JPS6144130A - 面内無方向性電磁鉄板の製造方法 - Google Patents

面内無方向性電磁鉄板の製造方法

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JPS6144130A
JPS6144130A JP16541484A JP16541484A JPS6144130A JP S6144130 A JPS6144130 A JP S6144130A JP 16541484 A JP16541484 A JP 16541484A JP 16541484 A JP16541484 A JP 16541484A JP S6144130 A JPS6144130 A JP S6144130A
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JP
Japan
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annealing
sheet
atmosphere
intrasurface
thickness
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JP16541484A
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English (en)
Inventor
Toshiro Tomita
俊郎 富田
Masashi Takahashi
高橋 政司
Hiroyoshi Yashiki
裕義 屋鋪
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Sumitomo Metal Industries Ltd
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Publication date
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties characterised by the heat treatment
    • C21D8/1255Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties characterised by the heat treatment with diffusion of elements, e.g. decarburising, nitriding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1205Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving particular fabrication steps or treatments of ingots or slabs
    • C21D8/1211Rapid solidification; Thin strip casting

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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】 〔匹業上の利用分野〕 この発明は、優れた軟磁気特性を有する面内無方向性電
磁鉄板を、板厚の大小を問わず、能率良く、かつ安定し
て製造する方法に関するものである。
〔従来の技術〕
一般に、Si含有量が2〜5%前後〔以下、成分割合を
表わす%は重i%とする〕である高珪素鉄合金板は、熱
間圧延と、中間焼鈍をI#−5多数回の冷間圧延とによ
って所定成分組成の鋳片がら薄板材を得、その後厳密な
条件の磁気特性!同上焼鈍を施して製造されるのが普通
であった。従って、製品が得られるまでには多数の工程
な心安とし、製造コストの高騰を抑えることができなか
ったのである。
このようなことから、近年、塑性加工の困難な2〜8%
のSiを含有する高珪素鉄合金の薄板材製造に、所謂“
超急冷法”を適用し、高珪素鉄合金溶湯から圧延等の塑
性加工を施すことなく直接的に薄板材を製造しようとの
試みがなされるようになってきた。
な書6、”治ロ、令、去゛′には、列えば第2図及び第
ζ暑、り模式ニーAで示さl’Lるよ5な単ロール去や
双ロール法・つほかにも、冷却用n体を使用する方法等
う・’to・されているが、要すSに連続的:こ移動更
新する・冷却内表面:こ金属溶湯を・噴射し、直後的:
こi+!l ’r片:!、′区」没は1.認(′Fして
°゛超急冷去°°と呼ばれている。第2図及び第3図:
Cおいて、符号1で示されさもζつ:i、8湯容器、符
号2で示されるものはρル)r【出ノズル、符号3で示
さ1するちのは冷却ロール、符号41で示されるものは
帯状薄板製品である。
そして、超、角冷法により製作した高珪素鉄合金、1ノ
:’iFは、将来の低鉄屓;磁用鉄板としてその生呉を
担51料であるとまで注目される)こ至っている。
ところで、従来、前記超急冷法を使用した高珪1;八電
山鉄板製造手段のうち、実用上何望視されているものの
代表列として次の方法をあげることができる。
′■ 特開昭56−87627号として従業された方法
: 2〜8%の8+を含み、残部が実質的にF″Cから成7
)溶湯+’、< 4 、@、 f’ニア 7Bで薄:i
7 j’c f−タ後、l X l 0−2−5 X 
l 0−7Torrの真空中でj2 、i、、 してj
1001ff内無方回集合11 Q ’t 4’)る方
法である。
(扱 !+4 :、il昭57−32327号として提
1対さ1λた方法 2−8 % )s l t 含f1j 6 トド4> 
1C1S 、 Sc、 ’r[:。
I〜s、 Sl)、 Bi、 B或いはSol、Aiの
1種以上を拮晶粒成長抑利元素として含み、残部が実質
的にFcかも成る溶湯を超急冷法で薄帯化し、涜いてこ
れを焼鈍することによって1000面内無方向集合組織
を得る方法であり、保磁カニ009〜020C程度の電
磁鉄板が得られる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、このような超急冷法を適用する手段によると、
上述のように保磁力が009〜0.20cと言う低い値
を示す高Si含有甑薄xi鉄敬の製J4が可能ではあっ
たが、−五、このようなTFJ、磁鉄代の製造方法には
次に示すような問題点が存在していたのである。
即ち、超急冷法によってit)もれる薄帯板は、い−j
”+1も結晶粒が臣めて細かくなっており、従って、鬼
、ワが150μmを越えるよ5なものになると焼鈍を施
しても結晶粒の成長が十分に行われず、所望とする良好
な磁気特性の仮付が得られない。このため、堺鈍時に十
分な粒成長をさせるには、薄帯板の虫厚If 150μ
m以下に抑えなげればならな℃・。
〔問題点を解決するための手段〕
そこで5本発明者等は、上述のような観点から、十分に
満足できろ結晶組織を有し、優れた軟i気持斗を示す面
内無方向性高珪素鉄薄板材の、板厚の大小罠左右されな
〜・(厚さ8150μmを越えるものであっても)、高
能率、かつ安定した製造方法を見出すへ(研究を行った
ところ、以下(al〜tc)に示される如ぎ知見を得る
罠至ったのである。
即ち、 (at  軟磁気特性ンこ悪影響を及ばすとされ、不可
避不純物として抑えられていたC元素の特定量をSi含
有1よが2〜8%の高珪素鉄合金に添jルすると、に+
′J品拉f戊長のためのhl鈍の際、6’l記C元=(
ζが″す゛ε鈍処理開始時の低温度域での粒成長り抑:
)、すすることとなって、ff1lえ・10〜100 
’C/ hr程度の易温辻度の遅い炉昇温を適用したと
しても、最終結晶it度(十分に大きいことが必要)に
、′悪影響を及ぼす焼鈍初期の結晶粒粗大化が生じない
など、結晶粒度への昇温速度や桐料板厚の影″冴が殆ん
どなくなること。
tb+  一方、高珪素鉄合金に上記の如くCを倉口さ
せると、その融点が降下する上、MiAO粘!’i ’
y低くなり、薄帯製造時におけろ耐火物の出湯を4仔減
したり、或いは溶湯噴出用ノズルの詰まりf!:防止し
たりする対策が容易となること。
(cl  まだ、1′!il記焼鈍に際してその雰囲気
を脱炭雰囲気に調整しておくと、該焼鈍(脱炭焼鈍)の
進行につれて結晶粒粗大化抑ル1jの役目を終ったC元
素が容易に除去され(C元素が磁気特性に悪影響を及ぼ
すことはIXi+述した通9である)、最終的には十分
大きな結晶粒度が達成されることとなって優れた磁気特
性の面内無方向性電磁沃仮が得られろこと。
この発明は、上記知見KJ4づいてなされたものであり
、 S+:2.0〜80係。
C:0.016〜1. OOO−係 ?含有する高11素鉄合金溶湯を、実質的に超急冷法で
、+、7仮とした後、水素ガス又は不活性ガス、或(・
は両者の混合ガス雰囲気中にて、600〜1300’C
で脱炭焼鈍することにより、軟磁気特注の没れた面内無
方向性マ匡磁鉄板を板厚や焼鈍加熱速度等に影響される
ことなく安定して製造する点、 K特徴ケ有するものである。
なお、前記「実質的に超急冷法で薄板とした」とは、超
急冷法のみによって高珪素鉄合金溶湯から直接所望厚の
薄板を得る場合を指すことはもちうん、高珪素鉄合金溶
湯を超急冷法にて薄板材とした後、更に1回又は中間焼
鈍(材料中のC含有量が0016〜1000%の範囲を
外れて変化することのない焼鈍)をはさんだ複数回の圧
延(熱1     間圧延及び冷間圧延を問わない)に
よって形状や表面性状等を調整するとともに所ゴ4厚の
if’7.1又とする場合をも意味するものである。
次に、この発明の方法にお(・て、高f1素法合全中の
Si及びC含有量、並びに脱炭焼;・を温度を^;J記
の如くに数値限定した理由?:説明する。
A)S+含有危 Si成分は、電磁鉄扱の軟磁気特性改善に欠かせない元
素であるが、その含有量が20%未満で:ま所望の磁気
特注を確保することができず、一方、80%を越えて含
有させると鉄也の脆化が著しくなる上、飽和磁束密度も
低下することから、S1含有伝は20〜80%と定めた
r3)  C含有量 C成分には、先にも述べたように、焼鈍開始時の低温域
での結晶粒成長を抑制することで、仮メ;材の厚さや昇
温速度にかかわりなく十分大ぎな結晶粒度を最終的に達
成せしめる作用のほか、浴場の融点や粘度低下させて板
材製造の作業性な向上させる作用もあるが、その含有量
が0.016%未満では前記作用に所望の効果が得られ
ず、他方、1.000%を越えてCを含有させると焼鈍
の際の脱炭に時間がかかり過ぎることから、C含有量は
0016〜1. OO0%と定めた。
C)脱炭焼鈍温度 脱炭焼鈍は、水素ガス、又は不活性ガス(N。
Ar 、 1−1e 、 Ne等)、或(・はこれらの
2種以上から成る混合ガス雰囲気中に加熱・保持するこ
とで実施されるが、その温度が600℃未満では脱炭や
結晶位成長に所望の効果が得られず、他方1300”C
な越える湿度で焼鈍することは、実作業上多くの技術的
問題を抱えるようになるので、@記焼鈍湿度は600〜
1300’Cと定めた。なお、焼鈍時間は5分〜12時
間程度とするのが好ましい。
ま1こ、焼鈍の際、雰囲気の露点を−30〜−70℃に
;til+御することが、010C以下と言う低い保磁
力を安定して実現する上で好ましい。なぜなら、前記露
点が−30”Cを越えると低保磁力の付与が不安定とな
りがちであり、一方、露点が−70”Cを下回ると脱炭
に比較的多くの時間な必妥としがちだからである。
上述のように、この発明は、1高珪素鉄合金中)C所定
量のCを積堅的に添加した合金溶湯から協、セ冷法にて
薄帯を得、これ?不活性ガスや水素ガス中で脱炭しなが
ら拉成長させることにより、+j’7?!?厚や昇温速
度の影響による磁気特性の劣化を抑えつつ虚れた特性の
面内無方向性7u磁鉄也を得る技術に関するものである
が、幻下、実施例によりこの発明化更に具体的に説明す
る。
〔実施例〕
夫抛例1 まず、第1表に示されるような成分組成の6C時を2種
鎮用意し、第3図に示した90き双ロールを去(ロール
径:200a+i、回転a: l 000 rpm。
溶湯噴出ノズル孔=]5韮φの丸孔)によって。
直接、厚さ:50−300μnq+幅:1−の+i’7
 ”’2とした。なお、150μm厚以上の薄帯につ℃
・ては、表面が若干酸化していたのでエフ−1ノーペー
パー研磨により酸化層を除去した。
第1表 (注)弓フ印は、本発明の範囲から外れていることを示
す。
次いで、これらK、 雰囲気ガス ・・・H2: 50容量係、Ar:50容
量%の混合ガス、 露   点  ・・・  −20℃。
昇温速度  = 100℃/ ml n +均熱温度 
・・・・・・ 1100℃。
均熱保持時間 ・・2時間 の脱炭焼鈍を施した。
第1図は、このよ5Kt、て得られた薄帯板の板厚と保
磁力との関係を示したグラフである。
41図からも、C含有量がo、oo5%と不可避不純物
程度の溶湯Bから得られた薄帯板は、板厚が150μm
?:越えると保磁力が急増するの:ニス1して、012
%のCな積極添加した溶湯Aから得られた薄帯板は板厚
にそれほど影響されることなく低保磁力を維持している
ことが明らかである。
このように、Cを適1含有した高珪素鉄薄帯を水素−不
活性ガス中に於いて脱炭しながら結晶粒成長させると、
最終的な結晶粒の粗大化が十分に促進され、少なくとも
300μm厚までの磁気特性の優れた面内無方向性高珪
素鉄薄帯を得ることができ、現在市販されている珪素鋼
板は薄いもので300μm程度であり、超急冷法による
ものでも200〜300μmのものが望まれている二と
からして、本発明のメリットは非常に大きいことがわか
る。
実施例2 第2表に示されるような成分組成の溶湯を用意し、双ロ
ール法(ロール径:200m1+、回転数:1000 
rpm、溶湯噴出ノズル孔=151翼φの丸孔)によっ
て、直接、厚さ=120μm1幅=8Uの薄帯とした。
第2表 (江)・k印は、本発明の範囲から外れていることを示
す。
次に、得られた薄帯を第3表に示される各種条件で焼鈍
し、その保磁力を(り定した。
得られた結果を第3表に併せて示した。
第3表に示されろ結果からも、本発明の方法によれば、
焼鈍時の昇温速度にかかわりな(低い保磁力の面内無力
1目性ta鉄板が得られるのに対して、C元素を積極的
に添加しない溶湯な使用した比較例では、露点コントロ
ールした水素−不活性ガス中で焼鈍すれば保磁力の低下
がみられはするが、昇温速度の影響を強く受け、例えば
40℃/ h rと言う遅い焼鈍速度では保磁カニ0・
150e  と磁気特性が劣化していることがわかる。
〔総括的な効果〕
以上述べたように、この発明によれば、優れた軟磁気特
性を何する高珪素鉄合金から成る面内無方向性電磁鉄板
を、焼鈍の際の加熱速度や板厚等に影響されることなく
、安定して製造することができるなど、産業上有用な効
果がもたらされるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は、高珪素鉄合金薄帯板の板厚と焼鈍後の保磁力
との関係を示したグラフであり、第2図は、溶湯超急冷
法の1つである単ロール法にて薄板材を製造している様
子を模式化した概略図、 第3図は、同じく双ロール法にて薄板材をM造している
様子を模式化した概略図である。 図面において、 1・・・溶湯容器、 2.溶湯噴出ノズル、  3・・
冷却ロール、  4・帯状薄板製品。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Si:2.0〜8.0重量%、 C:0.016〜1.000重量% を含有する高珪素鉄合金溶湯を、実質的に超急冷法で薄
    板とした後、水素ガス又は不活性ガス、或いは両者の混
    合ガス雰囲気中にて、600〜1300℃で脱炭焼鈍す
    ることを特徴とする、面内無方向性電磁鉄板の製造方法
  2. (2)脱炭焼鈍雰囲気の露点を−30〜−70℃とする
    、特許請求の範囲第1項に記載の面内無方向性電磁鉄板
    の製造方法。
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