JP7367779B2 - 方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents
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Description
たとえば、特許文献1には、最終製品板にレーザを照射し、鋼板表層に線状の高転位密度領域を導入することにより、磁区幅を狭くして鉄損を低減する技術が提案されている。この技術は、製造性に優れ広く利用されているが、歪取り焼鈍により磁区細分化効果が消失するという、本質的な問題がある。従って、鉄損低減効果を維持するためには、通常歪み取り焼鈍が行われない積み鉄心変圧器に用途が限定されてしまう。
(1)方向性電磁鋼板の表面において、中心に比較して周辺が低いリング状の強度分布となる、レーザ光を鋼板の圧延方向へ交差する向きに線状に照射する、方向性電磁鋼板の製造方法。
さて、レーザ光の入射エネルギーが効率良く地鉄に吸収されるという観点に立つと、レーザ光の波長は短いほど高エネルギーであり、かつ鋼板表面での反射率が低下するため、レーザ光の波長を従来よりも短くすることが有効と考えられる。一方、レーザ光の照射対象である、ゴス方位主体の結晶粒群を発現させる二次再結晶焼鈍後の鋼板表面には、MgOを主体とする焼鈍分離剤と二次再結晶前の鋼板表面に形成されているSiO2主体の珪酸化物とが反応して生成される、フォルステライト被膜が存在するのが一般的である。そこで、発明者らは、フォルステライト被膜を介してレーザ光を地鉄表面に照射し、地鉄表面において効率の良いエネルギー吸収を実現し凹凸の少ない溶融部を地鉄の表面近傍に生成させるために必要となる、フォルステライト被膜の性状について検討を行った。ここで、フォルステライト自体は透明な結晶であるが、実際には白く見えることから、フォルステライト被膜内では粒界の存在により光が乱反射していると考えられる。ということは、フォルステライト被膜が厚いほどレーザ光のエネルギーを吸収しやすい。したがって、効率の良い地鉄へのエネルギー吸収のためにはフォルステライト被膜の厚みは薄いほど良いことになる。具体的には、目付量を3.2 g/m2以下とすることが好ましい。なぜなら、フォルステライト被膜が3.2 g/m2より厚い場合には、必要なレーザ光のエネルギーが高くなり、再凝固組織形成時の表面凹凸が大きくなってしまう、おそれがあるからである。
まず、素材の好適成分組成について説明する。素材の成分組成については、従来知られた種々の方向性電磁鋼板の組成を基に、二次再結晶を生じて、好ましくはB8:1.90T以上が得られる組成を適宜定めればよい。以下に具体的に述べる組成は、あくまで例示であり、これらに限定されない。
C:0.08質量%以下
C量が0.08質量%を超えると、磁気時効の起こらない50質量ppm以下にまでCを低減するために製造工程での負担が増大する。よって0.08質量%以下とすることが好ましい。なお、下限に関しては、Cを含まない素材でも二次再結晶が可能であるので特に設ける必要はなく、0質量%でもよい。
Siは、鋼の電気抵抗を高め、鉄損を改善するのに有効な元素であり、含有量が2.0質量%以上でとくに鉄損低減効果が良好である。一方、8.0質量%以下の場合、とくに優れた加工性や磁束密度を得ることができる。したがって、Si量は2.0~8.0質量%の範囲とすることが好ましい。
Mnは、熱間加工性を良好にする上で有利な元素であるが、含有量が0.005質量%未満ではその添加効果に乏しい。一方、含有量を1.0質量%以下とすると、製品板の磁束密度がとくに良好となる。このため、Mn量は0.005~1.0質量%の範囲とすることが好ましい。
Ni:0.03~1.50質量%、Sn:0.01~1.50質量%、Sb:0.005~1.50質量%、Cu:0.03~3.0質量%、P:0.02~0.50質量%、Mo:0.005~0.10質量%およびCr:0.03~1.50質量%のうちから選んだ少なくとも1種
Niは、熱延板組織を改善して磁気特性をさらに向上させるために有用な元素である。しかしながら、含有量が0.03質量%未満では磁気特性の向上効果が小さく、一方1.50質量%以下ではとくに二次再結晶の安定性が増し、磁気特性が改善される。そのため、Ni量は0.03~1.50質量%の範囲とするのが好ましい。
なお、上記成分以外の残部は、製造工程において混入する不可避的不純物およびFeである。
上記の好適成分組成に調整した鋼素材を、通常の造塊法や連続鋳造法でスラブとしてもよいし、100mm以下の厚さの薄鋳片を直接連続鋳造法で製造してもよい。スラブは、通常の方法で加熱して熱間圧延に供するが、鋳造後加熱せずに直ちに熱間圧延に供してもよい。薄鋳片の場合には熱間圧延してもよいし、熱間圧延を省略してそのまま以後の工程に進めてもよい。好適条件としては必要に応じて熱延板焼鈍を行ったのち、一回の冷間圧延または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延により最終板厚とする。ついで、脱炭焼鈍後、MgOを主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、最終仕上げ焼鈍を施し、必要に応じて張力コーティングを施して製品とする。
なお、溶融部の幅は通常、三次元レーザ変位計で計測可能であるが、判別しがたい場合は照射部近傍の断面における弾性歪量をEBSD(Electron Back Scattering Diffraction pattern)法で測定し比較することで計測したり、マグネットビューアによる磁区構造の不連続箇所から計測したりしてもよい。
Claims (3)
- 最終仕上げ焼鈍後であって目付量3.5 g/m 2 以下のフォルステライト被膜を有し該フォルステライト被膜の上に張力コーティングを施す前又は施した後の方向性電磁鋼板の表面において、中心に比較して周辺が低いリング状の強度分布となる、レーザ光を該鋼板の圧延方向へ交差する向きに線状に照射する、方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記レーザ光の波長が0.15μm以上0.9μm以下である、請求項1に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
- 前記方向性電磁鋼板は、前記フォルステライト被膜の上に張力コーティングを有する、請求項1または2に記載の方向性電磁鋼板の製造方法。
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