JPS58104155A - 磁束密度の高い冷間圧延無方向性電磁鋼板とその製造方法 - 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】 本発明は磁束密度の高φ冷間圧延無方向性電磁銅板とそ
の製造方法に関し、特に本発明は、８ｉ含有量が低く磁
束密度の轟い冷間圧延無方向性電磁鋼板とその製造方法
に関するものである。

各種電気機器の材料として使用される電磁鋼板の磁気特
性としては、一般に磁束密度の高いことならびに鉄損の
低いことが要請されている。

電磁鋼板の材料の磁気特性はおよそ８ｉ含有量によって
定まり、一般には８ｉ含有量が高い場合、鉄損は低くな
るが、磁束密度の方は低下して好ましく表い。これは８
ｉ含有量の増加にともない、材料の飽和磁束密度が低下
するためである。

そζで、Ｓｉ含有量は鉄損と磁束密度とのいずれを優先
させるか、その用途に応じて決定されている。

例えば、大型トランスや大型回転機の鉄心材料としては
、そのエネルギー損失を下げることが至上要件であるた
め、低鉄損の材料が望まれており、８ｉを１〜４９６添
加した材料が用いられている。

これに対し、掃除機や洗濯機に使用される小型モーター
の鉄心材料としては、常時使用されない一 ことおよびまたは小型であることの理由により低鉄損で
あることの要請よりも、高磁束密度の材料であることが
要求され、８ｉの含有量は極めて低い。

その理由としては、高磁束密度化によってモーターの高
効率化が達成されるからである。

飽和磁束密度を高めるためには８ｉを極力減少させる必
要があることは理論的に知られており、上記のような要
求を満す材料としては、８ｉ無添加の材料が小型モータ
ーの鉄心材料として従来より使用されてきた。しかしな
がら、昨今より高磁束密度材料を求めるニーデーの要望
は増々強くなり、さらに磁束密度の高い材料が求められ
ているのが現状である。

ところで、特許＠　３９−９６６８号、％開昭５５−９
７４２６号、特開昭５１−１５１２１５号、特開昭５０
−９８４２３号等によれば、１〜４％８ｉを含有する珪
素鋼板において、低鉄損を目的としてＭを約０．１〜０
．５係添加含有させた材料が知られてお鰺、Ｍ□ Ｏ添加によりてＡＪＮを粗大析出させて鋼の粒成長性を
良くし、鋼板の鉄損ｉＫヒステリシス損を低下させてい
る。

一方、鉄損があまり問題とならない低８ｉ＠にありては
、特公昭４８−１９７６７号、特公昭４８−３０５５号
、特公昭４９−６４５６号、特開昭５３−１０９８１５
号などにより知られているように、Ｍを約０．００７％
以下に極力抑えて、ＵＮが析出しない手段が講じられて
いる。

本発明は、従来知られた低８ｉ無方向性電磁鋼板よりも
さらに高い磁束密度を有する冷間圧電無方向性電磁鋼板
とその製造方法を提供することを目的とするものであ抄
、特許請求の範囲記載の鋼板とその製造方法を提供する
ことによって前記目的を達成することができる。

次に本発明の詳細な説明する。

本発明者らは、８ｉ含有量を低くした電磁鋼板中に適当
量Ｍを添加することＫよって、電磁鋼板の集合組織を改
善し、さらに高磁束密度材料が得られることを新蝉に見
出し、これをもとＫして本発明の高−束密度電磁鋼板と
その製造方法を完成、え。　　　　″・・ 本発明者らは、Ｓｉの低い鋼において従来知られたυを
極力抑制してＡＪＮを析出させないという技術手段とは
逆ＫＭを過剰に添加した場合に、鋼板の磁気特性に如制
なる影響が生−するかについて研究を行った。次にこの
研究を実験データについて紛明する。　　　　　　　′ 真空脱がスした８ｉを含まない溶鋼中に添加するλ１３
＃を賓えて５０ＪＩＬ１！の小型鋼塊を鋳込んだ後、熱
部圧延で厚さ２１１１の熱延板にした。その熱延板の成
分分析結果を第１表に示す。

実験１ “これら各種の熱延板な酸洗後冷間圧延して０．５０−
とし、７００Ｃの温度で５分間、Ｎ、　：　２５％、Ｈ
２ニア５％、露点６０Ｃの脱炭性雰囲気中で焼鈍した。

その時のＣの分析値と磁気特性（圧延方向とその直角方
向の試料が半量に力るように切出したニブスタイ“ン測
定）の値を第２表に示す。

第２表に示されるように、高い磁束密度が得られるのは
試料記号Ｃ％Ｄ、Ｅｔ）Ｍ３を添加した材料であること
がわかる。これらの試料について磁束密度が向上した理
由を知るため、試料記号Ｂ−Ｆの各試料の集合組織を調
べた。その結果の一部を第１．２．３図Ｋ（２００）極
点図で示す。第１図に示されるように、υの低い材料で
ある（Ｂ）　Ｋついては磁化しにくい結晶方位である（
１１１）＜１１２＞が優先方位であるのに対し、局の高
い゛（Ｄ）、（Ｆ）については第２．３図にそれぞれ示
されるように磁化しやすい結晶方位である（１００）　
（００１）や（１００）　（３１０＞が優先方位となっ
ている。このため、（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｅ）の磁束密度
が向上したものと思われる。（Ｆ）について、集合組織
が好ましいのに磁束密度が低い理由は、１％もＭが含ま
れているため飽和磁束密度が低下したことによると思わ
れる。

次に１これらの紹の効果が、冷延工程以降の工程の変化
によって損われないことを実証するためＫ、以下の実験
を行った。

実験Ｕ 他述の熱延板（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）を各２枚ずつ用い
、ひとつは７００　Ｃで８時間の脱・炭焼鈍を行った後
酸□１１１ 洗し、ｏ、ｓｏｗの厚さに冷延＝：：シた後、７００Ｃ
で３分間、乾燥水素中で焼鈍した。他のひとつは８７０
Ｃで３分間清純した後酸洗し、０．５０■の厚さに冷延
した後、７００　Ｃで３分間、Ｎ２　：　２５係、Ｈ２
：　７５係、露点６０Ｃの脱炭性雰囲気中で焼鈍した。

その時のＣ分析値と磁気特性（圧延方向とその直角方向
の試料が半量ずつＫなるように切出したエプスタイン測
定）の値を第３表に示す。

第３表 □ １１１１ 実験日　　　　　１：・・７４゜ 帥述の熱延板（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｆ）を各１枚ずつ用い
酸洗後、１．０■の厚さに冷延し中間焼鈍な８７Ｏｒで
３分間行った後、再び厚さ０．５０■に冷延した後、仕
上焼鈍を７００Ｃで３分間、Ｎ２　：　２５％、８２２
７５％、露点６０Ｃの脱炭雰囲気中で行った。その時の
Ｃ分析値と磁気特性（圧延方向とその直角方向の試料が
半量ずつになるように切出したエプスタイン測定）の値
を同じく第３表に示す。

同表の結果から、各種の冷延処理方法によってもやはり
Ｕの添加効果は認められしかもそのＭ普の有効範囲は実
験Ｉと同等であることがわかる。

但し、各方法による差は存在し、実験日の冷延な２回施
す本のが最も磁束密度が高く、次に実験１の熱延板熱処
−をして冷延な１回施すものが良い。

単なる冷延な１回施すものは最も磁束密度が低い。

しかしながら、実験日あるいは実験日のような処理方法
によれば製造コストが高くなることが予惣されるので、
実際には特性と価格との兼合いで、どの処理方法を選ぶ
かは決定されることになる。

次に本発明の成分の限定理由につ伝て述べる。

Ｓｉ濃度は低い程良いが、実際に工場で８ｉ脱酸法によ
り出−する時に８ｉは混入し、また若干のＳｉの残貿は
一板の硬度を高めて打抜時の加工性な高めるので有利で
あるが、０．３％より多いと飽和磁束密度が低下するの
で、Ｓｉは０．３％以下にする必要がある。

Ｃは製品鋼板中ＫＯ，０１％より多いと磁気％杓が低下
するので、Ｃは０．０１％以下にする必要がある。しか
し製造工程中で脱炭して製品鋼板中のＣを０．０１％以
下にすることができればよく、熱延鋼帯のＣ含有せはそ
の後の工程でｏ、ｏ１％以下にまで脱炭することができ
る０、１係以下にする必要がある。

Ｍｎは０．１％より少ないと熱間脆性が大きくなり、一
方０．７４を超えると鋼板の価格が高くなるのでＭｎは
０．１〜０．７４の範囲内にする必要がある。

Ｐは鋼板の打抜性を向上させるのに必要な元素であるが
、０．１％より多いと粒成長性を害するのでＰは０．１
　％以下Ｋ・〜する必要−がある。

Ｓは０．０．１　％より多いとＭｎ８となって析出し磁
性上好ましくないので少ない程有利であるが、コスト的
に見て通常の脱硫処理手段で得ることのできる０、０１
％以下にす゛る必要がある。

局は従来のＵ脱酸鋼にあっては最高ｏ、ｏｇ％含−まれ
る場合もあるが、かかる鋼の磁束密度は前記第１および
２表より判るように、低い。すなわちＭは０．１％より
少ないと磁束密度が低く、一方０．６％より多いと協和
磁束密度が低下することによる磁束密度の低下が生ずる
ので、Ｕは０．１〜０．６係の範囲内にする必要がある
。

次に本発明において製造要件を限定する理由を説明する
。

冷間圧延の際の圧下率が３０％より小さいと冷延後の焼
鈍において歪誘起（５ｔｒａｉｎ　Ｉｎｄｕｃｅｄ　）
粒成長が生起して集合組織上好ましくなく、一方圧下車
が８５％より大きいと鋼板の平坦度が出す妻止りが劣化
するので冷間圧延の際の圧下率は３０〜８５％の範囲内
にする必要がある。

必要により施される熱延鋼帯の焼鈍温度が６５０Ｃより
低いと再結晶が生起せず、一方９００　ｔ：’より高い
と鋼板が軟かくなり過ぎて次工程の冷間圧延や加工処理
が困＆になるので、前記焼鈍温度は６５０〜９００　Ｃ
の範囲内にする必要がある。また前記焼鈍の際の焼鈍時
間は２ＩＩＩｍより短かいと焼鈍の効果が得られず、一
方１０ｈｒより長くても焼鈍の効果は格別向上せず経済
的にも不利であるので前記焼鈍時間は２　＝　”−１０
ｈｒの範囲内にする必要がめる。

冷延鋼帯を仕上焼鈍する条件については、打抜後歪取焼
鈍が施・されるいわゆるセミプロセス電磁鋼板向けの場
合には前記歪取焼鈍時に再結晶を完成させることができ
るが、仕上焼鈍温度が５００Ｃより低いと圧延加工歪が
残存するため打抜加工後の前記歪取焼鈍時に製品の形状
が変形するトラブルが発生するので５００　Ｃ以上とす
る。一方９５０Ｃより高いと結晶粒が大きくなり鋼板が
軟かくなり過ぎて打抜加工性が劣化するので、仕上焼鈍
温度は５００〜９５０Ｃの範囲内にする必要がある。

前記仕上焼鈍゛の際の雰囲気として、冷間圧延した鋼板
のＣ量が４．高い場合には脱炭性雰囲気を使用し、Ｃ量
が低６場合には非脱炭性雰囲気を使用すればよいことは
従来通常用いられている手段と同様である。

次いで本発明を実施例について説明する。

実施例Ｉ 第４表に示すＧおよびＨの組成を有する工場の熱延鋼帯
（厚み２．８１１１１）を用い、酸洗工程、冷延工程を
経て厚み０．５０■にした後、７７０　Ｃで２分間、Ｎ
２　：　２５％、ｌ＋２ニアｓ％、無点６０Ｃ（７）雰
囲気下で什１暁鈍を施した。その時の磁気特性を第５表
に示す。

比較例Ｉ 第４表に示す工とＪの組成を有する工場の熱延鋼帯（厚
み２．８ｍ）を酸洗工程以下、実施例１と同様の処理を
施した。

実施例■ 第４表に示すｑとＨの組成を有する工場の熱延鋼帯（厚
さ２．８ａ）を７００Ｃで１０時間、Ｈは長時間脱炭焼
鈍、Ｇは長時間非脱炭性雰囲気下で焼鈍した後、酸、洗
工程、冷延工程を経て厚み０．５０−にした後、８１０
ｃで２分間Ｎ２中で連続仕上焼鈍した。その時の磁気特
性を同じく第５表に示す。

実施例Ｉ 第４表に示すＧとＨの組成を有する工場の熱延鋼帯（厚
さ２．８ｆｉ）を酸洗工程、冷延工程を経て１、００１
１１１　Ｋ圧延した後、７７０Ｃの温度で３分間、Ｈハ
Ｎ！＝２５１１、Ｈ２ニア５％、露点６０ｃで脱炭焼鈍
し、ＧはＮ２中で焼鈍した。その後酸洗工程を経て冷間
圧延で０．５０−の厚みにし、８１０　ｃの温度で２分
間Ｎ２中で連続仕上焼鈍した。その時の磁気特性を同じ
く第５表に示す。

第５表より判るように、本発明による鋼板は従来品より
鉄損値では大した差異はないが、磁束密度において優れ
ていることが判る。

以上本発明によれば、低Ｓｉと所定量のＭを含有する高
磁束密度冷間圧延無方向性電磁鋼板とその製造方法を提
供することにより、高磁束帯間材料を求めるニーデーの
要望に充分に応えることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図、第３図はそれぞれ試料記号Ｂ、Ｄ、　
Ｐの集合組織が改善された様子を示す（２００）極点図
である。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 代理人弁理士　　村　　１）　　政　　治手続補正書（
方式） 昭和ｎ年参月Ｘ日 特許庁長官　島田春樹殿 １、事件の表示 昭和ｊ４　年　　特許願第Ｊ０００１４号事件との関係
　　特許出１人

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／、　　ＣＧ、０１９６以下、ｓｔ　０．３４ｂ以下、
   Ｍｎ０．１〜０．７鴫、Ｐｏ、１％以下、８０．０１％
   以下、υ０．１〜０．６係、残部実質的ＫＦｅよりなる
   磁束密度の高い冷間圧延無方向性電磁鋼板。 Ｊ、Ｃ０，１慢以下、８ｉ０．３９６以下、Ｍｎ０．１
   〜０．７％、２０９１％以下、５ｏ−ｏｉ憾以下、ＡＪ
   ｏ、１〜０．６％、残部実質的にＦｅよりなる熱電鋼帯
   を、必要により６５０〜９００　ｔ：’の温度範囲内で
   ２−〜１０ｂｒ＠鈍した後、３０〜８５％の圧下率で冷
   間圧延し、次いで５００〜９５０Ｃの温度範囲内で仕上
   焼鈍することを特徴とする磁束密度の鳥い冷間圧延無方
   向性電磁鋼板の製造方法。