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JPH08165520A - 加工性に優れた高珪素無方向性電磁鋼板及びその製造方法 - Google Patents

加工性に優れた高珪素無方向性電磁鋼板及びその製造方法

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Publication number
JPH08165520A
JPH08165520A JP30675294A JP30675294A JPH08165520A JP H08165520 A JPH08165520 A JP H08165520A JP 30675294 A JP30675294 A JP 30675294A JP 30675294 A JP30675294 A JP 30675294A JP H08165520 A JPH08165520 A JP H08165520A
Authority
JP
Japan
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less
surface layer
workability
layer
oriented electrical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP30675294A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Iwanaga
功 岩永
Takeshi Kubota
猛 久保田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
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Publication of JPH08165520A publication Critical patent/JPH08165520A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は良加工性・高珪素無方向性電磁鋼板
の製造方法を提供する。 【構成】 Siが4%以上,8%以下、その他公知の無
方向性電磁鋼成分からなる冷延前素材を製造するに際
し、Siが3%以下、その他同様の成分からなる表層部
を片面5%以上有し、且つ内表層成分の混合層が片面で
0.05%以上、5%以下であり、且つ内表層ともAl
+Tiの含有量が0.010%以下であることを特徴と
する。このような材料の場合、冷間圧延時に、割れが防
止できるだけでなく、熱延板の曲げ加工性が良くなるこ
とで連続酸洗ライン通板や冷間圧延でのリール巻き付け
時の、破断トラブルが抑制される。 【効果】 本発明によれば、鉄損特性の優れた高珪素含
有無方向性電磁鋼板を、作業性良く工業的に製造でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表層低Si、内層高S
i、境界部に混合層を有する、加工性と磁気特性に優れ
た回転機に利用される無方向性電磁鋼板を製造する方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に電磁鋼板を製造するに際して、素
材Si量を増やすと電気抵抗が高くなり製品の渦電流損
の減少が計れるが、加工性が劣化することが良く知られ
ている。ちなみに現在汎用製品としては工業化されてい
るのは、Si量が3.5%未満である。
【0003】従ってこの加工性を改善する手段として種
々の試みがなされているが、その一つとして高Si材の
表面を加工性の良い低Si材で覆う方法が有る。この方
法では、表層Siが3%以下、内層Siが3.2〜10
%の熱延板出発素材として良冷間圧延性・低鉄損無方向
性電磁鋼板を製造することを記述している特開昭51−
77521号公報や、表層Siが1%未満、内層Siが
1.0〜7.0%を有する鋼塊素材を用いて冷間圧延
性、及びスケール層の形成等表面性状の優れた高珪素鋼
板、及びその製造に関する特開昭63−114940号
公報や、鋼塊中の珪素濃度が外層から内層に行くに従い
連続的或いは非連続的に高くなっている素材を用いた磁
気特性の良好な一方向性電磁鋼板の製造方法に関して記
載している特開昭54−127829号公報、又表層S
i≦3%、内層が3%<Si≦7%で結晶粒の<100
>軸が板面垂直方向に集積している磁気特性の優れた珪
素鋼板及びその製造方法に関して開示がある特開平3−
140442号公報が公知になっている。しかしながら
内表層Si量(加工性)の差が大きい場合、冷間圧延時
に境界部分からクラックが生じ易い。この問題について
は、上記の何れの場合も触れていない。
【0004】一方Siの混合領域を有する公知例として
は、連続鋳造中にSi又はFe−Si粉を鋳型中心部に
ワイヤー添加して表層低Si、内層高Siの良冷間圧延
性・低鉄損一方向性電磁鋼板を製造する特公昭58−3
7367号公報及び特開昭57−75274号公報があ
るが、これらの方法ではいずれも混合領域が全板厚の1
0%以上と大き過ぎ、成分分離が不十分な難点がある。
【0005】この問題を解決するために本発明者らは特
願平4−65384号において、内表層Siの混合領域
を有することで、冷間圧延時に境界部分から発生し易い
クラックを防げる、加工性に優れ且つ磁気特性の良好な
高珪素含有無方向性電磁鋼板及びその製造方法を提供し
た。しかしながらこの方法は、熱延板の曲げ加工性改善
の点で今一歩であり、連続酸洗ライン通板や冷間圧延で
のリール巻き付けの作業性に難点が残った。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、内表
層Si量(加工性)の差が大きい場合、連続酸洗ライン
通板や冷間圧延でのリール巻き付けの作業性に関わる、
熱延板の曲げ加工性に優れ且つ磁気特性の良好な高珪素
含有無方向性電磁鋼板の製造方法を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
を解決すべく種々検討した結果、析出物や酸化介在物に
着目して、熱延板曲げ加工性と深い関係があることを明
らかにした。すなわち内表層部の加工性が著しく異なる
場合は、内表層Siの混合領域を有することで冷間圧延
時の境界層でのクラック発生を防止できるが、このよう
な方法でも熱延板の曲げ加工性は十分改善されない。し
かし素材の析出物や酸化介在物を極端に減少させること
で、熱延板の曲げ加工性が著しく改善されることがわか
った。
【0008】本発明はこのような知見に基づくものであ
って、その要旨とするところは、重量比で、Si:4.
0〜8.0%、残部通常公知の成分からなる無方向性電
磁鋼板を製造するに際し、Si:3.0%以下で残部通
常公知の無方向性電磁鋼成分からなる表層部を片面5%
以上有し、且つ、内表層成分の混合層が片面で0.05
%以上、5%以下であり、且つ内表層ともAl+Tiの
含有量が0.0100%以下とする加工性に優れた高珪
素含有無方向性電磁鋼板及びその製造方法にある。
【0009】
【作用】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の特徴
である、素材の析出物や酸化介在物量と、熱延板の曲げ
加工性の関係について述べる。図1は曲げ加工性と素材
成分Al,Ti(内表層平均値)との関係を示したもの
で、図から明らかなように、Al+Tiの含有量が0.
0100%以下、好ましくは0.0050%以下、すな
わち素材を著しく高純化することで、熱延板の曲げ加工
性は大幅に改善された。これは熱延板中(内表層とも)
のAlやTiの窒化物や酸化物が非常に少ないことによ
り、析出硬化が抑制された為と考えられる。ただしこの
場合でも、熱延板は連続酸洗ライン通板や冷間圧延での
リール巻き付け時に、あらかじめ加熱(好ましくは50
℃以上)した方が作業性がさらに良い。
【0010】次に内表層成分の混合層の役割について述
べる。通常内表層部のSi量の差が大きい、すなわち延
性が著しく異なる場合は、冷間圧延時に境界層にクラッ
クが生じる。しかしこのような材料でも、内表層の成分
混合層を製品板で0.05%以上有する場合には、クラ
ックが生じることなく優れた冷間圧延性を示す。又この
成分混合層によって、製品板の打ち抜き性(割れ)改善
効果も認められる。一方内表層の成分混合層の厚みを製
品板で5%以下と限定したのは、十分な内表層の成分分
離を確保する為である。なおこの成分混合層の厚みは、
下記の関係式を満足するSi濃度領域で定義される。 CS+0.2×(CI−CS)≦境界層Si濃度 ≦CS+0.8×(CI−CS) ここで CI:内層部Si濃度最大値 CS:表層部Si濃度最小値
【0011】この出発素材である、高Si材の表面に加
工性の良い低Si材で覆い、且つ内表層成分の混合層を
製品板で0.05%以上相当を有する冷延前素材を得る
には、次のような方法がある。 (1)鋳造方向に垂直に鋳片全幅に静磁場を形成させ、
これを境界としてSi量の異なる溶鋼を供給すること
で、内表層成分の混合層を製品板で0.05%以上、5
%以下相当を有する連続鋼塊を得る。 (2)まず表層又は内層に相当する部分を凝固させた
後、残りの部分を異なる成分材にて凝固させて、複層鋼
塊を得る。しかる後に鋼塊又は熱延板の状態で1000
℃以上の温度で焼鈍しSiを拡散させ、製品板で0.0
5%以上、5%以下相当の内表層成分の混合層を形成さ
せる。 (3)二種の鋼成分三層構造の熱延板を、圧延圧着法で
製造する。この際熱延板の状態で1000℃以上の温度
で焼鈍しSiを拡散させ、製品板で0.05%以上、5
%以下相当の内表層成分の混合層を形成させる。
【0012】つぎに鋼成分の限定理由及び熱間圧延以降
の製造方法について述べる。AlとTiは、前述のよう
に析出物や介在物を極端に減少させ、熱延板の曲げ加工
性を良くし、連続酸洗ライン通板や冷間圧延でのリール
巻き付けの作業性を優れたものにする為、内表層ともA
l+Ti≦0.010%にする。内層Siは固有抵抗を
高めて鉄損を良くする為4.0%以上、8.0%以下と
する。表層Siは冷延時の表面及び境界部の割れ防止の
為、3.0%以下とする。
【0013】Cは、冷間圧延後の工程で必要に応じて脱
炭焼鈍を行っても良いので0.1%以下が好ましい。し
かしCは磁気特性を劣化させる元素である為、製品で
0.005%を超えると磁気時効が生じ、磁気特性が著
しく劣化するので、0.005%以下が更に好ましい。
S,Nは、含有量が多くなると不純物を生成し、磁気特
性を劣化させる元素である為、それぞれ上限を40ppm
が好ましい。20ppm 以下だと更に良い。
【0014】以上のような鋼塊素材を、加熱、熱間圧延
する。次に必要に応じ焼鈍を行った後、一回の冷間圧
延、又は中間焼鈍を含む二回以上の冷間圧延を施し、製
品板厚とする。この際、本発明の高純鋼複層材の場合
は、連続酸洗ライン通板や冷間圧延でのリール巻き付け
時の、熱延板の割れによる破断トラブルが抑制され、作
業性が優れている。次いで変態温度以下で結晶粒成長の
ための仕上焼鈍を行うことで、磁気特性に優れた高珪素
含有無方向性電磁鋼板が製造される。
【0015】
【実施例】
[実施例1]鋳造方向に垂直に鋳片全幅に静磁場を形成
させ、これを境界として表1に示す鋼成分を含有する溶
鋼を供給することで、表2に示す複層条件を有する連続
鋼塊A,B,C,Dを得た。次にこれらの鋼塊を加熱し
熱間圧延で1.8mm厚の熱延板とし、さらに熱延板焼鈍
を950℃で2分間行った後、0.35mmの製品厚みま
で100℃予熱後冷間圧延した。ここで熱延板の曲げ加
工性及び冷間圧延性についての評価結果を表3に示す。
【0016】加工性の評価では、鋼塊A,B,C,Dい
ずれの場合も、冷間圧延時の割れ発生は無く良好であっ
た。しかし熱延板の曲げ加工性については、本発明の範
囲に入る鋼塊A,B,Cの場合は良好であったが、鋼塊
Dでは、わずかの曲げ回数で割れてしまった。
【0017】次に冷延板を1050℃で30秒仕上げ焼
鈍を行い、磁気測定を行った。結果は表3に示すよう
に、本発明材は優れた低鉄損特性を示した。また製品打
ち抜き性は、本発明材では割れが認められずいずれも良
好であった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】[実施例2]鋳造段階で表層又は内層に相
当する部分を凝固させた後、残りの部分を異なる成分材
にて凝固させて、表4,5に示す鋼成分、複層条件を有
する複層鋼塊E,F,G,H−1,H−2を得た。次に
これらの鋼塊を加熱し熱間圧延で1.8mm厚の熱延板と
し、さらに熱延板焼鈍を950℃で2分間行った後、
0.35mmの製品厚みまで100℃予熱後冷間圧延し
た。ここで熱延板の曲げ加工性及び冷間圧延性について
の評価結果を、表6に示す。
【0022】加工性の評価では、鋼塊H−2以外、E,
F,G,H−1いずれの場合も、冷間圧延時の割れ発生
は無く良好であった。しかし熱延板の曲げ加工性につい
ては、本発明の範囲に入る鋼塊E,F,Gの場合は良好
であったが、鋼塊H−1,H−2では、わずかの曲げ回
数で割れてしまった。
【0023】次に冷延板を1050℃で30秒仕上げ焼
鈍を行い、磁気測定を行った。結果は表6に示すよう
に、本発明材は優れた低鉄損特性を示した。また製品打
ち抜き性は、本発明材では割れが認められずいずれも良
好であった。
【0024】
【表4】
【0025】
【表5】
【0026】
【表6】
【0027】[実施例3]表7,8に示す二種の鋼成分
三層構造の1.8mm厚の熱延板I,J,K,Lを、圧延
圧着法で製造した。さらに熱延板焼鈍を950℃で2分
間行った後、0.35mmの製品厚みまで100℃予熱後
冷間圧延した。ここで熱延板の曲げ加工性及び冷間圧延
性についての評価結果を、表9に示す。
【0028】加工性の評価では、鋼塊L−2以外、I,
J,K,L−1いずれの場合も、冷間圧延時の割れ発生
は無く良好であった。しかし熱延板の曲げ加工性につい
ては、本発明の範囲に入る鋼塊I,J,Kの場合は良好
であったが、鋼塊L−1,L−2では、わずかの曲げ回
数で割れてしまった。
【0029】次に冷延板を1050℃で30秒仕上げ焼
鈍を行い、磁気測定を行った。結果は表9に示すよう
に、本発明材は優れた低鉄損特性を示した。また製品打
ち抜き性は、本発明材では割れが認められずいずれも良
好であった。
【0030】
【表7】
【0031】
【表8】
【0032】
【表9】
【0033】
【発明の効果】本発明によれば、高純鋼複層材にするこ
とで、連続酸洗ライン通板や冷間圧延でのリール巻き付
け時の、熱延板の割れによる破断トラブルが抑制され、
作業性が優れ、且つ高Si材の表面を加工性の良い低S
i材で覆い且つ内表層成分の混合層を製品板で0.05
%以上、5%以下有することによって、冷間加工性およ
び製品打ち抜き性が良く(割れ発生抑制)且つ磁気特性
の良好な高珪素無方向性電磁鋼板を製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】熱延板の曲げ加工性と素材成分Al,Ti(内
表層平均値)との関係を示したグラフである。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内層が重量比で、Si:4.0〜8.0
    %、表層が重量比でSi:3.0%以下でその厚みが片
    面5%以上であり、且つ、内表層成分の混合層が片面で
    0.05%以上、5%以下であり、更に内表層ともAl
    +Tiの含有量が0.0100%以下であることを特徴
    とする加工性に優れた高珪素含有無方向性電磁鋼板。
  2. 【請求項2】 内層が重量比で、Si:4.0〜8.0
    %、表層が重量比でSi:3.0%以下でその厚みが片
    面5%以上であり、且つ、内表層成分の混合層が片面で
    0.05%以上、5%以下であり、更に内表層ともAl
    +Tiの含有量が0.0100%以下である素材を冷延
    し、焼鈍することを特徴とする加工性に優れた高珪素含
    有無方向性電磁鋼板の製造方法。
  3. 【請求項3】 内層が重量比で、Si:4.0〜8.0
    %、C:0.100%以下、及びS,Nの含有量がそれ
    ぞれ0.0040%以下であり、表層が重量比でSi:
    3.0%以下、C:0.100%以下、及びS,Nの含
    有量がそれぞれ0.0040%以下でその厚みが片面5
    %以上であり、且つ内表層成分の混合層が片面で0.0
    5%以上、5%以下であり、更に内表層ともAl+Ti
    の含有量がそれぞれ0.0100%以下であることを特
    徴とする加工性に優れた高珪素含有無方向性電磁鋼板。
  4. 【請求項4】 内層が重量比で、Si:4.0〜8.0
    %、C:0.100%以下、及びS,Nの含有量がそれ
    ぞれ0.0040%以下であり、表層が重量比でSi:
    3.0%以下、C:0.100%以下、及びS,Nの含
    有量がそれぞれ0.0040%以下でその厚みが片面5
    %以上であり、且つ、内表層成分の混合層が冷延前素材
    の片面で0.05%以上、5%以下であり、更に内表層
    ともAl+Tiの含有量が0.0100%以下である素
    材を冷延し、焼鈍することを特徴とする加工性に優れた
    高珪素含有無方向性電磁鋼板の製造方法。
JP30675294A 1994-12-09 1994-12-09 加工性に優れた高珪素無方向性電磁鋼板及びその製造方法 Withdrawn JPH08165520A (ja)

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