JPH0477067B2

JPH0477067B2 -

Info

Publication number: JPH0477067B2
Application number: JP19378087A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Kubota; Kunisuke Myoshi
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1987-08-04
Filing date: 1987-08-04
Publication date: 1992-12-07
Also published as: JPS6439348A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本考案は電気機器鉄心材料として使用される、
鉄損が低くかつ磁束密度の優れた無方向性電磁鋼
板およびその製造方法に関するものである。〔従来の技術〕近年、電気機器の高効率化は、世界的な電力・
エネルギー節減の動きの中で、強く要望されてい
る。このため、モーターおよび中小型変圧器等の
鉄心材料に広く使用されている無方向性電磁鋼板
においても、高い磁束密度を保ちながら、かつ鉄
損が低いことへの要請が益々強まつてきている。従来の無方向性電磁鋼板では、鉄損を低くする
手段として一般に、固有抵抗増加による渦電流損
低下の観点から、SiあるいはAl等の含有量を高
める方法が用いられてきた。しかし、この方法で
は、反面、磁束密度が低下するという問題があつ
た。また、単に、SiあるいはAl等の含有量を高め
るのみでなく、Ｃの低減、Ｓの低減、あるいは特
開昭58−151453号に記載されているようなＢの添
加などの成分的な処置や、焼鈍温度を高くするこ
と、仕上焼鈍前の冷延圧下率を高くするなどの製
造プロセス的な工夫がなされてきたが、いずれも
鉄損の低下は図られても、磁束密度についてはそ
れ程の効果がなく、鉄損が低くかつ磁束密度の優
れた無方向性電磁鋼板を製造する要請に応えるこ
とはできなかつた。〔発明が解決しようとする問題点〕上記に鑑み本発明は、鉄損が低くかつ磁束密度
が高い無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提
供するものである。〔問題点を解決するための手段〕本発明者らは、微量添加元素の積極的活用にお
り、集合組織を磁気的性質に望ましい〔100〕お
よび〔110〕集合組織に発達させ、かつ磁気的性
質に好ましくない〔111〕集合組織を抑制するこ
とにより、低鉄損かつ高磁束密度の無方向性電磁
鋼板が得られないかとの観点から鋭意研究を重ね
た。その結果、鋼にSnとCuを同時に少量含有させ
ることにより、鉄損を低くし、かつ磁束密度を高
くできることを究明した。本発明はこの知見に基づいてなされたものであ
り、その要旨は、重量％で、Ｃ：0.010％以下、
Si：0.1％以上、2.0％以下、Mn：0.75％以上、
1.5％以下、Sn：0.02％以上、0.20％以下、Cu：
0.1％以上、1.0％以下、Ｓ：0.005％以下、酸可溶
性Al：0.005％以上、0.1％以下、Ｎ：0.007％以
下、Ｂ：0.005％以下でかつＮとの重量比Ｂ／Ｎ
で0.5〜1.5を含有し、残部Feおよび不可避不純物
元素より成る鉄損が低くかつ磁束密度の優れた無
方向性電磁鋼板にある。他の要旨は前記成分を含
有する鋼を、熱間圧延後、750℃以上850℃以下の
温度で捲取り自己焼鈍するか、あるいは熱間圧延
後、750℃以上850℃以下の温度で熱延板焼鈍し、
次いで一回または中間焼鈍をはさんだ二回以上の
冷間圧延をし、連続焼鈍するところにある。さら
に他の要旨は、冷延板の前記連続焼鈍の後に、圧
下率２〜12％でスキンパス圧延をするところにあ
る。以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の鋼成分の限定理由について延べ
る。Ｃは鉄損を高める有害な成分で、磁気時効の原
因となるので、0.010％以下とする。 Siは周知のように鉄損を低下させる作用のある
成分であり、この作用を奏するためには、0.1％
以上含有させる必要がある。一方、その含有量が
増えると前述のように磁束密度が低下し、また圧
延作業性が劣化し、またコスト高ともなるので、
2.0％以下とする。 Alは脱酸のために必要な成分であるが、この
作用のために、0.005％以上含有させる必要があ
る。また、0.1％超では脱酸効果が飽和するので、
0.1％以下とする。ただし、この場合には、AlN
の生成により磁性が劣化するため、Ｂを添加し
BNを生成せしめAlNの生成を抑制する必要があ
る。このためには、Ｂ／Ｎの比が0.5〜1.5の範囲
が最も有効である。尚、Ｂの絶対的な含有量は鋼
片の割れの発生を防止するために、0.005％以下
とする。また、Ｎの絶対的な含有量も、磁性に有
害なAlNの生成を防止するために、0.007％以下
とする。 Mnは硫化物などの非金属介在物を生成し易い
ために、従来は無方向性電磁鋼板の磁気特性向上
に利用されていなかつたが、高純度鋼製造技術の
発展によつてその利用が可能になつた。本発明者
らの発見によれば、Mnは磁気的性質に望ましい
〔100〕および〔110〕集合組織を発達させ、かつ
磁気特性には好ましくない〔111〕集合組織を抑
制する作用を有する。Mnの含有量はこの作用を
もたらすよう特開昭58−117828号にて提案した様
に、0.75％以上が必要である。また、Mnはフエ
ライト−オーステナイト変態温度を低下させるの
で、Mn含有量が1.5％を超えると、熱延板焼鈍時
にフエライト−オーステナイト変態が起こり、
Mnの集合組織改善効果が少なくなる。従つて、
Mnの含有量は0.75％以上、1.5％以下とした。Ｓは、磁性に有害なMnS等の非金属介在物を
生成させるため、0.005％以下にする必要がある。
特に、Mnを0.75〜1.5％含有することにより、フ
エライト−オーステナイト変態温度が低下するた
め、比較的低温で十分な再結晶を行わせる必要が
あるが、この目的のためにもＳ含有量は低くする
ことが有効である。 SnはCcとの複合含有により、鉄損を低くし、
かつ磁束密度を高める作用があるが、この作用を
奏するためには0.02％以上含有することが必要で
ある。一方、この含有が増えてもその作用は飽和
し、逆に結晶粒成長抑制等の悪影響をもたらし、
またコスト高も招くので0.20％以下とする。 Cuは上記のSnとの複合含有により、鉄損を低
くし、かつ磁束密度を高める作用を有するが、こ
の作用を奏するためには0.1％以上含有すること
が必要である。一方、この含有が増えても、熱間
脆性等を招き作業性、加工性に問題が生じるので
1.0％以下とする。上述の成分以外は鉄および不可避不純物元素で
ある。次に本発明の特徴とするSnとCuの複合作用に
ついて説明する。第１図は、第１表に示した成分の鋼のスラブを
熱間圧延後、830℃の温度で巻取り、自己焼鈍を
行い、次いで0.47mm厚みに冷間圧延した後、850
℃の温度で40秒間、連続仕上焼鈍を施し、その
後、エプスタイン試料に切断し、790℃×１時間
の歪取り焼鈍を行い、磁気特性を測定した結果で
ある。SnおよびCuをいずれも含有しない鋼に
比べて、Snのみを含有した鋼、およびCuのみ
を含有した鋼は鉄損の低下が認められる。しか
し、SnとCuを複合含有した鋼は、鋼および
鋼よりもさらに一層の鉄損の低下があり、Sn
のみの効果およびCuのみの効果を単純に加え合
わせたよりもはるかに大きな鉄損低下効果が認め
られる。しかも、磁束密度も高められる。すなわ
ち、Cuのみを含有した鋼の場合には、若干磁
束密度が低下するのに対し、SnとCuを複合含有
量した鋼では、SnおよびCuをいずれも含有し
ない鋼およびSnのみを含有する鋼よりもさ
らに磁束密度が高められ、SnとCuの複合効果が
明らかである。

〔作用〕

次に本発明の製造方法について説明する。前記成分からなる鋼は、転炉あるいは電気炉な
どで溶製され、連続鋳造あるいは造塊後分塊圧延
によりスラブとされる。次いで熱間圧延されるが、この熱間圧延におい
ては、熱間圧延後に750℃以上の温度で捲取り、
熱延コイルの保有する熱で自己焼鈍させる。この
自己焼鈍に際しては、熱延コイルに熱の放射を防
ぐ保護カバーを被せると都合が良い。この場合、
捲取り温度が750℃未満では、SnとCuの複合効果
が少なく、鉄損を低くし、かつ磁束密度を高める
作用が少ない。また、Mnを0.75〜1.5％含有して
いることにより、850℃超ではフエライト−オー
ステナイト変態により、効果が消失しやすい。また、熱間圧延において、750℃以上の温度で
捲取つて自己焼鈍させるのに代えて、熱間圧延後
750℃以上850℃以下の温度で熱延板焼鈍する。こ
れによつても、SnとCuの複合効果により、鉄損
を低くし、かつ磁束密度を高くすることができる
が、熱延板焼鈍温度が750℃未満では効果が少い。
また、Mnを0.75〜1.5％含有していることによ
り、850℃超ではフエライト−オーステナイト変
態が生じ、効果が消失しやすい。次いで一回の冷間圧延または中間に中間焼鈍を
はさんで、二回以上の冷間圧延により所定の板厚
とされる。次いで、フエライト−オーステナイト変態温度
以下で、再結晶および結晶粒成長のための連続仕
上焼鈍をする。以上で、無方向性電磁鋼板が製造されるが、次
いでスキンパスを２〜12％の圧下率で行い、所定
の形状に打抜き後に歪取り焼鈍が施されるいわゆ
るセミプロセスタイプの無方向性電磁鋼板が製造
される。スキンパス圧延での圧下率を２〜12％とするの
は、２％未満では歪取り焼鈍において磁気特性が
良くなり難いからであり、また上限を12％とする
のは、これをこえると磁気特性が劣化するからで
ある。〔実施例〕次に本発明の実施例を示す。実施例１第２表に示した成分の鋼を、同表に示す処理条
件にて製造し、エプスタイン試料に切断し、790
℃×１時間の歪取り焼鈍を行い、磁気特性を測定
した。その測定結果も併せて同表に示した。本発
明により、著しく鉄損が低く、かつ磁束密度の高
い無方向性電磁鋼板の製造が可能であることが明
らかである。

【表】

【表】実施例２前記実施例１で用いた鋼No.11，12，13，14，15
を0.50mm厚に冷間圧延し、825℃×60秒の連続焼
鈍を行い、次いで圧下率６％でスキンパス圧延を
施し、0.47mm厚とした。その後、エプスタイン試
料に切断し、790℃×１時間の歪取り焼鈍を行い、
磁気特性を測定した。その測定結果を第３表に示
す。本発明により、著しく鉄損が低く、かつ磁束
密度の高い無方向性電磁鋼板の製造が可能である
ことが明らかである。

【表】〔発明の効果〕以上のように、本発明によれば、鉄損が低くか
つ磁束密度の高い無方向性電磁鋼板が得られ、電
気機器の高効率化に伴い、その鉄心材料として用
いられる無方向性電磁鋼板に対する要請に十分応
えることができ、その工業的効果は非常に大き
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は、比較材〜と本発明材の鉄損
W_15/50および磁束密度B₅₀の関係を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、Ｃ：0.010％以下、Si：0.1％以上、
2.0％以下、Mn：0.75％以上、1.5％以下、Sn：
0.02％以上、0.20％以下、Cu：0.1％以上、1.0％
以下、Ｓ：0.005％以下、酸可溶性Al：0.005％以
上、0.1％以下、Ｎ：0.007％以下、Ｂ：0.005％以
下でかつＮとの重量比Ｂ／Ｎで0.5〜1.5を含有
し、残部Feおよび不可避不純物元素より成る鉄
損が低くかつ磁束密度の優れた無方向性電磁鋼
板。２重量％で、Ｃ：0.010％以下、Si：0.1％以上、
2.0％以下、Mn：0.75％以上、1.5％以下、Sn：
0.02％以上、0.20％以下、Cu：0.1％以上、1.0％
以下、Ｓ：0.005％以下、酸可溶性Al：0.005％以
上、0.1％以下、Ｎ：0.007％以下、Ｂ：0.005％以
下でかつＮとの重量比Ｂ／Ｎで0.5〜1.5を含有
し、残部Feおよび不可避不純物元素より成る鋼
を、熱間圧延後750℃以上850℃以下の温度で捲取
り、自己焼鈍し、次いで一回または中間焼鈍をは
さんだ二回以上の冷間圧延をし、連続焼鈍するこ
とを特徴とする鉄損が低くかつ磁束密度の優れた
無方向性電磁鋼板の製造方法。３重量％でＣ：0.010％以下、Si：0.1％以上、
2.0％以下、Mn：0.75％以上、1.5％以下、Sn：
0.02％以上、0.20％以下、Cu：0.1％以上、1.0％
以下、Ｓ：0.005％以下、酸可溶性Al：0.005％以
上、0.1％以下、Ｎ：0.007％以下、Ｂ：0.005％以
下でかつＮとの重量比Ｂ／Ｎで0.5〜1.5を含有
し、残部Feおよび不可避不純物元素より成る鋼
を、熱間圧延後750℃以上850℃以下の温度で捲取
り、自己焼鈍し、次いで一回または中間焼鈍をは
さんだ二回以上の冷間圧延をし、連続焼鈍した
後、２〜12％の圧下率でスキンパス圧延すること
を特徴とする鉄損が低くかつ磁束密度の優れた無
方向性電磁鋼板の製造方法。４重量％で、Ｃ：0.010％以下、Si：0.1％以上、
2.0％以下、Mn：0.75％以上、1.5％以下、Sn：
0.02％以上、0.20％以下、Cu：0.1％以上、1.0％
以下、Ｓ：0.005％以下、酸可溶性Al：0.005％以
上、0.1％以下、Ｎ：0.007％以下、Ｂ：0.005％以
下でかつＮとの重量比Ｂ／Ｎで0.5〜1.5を含有
し、残部Feおよび不可避不純物元素より成る鋼
を、熱間圧延後750℃以上850℃以下の温度で熱延
板焼鈍し、次いで一回または中間焼鈍をはさんだ
二回以上の冷間圧延をし、連続焼鈍することを特
徴とする鉄損が低くかつ磁束密度の優れた無方向
性電磁鋼板の製造方法。５重量％で、Ｃ：0.010％以下、Si：0.1％以上、
2.0％以下、Mn：0.75％以上、1.5％以下、Sn：
0.02％以上、、0.20％以下、Cu：0.1％以上、1.0％
以下、Ｓ：0.005％以下、酸可溶性Al：0.005％以
上、0.1％以下、Ｎ：0.007％以下、Ｂ：0.005％以
下でかつＮとの重量比Ｂ／Ｎで0.5〜1.5を含有
し、残部Feおよび不可避不純物元素より成る鋼
を、熱間圧延後750℃以上850℃以下の温度で熱延
板焼鈍し、次いで一回または中間焼鈍をはさんだ
二回以上の冷間圧延をし、連続焼鈍した後、２〜
12％の圧下率でスキンパス圧延することを特徴と
する鉄損が低くかつ磁束密度の優れた無方向性電
磁鋼板の製造方法。