JPS6237090B2 - - Google Patents

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JPS6237090B2
JPS6237090B2 JP53076552A JP7655278A JPS6237090B2 JP S6237090 B2 JPS6237090 B2 JP S6237090B2 JP 53076552 A JP53076552 A JP 53076552A JP 7655278 A JP7655278 A JP 7655278A JP S6237090 B2 JPS6237090 B2 JP S6237090B2
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JP
Japan
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tellurium
rolled
annealing
selenium
sulfur
Prior art date
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Expired
Application number
JP53076552A
Other languages
English (en)
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JPS556412A (en
Inventor
Tooru Sato
Ujihiro Nishiike
Hiroshi Shimizu
Hiroshi Shimanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP7655278A priority Critical patent/JPS556412A/ja
Publication of JPS556412A publication Critical patent/JPS556412A/ja
Publication of JPS6237090B2 publication Critical patent/JPS6237090B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は、鋼板の圧延方向に磁化容易軸<100
>を有する再結晶粒より成る一方性電磁鋼板の製
造方法に関し、とくに該鋼板の表面性状や加工性
の劣化を招くことなしに磁束密度のより一層の改
善を図ろうとするものである。 一方向性電磁鋼板として要求される磁気特性は
磁化特性と鉄損特性とによつて代表される。すな
わち1000A/mで磁化した時の磁束密度B10と50
Hzの交流で17KGまで磁化した時の鉄損W(17/
50)とで評価される。磁気特性の良好な電磁鋼板
を利用すればトランス等の電気機器の小型化、省
エネルギー、使用時の騒音の低下等の多くの利点
を得ることができる。 一方向性珪素鋼板はミラー指数で(110)
〔001〕と記述されるいわゆるゴス方位をもつ結晶
粒で構成されており、この結晶粒は最終仕上焼鈍
の際に2次再結晶によつて優先的に成長する。こ
のゴス方位の結晶粒の占める割合が高いほど、高
いB10が得られる。 ところで、このゴス方位を有する結晶粒を優先
的に成長させるためには、インヒビターと呼ばれ
るMnSあるいはMnSe等の微細な析出物を、2次
再結晶前の鋼中に分散せしめて1次再結晶の成長
を効果的に抑制することが必要であるとされてき
た。 さらに1次再結晶粒の抑制と2次再結晶粒を完
全に行なわしめるため、テルルを添加することが
特公昭38−8214号、特公昭48−17688号により知
られており、前者の公報によれば、テルルの添加
量は0.01〜0.03%、後者の公報によれば0.035〜
0.12%が適当な量であるとされている。 テルル添加による効果については、前者の公報
によればテルルはVIB属元素として非金属性が強
く鉄と化合物を形成しやすく、そのため鉄への固
溶性が極めて小さいので、原子半径差に関係なく
結晶粒界への偏析傾向が強く、適量添加すること
により溶質テルルと結晶粒界との相互作用により
1次再結晶粒の成長を効果的に抑制するとされて
いる。またテルル添加による効果について、後者
の公報によればテルルは鉄と化合物を形成するの
ではなく、硫黄と置換して、MnTeを形成して結
晶内に均一に分散して、1次再結晶粒の成長を効
果的に抑制し、さらにCuと共存することによつ
て、結晶粒界に移行して2次再結晶粒を完全に行
なわしめるとされている。 しかしながら、前記2つの公報記載の方法によ
れば、テルルの添加によつて表面疵が多発し、ま
た加工性の劣化により歩留が低下するという欠点
があり、テルルを添加する前記2つの公報に記載
の方法をも含めて従来方法においては工業的に問
題があつた。 本発明は、上記の問題を有利に解決するもの
で、インヒビター元素としてテルルを用いた場合
であつても、このテルルと共に、MnSやMnSe、
Sbなどを併せて使用すれば、表面性状や加工性
の劣化を招く不利なしに磁気特性の有利な改善を
図り得ることの新規知見に立脚する。 すなわち本発明は、炭素0.06%以下、ケイ素
2.0〜4.0%、マンガン0.01〜0.10%を、0.001〜
0.020%のテルルと共に含み、かつ硫黄0.010〜
0.050%、セレン0.005〜0.100%のうちから選ばれ
る何れか1種または2種とアンチモン0.01〜0.10
%とを、上記硫黄、セレン、アンチモンの合計量
をXとするとき、Xが0.100%を超えず、かつテ
ルルに対する比X/Teが2以上となる範囲にお
いて含有する珪素鋼素材を、1260℃以上に加熱し
たのち熱延し、続いて焼鈍と冷延とを適宜繰返し
て最終成品厚の冷延鋼板とし、さらに脱炭と最終
仕上焼鈍を施して(110)〔001〕方位の2次再結
晶粒を発達させることからなる一方向性電磁鋼板
の製造方法である。 以下本発明を具体的に説明する。 発明者等の研究によれば、テルルがその効果を
最も発揮するのは含有量が0.001〜0.020%の範囲
で、しかも硫黄、セレン、アンチモンの合計量を
Xとするとき、このXが0.100%を越えずかつテ
ルルに対する比X/Teが2以上の範囲において
複合含有される場合だけであることが判明した。
すなわちテルルはMnTeとして一部は鋼中に微細
な折出物として分散しているが、その効果は
MnTeとして単独で1次再結晶粒成長を抑制して
いるのではなく、MnSやMnSeと共存することに
よつてMnSやMnSeのインヒビターとしての効果
をより有効に発揮させるところにある。 このメカニズムについては、明確に解明された
わけではないが、適量のMnTeが同じく適量の
MnSやMnSe、Sbと共存することによつて複合的
な化合物を形成し、この複合化合物がインヒビタ
ーとしての効果をより有効ならしめていると推察
される。 従つて、テルルの量があまりに多くなると、
MnTeの生成量は増加するけれども、MnSや
MnSeは相対的に減少するため、好適な複合化合
物が形成されず、その結果インヒビターとしての
抑制力は低下する。すなわち本発明における適正
範囲の上限を越えた量のテルルの添加は、MnS
やMnSeなどの微細析出物の絶対数を減少させる
か、あるいはMnTe析出相にSやSeを吸収しオス
トワルド成長する結果、1次粒の粒界をピンニン
グするほどの効果は失われるものと考えられる。 従つて本発明では、テルル含有量に見合う量の
S、Se、Sbを添加すること、具体的にはS、
Se、Sbの合計量をXとするとき、X/Teが2以
上の範囲においてXを添加することが肝要なわけ
である。 本発明によれば、テルルの添加量は微量である
ため、珪素鋼素材の加工性は従来のテルルの添加
量の多い珪素鋼素材よりもはるかに改善され、従
来方法に見られた表面疵の多発、加工性劣化に基
づく歩留低下を大幅に改善することができる。 本発明によれば、対象となる珪素鋼素材は前記
成分組成のものであることが重要な要件であり、
かかる素材は溶解精錬溶湯を造塊、連続鋳造ある
いはその他の如何なる方法によつて鋳造した鋼塊
あるいはスラブでもよい。 次にかかる成分組成の素材は均熱炉ないしは加
熱炉によつて1260℃以上の温度で充分加熱され
る。この処理によつて鋼中に含まれるMnS、
MnSe、MnTe等は一度すべて解離固溶される。
引続いて行なわれる熱間圧延中に上記折出物はイ
ンヒビターとして好ましい状態に分散析出され
る。 この熱間圧延によつて素材は2〜4mmの厚さの
圧延板に仕上げられる。 冷間圧延は、複数回の時は途中に850〜1150℃
の温度範囲で中間焼鈍を行なうが、1回の冷延で
製品厚さに仕上げても良い。この場合には熱延板
に対して850〜1150℃の温度範囲で焼鈍を施し
て、組織の均質化を図つておくとさらに良好な結
果を得ることができる。 最終冷延を行なつて製品厚さに仕上げられた圧
延板に対して脱炭焼鈍が施される。脱炭焼鈍によ
つて圧延板の冷延組織は1次再結晶組織とされ、
同時に(110)〔001〕方位の2次再結晶粒を最終
的に得るために有害である炭素を除去せしめる。
この脱炭焼鈍は通常750〜850℃で1〜20分程度湿
水素中で行なうが、如何なる他の公知の方法を用
いてもかまわない。 最終仕上焼鈍によつて、製品板には(110)
〔001〕方位の2次再結晶粒が発達する。この方法
は通常行なわれているように箱焼鈍によつて直ち
に1000℃以上に昇温して保温する方法や2次再結
晶粒の可能なより低い温度に保持する方法など、
公知の如何なる方法によるかは問わない。 次に本発明において珪素鋼素材の成分組成を限
定する理由を述べる。 炭素は熱延工程及び冷延工程において素材の結
晶組織を均一にする元素であり、0.06%以下含有
されると少なくとも鋼の一部にγ変態を生じせし
めるに充分であり、0.06%より多く含まれると、
後の脱炭焼鈍の際徒らに時間がかかるので、炭素
は0.06%以下にする必要がある。 珪素は2.0%より少ないと最終的熱処理時にγ
変態を生起し、一方4.0%より多いと加工性が劣
化するので珪素は2.0〜4.0%の範囲内にする必要
がある。 マンガンは0.01%より少ないとインヒビターと
して作用するのに充分な量のMnS、MnSeを形成
することができず、一方0.10%より多いと溶解性
の小さい硫化物が生成するので、マンガンは0.01
〜0.10%の範囲内にする必要がある。 テルルは、0.001%より少ないと1次再結晶粒
の成長を効果的に抑制する効果に乏しく、一方
0.020%より多いと加工性の劣化が著しく、また
脱炭速度も遅くなつて最終製品の磁気特性が低下
するので、テルルは0.001〜0.020%より好ましく
は0.005〜0.010%の範囲で添加することにした。 硫黄、セレンはそれぞれ0.010%、0.005%より
少ないと結晶粒の成長を抑制するMnS、MnSeの
生成が少なくなり、一方それぞれ0.050%、0.100
%より多いと偏折を生じ磁気特性が低下するの
で、硫黄、セレンはそれぞれ0.010〜0.050%、
0.005〜0.100%の範囲にする必要がある。 アンチモンは硫黄、セレンと同様インヒビター
として0.001〜0.020%の範囲内で添加する。 硫黄、セレン、およびアンチモンの合計量が
0.100%より多いと熱延前に素材中のMnS、MnSe
等の折出物を固溶させるため、素材の加熱温度を
高くする必要があるので、前記合計量は0.100%
以下にする必要がある。 さて本発明者等の研究によれば、テルルの添加
効果は、MnSやMnSe、Sbなど他のインヒビター
との共存によつて強く発揮される。 そして充分に満足のいく効果を得るためには、
他のインヒビター量との兼ね合いが重要である。
すなわち硫黄および/またはセレンとアンチモン
との合計量をXとしたとき、テルルに対するかか
るXの比X/Teが2を下回ると、後述するとお
り、本発明で意図したMnS、MnSe、アンチモン
存在下でのテルルの相乗効果は望み得ず、従つて
テルルの添加効果は期待できない。 そこでこの発明では、テルルに対する他のイン
ヒビター元素の合計量Xの比X/Teを2以上の
範囲に限定したのである。 第1図に、硫黄および/またはセレンとアンチ
モンとの合計量Xとテルルとの添加量を種々に変
化させて含有させたけい素鋼を素材として、常法
に従い熱延、中間焼鈍、冷延ついで脱炭および最
終焼鈍を施して得た方向性けい素鋼板の磁束密度
B10について調べた結果を、上記Xのテルルに対
する比X/Teの関係で示す。 同図より明らかなように、テルル含有量が
0.001〜0.020%でかつX/Teが2以上の条件を満
足するときに、極めて高い磁束密度を得ることが
できた。 この点テルル量が0.021%以上では、その効果
は明瞭でなく、しかも他のインヒビター元素の合
計量Xを種々組み合わせても、満足いく効果は得
られなかつた。 第2図はテルルを0.008%添加した素材の最終
焼鈍後の2次再結晶粒のマクロ組織図であり、第
3図はその(100)極点図であるが、2次粒径が
微細でかつ磁化容易軸<100>が強い集積を示し
ていることが明瞭である。 下記の表は最終焼鈍後に絶縁被膜で被覆した後
のJIS法による折れ曲げ試験結果を示すが、テル
ルが増すと共に脆化も進み、従来方法による如き
テルル添加量0.021%以上の場合には工業的生産
が困難であることが判り、脆化の点からすればテ
ルル量は0.010%以下が好適である。
【表】 次に本発明を実施例にもとづいて説明する。 実施例 1 炭素0.040%、珪素3.05%、マンガン0.060%、
セレン0.030%、テルル0.004%、アンチモン0.020
%を含有し、残部は鉄と不可避的な不純物よりな
る15トンの珪素鋼鋼塊を溶製した。鋼塊を均熱炉
で1350℃で10時間加熱した後、熱延によつて厚さ
3mmの圧延板に仕上げた。この後圧延板に1050℃
で5分間のノルマライジング処理を加えて組織の
均一化を図つた後冷延によつて厚さ0.85mmの中間
厚さとした。この圧延板に950℃で5分間焼鈍を
加え厚さ0.3mmの製品板厚となし、引続いて800℃
で5分間湿水素雰囲気中で脱炭焼鈍を加えた。か
かる後、分離材としてMgOを表面に塗布して860
℃で50時間焼鈍して充分に2次再結晶をさせた
後、1200℃に5時間保持した。その時得られた製
品の特性は以下のとおりである。 B10 1.96(T) W17/50 1.05(W/Kg) 実施例 2 炭素0.036%、珪素3.03%、マンガン0.063%、
硫黄0.021%、テルル0.006%、アンチモン0.022%
を含有し残部は鉄と不可避的な不純物よりなる15
トンの珪素鋼鋼塊を実施例1と同様の工程を経た
後、熱延によつて3.0mmの圧延板とした。この後
圧延板に1025℃で5分間のノルマライジング処理
を加えて組織の均一化を図つた後、厚さ0.83mmの
圧延板に冷延によつて仕上げた。この圧延板に
925℃で5分間の中間焼鈍を加え、厚さ0.3mmの製
品厚さとなし、引続いて800℃で5分間湿水素中
で脱炭処理を加えた。かかる後、分離材として
MgOを表面に塗布して870℃で50時間焼鈍して充
分に2次再結晶をさせた後1200℃に5時間保持し
た。その時得られた製品の特性は以下のとおりで
ある。 B10 1.99(T) W17/50 1.03(W/Kg) 実施例 3 炭素0.034%、珪素3.05%、マンガン0.059%、
セレン0.032%、テルル0.007%、アンチモン0.020
%を含有し、残部は鉄と不可避的な不純物よりな
る15トンの珪素鋼鋼塊を実施例1と同様の工程を
経た後、熱延によつて3.0mmの圧延板とした。こ
の後圧延板に1025℃で5分間のノルマライジング
処理を加えて組織の均一化を図つた後、冷延によ
つて厚さ0.30mmの製品板厚となした。引続いて
800℃で5分間湿水素雰囲気中で脱炭焼鈍を加え
た。かかる後分離材としてMgOを表面に塗布し
て1200℃で10時間水素中で仕上げ焼鈍を行なつ
た。このようにして得られた製品の特性は以下の
とおりである。 B10 1.94(T) W17/50 1.07(W/Kg) 以上本発明によれば、極めて少量のテルルを添
加することによつて、他のインヒビターとの複合
効果を有効に利用し、磁気特性の大幅な向上を計
ると共に、加工性を著しく改善することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は珪素鋼板のX/Te比と磁束密度との
関係を示す図、第2図はテルルを0.008%添加し
た素材の最終焼鈍後の2次再結晶粒のマクロ組織
写真、第3図は同素材の最終焼鈍後の2次再結晶
粒の(100)極点図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 炭素0.06%以下、ケイ素2.0〜4.0%、マンガ
    ン0.01〜0.10%を、0.001〜0.020%のテルルと共
    に含み、かつ硫黄0.010〜0.050%、セレン0.005〜
    0.100%のうちから選ばれる何れか1種または2
    種とアンチモン0.01〜0.10%とを、上記硫黄、セ
    レン、アンチモンの合計量をXとするとき、Xが
    0.100%を超えず、かつテルルに対する比X/Te
    が2以上となる範囲において含有する珪素鋼素材
    を、1260℃以上に加熱したのち熱延し、続いて焼
    鈍と冷延とを適宜繰返して最終成品厚の冷延鋼板
    とし、さらに脱炭と最終仕上焼鈍を施して
    (110)〔001〕方位の2次再結晶粒を発達させるこ
    とからなる一方向性電磁鋼板の製造方法。
JP7655278A 1978-06-26 1978-06-26 Manufacture of one-way type electromagnetic steel sheet with extremely high magnetic flux density Granted JPS556412A (en)

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JPS556412A JPS556412A (en) 1980-01-17
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US4421574C1 (en) * 1981-09-08 2002-06-18 Inland Steel Co Method for suppressing internal oxidation in steel with antimony addition
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WO2011115120A1 (ja) * 2010-03-17 2011-09-22 新日本製鐵株式会社 方向性電磁鋼板の製造方法

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