JPS6318087A - 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 - Google Patents

低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法

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JPS6318087A
JPS6318087A JP16086886A JP16086886A JPS6318087A JP S6318087 A JPS6318087 A JP S6318087A JP 16086886 A JP16086886 A JP 16086886A JP 16086886 A JP16086886 A JP 16086886A JP S6318087 A JPS6318087 A JP S6318087A
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JP
Japan
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pickling
iron loss
silicon steel
annealing
steel sheet
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Pending
Application number
JP16086886A
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English (en)
Inventor
Yasuhiro Kobayashi
康宏 小林
Shigeko Sujita
筋田 成子
Ujihiro Nishiike
西池 氏裕
Masao Iguchi
征夫 井口
Kazuhiro Suzuki
一弘 鈴木
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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Publication date
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  • Cleaning And De-Greasing Of Metallic Materials By Chemical Methods (AREA)
  • ing And Chemical Polishing (AREA)
  • Preventing Corrosion Or Incrustation Of Metals (AREA)

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】 (産業上の利用分野) この発明は、一方向性けい素鋼板の製造方法に関し、該
製造工程中と(に酸洗工程に工夫を加えることによって
鉄損特性の有利な向上を図ろうとするものである。
(従来の技術) 主に変圧器などの鉄心に用いられる一方向性けい素鋼板
に要求される磁気特性としては、一定の磁化力での磁束
密度が高いこと(e+。値で代表される)、及び一定の
磁束密度において鉄損が低いこと(WI?/S。値で代
表される)が挙げられる。とくに最近では、エネルギー
コストの面から熱損失の少ない低鉄損特性の製品への要
求が強まっている。
従来の一方向性けい素鋼板の製造方法としては、Siを
例えば2.0〜4.Owtχ (以下単に%で示す)含
有した素材を熱間圧延し、1回又は中間焼鈍を含む2回
の冷間圧延により最終板厚としたのち、脱炭焼鈍後、M
gOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してからコイルに
巻取り、ついで2次再結晶焼鈍及び純化焼鈍を行ない、
しかるのち必要に応じてりん酸塩系絶縁コーティングを
施す方法が通常に行なわれている。
なお上記の純化焼鈍の際には、脱炭焼鈍後の鋼板表面に
生成した5i02を主成分とする酸化層と焼鈍分離剤中
のMgOとを反応させることによってフオルステライ)
 (Mg2SiO4)被膜の形成も併せて行なわれてい
る。
ところで鉄損は、ヒステリシス損失と渦電流損失とから
なっていて、このうち渦電流損失はレーザー照射による
人工粒界の導入などで減少させることができるが、ヒス
テリシス損失は上記の如きフォルステライト被膜が存在
すると減少させることが難しい。この点については、た
とえば特公昭52−24499号や同56−4150参
照公報に開示されているように、フォルステライト被膜
などヒステリシス損失を増大させる物質を除去し、表面
を適切な方法で鏡面化することによって鉄損の低減化が
図れることが知られている。
なおかかる鏡面化素材にレーザー法などを応用すればよ
り一層の鉄損値の低減化が達成できる。
(発明が解決しようとする問題点) この発明は、上述したような実情に鑑みて開発されたも
ので、良好な平滑表面を得ることによって鉄損特性のよ
り一層の改善を達成した一方向性けい素鋼板の製造方法
を提案することを目的とするものである。
(問題点を解決するための手段) まずこの発明の解明経緯について説明する。
鋼板表面に存在する酸化物被膜を除去後、表面を鏡面化
する方法としては、パフ、ブラシ等による機械研磨、化
学的に表面を溶解させる化学研磨、電気化学的に溶解さ
せる電解研磨が考えられる。
このうち機械的方法による場合には、鋼板に歪を与えず
に研磨することは困難なため、加工歪みが残留するが、
かかる残留歪は、その後に歪取り焼鈍を施したとしても
完全には除去できず、そのため残留した歪さらには焼鈍
によって生成する表層の酸化層により、同一の平滑度を
もつ化学研磨あるいは電解研磨された素材に比べると磁
気特性は劣る。従って安定した低鉄損化を得るためには
化学研磨又は電解研磨による鏡面化が好適とされる。
鏡面用素材としては、特公昭60−39123号公報に
開示されるようなフォルステライト下地被膜のない素材
を用い、酸洗なしに鏡面研磨を行う方法があるが、発明
者らの研究によれば、このような素材についても適切な
酸洗を行なった方が、引続く研磨後の鉄損減少量が大き
いことが見出された。
この理由としては、酸洗なしに鏡面研磨を施した場合は
表面に部分的に残留する主にSiO2からなる酸化物が
、研磨の均一性を損ね、そのために鉄損の減少量が少な
(なるものと考えられる。
従来は、この酸洗後の表面状態を制御していなかったた
めに、安定した鏡面状態が得られなかったのである。
そこで発明者らは、酸洗条件を種々検討し、引続く鏡面
研磨によって良好な低鉄損化を図り得る新規な方法を見
い出し、この発明を完成するに至ったのである。
すなわち、この発明は、仕上げ焼鈍済みの一方向性けい
素鋼板につき、その表面の酸化層を酸洗処理によって除
去し、ついで鏡面研磨処理を施して鏡面仕上げ表面をそ
なえる一方向性けい素鋼板を製造するに当り、上記酸洗
処理において、銅板表面を、20度鏡面光沢度が30%
以下でかっ、酸素目付量が0.1 g/aa”以下の状
態に仕上げることがら成る低鉄損一方向性けい素鋼板の
製造方法である。
以下この発明を由来するに至った実験結果について説明
する。
Stを3.35%含有する0、23m厚の鋼板を脱炭焼
鈍後、アルミナを主成分とする焼鈍分離剤を用いてコイ
ルに巻取ってから2次再結晶焼鈍及び純化焼鈍を施して
得た仕上げ焼鈍板につき、コイルの巻きぐせを除くため
、Nt中、800℃での歪取り焼鈍を行ったたのち、1
0%塩酸浴中で処理温度と時間とを種々に変化させて酸
洗を施した場合における鉄損の変化量について調べた結
果を、第1図にまとめて示す。
なお酸洗後はいずれも鋼板両面の表面酸素量すなわち酸
素目付量はO,1g/m”以下であった。また板厚減少
による鉄損変化は補正し、表面状態の鉄損への影響を検
討できるようにした。同図において負の値は歪取り焼鈍
後より酸洗後の方が鉄損が低いことを示す。
また第2図には、酸洗後の同一素材におけるJIS Z
 8741で規定される光沢度測定方法による20鏡面
面光沢度について調べた結果を示す。
第1図および第2図に示した結果から明らかなように、
高温長時間の酸洗処理を施したものほど鉄損低減効果は
著しく、また光沢度も増加している。
この結果によれば、高温長時間の酸洗を行なった後、鏡
面研磨を行なうことが、良好な鉄損値を得るためには有
利であると予想される。
そこで酸洗後の同一素材をHgo□十〇F浴中で片面当
り6μmの化学研磨したのちの鉄損値について調べたと
ころ、実際には第3図に示したように低温で酸洗を施し
た場合の方が研磨による鉄損低減効果は大きいことが判
明した。
そこでこの原因を解明すべく、酸洗後の表面を走査型電
子顕微鏡で観察したところ、酸洗が高温長時間になると
2次再結晶粒内の平滑化は進むものの、うね状の段差が
所々に形成されているのが観察された。研磨の際にはこ
の部分が優先的に溶解し、全体的には鏡面化が不十分に
なるのに対し、逆に低温の場合は細かい酸素部が全面に
存在するものの、その深さは高温酸洗より浅いので研磨
後は鏡面化状態が一層均一となり、そのため鉄損値の低
減効果も太き(なるものと考えられる。なお、高温での
酸洗で光沢度が上昇する現象も、この観察結果と一致す
る。
次に第4図に、酸洗及び鏡面研磨処理後の最終的な鉄損
変化を酸洗後の20度鏡面光沢度との関係で示す。
この図から明らかなように、酸洗処理後における鏡面光
沢度が30%以下の場合に安定した鉄損の低減が見られ
る。これに対し30%を越えると鉄損の低減効果は少な
い。
そこでこの発明では、酸洗処理後における表面状態を2
0度表面光沢度で30%以下の範囲に限定したのである
。
ところで発明者らの研究によれば、ただ単に表面光沢度
を規定したたけでは、必ずしも所期したほどの鉄損特性
の改善は望み得ず、鉄損低減効果を安定して実現するた
めには、酸洗後の鋼板の表面酸素量(以下、酸素目付量
と呼ぶ。)も併せて規制する必要があることが突き止め
られた。
第5図に、20度鏡面光沢度はいずれも30%以下であ
るが、酸素目付量は種々に変化するような酸洗を行い、
その後H,0□÷HF浴中で片面6μ−の化学研磨を行
って得た製品板の鉄損変化量を、酸洗後の酸素目付量と
の関係で示す。
同図より明らかなように、たとえ酸洗後における20度
鏡面光沢度が30%以下であっても酸素目付量が鋼板の
両面で0.1g/m”を超えていると満足いくほどの鉄
損の低減は期待できず、20度鏡面光沢度を30%以下
とするだけではな(、酸素目付量を0.1 gemz以
下に制限することによってはじめて、安定した鉄損の低
減が実現されるのである。
そこでこの発明では、酸洗後の鋼板表面の酸素目付量に
ついてもO,1g/s+”以下に限定したのである。
(作 用) 次にこの発明による、一方向性けい素鋼板の製造工程に
ついて説明する。
出発素材は従来公知の一方向性けい素鋼素材底分、例え
ば ■C: 0.01〜0.05%、 St : 2.0〜
4.0%、Mn : 0.01〜0.2%、 Mo :
 0.003〜0.1%、Sb : 0.005〜0.
2%、 S又はSeの1種あるいは2種合計で、0.0
05〜0.05%を含有する組成■C: 0.01〜0
.08%、 Si : 2.0〜4.0%、S : o
、oos〜0.05%、N : 0.001〜0.01
%、Sol Al: 0.01〜0.06χ、Sn :
 0.01〜0.5%、 Cu : 0.01〜0.3
%、Mn : 0.01〜0.2%を含有する組成■C
: 0.01〜0.06%、 Si : 2.0〜4.
0%、S : 0.005〜0.05%、B : 0.
0003〜0.0004%、N : 0.001〜0.
01%、Mn : 0.01〜0.2%を含有する組成 ■C: 0.01〜0.06χ、 St: 2.0〜4
.0%、Mn : 0.01〜0.2% S又はSeの1種あるいは2種合計でo、oos〜0.
05χを含有する組成 の如きにおいて適用可能である 次に熱延板は800〜1100℃の均一化焼鈍を経て1
回の冷間圧延で最終板厚とする1回冷延法か又は、通常
850℃から1050℃の中間焼鈍をはさんでさらに冷
延する2回冷延法にて、後者の場合最初の圧下率は50
%から80%程度、最終の圧下率は50%から85%程
度で0.15mから0.35m厚の最終冷延板厚とする
。
最終冷延を終わり製品板厚に仕上げた鋼板は、表面脱脂
後750℃から850℃の湿水素中で脱炭・1次再結晶
焼鈍処理を施す。
その後鋼板表面にA l tOs*Zro□あるいはT
iO□等を主成分とする焼鈍分離剤を塗布する。この発
明の場合は、仕上げ焼鈍後にフォルステライト被膜を形
成させないことが有利であるので、AI!to3等の不
活性焼鈍分離剤の含有率を高めることが望ましい。
その後2次再結晶焼鈍を行うが、この工程は(110)
 <001>方位の2次再結晶粒を充分発達させるため
に施されるもので、通常箱焼鈍によって直ちに1000
℃以上に昇温し、その温度に保持することによって行わ
れる。
この場合(110) <001>方位に、高度に揃った
2次再結晶粒組織を発達させるためには820℃から9
00℃の低温で保定焼鈍する方が有利であり、そのほか
例えば0.5〜b 鈍でもよい。
2次再結晶焼鈍後の純化焼鈍は、乾水素中で1100℃
以上で1〜20時間焼鈍を行って、鋼板の純化を達成す
ることが必要である。
次に酸洗処理を施して鋼板表面に残存する酸化物被膜を
除去するわけであるが、この発明ではかかる酸洗によっ
て20’鏡面光沢度を30%以下でかつ酸素目付量をO
,Ig/mz以下とする必要がある。
なおかかる光沢度条件および酸素目付量を所定の範囲に
収めるためには、酸の種々としては塩酸、硫酸、硝酸、
りん酸などを用い、素材、設備に応じて濃度や処理温度
、時間を適宜に定めることが肝要である。好適な濃度と
しては塩酸では5〜25%、硫酸では5〜70%、硝酸
では5〜40%、りん酸では5〜85%である。また好
適な処理温度は室温〜95℃である。
その後、化学研磨あるいは電解研磨によって鋼板表面を
鏡面状態つまり中心線平均粗さRaで0.4μ−以下程
度に仕上げるのである。
(実施例) 実施例I C: 0.045 %、Si : 3.33%、Se 
: 0.020 %、sb:0.025%およびMO:
 o、ots%を含有する組成になる鋼スラブを熱間圧
延したのち、中間焼鈍を含む2回の冷間圧延により0.
23mの最終板厚とした。
次いで脱炭焼鈍を行なったのち、鋼板表面にA f 2
o3を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、コイル
状に巻取り、2次再結晶焼鈍ついで純化焼鈍を施した。
その後この素材を、濃度10%の塩酸(温度85℃)を
用い、表1に示す種々の酸洗条件の下で処理したのち、
引続きHzOg+HF浴中で片面当り6μ曽の化学研磨
を行なった。
かくして得られた製品板の磁気特性について調べた結果
を、酸洗処理後の20度鏡面光沢度、酸素目付量および
酸洗後の磁気特性と共に表1に示す。
同表より明らかなように、酸洗後の20度鏡面光沢度お
よび酸素目付量がこの発明の適正範囲を満足する場合に
、とりわけ良好な磁気特性が得られている。
実mλ C: 0.042%、Si : 3.18%、Se :
 0.019%、Sb : 0.024%およびMo 
: 0.012%を含有する組成になる鋼スラブを熱間
圧延し、中間焼鈍を含む2回の冷間圧延により0.23
Mの最終板厚とした。次いで脱炭焼鈍を行なったのち、
鋼板表面にAIIZO3を主成分とする焼鈍分離剤を塗
布してからコイル状に巻取り、2次再結晶焼鈍ついで純
化焼鈍を施した。
その後この素材を、濃度15%の硫酸(温度60℃)を
用い、表2に示す種々の酸洗条件下に処理したのち、引
続きりん酸とクロム酸との混合溶液中で電解研磨により
片面6μ磯を研磨した。
かくして得られた製品板の磁気特性について調べた結果
を、酸洗処理後の20度鏡面光沢度、酸素目付量および
酸洗後の磁気特性と共に表2に示す。
(発明の効果) かくしてこの発明によれば、磁気特性とくに鉄損特性に
優れた方向性けい素鋼板を安定して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、一方向性けい素鋼板の製造工程中、酸洗工程
における酸洗時間と酸洗後の鋼板の鉄損変化量との関係
を、酸洗温度をパラメータとして示したグラフ、 第2図は、酸洗時間と酸洗後の20度鏡面光沢度との関
係を、酸洗温度をパラメータとして示したグラフ、 第3図は、酸洗時間と鏡面仕上げ処理を経た製品板の鉄
損の変化量との関係を、酸洗温度をパラメータとして示
したグラフ、 第4図は、酸洗後の20度鏡面光沢度と製品板の鉄損の
変化量との関係を示したグラフ、第5図は、酸洗後にお
ける鋼板表面の酸素目付量と鉄損の変化量との関係を示
したグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、仕上げ焼鈍済みの一方向性けい素鋼板につき、その
    表面の酸化層を酸洗処理によって除去し、ついで鏡面研
    磨処理を施して鏡面仕上げ表面をそなえる一方向性けい
    素鋼板を製造するに当り、 上記酸洗処理において、鋼板表面を、20度鏡面光沢度
    が30%以下でかつ、酸素目付量が0.1g/m^2以
    下の状態に仕上げることを特徴とする低鉄損一方向性け
    い素鋼板の製造方法。
JP16086886A 1986-07-10 1986-07-10 低鉄損一方向性けい素鋼板の製造方法 Pending JPS6318087A (ja)

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