JPS6217020B2

JPS6217020B2 -

Info

Publication number: JPS6217020B2
Application number: JP60073841A
Authority: JP
Inventors: Noboru Tsuya; Kenichi Arai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1985-04-08
Filing date: 1985-04-08
Publication date: 1987-04-15
Also published as: JPS60234949A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は４〜10％の珪素と、10％以下のコバル
ト、３％以下のニツケルとを含む高珪素鋼薄帯と
その製造方法に関するものである。鉄に３％程度の珪素を含有させた珪素鋼薄帯は
トランスなどの電気機器の鉄心材料として広く用
いられている。これらの珪素鋼板は、通常、結晶
粒の結晶軸方位がいろいろな方向にばらついた無
方向性珪素鋼板と、結晶粒の〔100〕軸が圧延方
向に揃つた方向性珪素鋼板に分けられる。前者は
主として磁束がいろいろな方向にかかる回転機や
発電機の鉄心材料に用いられ、後者は磁束が一方
向のみにかかるトランスなどの鉄心材料に用いら
れている。このような応用面で、最も強く要請さ
れる点は、第１に素材の鉄損を極力小さくするこ
とである。これはエネルギー価格の高騰化のため
にますます強く要請されると予想される。第２に
素材の磁歪振動による機器の騒音を可能な限り低
く抑えることである。この要請も、又、ますます
強くなろうと考えられる。これらの要請に応える
ために、無方向性珪素鋼においては鉄損を劣化さ
せる炭素、窒素、酸素、硫黄などの混入不純物を
極力低くし、又〔100〕軸を板面に揃える技術が
開発され、効果があがつてきている。一方、方向
性珪素鋼においては〔100〕軸の圧延方向へ集積
度をさらに高くする技術や、コーテイング処理に
よつて鋼板に張力を加え鉄損や見かけ上の磁歪を
小さくする技術が開発されてきた。しかしながら、従来の珪素鋼板の技術は、ほぼ
完成の域に達し、磁気特性や磁歪特性の改良は飽
和寸前に来ているという状態であつて、これから
多大な努力をおこなつても得られる磁気特性の向
上はわずかなものであると予想される。ところで、一方、鉄に珪素を6.5％程度含有さ
せた高珪素鋼は、飽和磁束密度が約1.80T（テス
ラ）と低くはなるが、磁歪が実質的に消失し、
又、磁気異方性も半減するので、３％程度の珪素
鋼よりも優れた軟磁性（透磁率μが高く、保磁力
Hcが低い）を示すことが1950年代から知られて
いる。この素材をトランスなどに組んだ場合適当
な励磁磁束密度においては鉄損が極めて低く、し
かも実質的に騒音がなくなるという特性があるの
で応用上はきわめて魅力のある材料である。しか
し珪素量が約４％を超すと素材マトリツクスが硬
化する上に、規則格子（Fe₃Si）があらわれるよ
うになり急激に脆化する。そのために圧延が極度
に困難となり、実質的に製造が不可能になるばか
りでなく剪断、打ち抜きなどの加工もできなくな
る。このような事情で、４％以上の高珪素鋼、特
に6.5％程度の高珪素鋼は、その優れた磁気特性
にもかかわらず実用に供されていないのである。これに対して本発明者らは、珪素を４〜10％、
コバルト10％以下、ニツケル３％以下を含有する
珪素鋼の溶融体を超急冷して得た薄帯は、結晶粒
が非常に微細で、規則格子が実質的になく可撓性
と加工性に極めて富み、かつ磁気特性の優れた高
珪素鋼薄帯が得られることを見出し鋭意研究を進
めて本発明を完成させた。本発明は下記のとおりである。第１発明重量％で珪素４〜10％と残部実質的に鉄および
不可避不純物から成り、副成分としてコバルト10
％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は２種
以上を含有し、結晶粒が１〜100μｍで、かつ規
則格子Fe₃Siが実質的に存在せず、結晶粒が薄帯
表面に対し垂直に成長した柱状晶からなり、加工
性と磁気特性の優れた高珪素鋼薄帯。第２発明重量％で珪素４〜10％と残部実質的に鉄および
不可避不純物から成り、副成分としてコバルト10
％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は２種
以上と、アルミニウム２％以下、マンガン２％以
下の何れか１種又は２種以上とを含有し、結晶粒
が１〜100μｍで、かつ規則格子Fe₃Siが実質的に
存在せず、結晶粒が薄帯表面に対し垂直に成長し
た柱状晶からなり、加工性と磁気特性の優れた高
珪素鋼薄帯。第３発明重量％で珪素４〜10％を含有し、残部鉄および
不可避不純物から成り、副成分としてコバルト10
％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は２種
を含有する溶融体を10³〜10⁶℃／secの冷却速度
で超急冷し、結晶粒が１〜100μｍで、かつ規則
格子Fe₃Siが実質的に存在せず、結晶粒が薄帯表
面に対し垂直に成長した柱状晶からなる薄帯を得
ることを特徴とする加工性と磁気特性の優れれた
高珪素鋼薄帯の製造方法。第４発明重量％で珪素４〜10％を含有し、残部鉄および
不可避不純物から成り、副成分としてコバルト10
％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は２種
を含有する溶融体を10³〜10⁶℃／secの冷却速度
で超急冷し、結晶粒が１〜100μｍで、かつ規則
格子Fe₃Siが実質的に存在せず、結晶粒が薄体表
面に対し垂直に成長した柱状晶からなる薄帯を得
る工程と、得られた珪素鋼薄帯を400〜1300℃で
焼鈍を行ない結晶粒を0.05〜10mmに成長せしめ規
則格子Fe₃Siが実質的に存在する薄帯を得る工程
とよりなることを特徴とする加工性と磁気特性の
優れた高珪素鋼薄帯の製造方法。第５発明珪素４〜10％、コバルト10％以下ニツケル３％
以下を含有し、残部が実質的に鉄および不可避不
純物から成り、結晶粒が微細でかつ規則格子
Fe₃Siが実質的に存在しない高珪素鋼薄帯を圧延
し、更に400〜1300℃で焼鈍し結晶粒を0.05〜10
mmに成長せしめ規則格子Fe₃Siが実質的に存在す
る薄帯を得ることを特徴とする加工性と磁気特性
の優れた高珪素鋼薄帯の製造方法。第６発明珪素４〜10％、コバルト10％以下、ニツケル３
％以下を含有し、残部が実質的に鉄および不可避
不純物から成り、結晶粒が１〜100μｍでかつ規
則格子Fe₃Siが実質的に存在しない高珪素鋼薄帯
を積層してなる電気機器用鉄心。第７発明珪素４〜10％、コバルト10％以下、ニツケル３
％以下を含有し、残部が実質的に鉄および不可避
不純物から成り、結晶粒が0.05〜10mmでかつ規則
格子Fe₃Siが実質的に存在する高珪素鋼薄帯を積
層してなる電気機器用鉄心。ここで、不可避不純物元素は炭素、窒素、酸
素、硫黄が総量で0.1％以下であることが好まし
い。なお、高珪素鋼薄帯に加える副成分として
は、コバルト10％以下、ニツケル３％以下の何れ
か１種又は２種以上の外に、アルミニウム２％以
下、マンガン２％以下の何れか１種又は２種以上
とを含有させることができる。高珪素鋼の溶融体を冷却体上において、超急冷
する場合、少くとも400℃に達するまで10³〜10⁶
℃／secの速度で急冷することが好ましい。高珪素鋼の溶融体の溶融温度は融点より300℃
以上高くない温度であることが好ましい。なお、広幅薄帯を得たいときは溶融体を、２孔
以上の噴出孔を近接して必要な薄帯幅にわたつて
一列に並べてなる多孔ノズルから噴出させること
により達成できる。なお、不純物元素としてはクロム、モリブデ
ン、タングステン、バナジウム、チタンの何れか
１種又は２種を0.1％以下含有してもよいものと
する。本発明により得られた高珪素鋼薄帯により電気
機器用鉄心を製造する場合は、前記のように超急
冷により得られた薄帯を積層したままか、この積
層した鉄心を400℃〜650℃の温度で10分〜５時間
焼鈍し規則格子Fe₃Siを生成せしめるようにして
得られる。このように鉄心を焼鈍すると、結晶粒
が0.05〜10mmに成長し、磁気特性が更に向上す
る。第１図Ａ，Ｂは、珪素6.5％、残余実質的に鉄
からなる本発明珪素鋼薄帯の組織写真の１例を示
すものであつて、Ａは超急冷して得た薄帯の表面
組織Ｂはその断面組織であり、この写真から約５
〜10μｍの直径の結晶粒が薄板表面に対して垂直
方向に配列し成長していることがわかる。第２図
は同様の薄帯の曲げ加工性を示すものであつて、
第２図Ａは本発明の薄帯を４mmφの棒状体に巻き
付けた状態を示し、第２図Ｂは折り曲げの状態を
示すものである。第２図ＡおよびＢより明らかな
ように従来到底可能とは考えられなかつた程に、
よく曲げることができることが理解されよう。一方第３図は珪素３〜11％の種々の割合で含有
し、残余実質的に鉄からなる溶融体を10³〜10⁴
℃／secで超急冷して得た薄帯を最高10KGまで磁
化したときの保磁力Hc（Ａ曲線）を従来の方法
により作つた高珪素鋼（Ｂ曲線）と比較して示し
たものである。第３図より明らかなように本発明
薄帯も従来の高珪素鋼と同様高珪素領域において
Hcが次第に低くなる現象が認められ、珪素6.5％
近傍においては、従来の３％珪素鋼と同程度の
Hcを示す。なお、本発明薄帯は、溶融状態から急冷された
ままの状態では従来品にくらべHcが高いが、後
述するように焼鈍することによつて改善すること
ができ、従来の高珪素鉄材のレベルとすることが
できる。このような本発明の加工性に関する特性は結晶
粒が第１図ＡおよびＢに示すように微細なことと
規則格子が実質的に認められないことによるので
ある。しかしながら超急冷の状態で結晶粒が100
μｍを超えると加工性が減じるので好ましくな
く、また一方１μｍ以下の如く細かくしても、実
質的に加工性の向上も認められず、余りに高速冷
却を要し経済性を損うことになる。本発明の方法により得られた珪素鋼薄帯を熱処
理すると結晶が粗大化し、磁気特性（Hc）が著
しく向上する。これを顕微鏡写真を示して説明す
ると次のようである。第１図ＣおよびＤは6.4％Si−93.6％Feの組成
の珪素鋼薄帯を1200℃でアルゴンガス雰囲気中で
40分熱処理した結果を示し、Ｃは表面組織写真、
Ｄは断面組織写真である。写真で示す結晶粒の大
きさは、熱処理により粒成長が進み結晶粒径が著
しく粗大化したことを示すものである。結晶粒径
は写真からわかるように、150μｍ程度以上であ
る。この薄帯の結晶粒の粒径は熱処理時間、熱処
理温度の関数である。薄帯の結晶の粗大化に伴い
磁気特性（Hc）は著しく改善された。上述の熱処理後においても、薄帯は十分な加工
性を有するが、これは結晶粒が第１図Ｄの顕微鏡
写真に示されるように板面に対して垂直方向に結
晶粒が発達していることおよび規則格子の実質的
に存在しないことが寄与しているものと推定され
る。次に成分組成について説明する。本発明の高珪素鋼薄帯は基本的には珪素を４〜
10％、コバルト10％以下、ニツケル３％以下を含
有し残部は実質的に鉄と不可避不純物から成る。珪素が４％以下では磁気特性が従来成品と同程
度のものしか得られないし、又、珪素が10％を超
すと脆化する上にかえつて磁気特性が劣化する。
なお、珪素は５〜７％の時に最も良い磁気特性を
示すので、この範囲が好適である。珪素鋼におい
ては不可避不純物として酸素、硫黄、炭素、窒素
が混入してくるが、これらはいずれも成品中にあ
ると鉄損特性を劣化させかつ、薄帯を脆化させ加
工性も劣化させるので極力低く抑えるのが望まし
い。これらの不純物の総量が0.1％を超すと鉄損
は大きくなり従来の珪素鋼に比べて劣るので上限
を0.1％とする。なお、現在の製鋼技術において
は、０＜50ppm、Ｓ＜80ppm、Ｃ＜100ppm、Ｎ
＜50ppmとすることができるのでこの範囲内と
するのが特に好ましい。本発明の成分組成はさらに２％以下のアルミニ
ウムと２％以下のマンガンを加えることができ
る。アルミニウムは珪素以上に強い脱酸元素であ
るのでアルミニウムを添加することにより、より
酸素の低い素材を得ることができる。又、電気抵
抗を高めるので渦電流損を低くする点で好まし
い。しかしアルミニウムは磁歪を大きくするの
で、２％以上の添加は好ましくなく、上限を２％
とする。マンガンは不可避混入元素として通常の
製鋼においては約0.05％含有されている。この元
素は酸素や硫黄と異なり珪素鋼においては、むし
ろ圧延性や磁気特性にとつて好ましいことが知ら
れている。本発明においても２％以下の添加、好
ましくは0.2〜1.3％の添加によつて磁気特性が向
上するばかりでなく、形状の良い（薄帯において
穴や幅方向端部のクラツクのない）超急冷薄帯が
得られることがわかつた。これらの現象の原因は
明らかではないが、マンガンを添加することによ
り不純物硫黄が固溶状態あるいは微細な析出物の
状態からMnSの大きな析出物に変化し、そのた
めに圧延性や磁気特性が良くなつたと考えられ
る。しかしマンガンが２％以上になると磁気特性
はかえつて劣化し、さらに硬化するために成品の
加工が困難になつてくるので、最大含有量を２％
に限定した。本発明薄帯は珪素分の含有が高いので必然的に
飽和磁束密度が低くなる短所をもつ。Fe−Si合
金にコバルトを添加すると飽和磁束密度が高くな
るので、本発明においても必要に応じてコバルト
を添加し前記短所を補うことができる。しかしコ
バルトは極めて高価な元素であるので、本発明に
おいてはコバルトの上限を10％と限定した。ニツ
ケルはFe−Si合金においても靭性を増す作用を
もつ元素であり、本発明においてニツケルを３％
以下、好ましくは0.2〜1.5％添加すると良質の超
急冷薄帯ができるようになることが認められた。以上述べた以外に不純物として含有するクロ
ム、モリブデン、タングステン、バナジウム、チ
タン、錫等の元素を約0.1％以下程度の微量含有
することがあつても、本発明の効果を何ら妨げる
ものではない。さて、従来の珪素鋼板の製造においては、鋼塊
あるいは連続鋳造スラブを熱間圧延して1.5〜４
mm厚のホツトストリツプにしたあと、適当な冷間
圧延と熱処理を組み合わせて通常0.28〜0.50mm厚
の成品を作るのであるが、本発明においては、前
述した組成をもつ珪素鋼溶融体を10³〜10⁶℃／
secの冷却速度で直接超急冷して直ちに所定の厚
みをもつ薄帯に仕上げるのである。すなわち珪素
鋼溶融体から直接に成品もしくはそれに近い半成
品にするのであつて、従来工程に不可欠であつた
熱間圧延工程および冷間圧延工程を完全に除いて
いるのである。溶融体を超急冷して薄帯とする方
法はそれが充分に幅が広く所定の厚みがあり、か
つ厚みが均一であり、連続してコイル状にとり出
せるものであればどのような方法であつても良い
が、代表的には第４および５図に示すように、溶
融体を連続的に移動する移動面上に適当な形状を
もつ孔から連続的に噴出させて急冷凝固させ、所
定の厚みをもつストリツプをコイル状に得るのが
よい。第４図ａは、移動面として椀状回転体２を用
い、この内側回転面上に噴出ノズル１より溶融体
４を噴出させ急冷凝固された連続体状薄帯３を得
る装置の略図が示されている。又第４図ｂ，ｃに
は１個の回転ロール５上あるいは同一の大きさと
は限らない２個の近接した回転ロール５′，５″間
に噴出孔から珪素鋼溶融体を連続的に噴出し２個
のロール間で超急冷することにより連続状薄帯を
得る装置の略図が示されている。第４図ｄは金属
帯製無限コンベア７と回転ロール５間に溶融珪素
鋼４を供給し、急速冷却させて連続的に薄帯を得
る装置の略図を示す。本発明により珪素鋼薄帯を上記装置を用いて製
造する場合、重要なことは十分速い速度で溶融体
が凝固冷却することである。まず、噴出孔から噴
出され移動する冷却体にあたつて凝固するまでの
時間が長いと噴出溶融体の流れが一体でなくな
り、ともすれば孔やボイドが生じたり、又厚みが
均一でない薄帯ができたりすると共に、大気中で
製造する場合には酸化や窒化を受けて良好な形状
の薄帯ができなくなるか、あるいはできても成品
中に酸素や窒素を含むために磁気特性が劣化して
しまう。一方、凝固してからもはや結晶粒成長や
規則格子化のおきない約400℃の温度に達するま
で時間が長いと得られる薄帯は部分的に規則格子
をもち、又結晶粒が粗大になつてあとに続く剪断
や打ち抜き、あるいは必要に応じておこなわれる
圧延が困難になつてくる。本発明者らは、冷却回
転体の回転数や溶融体の噴射圧をいろいろに変え
て実験した結果、溶融体がノズルから噴出されて
から、凝固、冷却され薄帯の温度が400℃となる
間の平均的な冷却速度が10³℃／sec以下では望ま
しい薄帯が得られないことを知見した。すなわ
ち、この臨界冷却速度よりも遅く冷却する大気中
で製造した場合、酸化して連続した良好な形状の
薄帯が得られなかつたり、あるいは得られても粒
成長などのため極めて脆いものであつたりする。
実際上経済的にかつ確実に十分細かい結晶粒をも
ちかつ規則格子が実質的に存在しない薄帯を得る
には400℃までを10³〜10⁶℃／secの冷却速度で冷
却するのがよい。ところで、本発明に係る高珪素鋼薄帯も工業的
には、十分幅の広いものが製作できなければなら
ない。一般に、噴出孔を必要幅にわたつてスリツ
ト状にしたノズルがその目的のために用いられて
いるが、幅方向にわたつて一様な厚みの薄帯を得
るためには第５図、第６図に示すように２個以上
の噴出孔１０を近接させて、必要な幅にわたつて
一列に並べたノズル１を用いるのがよい。この際
ノズル端部に補助噴出孔１０′を設けるとより一
層幅方向全幅にわたつて一様な溶融体噴流９が得
られる。従つてこのようにすると一様な厚さの薄
帯を得ることができる。なお、工業的に高珪素鋼薄帯を連続して作り出
すためには、長時間にわたつて連続的にノズルか
ら溶融体を噴出させねばならないので、ノズルの
損傷が著るしい。ノズルは例えばボロンナイトラ
イドセラミツクスなどの高融点の耐火材料で作ら
れるのが一般的であるが、この場合には損傷を防
ぐために水、液体金属あるいはガスでノズルの周
囲を連続的に冷却するとノズルの寿命が著るしく
延び有利である。更に、酸化、窒化を確実に防ぎ、不純物の少な
い薄帯を得るためには、第７図に示すように薄帯
製造装置全体を保護ガス雰囲気下或いは真空下に
おく様一つの槽内におくのもよい。その他ノズル
近傍に保護ガスとしてアルゴン又はヘリウム又は
CO₂ガスなどを吹き付けるのもよい。第７図はこの発明にかかる珪素鋼薄帯を真空下
で得るための製造装置を示している。１１は真空
槽で、この真空槽１１内には回転ロール５が設置
されている。回転ロール５は熱伝導のよい、たと
えば銅よりなり、これを駆動するモータが連結さ
れている。回転ロール５の直上には高珪素鋼材料
を収納するノズル１が上下移動可能に設置されて
いる。１２はパイプで、高珪素鉄材料をノズル１
に投入するためのものである。また１３は溶融さ
せた高珪素鋼材料をノズル１から噴出させるため
のガスを注入するためのパイプである。１４はノ
ズル１を上下移動するシリンダで、ノズル１と回
転ロール５の距離を調整する。１５は真空ベロー
で、ノズル１の上下移動に応じて伸縮するととも
に、真空槽１１とノズル１の間を密閉している。
１６はヒータで、ノズル１の先端周囲に配置され
ており、たとえば1400〜1600℃の温度でノズル１
を加熱し、ノズル１内に収納された高珪素鉄材料
を溶融させる。１７は真空槽１１の排気口で排気
系に接続されている。１８はこの装置により製造
される珪素鉄薄帯の捕集口である。溶融した結晶性高珪素鋼材料をノズル１から噴
出させ、回転ロール５の回転面で超急冷して珪素
鋼薄帯を得る場合、真空槽１１内は大気圧下の自
然雰囲気としてもよく、あるいはAr，N₂などの
保護雰囲気としてもよい。上述の第４〜７図に示した珪素鋼薄帯製造装置
において、冷却体と珪素鉄との間の濡れ性を考慮
に入れて回転冷却体の材質を選択することが重要
である。また珪素鋼溶融体の溶融温度が融点より
300℃以上高くなると、溶融体の粘度が下り、溶
融体加熱中にノズルから溶融体が滲み出したり、
ノズルより噴出されたときに噴流がミスト状にな
つたり、回転冷却体の表面に広く拡がり、一定幅
の薄帯にならなかつたりするため、薄帯が薄くな
りすぎたり、薄帯がすだれ状になつたりする。
又、一方溶融体の溶融温度が低すぎると溶融体の
粘度が大きくなり、溶融体のジエツト流は充分に
回転冷却体の表面にはりついて移動することがで
きなくなり、溶融体を超急冷することができなく
なり初期の効果が得られない。又、溶融体のノズルよりの噴射圧力が高すぎる
と、溶融体のジエツト流は不規則形状の微細粒子
となり飛散するようになる。従つて、本発明を実施する場合には、溶融体が
冷却体上に10゜〜170゜の接触角で、好ましくは
ほぼ90゜で盛り上るように粘度を選択する必要が
ある。このためには、溶融体の温度は、融点より
100℃ないし150℃高い温度とするのが好ましい。本発明によると、溶融体をノズルより噴出する
圧力は0.01〜1.5atm.の範囲とするのがよい。こ
れは溶融体の噴出圧力が余り高いと溶融体の粘度
との関係でミストになつたり、微細粒状となつて
飛散したり、できた薄帯がすだれ状になつたりす
るからである。なお溶融体の噴出を真空中で行えば得られるべ
き薄帯が空気と衝突し、上述の如きすだれ状とな
つたり、周縁のささくれ、又はポーラスとなつた
りする欠点が除かれる。以上に述べた方法によつて、溶融体から直ちに
コイル状に巻き取られた高珪素鋼薄帯が製造され
るのである。このようにして得られた薄帯の結晶
粒は極めて微細で通常１〜100μｍになつてい
る。このような薄帯はこの状態で成品とすること
ができる程に、良好な形状と磁気特性を有してい
るが、より高い磁気特性を発揮させるためには、
これを400〜1300℃、好ましくは800〜1250℃で短
時間焼鈍し、内部歪を除去すると同時に、結晶粒
を粒径0.05〜10mmにまで成長させるのが良い。こ
の処理をおこなうと、例えば保磁力Hcは格段に
減少する。この熱処理温度が1300℃を超えると薄
帯は脆化し、実用に供しえなくなる。又、400℃
以下では内部歪を除去することは不可能である。
この熱処理はどのような方法でおこなつても良い
が、工業的には連続焼鈍炉で60秒程度焼鈍し、で
きるだけ速やかに冷却するのが良い。第８図は珪素6.5％残部実質的に鉄からなる平
均粒径５μ、厚さ80μｍの薄帯Ａと、同様の成分
をもち平均粒径15μｍ、厚さ80μｍの薄帯Ｂを
種々の温度で2min間焼鈍した結果である。焼鈍
の結果、400℃以上の温度で、Hcの減少がみられ
約1300℃で飽和するのが理解されよう。又一方、実用的には、鉄心に組み込む際、鉄心
の占積率が可能な限り高いことが望ましい。この
ためには薄帯の表面が円滑である必要がある。本
発明において、超急冷凝固した状態での薄帯は適
切な製造条件下であれば充分に円滑な表面状態を
呈しているのであるが、さらに高度の円滑度を要
求される場合には、超急冷し凝固した状態の薄帯
を、必要に応じて熱処理を加えた後で、５％以上
の圧下率で圧延して前記の温度で焼鈍するのが望
ましい。圧延は通常の冷間圧延機で充分におこな
えるが、特に珪素量が７〜10％と高く、圧延での
割れが心配となる場合は100℃〜500℃の温間で圧
延することが推奨される。適切な圧延熱処理によ
つて薄帯の表面は円滑になると同時に、圧延熱処
理を施すことにより、磁気特性の向上がもたらさ
れる。この原因は、今のところはつきりとしてい
ないが、冷延後圧延熱処理によつて集合組織の変
化が生じたためと推測される。上述の如くして製造された薄帯は積層しトラン
ス、回転機用鉄心など電気機器の鉄心として利用
される。その際、積層鉄心をその状態で焼鈍し、
薄帯中に規則格子を生成せしめるとHcを大幅に
低減しうる。この場合、規則格子が生じても、既
に鉄心として形を成しているものであるから、何
ら支障を生ずるものでなく、理にかなつた使用方
法であるといえる。第９図は珪素6.5％、マンガン0.2％、残余実質
的に鉄よりなる薄帯を1200℃で３分間焼鈍後更に
350〜700℃の温度で種々の時間保持する焼鈍を行
なつて得られた磁気特性（Hc）の変化を示すも
のである。明らかに400〜650℃で30分以上保持し
た場合において、好成績が得られる。先述の鉄心
状態での焼鈍は、従つて、この温度範囲で行なう
のがよい。次に実施例について本発明を具体的に説明す
る。実施例１珪素6.5％、マンガン0.6％、アルミニウム0.3％
を含有し、不可避不純物として炭素0.007％、窒
素0.004％、酸素0.003％、硫黄0.005％を含む溶融
鉄を、800rpmで回転する銅製（300mmφ）の回転
冷却体に噴出して80μｍ厚の薄帯を作つた。この
薄帯の磁気特性（Hc）と加工性を第１表に示
す。薄帯は1200℃で３分焼鈍したあと、65μｍに
圧延して、さらに1000℃で３分焼鈍した。最後に
これをコイル状に巻き取つて500℃で３時間焼鈍
した。

【表】なお、磁気特性（Hc）は1.5T（テスラ）まで
磁化した時の値を示す。又最小彎曲半径はいろい
ろな半径のガラス棒に巻き付けて破損の生じない
最小の半径を示し、又剪断性については、〇……剪断カエリが全然なく良好な剪断性を示す △……剪断カエリが若干あるが、剪断は充分にで
きる ×……剪断が困難であるを意味する。実施例２珪素9.5％、マンガン1.5％、コバルト２％、ア
ルミニウム0.1％、ニツケル0.7％を含有し、不可
避不純物として炭素0.004％、窒素0.0025％、酸
素0.0023％、硫黄0.003％を含む溶融珪素鉄を、
700rpmで回転するステンレス鋼製（100mmφ）の
双回転体に噴出して100μｍ厚の薄帯を作つた。
これを直ちに50μｍに圧延して950℃で２分焼鈍
した。さらにこれを420℃で10時間焼鈍した。こ
れらの各処理後の磁気特性と加工性は第２表の通
りであつた。

【表】なお、各項の測定条件は実施例１の場合と同じ
である。本発明の方法によると、極めてフレキシブルな
高珪素鉄薄帯が連続して高速度に生産できると共
に、高珪素鉄薄帯の加工が容易で、圧延、熱処理
も可能である。又本発明によると彎曲性、剪断性に富む規則格
子のない高珪素鉄薄帯を製造し、例えば変圧器鉄
心その他に成形加工後、熱処理を施して規則格子
を生成させて、磁気特性（Hc）を更によくする
ことが可能であり、工業上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂは超急冷された状態の6.4％Si−
Feの珪素鉄薄帯の表面および断面の顕微鏡写
真、Ｃ，Ｄは熱処理された状態の6.4％Si−Fe珪
素鉄薄帯の表面および断面の顕微鏡写真、第２図
Ａ，Ｂは本発明の珪素鉄薄帯を４mmφの棒状体に
巻き付けた状態と折り曲げ状態とをそれぞれ示す
図面である。第３図は本発明の珪素鉄薄帯の珪素
量と保磁力（Hc）との関係を従来のものと比較
して示した磁気特性図、第４図ａ，ｂ，ｃ，ｄは
本発明の珪素鉄薄帯を製造する装置の一例を示す
略図、第５図Ａ，Ｂ、第６図Ａ，Ｂはそれぞれ本
発明の珪素鉄薄帯を製造する多孔ノズルの一例を
示すノズルの横断面図およびノズルの縦断面図で
ある。第７図は本発明の珪素鉄薄帯を製造する装
置の１例を示す説明図である。第８図は本発明の
珪素鉄薄帯の焼鈍前の磁気特性（Hc）（Ａ曲線）
と焼鈍後の磁気特性を比較した熱処理特性図、第
９図は本発明の珪素鉄薄帯に対する熱処理温度、
熱処理時間と保磁力（Hc）との関係を示す磁気
特性図である。１……噴出ノズル、２……椀状回転体、３……
連続体状薄帯、４……溶融体、５，５′，５″……
回転ロール、６……バツクアツプロール、７……
コンベヤ、９……溶融体噴流、１０……噴出孔、
１０′……補助噴出口、１１……真空槽、１２…
…パイプ、１３……ガス注入パイプ、１４……シ
リンダ、１５……真空ベローズ、１６……ヒータ
ー、１７……排気口、１８……薄帯捕集口。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で珪素４〜10％と残部実質的に鉄およ
び不可避不純物から成り、副成分としてコバルト
10％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は２
種以上を含有し、結晶粒が１〜100μｍで、かつ
規則格子Fe₃Siが実質的に存在せず、結晶粒が薄
帯表面に対し垂直に成長した柱状晶からなり、加
工性と磁気特性の優れた高珪素鋼薄帯。２不可避不純物元素は炭素、窒素、酸素、硫黄
が総量で0.1％以下である特許請求の範囲第１項
記載の高珪素鋼薄帯。３重量％で珪素４〜10％と残部実質的に鉄およ
び不可避不純物から成り、副成分としてコバルト
10％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は２
種以上と、アルミニウム２％以下、マンガン２％
以下の何れか１種又は２種以上とを含有し、結晶
粒が１〜100μｍで、かつ規則格子Fe₃Siが実質的
に存在せず、結晶粒が薄帯表面に対し垂直に成長
した柱状晶からなり、加工性と磁気特性の優れた
高珪素鋼薄帯。４不純物元素としてクロム、モリブデン、タン
グステン、バナジウム、チタンの何れか１種又は
２種を0.1重量％以下含有する特許請求の範囲第
１項記載の高珪素鋼薄帯。５重量％で珪素４〜10％を含有し、残部鉄およ
び不可避不純物から成り、副成分としてコバルト
10％以下、ニツケル３％以下の何れか１種または
２種を含有する溶融体を10³〜10⁶℃／secの冷却
速度で超急冷し、結晶粒が１〜100μｍで、かつ
規則格子Fe₃Siが実質的に存在せず、結晶粒が薄
帯表面に対し垂直に成長した柱状晶からなる薄帯
を得ることを特徴とする加工性と磁気特性の優れ
た高珪素鋼薄帯の製造方法。６溶融体を超急冷体上において、400℃に達す
るまで10³〜10⁶℃／secの速度で急冷することか
ら成る特許請求の範囲第５項記載の高珪素鋼薄帯
の製造方法。７溶融体の溶融温度は融点より300℃以上高く
ない温度である特許請求の範囲第５項記載の高珪
素鋼薄帯の製造方法。８溶融体を、２孔以上の噴出孔を近接して必要
な薄帯幅にわたつて一列に並べてなる多孔ノズル
から噴出させることから成る特許請求の範囲第５
項記載の高珪素鋼薄帯の製造方法。９重量％で珪素４〜10％を含有し、残部鉄およ
び不可避不純物から成り、副成分としてコバルト
10％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は２
種を含有する溶融体を10³〜10⁶℃／secの冷却速
度で超急冷し、結晶粒が１〜100μｍで、かつ規
則格子Fe₃Siが実質的に存在せず、結晶粒が薄帯
表面に対し垂直に成長した柱状晶からなる薄帯を
得る工程と、得られた珪素鋼薄帯を400〜1300℃
で焼鈍を行ない結晶粒を0.05〜10mmに成長せしめ
規則格子Fe₃Siが実質的に存在する薄帯を得る工
程とよりなることを特徴とする加工性と磁気特性
の優れた高珪素鋼薄帯の製造方法。１０重量％で珪素４〜10％を含有し、残部鉄お
よび不可避不純物から成り、副成分としてコバル
ト10％以下、ニツケル３％以下の何れか１種又は
２種を含有する溶融体を10³〜10⁶℃／secの冷却
速度で超急冷し、結晶粒が１〜100μｍでかつ規
則格子Fe₃Siが実質的に存在しない高珪素鋼薄帯
を得、これを５％以上の圧下率で圧延し、更に
400〜1300℃で焼鈍し結晶粒を0.05〜10mmに成長
せしめ規則格子Fe₃Siが実質的に存在する薄帯を
得ることを特徴とする加工性と磁気特性の優れた
高珪素鋼薄帯の製造方法。１１珪素４〜10％、コバルト10％以下、ニツケ
ル３％以下を含有し、残部が実質的に鉄および不
可避不純物から成り、結晶粒が１〜100μｍでか
つ規則格子Fe₃Siが実質的に存在しない高珪素鋼
薄帯を積層してなる電気機器用鉄心。１２珪素４〜10％、コバルト10％以下、ニツケ
ル３％以下を含有し、残部が実質的に鉄および不
可避不純物から成り、結晶粒が0.05〜10mmでかつ
規則格子Fe₃Siが実質的に存在する高珪素鋼薄帯
を積層してなる電気機器用鉄心。