JPS633007B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野） 本発明は高磁束密度一方向性珪素鋼板の表面に
MgO−SiO₂系絶縁皮膜を形成する方法に関する
ものである。 （従来技術） 一方向性珪素鋼板表面のフオルステライトを主
体としたMgO−SiO₂系絶縁皮膜は製品外観を整
えるばかりでなく、鋼板間に必要な層間抵抗を与
え、また、鋼板とフオルステライト皮膜間に働く
引つ張り応力により製品鉄損を低下させるという
磁気特性的にも重要な役割りを持つている。 このフオルステライト皮膜は通常、次のような
方法で生成される。まず、約３〜４重量％の珪素
を含む一方向性珪素鋼用素材を１回ないし、中間
焼鈍をはさむ２回以上の冷延により最終板厚にし
た後、湿水素中で700〜900℃の範囲で脱炭焼鈍を
施し、同時にSiO₂を含む酸化皮膜を鋼板表面に
形成する。ついでMgOを主成分とするスラリー
状の焼鈍分離材を鋼板表面に塗布した後、コイル
状に巻きとり、最終仕上焼鈍を行ない、この間に
起こるMgO−SiO₂系固相反応を利用してフオル
ステライト（Mg₂SiO₄）を形成させる。 しかしながら、この時生成されるフオルステラ
イト皮膜の性質は脱炭酸化皮膜の性状、マグネシ
アの種類、マグネシアパウダーへの微量添加物の
量と性質、あるいは仕上焼鈍時の雰囲気などに左
右され、機械的・磁気的に優れた特性を備えたフ
オルステライト皮膜の形成法に関してこれまで多
くの研究がなされてきた。 例えば特公昭51−12451号公報によればマグネ
シアパウダー中にTiO₂を添加することにより密
着性、均一性に優れたフオルステライト皮膜が得
られることが報告されている。また特開昭54−
66935号公報では、平均粒径が細かいフオルステ
ライト粒子からなる密着性の良好なフオルステラ
イト皮膜を得るため、マグネシアパウダー中の
CaOと水分量を適正管理することが開示されてい
る。さらに特開昭55−58331号公報では使用する
マグネシアの活性度を限定することにより、良好
なフオルステライト皮膜を得る方法が開示されて
いる。 これらの方法に共通することは、いずれもがマ
グネシアを主成分とする焼鈍分離材の改良に関す
る提案であり、それらはそれぞれ効果の認められ
るものも多いが、工業的な面からはコスト高に結
びついたり、工程管理が困難である場合が多い。
さらに、より本質的な問題点は、鋼板表面の
MgO−SiO₂系固相反応によりフオルステライト
皮膜を形成する際、このように焼鈍分離材、つま
りMgOの側だけ一方的に規定しても、得られる
フオルステライト皮膜の特性向上には限界がある
ということである。例えば、このような方法で得
られるフオルステライト皮膜の鋼板張力は高々
400ｇ／mm²程度であり、実際の工程では特公昭53
−28375号公報に開示されてるように、フオルス
テライト皮膜の上にさらにコロイダルシリカ等を
主成分とする二次コーテイングを行ない鋼板張力
を向上させる必要がある。 一方、仕上焼鈍中の雰囲気を規定するものとし
ては、特開昭50−116998号公報、同55−110726号
公報に示された鉄及び鉄酸化物に対する不活性の
中性ガス通入法、あるいは特開昭53−5800号公報
に見られる露点の制御法などがある。 これらの方法は主に特開昭49−61019号公報に
示される磁束密度の高い一方向性珪素鋼板の製造
方法におけるフオルステライト皮膜形成方法の問
題点を解決するために提案されたものである。す
なわち、特開昭49−61019号公報に開示された方
法では最終仕上焼鈍中800〜920℃の間を一定温度
で10〜100時間加熱することが必要であるが、そ
の間、酸化スケール中の酸化鉄に対し、還元性の
雰囲気を与えるとフオルステライト皮膜の著しい
不良が発生することが判明し、そのため雰囲気を
中性もしくは不活性とすることが必要とされた
（特開昭50−116998号公報、同55−110726号公
報）。また、800〜920℃間の恒温保持後、1150〜
1250℃までの昇温時の雰囲気を水素ガスとし、そ
の時の露点を−20〜＋20℃の範囲にし、さらにそ
の後の平均露点を＋10℃以下にすることにより、
フオルステライト平均粒径を0.7μｍ以下にする方
法が特開昭53−5800号公報により開示された。前
者の提案はMgO−SiO₂反応時の鋼板側の適正
SiO₂量を確保するものであり、後者の提案は反
応開始時のフオルステライト粒の発生とその後の
粒成長を雰囲気の酸素分圧により制御しようとす
るものである。 これらの方法はいずれも特開昭49−61019号公
報に示された800〜920℃間の一定温度で恒温保持
することを特徴とする最終仕上焼鈍を前提として
提案されたフオルステライト絶縁皮膜の形成方法
であり、その他の仕上焼鈍サイクルに対して必ず
しも一般性があるとは言えない。また得られるフ
オルステライト皮膜の平均結晶粒径が0.7μｍ以下
であつても、皮膜の曲げ密着性は最小はく離半径
で10mm程度であり、必ずしも充分な密着性が確保
されたとは言えない。さらにこのような方法では
皮膜が鋼板に与える張力も不充分で、コロイダル
シリカを主成分とした二次コーテイングが必要と
される場合が多く、製造コストの上昇に結びつい
ている。 （発明の目的） 本発明の目的は従来のフオルステライト皮膜製
造方法におけるこれらの諸欠点を除去改善し、密
着性と鋼板に与える張力が大きく、さらに磁気特
性の著しく優れたフオルステライト皮膜の製造法
を提供することにある。 本発明によればフオルステライトの発生する核
が鋼板表面酸化スケール中にMnOとして形成さ
れるために、フオルステライト組織が鋼板内部に
喰い込んで極めて密着性が良好となり、この結果
高い張力を鋼板に与えることが出来、之により磁
性特性を向上せしめうるのである。 （発明の構成） 以下本発明を詳細に説明する。 本発明により得られるフオルステライト皮膜の
特徴は張力が500ｇ／mm²以上、フオルステライト
平均粒径0.5μｍ以下、そして最小はく離半径３mm
に相当する密着性を持つことである。第２図にこ
のようなフオルステライト皮膜による鉄損の向上
代を従来材との比較において示した。図中に示し
たように本発明で得られるフオルステライト皮膜
による鉄損の向上代はB₈＝1.910（Ｔ）の成品で約
0.2W／Kgであり、これは従来技術と比較して
0.1W／Kg以上も大きい。本発明者等はこのよう
なフオルステライト皮膜を得るためには、鋼中の
Mn活量を充分に高め、かつ、仕上焼鈍中、Mn
活量に応じて一定の酸素分圧を与えることが重要
であることを新規に見い出し、そのためにＳ＋
0.405Se≦0.010かつ0.8≧Mn≧0.05＋７（Ｓ＋
0.405Se）とし、さらに仕上焼鈍中850〜1100℃の
温度範囲における適正酸素分圧はMn−1.719（Ｓ
＋0.405Se）に依存し、具体的には第１図の斜線
の領域（図中ABCDEで囲まれた領域）に確保す
ることが必要であるとの結論に達したものであ
る。 更に本発明を詳細に説明する。 方向性珪素鋼の表面のフオルステライト皮膜は
脱炭焼鈍時に形成されたSiO₂を主体とする酸化
スケールと、その後に塗布されたMgOを主成分
とする焼鈍分離材が仕上焼鈍中、固相反応を起こ
すことにより生成する。 本発明者等はこのフオルステライト皮膜の形状
と結晶粒度を走査型電子顕微鏡（以下走査型電顕
と略す）による直接観察及び２段レプリカ法によ
る透過電子顕微鏡を用いた間接観察により調査
し、フオルステライト平均結晶粒径は鋼中のフリ
ーMn量（MnS或いはMnSeとして固定されてい
ないMn量）及び仕上焼鈍中850℃〜1100℃の雰
囲気、特にその酸素分圧に依存することを新規に
知見した。さらにフリーMn量とフオルステライ
ト皮膜の有する面張力との間にも明瞭な関係があ
ることを見出し、磁気特性向上効果の極めて優れ
たフオルステライト皮膜を形成するためには後述
するような鋼中のMn、Ｓ、Se量と仕上焼鈍雰囲
気を限定することが必要であることを確認した。 第３図には3.3％Si鋼中の異なつたMn及びＳ量
を持つ脱炭焼鈍表面に５％TiO₂を含むマグネシ
アを塗布した後、P_H2O／P_H2＝４×10^-3の雰囲気
下で仕上焼鈍した時のフオルステライト皮膜の面
張力と鋼中Mn量（トータルMn量）との関係を
示したものである。このように鋼中Mn量の増加
により550ｇ／mm²以上の面張力が得られることを
実験的に確認した。さらに同図中にも示された通
り、鋼中Ｓ量の低下によりMnによる張力増大効
果は一層顕著となることが明らかとなつた。この
ことは鋼中のMn量、特にMnSやMnSeの形でト
ラツプされている以外のフリーMn量、より正確
にはMn活量がフオルステライトの性質を決める
上で重要であることを示すものである。この実験
でMn量が重要であることは判明したが、Mn量
とＳあるいはSe等のトラツプ元素との関係につ
いては一応の傾向は認められたものの、定量的な
判定には至らず、次に走査型電顕及び２段レプリ
カによるフオルステライト皮膜の観察を行なつた
結果、フオルステライト粒径が条件によつて変わ
ることを見出した。 一般にフオルステライト粒径はグラス張力に極
めて大きな影響を持つが、この鋼板に及ぼすグラ
ス張力が生じる機構は次のように考えられる。 仕上焼鈍の冷却過程で鋼板は収縮しようとする
のに対し、収縮量の小さいフオルステライト結晶
は鋼板の収縮に対して抵抗となり、結果として鋼
板に張力を与えることになる。この抵抗はフオル
ステライト組織の高温強度の高いもの、即ち、フ
オルステライト結晶粒径の小さい場合に大きくな
り、鋼板に強い張力を与えることになる。実験の
結果、フオルステライト結晶粒径が0.5μｍ以下で
あれば500ｇ／mm²以上の鋼板張力を与えることが
できることが判明した。 但し、かかる条件下でグラスが剥離しないこと
が必須条件であるが、本発明では前述のように密
着性が極めて良いのでこの条件を満足できる。 第４図にはMn及びＳ量の異なつた鋼板のフオ
ルステライト皮膜の走査型電顕像及び２段レプリ
カ写真を示した（Mn及びＳ量は第５図ａ〜ｄに
対応する。）。この時用いたマグネシアパウダーは
５％TiO₂を含有し、また、仕上焼鈍時の酸素分
圧はP_H2O／P_H2＝４×10^-3である。このようにフ
オルステライト皮膜の外観及び結晶粒度は鋼中の
Mn及びＳ量に強く依存することが明らかとなつ
た。 第５図はこのような解析を他のMn及びＳ量の
ものについて広く行なつた結果を、一括して示し
たものである。図中に示したようにフオルステラ
イト結晶粒度を0.5μｍ以下とするためにはMn≧
0.05＋7S（Mn、ｓ：重量％）であることが必要で
ある。 次に仕上焼鈍中の雰囲気の効果を調べるため、
鋼中のフリーMn量に対し、雰囲気の酸素分圧を
種種の値に変えて仕上焼鈍を行ない、得られたフ
オルステライト皮膜の特性を調べた。一例として
第６図にMn＝0.2wt％、Ｓ＝0.005wt％の素材を
850〜1100℃の間、(a)P_H2O／P_H2＝2.5×10^-4、(b)
P_H2O／P_H2＝1.5×10^-2で焼鈍した時のフオルステ
ライト皮膜の２段レプリカ写真を示した。また、
表１にはこの例で得られたフオルステライト皮膜
の特性を示した。

【表】

【表】 このように仕上焼鈍雰囲気をP_H2O／P_H21.5×
10^-2の弱酸化性にすることにより、フオルステラ
イト結晶粒径は小さくなり皮膜張力も向上するこ
とが判明した。 以上の実験結果から、結晶粒径が0.5μｍ以下で
張力、密着性に富んだフオルステライト皮膜を形
成するためには鋼中のMn活量と仕上焼鈍雰囲気
の組み合わせが重要であることが明らかとなつ
た。本発明者等はこれらの結果を次のように考
察、検討し、良好なフオルステライト皮膜を得る
ために必要なMn、Ｓ及びSe等の元素の限定範囲
とそれに対応する仕上焼鈍雰囲気（特に酸素分
圧）を求めるに至つた。 MgO−SiO₂系固相反応を促進させるためには
マグネシアパウダー中にTiO₂やMnO等の微量添
加物を加えることが有用であることは特公昭51−
12450号公報等で公知である。これらTiO₂、
MnO等が固相反応の進行に際して触媒的作用を
有する理由は必ずしも明らかではないが、その一
因としてはTiO₂やMnOの近傍ではMgO−SiO₂反
応に寄与する物質の融点が低下し、Mg⁺⁺等の拡
散速度が速まり、結果としてTiO₂やMnOの近傍
はフオルステライトが生成されやすい状況、すな
わち一種の不均一核生成の条件が満たされている
ことが考えられる。そしてこの融点の低下が大き
い場合、仕上焼鈍温度域（900℃〜1200℃）で
MgO−SiO₂−TiO₂−MnO系等の液相が生成し、
フオルステライトの焼結に著しい効果を及ぼすも
のと推測される。 これまでMgOパウダー中に種々の微量添加物
を加える公知の技術はMgO−SiO₂固相反応界面
のうち鋼板の外側、すなわちMgOサイドにフオ
ルステライト核を生成するもので、その皮膜特性
の向上に対する寄与の度合には自ずと限界があつ
た。しかるに本発明により、鋼中Mn活量と仕上
焼鈍雰囲気の選択によりSiO₂スケール中に高温
酸化によるMnOを形成することによつてフオル
ステライ核を鋼板サイドに生成することが可能と
なり、最終成品のフオルステライト皮膜の張力、
密着性等の特性を大幅に向上させることが可能に
なつたものと理解できる。 このようなMnO生成の条件は鋼中Mn活量と仕
上焼鈍中の酸素分圧によつて整理できる。すなわ
ち、 Mn＋H₂O＝MnO＋H₂、ΔG ……(1) ΔG＝ΔG゜＋RTlnξ^-1 ……(2) （ここでξ＝a_Mo・P_H2O／P_H2（a_MoはMn活量）また ΔG゜は反応(1)の標準生成自由エネルギー変化であ
る。（Ｒはガス定数、Ｔは絶対温度））において反
応(1)が左に進行するためには、ΔG＜０となるこ
とが必要であり、そのためには(2)式から明らかな
ようにMn活量に対して酸素分圧P_H2O／P_H2を一定
値以上に保つ必要がある。第１図にはフオルステ
ライト形成が開始されると考えうる最も低い温度
850℃におけるこのような領域をフリーMn量、
Mn−1.719（Ｓ＋0.405Se）、に対し図示した。図
中には第６図ａ，ｂで示したレプリカ写真に対応
する皮膜形成時の雰囲気に相当する点も示した。
このように第６図や表１に示されたフオルステラ
イト皮膜の性状の差はMnO生成の有無により合
理的に説明されることが判明した。 以上のような実験結果と考察により本発明者等
は仕上焼鈍中の必要酸素分圧の最低値を第１図に
示したように求めるに至つたのである。 ところで、このように鋼中のMn活量を充分確
保するためにはＳ、Se等のMnをMnS、MnSe等
析出物の形でトラツプする元素を低減する必要が
ある。このことは二次再結晶の安定性という面で
は従来の知見と相反するものである。例えば特公
昭30−3651号公報、同47−25250号公報ではMnS
の利用が二次再結晶の安定のためには必須とされ
ている。またAlNを用いた一回冷延法による高
磁束密度一方向性珪素鋼板の製造法においてもＳ
の必要性は特公昭40−15644号公報に示されるよ
うに適用されていた。しかるに本発明者等はＳ＋
0.405Se≦0.010の範囲であつても二次再結晶を充
分安定して行なわせることが可能であることを別
途見い出したのである。即ち、主要インヒビター
成分としては酸可溶性AlとＮが望ましいが、そ
の他のインヒビター機能のある例えばTiN、
NbC、NbN等で二次再結晶させることができれ
ばこれらを使用してもよい。このAlNを主体と
するインヒビターと仕上焼鈍の組み合わせによ
り、本発明の実施例に示すようにB₈＝1.9（Ｔ）以
上の磁束密度の確保は可能である。 次に本発明の構成要件の限定理由を述べる。 Ｓ＋Se量がＳ量に換算して0.010wt％を超える
と必要なMn活量を得るのに無意味に多量のMn
を出鋼時に加える必要が生じ、経済的ではない。
（ここで、SeはMnをトラツプするという意味で
はＳと同様の効果を持つ。従つて、必要なMn活
量を確保するためにはSe量も規制しなければな
らない。SeのＳ当量はその原子量から0.405Se
（Se：重量％）であるからＳ＋0.405Seに対して
Mn量を規制した。）さらに純化焼鈍中Ｓ及びSe
は成品のフオルステライト皮膜中にMgS、MnS、
MnSeの形で混在し、皮膜の密着性、均一性を損
うのでＳ及びSe量はＳ量に換算して0.010wt％以
下、すなわちＳ＋0.405Se≦0.010（wt％）にする
必要がある。さらに望ましくはＳ＋0.405Se≦
0.007（wt％）にすることにより第３図に示す通
り、皮膜張力は安定し、密着性、均一性は向上す
る。 Mnは第５図の結果からも明らかな通り、必要
なMn活量を得るために鋼中のＳ及びSe量に対
し、 Mn≧0.05＋７（Ｓ＋0.405Se） でなければならない。Mn量の上限は皮膜の性質
からではなく、方向性珪素鋼の二次再結晶の安定
度から決められる。すなわち、第７図に示したよ
うにMn量を増加していくと二次再結晶粒の方向
性の集積度が劣化し、磁束密度の確保が困難とな
る。この原因は明らかではないが、現時点でMn
を必要量以上、入れることは有害であり、Mnの
上限値は0.8wt％とした。 フオルステライト結晶の核発生からその成長が
起こる温度は仕上焼鈍昇温中のほぼ850〜1100℃
である。従つて、この温度範囲の雰囲気がフオル
ステライト性状を決定することになる。 以下に、この温度範囲の雰囲気について詳細に
述べる。 必要な以上仕上焼鈍雰囲気中の酸素分圧は(2)式
をa_Moについて解くことにより得られ、その限値
はP_H2O／P_H2＝１／a_Moexp（−34200＋7.25T／RT）で与
えら れる。(2)式中の熱力学的諸数値は文献（O.
Kubaschewski ＆ C.A.Alcook、
Metallurgical Thermochemistry5th.ed.（1979）
Pergamon Press、294頁）より引用した。ここ
で困難なのはMn活量、a_Moの評価である。今、問
題としてるのはMgO−SiO₂系固相反応に寄与す
る最低限必要な量のMnOの生成条件であり、珪
素鋼中の一般的なMn活量とは異なると考えられ
る。このような理由から本発明者等はこれを次の
ように実験的に求めた。 まず、Henryの法則を仮定し、 a_Mo＝γ_Mo・b_Mo ……(3) とおいた。ここでb_Mo＝〔Mn−1.719（Ｓ＋
0.405Se）〕×0.01である（Mn、Ｓ、Se：重量％）。
次にb_Moの異なつた脱炭焼鈍板にマグネシアを塗
布し、10^-1〜10^-4の範囲の種々のP_H2O／P_H2の雰
囲気下で仕上焼鈍をし、生成したフオルステライ
ト結晶粒の平均結晶粒径を調べた。そして、得ら
れたフオルステライト平均粒径の変化からγ_Mo＝
５を得、この値をもつて(3)式を(2)式に代入した。
(2)式を適用する温度は、フオルステライト形成初
期段階、850℃からであり、この温度における
P_H2O／P_H2の値を下限値とした。この値が第１図
において直線BCで示された値である。仕上焼鈍
雰囲気のP_H2O／P_H2の値をこれ以上に保持するこ
とにより、フオルステライト生成時点において必
要量のMnOがSiO₂スケール中に存在可能となり、
微細な結晶粒でかつ緻密なフオルステライト皮膜
が得られる。なお、鋼中成分を考える上でMnの
Ｓ及びSeに対する規制としてMn≧0.05＋７（Ｓ＋
0.405Se）としたのに対し、必要臨界酸素分圧を
考える上でのMn活量はa_Mo＝γ_Mo・（Mn−1.719
（Ｓ＋0.405Se））×0.01とした。ここでＳ＋
0.405Seについての係数が異なるが、本発明にお
けるその意味はMn≧0.05＋７（Ｓ＋0.405Se）を
満たすMn、Ｓ及びSe量に対して、フオルステラ
イト性状に影響を及ぼすMn活量を酸素分圧との
効果において考える時、a_Mo＝γ_Mo・（Mn−1.179
（Ｓ＋0.405Se））×0.01と表わされるというもので
あり、矛盾を内包するものではない。 P_H2O／P_H2の上限値DEは、これ以上Mn活量を
高くしたり、雰囲気を酸化性にすると過剰に生成
した液相に起因すると思われる皮膜不良部が発生
し、成品の層間抵抗を劣化させるので、図中に示
したように設定した。また、上限値AEは現場操
業における問題から限定される。すなわちP_H2O／
P_H2を５×10^-2以上で仕上焼鈍を行なうためには
大容量の加湿器が必要であり、さらにコイル幅方
向、長手方向に均等に酸素分圧を与えることが難
しくなり、不均一な皮膜の生成が避けられなくな
り、成品歩留りも低下するので上限値はAEとす
る必要がある。 以上、P_H2O／P_H2とa_Moに対する制約により仕上
焼鈍中850〜1100℃間の酸素分圧は第１図
ABCDEに示される範囲内に保持する必要があ
る。この範囲に鋼中Mn、Ｓ及びSe量と雰囲気と
を限定することにより、仕上焼鈍中SiO₂スケー
ル中にMnOを適正量生成することが可能となり、
その結果、結晶粒径0.5μｍ以下で張力500ｇ／mm²
以上の密着性の良いフオルステライト皮膜が得ら
れるのである。 実施例 実施例 １ Ｃ：0.060％、Si：3.30％、Ｐ：0.036％、Ｓ：
0.004％、酸可溶性Al：0.030％、Ｎ：0.0082％を
含有する溶鋼に対しMnを(a)0.005％、(b)0.02％、
(c)0.10％、(d)0.20％添加しインゴツトを作成し
た。1200℃で加熱後、熱延により厚さ2.3mmの熱
延板を作つた。これらの熱延板を1120℃×2min、
焼鈍後最終板厚0.30mmまで冷延し、焼鈍後、湿潤
水素中850℃×1.5minの脱炭焼鈍を行なつた。ひ
き続き５％TiO₂を含有するマグネシアを塗布し
た後、N₂25％、H₂75％、露点−10℃（P_H2O／P_H2
＝3.78×10^-3）の雰囲気中で600℃〜1100℃まで
の昇温速度を８℃／hrで1200℃まで仕上焼鈍し、
その後同温度で水素雰囲気中20時間保定した。得
られた成品の磁束密度、鉄損及びフオルステライ
ト皮膜の性状等は表２に示す通りであつた。なお
この実施例で示した例のフオルステライト皮膜の
外観の２段レプリカ写真は第４図ａ〜ｄに、走査
型電顕像は第４図a′〜d′に示してある。

【表】
←本発明範囲→
実施例 ２ Ｃ：0.052％、Si：3.35％、Mn：0.20％、Ｐ：
0.040％、Ｓ：0.004％、酸可溶性Al：0.027％、
Ｎ：0.0090％、Cr：0.10％を含有する連続鋳造ス
ラブを1150℃の温度に加熱した後、熱延して2.3
mmの熱延板を作つた。この熱延板を1080℃×
2min焼鈍後、一回法により0.30mmの最終板厚ま
で冷延し、湿水素雰囲気中で850℃×2minの脱炭
焼鈍を行なつた。その後２％TiO₂を含有するマ
グネシアを塗布した後、N₂25％、H₂75％の雰囲
気中で700〜1200℃間の昇温速度６℃／hrで1200
℃まで加熱し、その後同温度で水素雰囲気中20時
間保定した。この時800℃〜1100℃までの露点を
−40℃（P_H2O／P_H2＝2.49×10^-4）、＋10℃
（P_H2O／P_H2＝0.0163）とした。得られた磁気特性
及びフオルステライト皮膜の性状は表３に示す通
りであつた。

【表】

【表】 実施例 ３ Ｃ：0.053％、Ｓ：3.45％、Mn：0.28％、Ｐ：
0.035％、酸可溶性Al：0.030％、Ｎ：0.0085％を
含有する溶鋼に対しＳを(a)0.003％、(b)0.009％、
(c)0.015％、(d)0.020％添加し、インゴツトを作成
した。1350℃で加熱後、熱延により2.5mmの熱延
板を作つた。これらの熱延板を1.8mm厚まで冷延
後、1120℃×2min焼鈍し、0.18mmの最終板厚ま
で冷間圧延した。その後、湿潤水素中850℃×
2minの脱炭焼鈍を行ないさらに３％TiO₂を含有
するマグネシアを塗布し、仕上焼鈍を施した。こ
の時の雰囲気はN₂75％、H₂25％、露点−40℃
（P_H2O／P_H2＝7.5×10^-4）で、また600〜1200℃ま
での昇温速度は10℃／hfであつた。得られた成品
の磁束密度、鉄損及びフオルステライト皮膜の性
状は表４に示す通りであつた。

【表】 ← 本 発 明 範
囲 →
実施例 ４ Ｃ：0.059％、Si：3.33％、Mn：0.35％、Ｐ：
0.038％、Ｓ：0.008％、酸可溶性Al：0.024％、
Ｎ：0.0095％、Cr：0.20％を含有する連続鋳造ス
ラブを1200℃の温度に加熱した後、熱延して2.3
mmの熱延板とした。この熱延板を1120℃×2min
焼鈍後、１回冷延法で板厚(a)0.30mm、(b)0.23mm、
(c)0.17mmまで冷延した後、湿潤雰気中850℃×
2minの脱炭焼鈍を行なつた。そして５％TiO₂を
含むマグネシアを塗布し、N₂75％、H₂25％、露
点−20℃（P_H2O／P_H2＝4.96×10^-3）の雰囲気下で
仕上焼鈍を施した。この時600〜1200℃の昇温速
度は15℃／hrであつた。得られた成品のフオルス
テライト皮膜の性状は成品板厚に関係なく良好で
平均粒径0.2μｍ、最小はく離半径４mmで、外観も
黒灰色で緻密な感じであつた。なお磁性（磁束速
度B₈及び鉄損W_17/50で示す）はそれぞれ(a)1.91
（Ｔ）、0.98（Ｗ／Kg）、(b)1.92（Ｔ）、0.87（Ｗ／K
g）、
(c)1.92（Ｔ）、0.84（Ｗ／Kg）であつた。 （発明の効果） 以上、詳述したように本発明はこれまで困難で
あつた平均結晶粒径0.5μｍ以下で密着性及び鋼板
張力の極めて優れたフオルステライト皮膜の製造
を３％珪素鋼中のMn活量と仕上焼鈍時の酸素分
圧との組み合わせにより可能にする方法を提供す
るもので、この方法により、皮膜の張力効果によ
る鉄損低減量は0.2W／Kgに及び、また、皮膜の
密着性も最小はく離半径で３mm程度のものが実現
されたのである。従つて、本発明はこのように磁
気特性の優れた磁性材料を提供しうるので、産業
上稗益するところが極めて大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、結晶粒径0.5μｍ以下、張力500ｇ／
mm²以上のフオルステライト皮膜を得るために必要
な鋼中Mn、Ｓ、Se量と仕上焼鈍中850℃〜1100
℃間における雰囲気のP_H2O／P_H2との関係を示す
図（なお図中ａ，ｂの符号は第６図ａ，ｂに対応
する）、第２図は、フオルステライト皮膜の異な
る試料についての磁束密度B₈と鉄損W_17/50の関係
を示す図、第３図は鋼中Mn量とフオルステライ
ト皮膜による張力との関係を示す図、第４図は実
施例１によつて得られた成品のフオルステライト
皮膜の粒子構造を示す２段レプリカ写真及び走査
型電顕写真、第５図は3.3％Si鋼中のMn及びＳ量
とフオルステライト結晶粒径との関係を示す図
（図中の数字はフオルステライト粒の平均結晶粒
径（μｍ）である）、第６図ａ，ｂは表１に示す
フオルステライト皮膜の粒子構造を示す二段レプ
リカ写真、第７図は鋼中Mn量と磁束密度、B₈
（Ｔ）、との関係を示す図、第８図ａ〜ｄは実施例
３によつて得られた成品のフオルステライト皮膜
の粒子構造を示す走査型電顕写真である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、Ｃ：0.025〜0.075％、Si：3.0〜4.5
   ％、酸可溶性Al：0.010〜0.060％、Ｎ：0.0030〜
   0.0130％、Ｓ≦0.010％、Ｐ：0.015〜0.045％、お
   よびMnを0.8≧Mn≧0.05＋７×Ｓの関係を満足
   する如く含有し、残部Feおよび不可避的不純物
   からなる珪素鋼スラブを、熱間圧延して熱延板と
   なしこれを連続焼鈍した後、圧下率が80％を超え
   る強圧下冷間圧延により最終板厚となし、次いで
   脱炭焼鈍を施してその表面にSiO₂を含むサブス
   ケールを生成させ、次にMgOを主成分とする焼
   鈍分離剤を塗布した後、最終仕上焼鈍を行なう一
   方向性珪素鋼板のフオルステライト皮膜の形成方
   法において、仕上焼鈍中の850〜1100℃の温度域
   における酸素分圧（P_H2O／P_H2で表す）を、Mn−
   1.719×Ｓに対して第１図のABCDEに囲まれた領
   域に保持することを特徴とする一方向性珪素鋼板
   のフオルステライト絶縁皮膜の形成方法。 ２ 重量％で、Ｃ：0.025〜0.075％、Si：3.0〜4.5
   ％、酸可溶性Al：0.010〜0.060％、Ｎ：0.0030〜
   0.0130％、Ｓ≦0.010％、Ｐ：0.015〜0.045％、
   Cr：0.07〜0.25％、およびMnを0.8≧Mn≧0.05＋
   ７×Ｓの関係を満足する如く含有し、残部Feお
   よび不可避的不純物からなる珪素鋼スラブを熱間
   圧延して熱延板となしこれを連続焼鈍した後、圧
   下率が80％を超える強圧下冷間圧延により最終板
   厚となし、次いで脱炭焼鈍を施してその表面に
   SiO₂を含むサブスケールを生成させ、次にMgO
   を主成分とする焼鈍分離剤を塗布した後、最終仕
   上焼鈍を行なう一方向性珪素鋼板のフオルステラ
   イト皮膜の形成方法において、仕上焼鈍中の850
   〜1100℃の温度域における酸素分圧（P_H2O／P_H2
   で表す）を、Mn−1.719×Ｓに対して第１図の
   ABCDEに囲まれた領域に保持することを特徴と
   する一方向性珪素鋼板のフオルステライト絶縁皮
   膜の形成方法。