JP2003049250A

JP2003049250A - 曲げ加工性に優れた方向性電磁鋼板およびその製造方法

Info

Publication number: JP2003049250A
Application number: JP2001237388A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Imamura; 今村　　猛; Yasuyuki Hayakawa; 康之早川; Seiji Okabe; 誠司岡部; Mitsumasa Kurosawa; 光正黒沢
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-21
Anticipated expiration: 2021-08-06
Also published as: JP4810777B2

Abstract

(57)【要約】【課題】インヒビター成分を有しない高純度材を素材
とした場合に、鋼中のＮに起因した曲げ加工性や鉄損の
劣化を防止する。【解決手段】 Si：2.0 〜8.0 mass％、Mn：3.0 mass％
以下、sol.Al：10〜100ppm およびＮ：80 ppm以下を含
有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成にすると共
に、個数比で、鋼板中の窒化析出物の95％以上を直径：
１μm 以下とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変圧器や回転機の
鉄心材料として好適な曲げ加工性に優れた方向性電磁鋼
板およびその製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電磁鋼板は、変圧器やモータ等の鉄心と
して広く用いられている材料であり、特に方向性電磁鋼
板は、その結晶方位がGoss方位と呼ばれる｛１１０｝＜
００１＞方位に高度に集積している。電磁鋼板に要求さ
れる特性のうち、特に鉄損特性は製品のエネルギーロス
に直接つながる特性であるために重要視されている。ま
た、変圧器やモータの鉄心を作製する場合には、打ち抜
きや剪断により所定の形状に加工されたり、その際に鋼
板が湾曲部を有したラインを通ることから、打ち抜き加
工性や曲げ加工性も重要である。

【０００３】方向性電磁鋼板では、通常、製造工程でフ
ォルステライト質被膜と呼ばれる硬質のグラス被膜を形
成し、さらに鋼板に張力を付与するために硬質のコーテ
ィングを施すことが一般的である。従って、方向性電磁
鋼板は、打ち抜き加工性や曲げ加工性が共に劣り、鋼板
剪断面にかえりが発生したり、打ち抜きのための金型が
早期に磨耗したりすることが問題となっている。

【０００４】このため、加工性を重視した方向性電磁鋼
板を製造する場合には、一度フォルステライト質被膜を
形成した後に、酸洗や化学研磨、電解研磨等によってフ
ォルステライト質被膜を除去する方法が古くから行われ
てきた。また、最近では、焼鈍分離剤の成分を変化させ
ることによってフォルステライトを形成することなく、
またはフォルステライト形成後速やかに分解させること
によって、加工性の良い方向性電磁鋼板を製造する試み
がなされている。

【０００５】例えば、特開昭60-39123号公報には、焼鈍
分離剤の主成分としてAl₂O₃ を用い、フォルステライト
質被膜の生成を阻止する方法が開示されている。また、
特開平６−17137 号公報には、焼鈍分離剤の主成分は M
gOとしながらも、Li，Ｋ，Na，Ba，Ca，Mg，Zn，Fe，Z
r，Sn，Sr，Al等の塩化物、炭酸塩、硝酸塩、硫酸塩お
よび硫化物のうちから選んだ１種または２種以上を添加
することによって、形成されたフォルステライト質被膜
を分解する方法が開示されている。さらに、特開平７−
18333 号公報には、焼鈍分離剤中にビスマスの塩化物を
0.2〜15mass％含有させ、かつ仕上焼鈍雰囲気の窒素分
圧を 25vol％以上とすることによって、脱炭焼鈍時に形
成された酸化膜を除去する方法が開示されている。

【０００６】しかしながら、上記の方法はいずれも、一
旦はフォルステライト質被膜またはSiO₂を主成分とする
酸化膜を生成し、その後分解するという過程を経てお
り、また特殊な分離剤や助剤が必要であるため製造工程
が煩雑にならざるを得ず、製造コストが増大するという
欠点があった。

【０００７】この点、発明者らは、先に、インヒビター
成分を含有しない高純度素材において、固溶窒素の粒界
移動抑制効果を利用して二次再結晶を発現させる技術
を、特開2000−129356号公報において提案し、さらにＣ
を低減した成分を用い、再結晶焼鈍における雰囲気を低
酸化性とすることによって、フォルステライト質被膜等
の酸化性被膜の生成を抑制する技術を、特開2001−3202
1 号公報において提案した。これらの技術により、フォ
ルステライト質被膜を形成しない方向性電磁鋼板を安価
に製造することができるようになった。

【０００８】しかしながら、このような方向性電磁鋼板
は、表面に酸化被膜がほとんど存在せず、雰囲気に対す
る保護性が低下しているため、平坦化焼鈍や歪取焼鈍時
における焼鈍雰囲気の影響を大きく受け、鋼板の不純物
元素の含有量が増大する可能性があった。特に、窒素を
含有する雰囲気の場合には、地鉄中のSiと雰囲気中のＮ
が反応して Si₃N₄を形成し、粗大な析出物として鋼板内
に生成するため、これが鋼板の加工性、特に曲げ加工性
に悪影響を与えていた。

【０００９】従来、良好な曲げ加工性を得るためには鋼
板中のＮ含有量を10ppm 以下にする必要があり、このた
め高温で焼鈍する純化焼鈍が必要であった。しかしなが
ら、純化焼鈍を施すと、大幅なコスト増となり、またコ
イル状に巻取り、高温で焼鈍するため、コイルの自重に
より、コイルの地面と接している側の端部が歪むという
製品欠陥が生じる問題があった。しかも、純化焼鈍によ
って鋼板中のＮ含有量を低減させても、その後の平坦化
焼鈍や歪取焼鈍時に再窒化され、鋼板の曲げ加工性が劣
化する点にも問題を残していた。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の問題
を有利に解決するもので、曲げ加工性に優れ、かつ製造
工程を煩雑化することなく経済的に製造することができ
る、フォルステライト質被膜を有しない方向性電磁鋼板
を、その有利な製造方法と共に提案することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、フォ
ルステライト質被膜を有しない方向性電磁鋼板におい
て、窒化による加工性の劣化を解消すべく鋭意研究を重
ねた結果、微量のsol.Alを含有させることによって窒化
による鋼板の曲げ加工性の劣化を効果的に抑制できるこ
との新規知見を得た。本発明は、上記の知見に立脚する
ものである。

【００１２】すなわち、本発明は、１．Si：2.0 〜8.0 mass％、Mn：3.0 mass％以下、sol.
Al：10〜100 ppm およびＮ：80 ppm以下を含有し、残部
はFeおよび不可避的不純物の組成になり、しかも個数比
で、鋼板中の窒化析出物の95％以上が直径：１μm 以下
で、かつ表面にフォルステライト(Mg₂SiO₄) を主体とす
る下地被膜（グラス被膜）を有しないことを特徴とす
る、曲げ加工性に優れた方向性電磁鋼板。

【００１３】２．上記１において、鋼板が、さらにSbお
よび／またはSn：0.005 〜0.50mass％を含有する組成に
なることを特徴とする、曲げ加工性に優れた方向性電磁
鋼板。

【００１４】３．上記１または２において、鋼板が、さ
らにNi：0.005 〜1.50mass％、Cu：0.01〜0.50mass％、
Ｐ：0.005 〜0.50mass％およびCr：0.01〜1.50mass％の
うちから選んだ一種または二種以上を含有する組成にな
ることを特徴とする、曲げ加工性に優れた方向性電磁鋼
板。

【００１５】４．Si：2.0 〜8.0 mass％、Mn：3.0 mass
％以下、sol.Al：10〜100 ppm およびＮ：50 ppm以下を
含有する組成になる鋼スラブを、熱間圧延したのち、１
回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して最
終板厚とし、ついで再結晶焼鈍および仕上焼鈍を施した
のち、平坦化焼鈍を施し、その後絶縁コーティングを施
す一連の工程によって方向性電磁鋼板を製造するに際
し、MgO を含有しない焼鈍分離剤を塗布するか、または
焼鈍分離剤を塗布することなしに、最高到達温度 800℃
以上 950℃以下の条件で仕上焼鈍を施すことを特徴とす
る、曲げ加工性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を成功に到らしめた
実験に基づき説明する。sol.Alを含有しないまたはsol.
Al含有量が約50 ppmで、Ｎを種々の範囲で含有する鋼ス
ラブを、連続鋳造にて製造したのち、1200℃で20分加熱
後、熱間圧延により板厚：2.8 mmの熱延板とした、つい
で 900℃で60秒の熱延板焼鈍後、冷間圧延により0.35mm
の最終板厚に仕上げたのち、乾燥窒素雰囲気中にて 925
℃，10秒の再結晶焼鈍を施し、その後焼鈍分離剤を塗布
することなく乾燥窒素雰囲気中にて 900℃, 75時間の仕
上焼鈍を施した。かくして得られた鋼板の曲げ加工性を
評価するために、30×300mm のサイズに剪断した試料を
用いて、繰り返し曲げ試験を行った。この繰り返し曲げ
試験は、１条件につき３回行った。得られた結果を、鋼
中Ｎ含有量との関係で図１に示す。

【００１７】同図に示したとおり、sol.Alを含有しない
材料は、Ｎ含有量が 10ppmを超えると曲げ回数がほぼ０
回となり、曲げ加工性が著しく劣化した。この点、sol.
Alを約50ppm 含有させた場合は、Ｎ含有量が増加すると
曲げ回数が若干減少したが、Ｎを約90ppm 含有する場合
でも10回程度の良好な曲げ加工性を示した。これによ
り、sol.Alを微量含有させることで、Ｎ含有量の増加に
起因した繰り返し曲げ回数の減少を抑制できることが明
らかとなった。

【００１８】そこで、sol.Alを微量含有させることによ
って、Ｎによる曲げ加工性の劣化を抑制できる理由を解
明するために、上記で使用した試料の析出物をＳＥＭお
よびＥＤＸで調査した。ＳＥＭ観察面は、圧延方向に平
行で圧延面に垂直な断面について、板厚（mm）×10mmの
範囲にわたって調査した。その結果、sol.Alを微量含有
している場合には少量の細かい析出物が観察されたが、
sol.Alを含有していない試料では、１〜４μm 程度の粗
大な析出物が多量生成しているのが観察された。この時
観察された粗大析出物のＳＥＭ像を図２に示す。分析の
結果、この粗大析出物はSiとＮから形成されており、お
そらくSi₃N₄ であると考えられる。

【００１９】そこで、次に、析出物の直径と曲げ加工性
との関係について調査した。析出物の直径はＳＥＭ観察
により上記範囲内で最大のものをその試料の析出物の直
径とした。得られた結果を図３に示す。同図に示したと
おり、析出物の直径が小さい場合には曲げ回数は多い
が、直径が大きくなるに従い曲げ回数は減少し、直径が
１μm を超える当たりから曲げ回数はほぼ０回となって
いる。この原因は、粗大析出物が曲げ加工性の際に割れ
の起点となり、曲げ加工性を劣化させているものと考え
られる。

【００２０】また、得られた鋼板の磁気特性を評価する
ために、鉄損Ｗ_17/50 （磁束密度：1.7 Ｔ、周波数：50
Hzでの鉄損）を測定し、その結果をＮ含有量との関係で
図４に示す。同図から明らかなように、sol.Alを含有し
ない材料では、Ｎ含有量の増加に伴って鉄損が大きく劣
化するが、sol.Alを約50ppm 含有させた場合には、Ｎ含
有量の増加による鉄損の劣化が少ない。

【００２１】すなわち、sol.Alを微量含有させること
で、Ｎ含有量の増加に伴う鉄損の劣化を抑制できること
が明らかとなった。この理由は、sol.Alを含有しない材
料においては、上記の調査から粗大な析出物が多量に生
成していることが判っており、この析出物が励磁の際の
磁壁移動を妨げて履歴損が増大したためと推定される。

【００２２】これらの結果から、sol.Alを微量含有させ
ることで、Ｎによる粗大析出物の生成が抑制され、曲げ
加工性および鉄損の劣化を抑制できることが新たに究明
された。sol.Alが微量含有させることで析出物の粗大化
が抑制される理由は、sol.Alの存在により析出物の組成
が変化して熱的に不安定になったものと推定されるが、
詳細については明らかではない。

【００２３】本発明によれば、従来の方向性電磁鋼板に
おける不純物による曲げ加工性および鉄損劣化を抑制す
るための純化焼鈍を必要としない。また、純化焼鈍は通
常、約1200℃ほどの高温でかつ長時間の焼鈍であるた
め、鋼中のsol.Alは鋼板表面で酸化されて酸不可溶性Al
となる。酸不可溶性Alでは窒化物形成を抑制しないので
鋼板のＮ含有量増加による曲げ加工性および鉄損の劣化
の抑制効果が発揮されない。従って、本発明では、sol.
Alを確保するために、高温での純化焼鈍は避ける必要が
ある。ただし、sol.Al量の減少が顕著でない 950℃以下
の温度において、二次再結晶完了後、Ｎを含まないH₂ま
たはAr雰囲気へ切り替えることで鋼板中のＮ含有量を減
少させることは、曲げ加工性と鉄損を改善させる上で有
効である。また、高温純化焼鈍は上述したとおりコスト
増および歪による製品欠陥が増大するため、高温純化焼
鈍が必須であるインヒビターを使用する方向性電磁鋼板
と比較すると、本発明のメリットは極めて大きい。

【００２４】次に、本発明において、鋼板の成分組成を
前記の範囲に限定した理由について説明する。 Si：2.0 〜8.0 mass％ Siは、鋼の電気抵抗を高め、鉄損を改善するのに有用な
元素であるが、含有量が 2.0mass％に満たないとその添
加効果に乏しく、一方 8.0％を超えると加工性が著しく
低下し、また飽和磁束密度も低下するので、Siは 2.0〜
8.0 mass％の範囲に限定した。

【００２５】Mn：3.0 mass％以下 Mnは、熱間加工性を改善するために有用な元素である
が、含有量が 3.0％を超えると磁気特性が劣化するだけ
でなく、合金コスト高ともなるので、Mnは 3.0mass％以
下に限定した。なお、Mn量の好適下限値は 0.005mass％
である。

【００２６】sol.Al：10〜100 ppm sol.Alは、上述のとおり、鋼中の窒素による曲げ加工性
の劣化を抑制するために必須の元素であるが、含有量が
10ppm未満ではその効果に乏しく、一方100ppmを超える
と窒化物の析出量が多くなって鉄損の著しい劣化を招く
ので、sol.Alは10〜100 ppm の範囲で含有させるものと
した。

【００２７】Ｎ：80 ppm以下窒素が 80ppmを超えると鉄損が著しく劣化するので、製
品におけるＮ含有量は80 ppm以下限定した。

【００２８】以上、必須成分および抑制成分について説
明したが、本発明では、その他にも以下に述べる元素を
適宜含有させることができる。 Sbおよび／またはSn：0.005 〜0.50mass％ Sb, Snは、雰囲気による窒化の抑制に有効に寄与し、窒
化物による曲げ加工性や鉄損の劣化を効果的に防止する
ことができる。しかしながら、含有量が 0.005mass％未
満では窒化抑制効果が小さく、一方0.50mass％を超える
と脆化が著しくなるので、これらは単独添加または複合
添加いずれの場合も 0.005〜0.50mass％の範囲で含有さ
せるものとした。

【００２９】Ni：0.005 〜1.50mass％、Cu：0.01〜0.50
mass％、Ｐ：0.005 〜0.50mass％、Cr：0.01〜1.50mass
％のうちから選んだ一種または二種以上さらに、熱延板組織を改善して磁気特性を向上させるた
めに、Niを添加することができる。しかしながら、含有
量が 0.005mass％未満では磁気特性の向上量が小さく、
一方1.50mass％を超えると二次再結晶が不安定になり磁
気特性が劣化するので、Ni量は 0.005〜1.50mass％とし
た。また、鉄損を改善する目的で、Cu, Ｐ, Crをそれぞ
れCu：0.01〜0.50mass％，Ｐ：0.005 〜0.50mass％，C
r：0.01〜1.5 mass％の範囲で含有させることができ
る。それぞれ、含有量が下限値に満たない場合には鉄損
の改善効果が小さく、一方上限量を超えると二次再結晶
粒の発達が阻害される。

【００３０】次に、本発明の電磁鋼板を製造する際の溶
鋼成分を前記の範囲に限定した理由について説明する。Ｃ：0.08mass％以下Ｃ量が0.08mass％を超えると、製造工程中に磁気時効の
起こらない50ppm 以下までＣを低減することが困難にな
るので、Ｃ量は0.08mass％以下に制限した。なお、この
Ｃ量は、素材段階で 50ppm以下まで低減しておくこと
が、再結晶焼鈍を乾燥雰囲気で行い脱炭を省略して平滑
な製品表面を得る上で特に望ましいが、最終仕上焼鈍
後、平坦化焼鈍時に低酸化性雰囲気で脱炭することも可
能である。

【００３１】sol.Al：10〜100 ppm 、Ｎ：50 ppm以下良好に二次再結晶を発現させるためには、sol.Alを10〜
100 ppm 、Ｎを50 ppm以下に低減する必要がある。二次
再結晶を発現させるためのsol.Alの下限量は存在しない
が、製品板にsol.Alを 10ppm以上残存させ、上述したと
おり曲げ加工性の劣化を抑制するために、素材のsol.Al
量は10 ppm以上、好ましくは 30ppm以上とするのが望ま
しい。

【００３２】なお、インヒビタ形成元素であるＳ, Seに
ついては50ppm 以下、好ましくは30ppm 以下に低減する
ことが有利である。また、その他窒化物形成元素である
でTi, Nb, Ｂ, Ta, Ｖ等はそれぞれ50ppm以下に低減す
ることも鉄損の劣化を防ぎ、加工性を確保する上で有利
である。

【００３３】そして、鋼板表面にはフォルステライト質
を主体とした下地被膜を有しないことが、良好な加工性
を確保するための大前提である。

【００３４】また、本発明では、鋼中に窒化物が粗大に
析出すると、曲げ加工を施した場合にその析出物を起点
として割れが発生するために、析出物の大きさは１μm
以下にする必要がある。この窒化析出物は微細であるほ
ど割れが発生しにくいため、0.3 μm 以下とすることが
望ましい。また、かかる窒化析出物の大きさは全て１μ
m 以下とすることが最善ではあるが、個数比で窒化析出
物全体の95％以上が直径：１μm 以下であればほとんど
遜色のない効果を得ることができた。そこで、本発明で
は、鋼板中に生成する窒化析出物について、個数比でそ
の95％以上が直径：１μm 以下を満足する範囲に限定し
たのである。

【００３５】次に、本発明の製造工程について説明す
る。上記の好適成分組成に調整した溶鋼を、転炉、電気
炉などを用いる公知の方法で精錬し、必要があれば真空
処理などを施したのち、通常の造塊法や連続鋳造法を用
いてスラブを製造する。また、直接鋳造法を用いて 100
mm以下の厚さの薄鋳片を直接製造してもよい。スラブ
は、通常の方法で加熱して熱間圧延するが、鋳造後、加
熱せずに直ちに熱延に供してもよい。また、薄鋳片の場
合には、熱間圧延を行っても良いし、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。なお、本発明
は、インヒビターを用いない成分系であるため、インヒ
ビターを固溶させる目的で行われている高温スラブ加熱
を必要としない。従って、スラブ加熱温度は1300℃以下
とすることがコストメリット上有利である。

【００３６】ついで、必要に応じて熱延板焼鈍を施す。
ゴス組織を製品板において高度に発達させるためには、
熱延板焼鈍温度は 800℃以上、1050℃以下程度とするの
が好適である。というのは、熱延板焼鈍温度が 800℃未
満では、熱延でのバンド組織が残留し、一方1050℃を超
えると、熱延板焼純後の粒径が粗大化しすぎて、それぞ
れ製品板のゴス組織の発達が低下し、磁束密度が低下す
るからである。

【００３７】その後、１回または中間焼鈍を挟む２回以
上の冷間圧延を施す。この時、圧延温度が 100〜250 ℃
の温間圧延とすることが磁気特性を向上させる上で好適
である。

【００３８】最終冷延後、再結晶焼鈍を行う。この再結
晶焼鈍に際しては、露点が０℃以下の非酸化性雰囲気を
使用して、表面酸化物の生成を極力抑制することが平滑
な表面を保ち、かつ良好な加工性を得る上で好ましい。

【００３９】その後、必要に応じて焼鈍分離剤を適用す
るが、適用する場合にはフォルステライトを形成するMg
O は使用せず、シリカやアルミナ等を用いる。また、塗
布を行う際にも、水分を持ち込まず酸化物生成を抑制す
る目的で静電塗布を行うことなどが有効である。さら
に、耐熱無機材料シート（シリカ、アルミナ、マイカ）
を用いてもよい。

【００４０】その後、二次再結晶を発現させるために仕
上焼鈍を施す。この仕上焼鈍において、最高到達温度が
800℃に満たないと二次再結晶が良好に発現せず、一方
950℃を超えると鋼板中のsol.Alが表面酸化により著し
く減少し、曲げ加工性が大きく劣化するので、仕上焼鈍
における最高到達温度は 800℃以上 950℃以下の範囲に
限定した。

【００４１】仕上焼鈍後には、平坦化焼純を行い張力を
付加して形状を矯正することが鉄損低減のために有効で
ある。なお、鋼板を積層して使用する場合には、鉄損を
改善するために、平坦化焼鈍後、鋼板表面に絶縁コーテ
ィングを施すことが有効である。良好な打ち抜き性を確
保するためには、樹脂を含有する有機系コーティングが
望ましいが、溶接性を重視する場合には無機系コーティ
ングを適用しても良い。

【００４２】本発明の電磁鋼板は、酸化被膜をほとんど
有しないために、有機系コーティングを適用した場合に
は、良好な打ち抜き性が確保される。従って、分割用モ
ータコアやＥＩコア等の打ち抜き加工を施す材料にも好
適である。

【００４３】

【実施例】実施例１表１に示す成分組成になる鋼スラブを、連続鋳造にて製
造したのち、1100℃で20分間のスラブ加熱後、熱間圧延
により板厚：2.8 mmの熱延板とした。ついで、900 ℃で
30秒の熱延板焼鈍後、冷間圧延により板厚：0.35mmの最
終冷延板に仕上げたのち、 950℃で10秒の再結晶焼鈍を
施した。その後、焼鈍分離剤を塗布することなく、窒素
雰囲気中にて 900℃, 75時間の仕上焼鈍を施した。つい
で、窒素雰囲気中にて 850℃, 15秒の平坦化焼鈍を施し
たのち、鋼板にアクリル系樹脂および酢酸エチルを主体
とした有機コーティングを塗布し、焼付けて製品とし
た。

【００４４】仕上焼鈍後の鋼板中におけるsol.Al量とＮ
量を測定した。また、得られた鋼板の加工性を評価する
ために、30×300mm のサイズに剪断したのち、ＪＩＳ規
格（JIS C 2550）に準じて繰り返し曲げ試験を行った。
この試験では、１条件について５回の測定を行い、最も
回数が少ない値をその条件での試験結果とした。さら
に、鋼板の磁気特性を評価するためにＷ_17/50 （磁束密
度：1.7 Ｔ、周波数：50Hzでの鉄損）およびＢ₈ （磁化
力：800A/mでの磁束密度）を測定した。またさらに、断
面のＳＥＭ観察およびＥＤＸ分析により析出物の直径と
その組成を調査し、直径が１μm 以下の窒化析出物の比
率を表示した。得られた結果を表２に示す。

【００４５】

【表１】

【００４６】

【表２】

【００４７】表２から明らかなように、本発明を満足す
る成分系では、良好な曲げ加工性および磁気特性が得ら
れている。これに対し、鋼Ｅ，Ｇでは、Si₃N₄ を主体と
した粗大な窒化物が析出したため、曲げ加工性が劣化し
ている。また、鋼Ｆは、AlＮを主体とした析出物ではあ
ったが、sol.Al量に比例して、析出物の絶対量が増大し
たため、鉄損の著しい劣化を招いた。

【００４８】実施例２Ｃ：0.0036mass％, Si：3.44mass％, Mn：0.06mass％,
Sb：0.015 mass％, sol.Al：0 .0044 mass％およびＮ：
0.0030mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物
の組成になる鋼Ｌと、Ｃ：0.0032mass％，Si：3.30mass
％，Mn：0.07mass％，Sn：0.010 mass％，sol.Al：0.00
38mass％およびＮ：0.0032mass％を含有し、残部はFeお
よび不可避的不純物の組成になる鋼Ｍのスラブを、連続
鋳造にて製造したのち、1050℃に加熱後、熱間圧延によ
り 2.6mmの熱延板とした。ついで、 925℃で60秒の熱延
板焼鈍後、冷間圧延により0.35mmの最終板厚に仕上げた
のち、 925℃で10秒の再結晶焼鈍を施した。その後、Si
O₂を主成分とする焼鈍分離剤を塗布してから、25vol%Ｈ
₂ ＋75vol%Ｎ₂ 雰囲気中にて75時間の仕上焼鈍を施し
た。その際、最高到達温度を表３に示すように種々に変
化させた。ついで、25vol%Ｈ₂ ＋75vol%Ｎ₂ 雰囲気中に
て 870℃, 15秒の平坦化焼鈍を施したのち、鋼板にアク
リル系樹脂および酢酸エチルを主体とした有機コーティ
ングを塗布し、焼付けて製品とした。

【００４９】得られた製品板について、実施例１と同様
にして、鋼板中におけるsol.Al量とＮ量、繰り返し曲げ
回数、Ｗ_17/50 、Ｂ₈ 、直径が１μm 以下の窒化析出物
の比率とその組成について調査した。得られた結果を表
３に併記する。

【００５０】

【表３】

【００５１】同表から明らかなように、本発明に従う適
正条件下で製造した場合には、良好な曲げ加工性および
磁気特性を得ることができた。これに対し、鋼Ｌ，Ｍい
ずれにおいても、仕上焼鈍最高到達温度が 950℃を超え
ると、sol.Al含有量は著しく減少して 10ppm未満とな
り、また窒化物が Si₃N₄主体となって大きくなるため、
曲げ加工性および鉄損が劣化した。

【００５２】実施例３Ｃ：0.0480mass％，Si：3.25mass％，Mn：0.16mass％，
Sb：0.110 mass％，sol.Al：0.0040mass％およびＮ：0.
0027mass％をを含有し、残部はFeおよび不可避的不純物
の組成になる鋼Ｎと、Ｃ：0.0520mass％，Si：3.56mass
％，Mn：0.15mass％，sol.Al：0.0095mass％およびＮ：
0.0018mass％を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物
の組成になる鋼Ｏのスラブを、連続鋳造にて製造したの
ち、1150℃に加熱後、熱間圧延により 2.8mmの熱延板と
した。ついで、 925℃で60秒の熱延板焼鈍後、一回目の
冷間圧延により0.85mmの板厚とし、1050℃で10秒の中間
焼鈍後、二回目の冷間圧延により0.30mmの最終板厚に仕
上げた。その後、露点：45℃の湿潤雰囲気中にて 910
℃, 10秒の再結晶焼鈍を施して脱炭したのち、焼鈍分離
剤を塗布することなく、窒素雰囲気中にて75時間の仕上
焼鈍を施した。その際、最高到達温度を表４に示すよう
に種々に変化させた。ついで、窒素雰囲気中にて 900℃
で10秒の平坦化焼鈍を施したのち、鋼板にアクリル系樹
脂および重クロム酸塩を主体とした有機−無機コーティ
ングを塗布し、焼付けて製品とした。

【００５３】得られた製品板について、実施例１と同様
にして、鋼板中におけるsol.Al量とＮ量、繰り返し曲げ
回数、Ｗ_17/50 、Ｂ₈ 、直径が１μm 以下の窒化析出物
の比率とその組成について調査した。得られた結果を表
４に併記する。

【００５４】

【表４】

【００５５】同表に示したとおり、本発明に従う適正条
件下で製造した場合には、良好な曲げ加工性および磁気
特性を得ることができた。これに対し、鋼Ｎ，Ｏいずれ
においても、仕上焼鈍到達温度が 950℃を超えた場合に
はsol.Al含有量は著しく減少して 10ppm未満となり、ま
た窒化物が Si₃N₄主体となって大きくなるために、曲げ
加工性および磁気特性が劣化した。なお、特に 900℃以
上の高温において、Sbを含有する鋼ＮはSbを含有しない
鋼Ｋに比べて窒化が抑制されている。

【００５６】

【発明の効果】かくして、本発明に従い、インヒビター
成分を有しない高純度材を素材とし、製品板において微
量のsol.Alを含有させることにより、鋼中のＮに起因し
た曲げ加工性や鉄損の劣化を効果的に防止した方向性電
磁鋼板を安定して得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 sol.Al含有量が異なる素材における、鋼中の
Ｎ含有量と繰り返し曲げ回数との関係を示した図であ
る。

【図２】鋼中の粗大析出物のＳＥＭ像を示す図面代用
写真である。

【図３】鋼中の析出物の最大直径と繰り返し曲げ回数
との関係を示した図である。

【図４】 sol.Al含有量が異なる素材における、鋼中の
Ｎ含有量と鉄損との関係を示した図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｆ 1/16 Ｈ０１Ｆ 1/16 Ｂ (72)発明者岡部誠司岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者黒沢光正岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地なし）川崎製鉄株式会社水島製鉄所内Ｆターム(参考） 4K033 RA04 SA03 TA00 TA01 5E041 AA02 CA04 HB11 HB15 HB19 NN01 NN18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Si：2.0 〜8.0 mass％、 Mn：3.0 mass％以下、 sol.Al：10〜100 ppm およびＮ：80 ppm以下を含有し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成にな
り、しかも個数比で、鋼板中の窒化析出物の95％以上が
直径：１μm 以下で、かつ表面にフォルステライト(Mg₂
SiO₄) を主体とする下地被膜（グラス被膜）を有しない
ことを特徴とする、曲げ加工性に優れた方向性電磁鋼
板。
【請求項２】請求項１において、鋼板が、さらに Sbおよび／またはSn：0.005 〜0.50mass％を含有する組成になることを特徴とする、曲げ加工性に
優れた方向性電磁鋼板。
【請求項３】請求項１または２において、鋼板が、さ
らに Ni：0.005 〜1.50mass％、 Cu：0.01〜0.50mass％、Ｐ：0.005 〜0.50mass％および Cr：0.01〜1.50mass％のうちから選んだ一種または二種以上を含有する組成に
なることを特徴とする、曲げ加工性に優れた方向性電磁
鋼板。
【請求項４】Si：2.0 〜8.0 mass％、 Mn：3.0 mass％以下、 sol.Al：10〜100 ppm およびＮ：50 ppm以下を含有する組成になる鋼スラブを、熱間圧延したのち、
１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して
最終板厚とし、ついで再結晶焼鈍および仕上焼鈍を施し
たのち、平坦化焼鈍を施し、その後絶縁コーティングを
施す一連の工程によって方向性電磁鋼板を製造するに際
し、 MgO を含有しない焼鈍分離剤を塗布するか、または焼鈍
分離剤を塗布することなしに、最高到達温度 800℃以上
950℃以下の条件で仕上焼鈍を施すことを特徴とする、
曲げ加工性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法。