体の
0.5 〜50％程度が好適である。これが少なすぎると張力
コーティングの密着性が十分ではなく、また多すぎる場
合は鋼板に対するめっき層の密着性が劣化するので好ま
しくない。めっき層の厚みは0.1 〜５μm の範囲が好適
である。薄すぎると張力コーティングの密着性が十分で
なく、また厚すぎるとけい素鋼板としての占積率が低下
するので好ましくない。めっき条件は浴の種類によって
種々変化するのでいちがいには言えないが、電流密度は
およそ１〜100A/dm2の範囲で目的のめっき層を形成する
のに適している。
【００２５】この酸化物粒子を含有した複合金属めっき
層の上に張力コーティングを形成させる。張力コーティ
ングの種類としては、従来からフォルステライト被膜を
有する方向性けい素鋼板に用いられている、りん酸塩・
コロイダルシリカ・クロム酸系のコーティングがその効
果およびコスト、均一処理性等の点から好適である。
層の上に張力コーティングを形成させる。張力コーティ
ングの種類としては、従来からフォルステライト被膜を
有する方向性けい素鋼板に用いられている、りん酸塩・
コロイダルシリカ・クロム酸系のコーティングがその効
果およびコスト、均一処理性等の点から好適である。
【００２６】この張力コーティングは鋼板よりも低い熱
膨張係数によって、鋼板に効果的に張力を付与し、その
結果、鉄損（渦流損失）を減少せしめるものである。処
理液としてはりん酸アルミニウム、りん酸マグネシウム
あるいはりん酸カルシウム等のりん酸塩とコロイダルシ
リカ、さらには無水クロム酸またはクロム酸塩を主成分
として配合した水性液を用いる。これらを鋼板表面に塗
布したのち、500 〜900 ℃の温度範囲で焼付けることに
よってガラス質の被膜を形成する。被膜の厚みとして
は、張力付与効果や占積率、被膜密着性等の点から0.3
〜５μm 程度の範囲が好ましい。また、張力コーティン
グとして、これ以外にも特開平６−65754号公報、特開
平６−65755 号公報、特開平６−299366号公報などで提
案されているAl2O3 −B2O3等の酸化物系被膜を適用する
ことも可能である。
膨張係数によって、鋼板に効果的に張力を付与し、その
結果、鉄損（渦流損失）を減少せしめるものである。処
理液としてはりん酸アルミニウム、りん酸マグネシウム
あるいはりん酸カルシウム等のりん酸塩とコロイダルシ
リカ、さらには無水クロム酸またはクロム酸塩を主成分
として配合した水性液を用いる。これらを鋼板表面に塗
布したのち、500 〜900 ℃の温度範囲で焼付けることに
よってガラス質の被膜を形成する。被膜の厚みとして
は、張力付与効果や占積率、被膜密着性等の点から0.3
〜５μm 程度の範囲が好ましい。また、張力コーティン
グとして、これ以外にも特開平６−65754号公報、特開
平６−65755 号公報、特開平６−299366号公報などで提
案されているAl2O3 −B2O3等の酸化物系被膜を適用する
ことも可能である。
【００２７】なお、このようにして得られた鋼板に、さ
らなる鉄損低減を目的としてレーザーあるいはプラズマ
炎等を照射して磁区の細分化を行うことは、張力コーテ
ィングの密着性が強化されているため何ら問題はない。
また、この発明の方向性けい素鋼板の製造工程の任意の
段階で磁区細分化のため表面にエッチングや歯形ロール
で一定間隔の溝を形成することも、いっそう鉄損の低下
をはかる手段として、有効である。
らなる鉄損低減を目的としてレーザーあるいはプラズマ
炎等を照射して磁区の細分化を行うことは、張力コーテ
ィングの密着性が強化されているため何ら問題はない。
また、この発明の方向性けい素鋼板の製造工程の任意の
段階で磁区細分化のため表面にエッチングや歯形ロール
で一定間隔の溝を形成することも、いっそう鉄損の低下
をはかる手段として、有効である。
【００２８】
実施例１ Ｃ：0.040 ％、Si：3.40％、Mn：0.07％、Mo：0.012
％、Ｓ：0.004 ％、Se：0.021 ％およびSb：0.025 ％を
含有するけい素鋼熱延板を、900 ℃、３分間の均一化焼
鈍後、950 ℃の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延によ
り、最終板厚0.23mmの冷延板とした。次いで湿水素雰囲
気中で820 ℃、２分間の脱炭、一次再結晶焼鈍を施し、
その後、焼鈍分離剤としてSrSO4 とTiO2を各々１％づつ
添加したMgOを水スラリーの状態で塗布し乾燥した。さ
らにその後、N2中860 ℃、50時間の２次再結晶過程と、
それに続くH2中、1180℃、10時間の純化過程とを含む、
最終仕上げ焼鈍を施した。この鋼板をN2＋H2中、820
℃、１分間の平坦化焼鈍（コイルの巻ぐせ除去）を行っ
たのち、10％、80℃のH2SO4 中で酸洗し、表面のフォル
ステライト被膜を除去した。次いでH3PO4 −CrO3浴中
で、70℃、100A/dm2の条件で電解研摩を行ない、表面を
磁気的に平滑化した。このようにして得られた鋼板に表
１に示す複合電気めっきを施した。
％、Ｓ：0.004 ％、Se：0.021 ％およびSb：0.025 ％を
含有するけい素鋼熱延板を、900 ℃、３分間の均一化焼
鈍後、950 ℃の中間焼鈍をはさむ２回の冷間圧延によ
り、最終板厚0.23mmの冷延板とした。次いで湿水素雰囲
気中で820 ℃、２分間の脱炭、一次再結晶焼鈍を施し、
その後、焼鈍分離剤としてSrSO4 とTiO2を各々１％づつ
添加したMgOを水スラリーの状態で塗布し乾燥した。さ
らにその後、N2中860 ℃、50時間の２次再結晶過程と、
それに続くH2中、1180℃、10時間の純化過程とを含む、
最終仕上げ焼鈍を施した。この鋼板をN2＋H2中、820
℃、１分間の平坦化焼鈍（コイルの巻ぐせ除去）を行っ
たのち、10％、80℃のH2SO4 中で酸洗し、表面のフォル
ステライト被膜を除去した。次いでH3PO4 −CrO3浴中
で、70℃、100A/dm2の条件で電解研摩を行ない、表面を
磁気的に平滑化した。このようにして得られた鋼板に表
１に示す複合電気めっきを施した。
【００２９】
【表１】
【００３０】このめっきは、マトリックス金属イオンを
含有するめっき浴中に、酸化物コロイド粒子を分散させ
た電解浴中で、鋼板を陰極電解することによって行っ
た。なお、表中に示すように、比較のため、酸化物を含
有させないめっきも行なった。その後、張力コーティン
グとしてりん酸マグネシウム、コロイダルシリカおよび
無水クロム酸を主成分とする水性処理液を塗布し、800
℃で焼付け、約2.0 μmの厚さの被膜を形成させた。
含有するめっき浴中に、酸化物コロイド粒子を分散させ
た電解浴中で、鋼板を陰極電解することによって行っ
た。なお、表中に示すように、比較のため、酸化物を含
有させないめっきも行なった。その後、張力コーティン
グとしてりん酸マグネシウム、コロイダルシリカおよび
無水クロム酸を主成分とする水性処理液を塗布し、800
℃で焼付け、約2.0 μmの厚さの被膜を形成させた。
【００３１】このようにして得られた鋼板の磁束密度
(Ｂ8)、鉄損 (Ｗ17/50)を測定し、さらに被膜密着性を
評価した。被膜の密着性は種々の径をもつ丸棒に試料を
巻き付け、被膜が剥離しない最少径(mm)で評価した。こ
れらの結果を表１にまとめて併記した。
(Ｂ8)、鉄損 (Ｗ17/50)を測定し、さらに被膜密着性を
評価した。被膜の密着性は種々の径をもつ丸棒に試料を
巻き付け、被膜が剥離しない最少径(mm)で評価した。こ
れらの結果を表１にまとめて併記した。
【００３２】表１から明らかなように、めっきを行わな
かった比較例の試料No.17 は鉄損、被膜密着性ともに不
良である。また、酸化物を含有しないめっきをした比較
例の試料No.12 〜16も、試料No.17 にくらべれば、鉄
損、被膜密着性とも向上はしているが、十分なレベルに
はない。こられに対し、この発明に適合する適合例の試
料No. １〜11は優れた鉄損・被膜密着性を示している。
かった比較例の試料No.17 は鉄損、被膜密着性ともに不
良である。また、酸化物を含有しないめっきをした比較
例の試料No.12 〜16も、試料No.17 にくらべれば、鉄
損、被膜密着性とも向上はしているが、十分なレベルに
はない。こられに対し、この発明に適合する適合例の試
料No. １〜11は優れた鉄損・被膜密着性を示している。
【００３３】実施例２ Ｃ：0.062 ％、Si：3.12％、Mn：0.076 ％、Se：0.022
％、Ｓ：0.003 ％、Al：0.025 ％、Ｎ：0.0085％および
Sb：0.028 ％を含有する方向性けい素鋼熱延板を、1050
℃、２分間加熱後、ミスト噴射によって急冷し、次いで
冷間圧延を施して板厚0.23mmの冷延板とした。次いで湿
水素雰囲気中で830 ℃、３分間の脱炭、一次再結晶焼鈍
を施したのち、焼鈍分離剤としてAl2O3 粉末：60％、Ca
SiO3粉末：30％、MgO 粉末：10％の比率で配合した水ス
ラリーを塗布し、乾燥した。その後、H2中1200℃、10分
間の仕上げ焼鈍を行なった。この鋼板をN2＋H2中で820
℃、１分間の平坦化焼鈍に供したのち、５％、40℃のHC
l 中で軽酸洗し、表面の酸化物を除去した。次いでHF−
H2O2浴中で化学研摩を行ない、表面を磁気的に平滑化し
た。このようにして得られた鋼板に、表２に示す複合電
気めっきを施した。
％、Ｓ：0.003 ％、Al：0.025 ％、Ｎ：0.0085％および
Sb：0.028 ％を含有する方向性けい素鋼熱延板を、1050
℃、２分間加熱後、ミスト噴射によって急冷し、次いで
冷間圧延を施して板厚0.23mmの冷延板とした。次いで湿
水素雰囲気中で830 ℃、３分間の脱炭、一次再結晶焼鈍
を施したのち、焼鈍分離剤としてAl2O3 粉末：60％、Ca
SiO3粉末：30％、MgO 粉末：10％の比率で配合した水ス
ラリーを塗布し、乾燥した。その後、H2中1200℃、10分
間の仕上げ焼鈍を行なった。この鋼板をN2＋H2中で820
℃、１分間の平坦化焼鈍に供したのち、５％、40℃のHC
l 中で軽酸洗し、表面の酸化物を除去した。次いでHF−
H2O2浴中で化学研摩を行ない、表面を磁気的に平滑化し
た。このようにして得られた鋼板に、表２に示す複合電
気めっきを施した。
【００３４】
【表２】
【００３５】めっきは実施例１と同様にして行なった。
なお、比較のため、酸化物を含有させないめっきも行な
った。その後、張力コーティングとしてりん酸アルミニ
ウム、コロイダルシリカおよび無水クロム酸を主成分と
する水性処理液を塗布し、800 ℃で焼付け約1.2 μm の
厚さの被膜を形成させた。かくして得られた方向性けい
素鋼板について、実施例１と同様にして磁気特性と被膜
密着性を評価した。これらの結果を表２にまとめて併記
した。
なお、比較のため、酸化物を含有させないめっきも行な
った。その後、張力コーティングとしてりん酸アルミニ
ウム、コロイダルシリカおよび無水クロム酸を主成分と
する水性処理液を塗布し、800 ℃で焼付け約1.2 μm の
厚さの被膜を形成させた。かくして得られた方向性けい
素鋼板について、実施例１と同様にして磁気特性と被膜
密着性を評価した。これらの結果を表２にまとめて併記
した。
【００３６】表２から明らかなように、めっきを行わな
かった比較例の試料No.10 は鉄損、被膜密着性ともに不
良である。また酸化物を含有しないめっきをした比較例
の試料No. ７〜９も、No.10 にくらべれば改善されては
いるものの、鉄損、被膜密着性ともに未だ十分ではな
い。これらに対し、この発明に適合する適合例の試料N
o. １〜６は鉄損、被膜密着性ともきわめて良好であ
る。
かった比較例の試料No.10 は鉄損、被膜密着性ともに不
良である。また酸化物を含有しないめっきをした比較例
の試料No. ７〜９も、No.10 にくらべれば改善されては
いるものの、鉄損、被膜密着性ともに未だ十分ではな
い。これらに対し、この発明に適合する適合例の試料N
o. １〜６は鉄損、被膜密着性ともきわめて良好であ
る。
【００３７】実施例３ 最終板厚0.23mmの実施例１と同じ冷延板を実施例１と同
条件で、脱炭、一次再結晶焼鈍したのち、Al2O3 ：55
％、CaSiO3：25％、MgO ：20％の比率で配合した焼鈍分
離剤を水スラリーとして塗布し、乾燥した。次いで実施
例１と同条件で最終仕上げ焼鈍および平坦化焼鈍を行な
ったのち、５％40℃のHCl 中で軽酸洗し、表面の酸化物
を除去した。次いでポリエチレングリコールを含むNaCl
水溶液中で電流密度70A/dm2 の陽極電解を行ない、表面
を磁気的に平滑化した。その後、表３に示す複合電気め
っきを施した。
条件で、脱炭、一次再結晶焼鈍したのち、Al2O3 ：55
％、CaSiO3：25％、MgO ：20％の比率で配合した焼鈍分
離剤を水スラリーとして塗布し、乾燥した。次いで実施
例１と同条件で最終仕上げ焼鈍および平坦化焼鈍を行な
ったのち、５％40℃のHCl 中で軽酸洗し、表面の酸化物
を除去した。次いでポリエチレングリコールを含むNaCl
水溶液中で電流密度70A/dm2 の陽極電解を行ない、表面
を磁気的に平滑化した。その後、表３に示す複合電気め
っきを施した。
【００３８】
【表３】
【００３９】めっきは実施例１と同様にして行ない、比
較のため、酸化物を含有させないめっきも行なった。そ
の後、張力コーティングとしてりん酸カルシウム、コロ
イダルシリカおよびクロム酸マグネシウムを主成分とす
る水性処理液を塗布し、800 ℃で焼付け、約1.7 μm の
厚さの被膜を形成させた。このあと、さらにN2中で800
℃、３時間の歪取り焼鈍を実施した。かくして得られた
方向性けい素鋼板について、実施例１と同様にして磁気
特性と被膜密着を評価した。これらの結果を表３にまと
めて併記した。
較のため、酸化物を含有させないめっきも行なった。そ
の後、張力コーティングとしてりん酸カルシウム、コロ
イダルシリカおよびクロム酸マグネシウムを主成分とす
る水性処理液を塗布し、800 ℃で焼付け、約1.7 μm の
厚さの被膜を形成させた。このあと、さらにN2中で800
℃、３時間の歪取り焼鈍を実施した。かくして得られた
方向性けい素鋼板について、実施例１と同様にして磁気
特性と被膜密着を評価した。これらの結果を表３にまと
めて併記した。
【００４０】表３から明らかなように、めっきを行わな
かった比較例の試料No. ９は鉄損、被膜密着性ともに不
良である。また、酸化物を含有しないめっきを施した比
較例の試料No. ７および８も同様によくない。これらに
対し、この発明に適合する適合例の試料No. １〜６は歪
取り焼鈍後であってもやはり優れた鉄損と被膜密着性を
示している。
かった比較例の試料No. ９は鉄損、被膜密着性ともに不
良である。また、酸化物を含有しないめっきを施した比
較例の試料No. ７および８も同様によくない。これらに
対し、この発明に適合する適合例の試料No. １〜６は歪
取り焼鈍後であってもやはり優れた鉄損と被膜密着性を
示している。
【００４１】
【発明の効果】この発明は、張力コーティングと平滑化
された方向性けい素鋼板表面との間に、バインダーとし
て酸化物粒子を分散させた複合金属めっき層を有してな
る方向性けい素鋼板とその製造方法であって、この発明
によれば、張力コーティングの被膜密着性に優れる鉄損
の極めて低い方向性けい素鋼板が得られ、省エネルギー
の見地から変圧器などの電気機器の鉄心として有利に使
用できる。
された方向性けい素鋼板表面との間に、バインダーとし
て酸化物粒子を分散させた複合金属めっき層を有してな
る方向性けい素鋼板とその製造方法であって、この発明
によれば、張力コーティングの被膜密着性に優れる鉄損
の極めて低い方向性けい素鋼板が得られ、省エネルギー
の見地から変圧器などの電気機器の鉄心として有利に使
用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｃ２１Ｄ 9/46 ５０１ Ｈ０１Ｆ 1/16 Ｂ
Claims (4)
- 【請求項１】 張力コーティングと方向性けい素鋼板表
面との間に、酸化物粒子を分散させた複合金属めっき層
を有してなる鉄損の低い方向性けい素鋼板。 - 【請求項２】 酸化物微粒子が、SiO2, Al2O3, Cr2O3,
Fe2O3, TiO2, ZrO2,Sb2O5, SnO2および MgOのうちから
選ばれる１種または２種以上である請求項１に記載の鉄
損の低い方向性けい素鋼板。 - 【請求項３】 張力コーティングが、りん酸塩、コロイ
ダルシリカおよびクロム酸からなる混合処理液を主成分
とする処理液をめっき鋼板表面に塗布後焼付けたもので
ある請求項１または２に記載の鉄損の低い方向性けい素
鋼板。 - 【請求項４】 酸化物被膜の無い、かつ磁気的に平滑な
表面を有する仕上げ焼鈍済みの方向性電磁鋼板に、酸化
物粒子を分散させた複合金属めっきを施したのち、張力
コーティング処理を施すことを特徴とする鉄損の低い方
向性けい素鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7023993A JPH08222423A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 鉄損の低い方向性けい素鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7023993A JPH08222423A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 鉄損の低い方向性けい素鋼板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08222423A true JPH08222423A (ja) | 1996-08-30 |
Family
ID=12126110
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7023993A Pending JPH08222423A (ja) | 1995-02-13 | 1995-02-13 | 鉄損の低い方向性けい素鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08222423A (ja) |
Cited By (12)
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| WO1999034377A1 (fr) * | 1997-12-24 | 1999-07-08 | Kawasaki Steel Corporation | Plaque d'acier au silicium a grains orientes a tres faible perte dite dans le fer et procede de fabrication de ladite plaque |
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| 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 |
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-
1995
- 1995-02-13 JP JP7023993A patent/JPH08222423A/ja active Pending
Cited By (25)
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