JPS62161915A - 超低鉄損の方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

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〕 本発明は磁気特性が極めてすぐれた方向性電磁鋼板の製
造方法に係わり、例えば巻鉄心製造時のような歪取り焼
鈍を施されても磁区細分化による鉄損改善効果が損われ
ない超低鉄損の方向性電磁鋼板の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

方向性Ｍ磁鋼板は主として変圧器、その他、電気機器の
鉄芯材料として使用されるので、励磁特性、鉄損特性が
良好である必要がある。

この鋼板は２次再結晶現象を利用し、圧延面に（１１０
）面を、圧延方向に＜００１＞軸をもつ、いわゆるゴス
方位を有する２次再結晶粒が発達している。

該（１１０）　＜００１＞方位の集積度を高めるととも
に、圧延方向からの偏りを可及的に減少せしめることに
より、励磁特性、鉄損特性等のすぐれたものが製造され
るようになっている。

ところで、（１１，０）　＜００１＞方位の集積度を高
めるにつれて結晶粒は大きくなり、また磁壁が粒界を貫
通するために磁区が大となり、集積度を高めた割りには
鉄損が低くならない現象がある。

上述の現象を解消し、鉄損の低下を図る技術として、例
えば特公昭５Ｂ　−５９６８号公報がある。これは最終
仕上焼純情の一方向性電磁鋼板の表面に小球等を押圧し
て深さ５μ以下の凹みを形成して線状の微小ひずみを付
与することによって磁区の細分化を行い、鉄損を改善す
るものである。また、特公昭５Ｂ−２６４１０号公報に
は、最終仕上焼鈍により生成した２次再結晶の各結晶粒
表面にレーザー照射による痕跡を少なくとも１個形成せ
しめて、磁区を細分化し鉄を員を低下させることが提案
されている。

これら特公昭第５８−５９６８号及び特公昭第５８−２
６４１０号に示された方法によれば一方向性電磁鋼板表
面に局部的な微小ひずみを付与することで鉄損が改善さ
れ、超低鉄損材料を得ることができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記の如く得られた超低鉄損材料も焼鈍
すると鉄損の改善効果が失われ、例えば巻鉄心を製造す
る際の歪取り焼鈍では該鉄損改善効果が消失する問題が
ある。

本発明は磁区細分化後に例えば前記歪取り焼鈍されても
鉄損の劣化がなく、磁気特性が極めてすぐれた超低鉄損
の方向性型ｆｆｉ鋼板を工業的に安定して製造すること
を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者達は磁区細分化後に巻鉄心製造における歪取焼
鈍の如き熱処理を施しても鉄損改善効果が損われない耐
熱性のある磁区細分化を行って、超低鉄損の方向性電磁
鋼板を高い安定度で製造すべく実験を行い検討した。

その結果、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に、該鋼板の
鋼成分あるいは鋼組織と異なった侵入体を間隔をおいて
鋼板に入り込ませて形成すると、該侵入体の両側に磁区
の芽が生じ、鋼板が磁化されるとき磁区が細分化され、
その後に歪取焼鈍などの熱処理を施しても磁区細分化に
よる鉄損改善は消失せず、超低鉄損の方向性電磁鋼板が
得られることを見出した。さらに該磁区細分化を効率的
に高い安定度で行うべく検討を行ったところ、仕上焼鈍
された方向性電磁鋼板のグラス被膜、絶縁被膜などの表
面被膜を間隔をおいて除去するとともに歪を付与し、次
いで、硝酸、三価鉄を含む硫酸、三価鉄を含む塩酸、ホ
ウフッ酸の１種または２種以上を含む酸洗液で酸洗し、
その後、該鋼板の被１模除去部に可侵入体を電気メンキ
すると、高い電流効率でかつ安定して町侵入体が鋼板と
反応して侵入体が効率的に形成され、またこれは鋼＋Ｈ
に極めて強固に結合し剥離しにくく、さらに鉄損の低下
を図れることを知見した。

本発明はこの知見にもとづいてなされたもので、その特
徴とするところは、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板のグ
ラス被膜、絶縁被膜などの表面被膜を間隔をおいて除去
するとともに歪を付与し、次いで硝酸、三価鉄を含む硫
酸、三価鉄を含む塩酸、ホウフッ酸の１種または２種以
上を含んだ酸洗液で、さらに必要に応じて熱処理あるい
は、絶縁被膜処理をし、鋼成分あるいは鋼組織と異なっ
た侵入体を間隔をおいて形成し、磁区細分化を図ること
を特徴とする超低鉄損の方向性電磁鋼板の製造方法にあ
る。

本発明において「可侵入体」とは鋼板にメッキにより入
り込む物質であって、例えばＳｂ　、　Ｃｕ　。

Ｓｎ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｍｏ。

Ｃｏ等の金属、および合金が用いられる。

１−侵入体」とは前記可侵入体がそのもの単独、または
鋼板側成分等と結合した状態で鋼板中に粒または塊りと
なって存在する様子を表現するものである。

本発明による耐熱性のある磁区細分化は次のようにして
行える。即ち、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板に形成さ
れているグラス被膜、酸化被膜、絶縁被膜などの表面被
膜を、レーザー照射、研削、切削、溶剤、化学研磨、シ
ョツトブラスト等により間隔をおいて除去して鋼板地金
を露出させるとともに歪を付与する。

次いで該鋼板を酸洗する。酸洗効果についてより詳しく
述べる。

前述した如く、グラス被膜又は絶縁被膜の除去個所には
しばしばこれらの被膜が残留したま＼であることがある
。この残留被膜が欠陥を招くことが発明者等の実験で明
らかになった。

例えば、被膜が除去処理箇所に少量残留した場合、その
後工程で可侵入体金属を電気メンキすると金属の析出効
率が悪シー）ばかりでなく更に該鋼板を剪断、加工、焼
鈍するとき折角析出した金属が剥離しやすいという欠陥
が散見された。

そこで可侵入体金属の剥離対策に取組み、実験を重ねた
結果、残留する絶縁被膜除去方法として酸洗する方法を
見出した。

酸洗方法としては硝酸、三価鉄を含んだ硫酸、三価鉄を
含んだ塩酸、ホウフッ酸の１種または２種以上を含む酸
洗液を用いるとよいことが判った。

これら酸洗溶液はいずれも短時間に素地鉄を溶解する働
きを持っているため部分的に露出された素地鉄を熔解し
更に進んで残留被膜下部の素地鉄も溶解することによっ
て残留絶縁被膜を同時に除去してしまうものである。該
酸洗により残留絶縁被膜を除去すると析出効率が向上し
、またメッキ密着性モ良好となることを示す実験データ
を第１図と第１表に示す。

この実験は、仕上焼鈍され絶縁被膜処理された方向性電
磁鋼板に、レーザー照射を圧延方向の直角方向に５ｍ１
１１間隔で行ない、次いで該鋼板を硝酸ＨＮＯ３，１０
％の酸洗液で酸洗し、ｓｂを電気メッキして行った。

“メッキ密着性評価 ×：全面剥離 △：部分剥離 ○：剥離なし その他酸洗効果としてはメッキ部の形状が凹状になるこ
とである。被膜除去が不充分の場合そのま＼メッキする
とその部分が若干凸状となり後工程で該鋼板を積み重ね
焼鈍した場合ひっつき（スティッキング）を起すことが
ある。スティッキングを起した場合巻き鉄芯加工時に作
業書率が低下するばかりでな（電磁特性にも悪影響を与
える。

核酸洗前処理を行なうことによってメッキ部の形状が凹
型となりその部分に侵入体をメッキしてもそのまま凹型
か又は平坦であり、積み重ね焼鈍を行なっても何らステ
ィッキング現象を起さなくなる。

上記の状況を示す粗度測定結果の例を第２図に示す。

メッキにおいては目付量を考慮する必要があり、該鋼板
の磁区を細分化し鉄損の低下を図るためには、０．５ｇ
／ｒｒｉ以上の目付量とする必要がある。該目付量以上
にメッキすると、鋼板に合金層、拡散物等の鋼板成分あ
るいは組織と異なった侵入体が形成され、耐熱性のある
磁区の細分化が行われる。

またこの目付量を制御すれば侵入体の深さや、砒などが
変えられ、例えば目付量をふやすと侵入体の深さや量が
増し鉄用特性は大きく改善される。

即ち目付量の制御により、低鉄損であってかつその鉄損
特性レベルを作り分けることができる。さらに、必要に
応じて、熱処理を行うと侵入体の鋼板中への入り込みが
助長される。この熱処理は５００〜１２００℃の温度で
行うが、連続焼鈍あるいは箱焼鈍のいずれで行ってもよ
い。また熱処理においては、該熱処理前に、鋼板にリン
酸、リン酸塩、ｍ　水クロム酸、クロム酸塩、コロイド
状シリカなどを塗布し絶縁被膜を焼付ける熱処理と兼用
してもよい。

以下実施例を説明する。

実施例１゜ 重量％でＣ：　０．０８０　、Ｓｉ　：　３．２２、Ｍ
ｎ　：　０．０８５、Ａ　ｌ　：　０．０２７　、Ｓ　
：　０．０２２　、Ｃｕ　：　０．０７、Ｓｎ　：　０
．１０残部鉄からなる珪素鋼スラブを周知の方法によっ
て熱間圧延−焼鈍−冷間圧延を経て０．２２５ｍｍ厚の
鋼板を得た。

次いで更に周知の脱炭焼鈍−ＭｇＯを主成分とする焼鈍
分離剤を塗布−最終仕上焼鈍の各工程を実施した。つい
で最終仕上焼鈍後に絶縁被膜を形成させた。これを「処
理前」の供試材とした。該鋼板にレーザー照射し、圧延
方向とはソ°直角方向に５ｍｍ間隔でグラス被膜、絶縁
被膜および酸化被膜を除去するとともに歪を付与したの
ち、第２表に示す各種酸洗溶液に浸漬し、同じく第２表
に示すメッキ金属（可侵入体）を電気メ・ツキし「メ・
ツキ後」の供試材とした。

この後中３×長さ４ｃｍに剪断後、２０枚づつを積み重
ねて締め付圧力６０ｋｇで締め付けてから８５０℃×２
時間の歪取焼鈍を行なって「歪取焼鈍後」の供試材とし
た。

「メッキ後」のそれぞれの供試材についてメッキの目付
量、電着効率、メッキ密着性を測定し、「歪取焼鈍後」
の供試材についてスティッキング性を測定した。また「
処理前」　「メッキ後」　「歪取焼鈍後」の供試材につ
いて磁気特性を測定した。

これらの結果を第２表に併せて示す。

以下余日 実施例２゜ 重量％で、Ｃ＝　０．０７８　、Ｓｉ　＝　３．２５、
Ｍｎ＝０．０８２、Ａ　Ｉ　＝　０．０２８　、Ｓ　＝
　０．０２０　、Ｃｕ＝　０．０６．５ｎ＝０．０９を
含む珪素鋼スラブを公知の方法によって熱間圧延−焼鈍
−冷間圧延を経て板厚０．２４５ｍｍ厚の鋼板を得た。

次いで脱炭焼鈍し、ＭｇＯを主成分とする焼鈍分離剤に
塗布し仕上焼鈍した。その後、絶縁被膜用コーチイブ液
を塗布し、平坦化焼鈍を兼ねる焼付は熱処理を行った。

これを「処理前」の供試材とした。該鋼板にレーザー照
射を圧延方向の直角方向に１０ｍｍ間隔で行ないグラス
被膜、絶縁被膜などの表面被膜を除去するとともに、歪
を付与した。次いでｌｌＮ０：＋　　１０％を含む酸洗
液で酸洗し、可侵入体のｓｂを目付ｆｆ１２０ｇ／ｒｒ
Ｆにて電気メッキし「メッキ後」の供試材とした。その
後、実施例１と同じ条件で歪取焼鈍を行って「歪取焼鈍
後」の供試材とした。「メッキ後」の供試材ではメッキ
密着性、「歪取焼鈍後」の供試材でスティッキング性を
測定した。また、「処理前」　「メッキ後」　「歪取焼
鈍後」の供試材について磁気特性を測定し、これらの結
果を第３表に併せて示す。

第３表 〔発明の効果〕 実施例からも明らかなように、本発明法によると可侵入
体は電着効率よくメッキされ、またメッキ密着性がすぐ
れ、鉄損の極めて低い方向性電磁鋼板が安定して製造さ
れる。また、例えば歪取焼鈍を行ってもスティッキング
性がすぐれる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による陰極ｉｌｔ着効率に及ぼす電流密
度の影響を調査したー実験データを示す図、第２図は本
発明によるメッキ部の粗度（表面粗さ）の測定データの
一例を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板のグラス被膜、絶縁
   被膜などの表面被膜を間隔をおいて除去するとともに歪
   を付与し次いで硝酸、三価鉄を含んだ硫酸、三価鉄を含
   んだ塩酸、ホウフッ酸の１種または２種以上を含む酸洗
   液で酸洗し、その後、該鋼板の被膜除去部に可侵入体を
   目付量０．５ｇ／ｍ＾２以上になるように、電気メッキ
   し、鋼成分あるいは鋼組織と異なる侵入体を間隔をおい
   て形成し、磁区細分化を図ることを特徴とする超低鉄損
   の方向性電磁鋼板の製造方法。 ２、仕上焼鈍された方向性電磁鋼板のグラス被膜、絶縁
   被膜などの表面被膜を間隔をおいて除去するとともに歪
   を付与し、次いで硝酸、三価鉄を含んだ硫酸、三価鉄を
   含んだ塩酸、ホウフッ酸の１種または２種以上を含む酸
   洗液で酸洗し、その後、該鋼板の被膜除去部に可侵入体
   を目付量０．５ｇ／ｍ＾２以上になるように電気メッキ
   し、次いで熱処理し鋼成分あるいは鋼組織と異なった侵
   入体を形成し磁区細分化を図ることを特徴とする超低鉄
   損の方向性電磁鋼板の製造方法。 ３、前記熱処理が絶縁被膜用コーティングを塗布しての
   焼付け熱処理であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の超低鉄損の方向性電磁鋼板の製造方法。