JPS6326323A - 処理鋼板の製造方法 - Google Patents
処理鋼板の製造方法Info
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- JPS6326323A JPS6326323A JP16805486A JP16805486A JPS6326323A JP S6326323 A JPS6326323 A JP S6326323A JP 16805486 A JP16805486 A JP 16805486A JP 16805486 A JP16805486 A JP 16805486A JP S6326323 A JPS6326323 A JP S6326323A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は、磁気特性に優れた高ケイ素鋼板の製造方法
に関するものである。
に関するものである。
変圧器や発電機等の回転機の鉄心として用いられている
電磁鉄板のほとんどは、高ケイ素鋼板からなっている。
電磁鉄板のほとんどは、高ケイ素鋼板からなっている。
この種の高ケイ素鋼板ｆｄ、ケイ素含有量が増すにつれ
て鉄損が低くなり、ケイ素含有量が６．５ｗｔ％付近で
は、磁歪がＯとなり最大透磁率もピークになるなど、最
も優れた磁気傷付を示すことが知られている。
て鉄損が低くなり、ケイ素含有量が６．５ｗｔ％付近で
は、磁歪がＯとなり最大透磁率もピークになるなど、最
も優れた磁気傷付を示すことが知られている。
このよう彦高ケイ素鋼板の製造方法の１つとして、滲珪
法が知られている。この方法は、４通鋼板または４ｗｔ
％以下のケイ素を含有する低ケイ素鋼板に対して、５Ｉ
Ｃ１＋を含有する無酸化ガス雰囲気中で、蒸着処理を施
して、鋼板の表面にケイ素を蒸着させ、次いで、５ｉＣ
ｊ’４を含有しない無酸化ガス雰囲気中で、鋼板に対し
て拡散処理を施して、蒸着させたケイ素を鋼板中に拡散
させ、かくして、ケイ素を均質に含有させた高ケイ素鋼
板を得るものである。
法が知られている。この方法は、４通鋼板または４ｗｔ
％以下のケイ素を含有する低ケイ素鋼板に対して、５Ｉ
Ｃ１＋を含有する無酸化ガス雰囲気中で、蒸着処理を施
して、鋼板の表面にケイ素を蒸着させ、次いで、５ｉＣ
ｊ’４を含有しない無酸化ガス雰囲気中で、鋼板に対し
て拡散処理を施して、蒸着させたケイ素を鋼板中に拡散
させ、かくして、ケイ素を均質に含有させた高ケイ素鋼
板を得るものである。
しかしながら、このような従来の滲珪法によって得られ
た高ケイ素鋼板は、組織の結晶粒度が必ずしも大きくな
いので、磁気特性が良くない。そのため、拡散処理後に
高ケイ素鋼板に真空焼鈍等の後処理を施して、結晶粒度
を改善する必要があった。
た高ケイ素鋼板は、組織の結晶粒度が必ずしも大きくな
いので、磁気特性が良くない。そのため、拡散処理後に
高ケイ素鋼板に真空焼鈍等の後処理を施して、結晶粒度
を改善する必要があった。
この発明の目的は、上述の現状に鑑み、ケイ素を蒸着さ
せた鋼板の拡散処理時に、ケイ素を拡散させると同時に
組織の結晶粒の成長を促進させて、結晶粒を容易に所望
の大きい粒度にさせた、磁気特性の良好な高ケイ素鋼板
を得ることができる、製造方法を提供することにある。
せた鋼板の拡散処理時に、ケイ素を拡散させると同時に
組織の結晶粒の成長を促進させて、結晶粒を容易に所望
の大きい粒度にさせた、磁気特性の良好な高ケイ素鋼板
を得ることができる、製造方法を提供することにある。
この発明の方法は、鋼板に対して蒸着処理を施すことに
より、前記鋼板の表面にケイ素を蒸着させ、次いで、常
圧より低い圧力の無酸化ガス雰囲気中で、前記鋼板に対
して拡散処理−ｔｍすことにより、前記蒸着させたケイ
素を前記鋼板中に拡散させることに特徴を有するもので
ある。
より、前記鋼板の表面にケイ素を蒸着させ、次いで、常
圧より低い圧力の無酸化ガス雰囲気中で、前記鋼板に対
して拡散処理−ｔｍすことにより、前記蒸着させたケイ
素を前記鋼板中に拡散させることに特徴を有するもので
ある。
以下、この発明の製造方法について詳述する。
この発明において用いられる鋼板の成分組成は特に限定
されないが、優れた磁気特性を得るためには、以下に述
べる成分組成を有していることが望せしい。
されないが、優れた磁気特性を得るためには、以下に述
べる成分組成を有していることが望せしい。
（１）ケイ素含有量が３〜６．５ｗｔ％の高ケイ素鋼板
を製造する場合； 炭素： Ｏ，Ｏ］、ｗｔ％以下、ケイ素：４ｗｔ％以下
、マンガン：２ｗｔ％以下。不可避不純物はできるだけ
少ない方が望ましい。
を製造する場合； 炭素： Ｏ，Ｏ］、ｗｔ％以下、ケイ素：４ｗｔ％以下
、マンガン：２ｗｔ％以下。不可避不純物はできるだけ
少ない方が望ましい。
（２）センダスト合金高ケイ素鋼板を製造する場合：炭
素： ０．０１ｗｔ％以下、ケイ素：４．ｗｔ％以下、
７ ／ｌ／ｌ／ミニラム２３〜８ｗｔニッケル：４ｗｔ
％以下、マンガン：２ｗｔ％以下、クロムおよびチタン
等の耐食性を増す元素：５ｗｔ％以下。不可避不純物は
できるだけ少ない方が望ましい。
素： ０．０１ｗｔ％以下、ケイ素：４．ｗｔ％以下、
７ ／ｌ／ｌ／ミニラム２３〜８ｗｔニッケル：４ｗｔ
％以下、マンガン：２ｗｔ％以下、クロムおよびチタン
等の耐食性を増す元素：５ｗｔ％以下。不可避不純物は
できるだけ少ない方が望ましい。
鋼板は、切板状鋼板でも帯板状鋼板（銅帯）でもよく、
また、鋼片の熱間圧延−冷間圧延によって得られたもの
でも、溶鋼の直接鋳造・急冷凝固法によって得られたも
のでもよい。ケイ素の蒸着をＣＶＤ法により行なうとき
には、蒸着時に鋼板の板厚が減少するから、製品板厚に
対し減少板厚分を付加した板厚のものを用いる必要があ
る。
また、鋼片の熱間圧延−冷間圧延によって得られたもの
でも、溶鋼の直接鋳造・急冷凝固法によって得られたも
のでもよい。ケイ素の蒸着をＣＶＤ法により行なうとき
には、蒸着時に鋼板の板厚が減少するから、製品板厚に
対し減少板厚分を付加した板厚のものを用いる必要があ
る。
この発明は、このような鋼板に対して、ケイ素を蒸着さ
せたのち拡散処理する際に、常圧より低い圧力の無酸化
ガス雰囲気中で拡散処理を行ない、これによって鋼板中
にケイ素を拡散させると同時に組織の結晶粒の成長を促
進させて、結晶粒を所望の大きい粒度に成長させた高ケ
イ素鋼板を得るものである。
せたのち拡散処理する際に、常圧より低い圧力の無酸化
ガス雰囲気中で拡散処理を行ない、これによって鋼板中
にケイ素を拡散させると同時に組織の結晶粒の成長を促
進させて、結晶粒を所望の大きい粒度に成長させた高ケ
イ素鋼板を得るものである。
第１図は、この発明の製造方法の１実施態様を示す説明
図である。第１図において、１は加熱炉、２はＣＶＤ炉
、３は拡散炉、４は冷却帯、５および６はそれぞれ拡散
炉３の入側および出側の雰囲気分離室、Ｓは連続的に搬
送される帯板状鋼板（銅帯）である。
図である。第１図において、１は加熱炉、２はＣＶＤ炉
、３は拡散炉、４は冷却帯、５および６はそれぞれ拡散
炉３の入側および出側の雰囲気分離室、Ｓは連続的に搬
送される帯板状鋼板（銅帯）である。
鋼板Ｓは、加熱炉１に導かれ、そこで１０２３〜１２０
００Ｇ近辺の温度せで無酸化加熱されたのち、ＣＶＤ炉
２に導かれ、そこでｍｏ１分率で５ＩＣ４ｋ５〜３５％
含んだ無酸化ガス雰囲気中で、１０２３〜］２００°Ｃ
の温度でＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）により、その表
面にケイ素の蒸着が行々われる。
００Ｇ近辺の温度せで無酸化加熱されたのち、ＣＶＤ炉
２に導かれ、そこでｍｏ１分率で５ＩＣ４ｋ５〜３５％
含んだ無酸化ガス雰囲気中で、１０２３〜］２００°Ｃ
の温度でＣＶＤ法（化学的気相蒸着法）により、その表
面にケイ素の蒸着が行々われる。
次いで、鋼板Ｓは、雰囲気分離室５を通って拡散炉３に
導かれ、そこで５ｉＣ４を含まない無酸化ガス雰囲気中
で、１２００〜１４００℃の温度で均熱され、鋼板Ｓの
表面に蒸着したケイ素を鋼板Ｓ中へ拡散する拡散処理が
行なわれる。
導かれ、そこで５ｉＣ４を含まない無酸化ガス雰囲気中
で、１２００〜１４００℃の温度で均熱され、鋼板Ｓの
表面に蒸着したケイ素を鋼板Ｓ中へ拡散する拡散処理が
行なわれる。
ここで、拡散炉３は、無酸化ガス雰囲気の圧力が常圧よ
シ低くなるように、雰囲気制御が行なわれている。拡散
炉３の入側および出側の雰囲気分離室５および６は、拡
散炉３の雰囲気と外部の雰囲気と全分離するだめの手段
、例えばラビランスやシールロール等を備えている。拡
散炉３の雰囲気を特に低圧にする場合には、入側および
出側の雰囲気分離室′５および６は多段に設けることが
できる。拡散炉３の雰囲気ガスとしては、Ａｒ、Ｎ２゜
Ｈｅ等の不活性ガスやＩ（２，ＣＩ（、等の還元性ガス
が用いられる。拡散処理時に、鋼板Ｓの表面に酸化膜を
形成させず、また不純物を取除くという観点からは、Ｈ
２の使用が有効である。
シ低くなるように、雰囲気制御が行なわれている。拡散
炉３の入側および出側の雰囲気分離室５および６は、拡
散炉３の雰囲気と外部の雰囲気と全分離するだめの手段
、例えばラビランスやシールロール等を備えている。拡
散炉３の雰囲気を特に低圧にする場合には、入側および
出側の雰囲気分離室′５および６は多段に設けることが
できる。拡散炉３の雰囲気ガスとしては、Ａｒ、Ｎ２゜
Ｈｅ等の不活性ガスやＩ（２，ＣＩ（、等の還元性ガス
が用いられる。拡散処理時に、鋼板Ｓの表面に酸化膜を
形成させず、また不純物を取除くという観点からは、Ｈ
２の使用が有効である。
一般に、ケイ素を蒸着した鋼板は、ケイ素の拡散処理時
のガス雰囲気の条件の違いによって、拡散処理時に組織
の結晶粒の成長が著しく異なることが知られていたが、
ガス雰囲気の圧力にょる影響については明らかでなかっ
た。本発明者等の研究によれば、ＣＶＤ法によりケイ素
を蒸着した鋼板に対して、Ａｒを用いた無酸化ガス雰囲
気の圧力を変えて拡散処理を施した場合、結晶粒の平均
粒径は、常圧のと＠ ０．４〜０．５ ｆｌ、１０ ’
Ｔｏｒｒ程度の低真空のとき０．７〜０．８ｍｓ、１
Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度の高真空のとき１朋より犬になるこ
とがわかった。これは、拡散処理時の雰囲気が低圧にな
るにつれて、結晶粒の成長に必要な駆動力たる、鋼板狭
面での界面エネルギーが減少することが原因であると考
えられる。高真空の雰囲気においては、界面エネルギー
の減少が著しいために、３次再結晶と呼ばれる結晶粒の
異常成長が生じ、平均粒径が１ｆｌを超える大きな結晶
粒になるのであると推定される。
のガス雰囲気の条件の違いによって、拡散処理時に組織
の結晶粒の成長が著しく異なることが知られていたが、
ガス雰囲気の圧力にょる影響については明らかでなかっ
た。本発明者等の研究によれば、ＣＶＤ法によりケイ素
を蒸着した鋼板に対して、Ａｒを用いた無酸化ガス雰囲
気の圧力を変えて拡散処理を施した場合、結晶粒の平均
粒径は、常圧のと＠ ０．４〜０．５ ｆｌ、１０ ’
Ｔｏｒｒ程度の低真空のとき０．７〜０．８ｍｓ、１
Ｏ−３Ｔｏｒｒ程度の高真空のとき１朋より犬になるこ
とがわかった。これは、拡散処理時の雰囲気が低圧にな
るにつれて、結晶粒の成長に必要な駆動力たる、鋼板狭
面での界面エネルギーが減少することが原因であると考
えられる。高真空の雰囲気においては、界面エネルギー
の減少が著しいために、３次再結晶と呼ばれる結晶粒の
異常成長が生じ、平均粒径が１ｆｌを超える大きな結晶
粒になるのであると推定される。
従って、ケイ素を蒸着した鋼板Ｓに対する拡散処理時に
、拡散炉３の無酸化ガス雰囲気の圧力を常圧よシ低い適
宜の圧力に制御することによって、組織の結晶粒を容易
に所望の大きい粒度に成長させることができる。
、拡散炉３の無酸化ガス雰囲気の圧力を常圧よシ低い適
宜の圧力に制御することによって、組織の結晶粒を容易
に所望の大きい粒度に成長させることができる。
ケイ素を蒸着した鋼板Ｓは、無酸化ガス雰囲気の圧力が
常圧より低い圧力に制御された拡散炉３での拡散処理に
よって、ケイ素の拡散と同時に組織の結晶粒の成長が促
進して行なわれ、組織の結晶粒を所望の大きな粒度に成
長させた高ケイ素鋼板となる。次いで、鋼板Ｓは、雰囲
気分離室６を通って冷却帯４に導かれ、そこで冷却され
たのち、巻取られる。
常圧より低い圧力に制御された拡散炉３での拡散処理に
よって、ケイ素の拡散と同時に組織の結晶粒の成長が促
進して行なわれ、組織の結晶粒を所望の大きな粒度に成
長させた高ケイ素鋼板となる。次いで、鋼板Ｓは、雰囲
気分離室６を通って冷却帯４に導かれ、そこで冷却され
たのち、巻取られる。
以上の実施態様では、帯板状の鋼板Ｓに対して、連続し
たＣＶＤ炉２および拡散炉３で蒸着処理および拡散処理
を連続的に行なったが、切板状の鋼板の場合には、１つ
の炉の雰囲気等を切換えることによって、蒸着処理およ
び拡散処理を連続的に行なうこともできる。まだ、鋼板
に対するケイ素の蒸着もＣＶＤ法に限らず、ＰＶＤ法（
物理的気相蒸着法）等を用いることもできる。
たＣＶＤ炉２および拡散炉３で蒸着処理および拡散処理
を連続的に行なったが、切板状の鋼板の場合には、１つ
の炉の雰囲気等を切換えることによって、蒸着処理およ
び拡散処理を連続的に行なうこともできる。まだ、鋼板
に対するケイ素の蒸着もＣＶＤ法に限らず、ＰＶＤ法（
物理的気相蒸着法）等を用いることもできる。
小型のＣＶＤ炉−拡散炉を用い、０，３５ｕ厚の３ｗｔ
％ケイ素鋼板に対して、モル分率２０％の５ｉ（Ｊ４を
含有するＡｒ −Ｓｉ Ｃ１４混合ガスの無酸化ガス雰
囲気中で、ＣＶＤ法によりケイ素の蒸着処理を行ない、
次いで、５ｉｃｋ４を含まないＡｒの無酸化ガス雰囲気
の圧力を、常圧、低真空（１，０−’ Ｔｏｒｒ ）お
よび高真空（１０＝ Ｔｏｒｒ ）に変えた条件下で、
１２００°Ｃ５１時間の拡散処理を行なって、高ケイ
素鋼板を製造した。そして、高ケイ素鋼板の組織の平均
結晶粒径、鉄損Ｗおよび最大透磁率μｍを調べだ。
％ケイ素鋼板に対して、モル分率２０％の５ｉ（Ｊ４を
含有するＡｒ −Ｓｉ Ｃ１４混合ガスの無酸化ガス雰
囲気中で、ＣＶＤ法によりケイ素の蒸着処理を行ない、
次いで、５ｉｃｋ４を含まないＡｒの無酸化ガス雰囲気
の圧力を、常圧、低真空（１，０−’ Ｔｏｒｒ ）お
よび高真空（１０＝ Ｔｏｒｒ ）に変えた条件下で、
１２００°Ｃ５１時間の拡散処理を行なって、高ケイ
素鋼板を製造した。そして、高ケイ素鋼板の組織の平均
結晶粒径、鉄損Ｗおよび最大透磁率μｍを調べだ。
その結果を、第２〜４図に示す。
第２図は、拡散処理時の雰囲気の圧力の違いによる、高
ケイ素鋼板の拡散時間と平均結晶粒径との関係を示した
グラフである。第２図に示されるように、拡散処理時の
雰囲気の圧力がこの発明の範囲外の常圧である従来例で
は、鋼板組織の結晶が拡散処理時に余り成長せず、平均
結晶粒径は６０分の拡散処理で０．５朋未満で、はぼ飽
オ目に達している。これに対し、拡散処理時の雰囲気の
圧力がこの発明の範囲内の低真空である本発明１では、
鋼板表面での界面エネルギーが減少するために、鋼板組
織の結晶が拡散処理時に大きく成長し、平均結晶粒径は
２０分の拡散処理で既に０．５ｕを上廻り、６０分の拡
散処理では０．７ｕに達している。
ケイ素鋼板の拡散時間と平均結晶粒径との関係を示した
グラフである。第２図に示されるように、拡散処理時の
雰囲気の圧力がこの発明の範囲外の常圧である従来例で
は、鋼板組織の結晶が拡散処理時に余り成長せず、平均
結晶粒径は６０分の拡散処理で０．５朋未満で、はぼ飽
オ目に達している。これに対し、拡散処理時の雰囲気の
圧力がこの発明の範囲内の低真空である本発明１では、
鋼板表面での界面エネルギーが減少するために、鋼板組
織の結晶が拡散処理時に大きく成長し、平均結晶粒径は
２０分の拡散処理で既に０．５ｕを上廻り、６０分の拡
散処理では０．７ｕに達している。
更に、拡散処理時の雰囲気の圧力がより低くなった高真
空である本発明２では、鋼板表面での界面エネルギーが
著しく減少するために、平均結晶粒径は２０分の拡散処
理で１ｆｌ金上廻シ、６０分の拡散処理では１．３朋に
も達している。
空である本発明２では、鋼板表面での界面エネルギーが
著しく減少するために、平均結晶粒径は２０分の拡散処
理で１ｆｌ金上廻シ、６０分の拡散処理では１．３朋に
も達している。
第３図は、拡散処理時の雰囲気の圧力の違いによる、高
ケイ素鋼板のケイ素含有量と鉄損Ｗとの関係を示したグ
ラフ、第４図は、同様に、高ケイ素鋼板のケイ素含有量
と最大透磁率μｍとの関係を示したグラフである。第３
〜４図に示されるように、拡散処理時の雰囲気の圧力が
高真空である本発明２では、平均結晶粒径が１五７１１
を上廻っているために、ケイ素の含有量により変動はあ
るものの、鉄損Ｗおよび最大透磁率μｍが最も優れてい
る。拡散処理時の雰囲気の圧力が低真空である本発明１
は、本発明２に続いて優れており、拡散処理時の雰囲気
の圧力が常圧である従来例が、本発明２に続いている。
ケイ素鋼板のケイ素含有量と鉄損Ｗとの関係を示したグ
ラフ、第４図は、同様に、高ケイ素鋼板のケイ素含有量
と最大透磁率μｍとの関係を示したグラフである。第３
〜４図に示されるように、拡散処理時の雰囲気の圧力が
高真空である本発明２では、平均結晶粒径が１五７１１
を上廻っているために、ケイ素の含有量により変動はあ
るものの、鉄損Ｗおよび最大透磁率μｍが最も優れてい
る。拡散処理時の雰囲気の圧力が低真空である本発明１
は、本発明２に続いて優れており、拡散処理時の雰囲気
の圧力が常圧である従来例が、本発明２に続いている。
この発明によれば、組織の結晶粒を容易に所望の大きい
粒度にさせた、磁気特性の良好な高ケイ素鋼板を製造す
ることができる。
粒度にさせた、磁気特性の良好な高ケイ素鋼板を製造す
ることができる。
第１図は、この発明の製造方法の１実施態様を示す説明
図、第２図は、冒ケイ素鋼板の拡散時間と平均結晶粒径
との関係を示すグラフ、第３図は、高ケイ素鋼板のケイ
素含有量と鉄損Ｗとの関係を示すグラフ、第４図は、高
ケイ素銅板のケイ素含有量と最大透磁率との関係を示す
グラフである。 図面において、 １・加熱炉、 ２・・ＣＶＤ炉、３・拡散炉
、 ４・・冷却帯、５．６・・・葵囲気分〃Ｉ
室、 Ｓ・・・鋼板。
図、第２図は、冒ケイ素鋼板の拡散時間と平均結晶粒径
との関係を示すグラフ、第３図は、高ケイ素鋼板のケイ
素含有量と鉄損Ｗとの関係を示すグラフ、第４図は、高
ケイ素銅板のケイ素含有量と最大透磁率との関係を示す
グラフである。 図面において、 １・加熱炉、 ２・・ＣＶＤ炉、３・拡散炉
、 ４・・冷却帯、５．６・・・葵囲気分〃Ｉ
室、 Ｓ・・・鋼板。
Claims (1)
- 鋼板に対して蒸着処理を施すことにより、前記鋼板の表
面にケイ素を蒸着させ、次いで、常圧より低い圧力の無
酸化ガス雰囲気中で、前記鋼板に対して拡散処理を施す
ことにより、前記蒸着させたケイ素を前記鋼板中に拡散
させることを特徴とする、処理鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16805486A JPS6326323A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 処理鋼板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16805486A JPS6326323A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 処理鋼板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6326323A true JPS6326323A (ja) | 1988-02-03 |
| JPH0430458B2 JPH0430458B2 (ja) | 1992-05-21 |
Family
ID=15860975
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16805486A Granted JPS6326323A (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 処理鋼板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6326323A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014214319A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-17 | オムロン株式会社 | 磁性部品、および当該磁性部品を備えた電子部品 |
-
1986
- 1986-07-18 JP JP16805486A patent/JPS6326323A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014214319A (ja) * | 2013-04-22 | 2014-11-17 | オムロン株式会社 | 磁性部品、および当該磁性部品を備えた電子部品 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0430458B2 (ja) | 1992-05-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |