CN105074034A - 酸洗性优异的软磁性部件用钢材、以及耐腐蚀性和磁特性优异的软磁性部件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种酸洗性优异，并且最终部件能够达成优异的磁特性和耐腐蚀性的软磁性部件用钢材。该软磁性部件用钢材具有的特征在于，满足C：0.001～0.025％(质量％的意思。涉及化学成分以下均同)、Si：高于0％并低于1.0％、Mn：0.1～1.0％、P：高于0％并在0.030％以下、S：高于0％并在0.08％以下、Cr：高于0％并低于0.5％、Al：高于0％并在0.010％以下、和N：高于0％并在0.01％以下，余量由铁和不可避免的杂质构成，并且含有40～80体积％的FeO的轧制氧化皮被形成于钢材表面。

Description

酸洗性优异的软磁性部件用钢材、以及耐腐蚀性和磁特性优异的软磁性部件及其制造方法
技术领域
本发明涉及酸洗性优异的软磁性部件用钢材、以及耐腐蚀性和磁特性优异的软磁性部件及其制造方法。
背景技术
应对汽车等的节能化，对于该汽车等的电装部件，要求磁路的控制更精致，能够实现节电化和磁响应速度的提高。因此，对于作为上述电装部件的原材的钢材，作为磁特性，要求在低外部磁场下容易磁化且矫顽磁力小这样的特性。
作为上述钢材，通常，使用钢材内部的磁通密度在外部磁场下容易响应的软磁性钢材。上述软磁性钢材，具体来说，例如使用C量约为0.1质量％以下的极低碳钢(纯铁系软磁性材料)等。上述电装部件(以下，也称为软磁性部件)通常是对于该钢材实施热轧后，进行被称为二次加工工序的酸洗、润滑被膜处理和拉丝加工等，对于所得到的钢丝再依次实施部件成型和磁性退火等而得到的。
可是上述软磁性部件，根据使用环境而要求耐腐蚀性。在该要求耐腐蚀性的部位使用电磁不锈钢。电磁不锈钢是兼备磁特性和耐腐蚀性的特殊钢，作为用途，可列举喷射器、传感器、致动器、电机等活用了涡电流抑制不可欠缺的磁路的软磁性部件、在腐蚀环境中使用的软磁性部件等。作为上述电磁不锈钢，一直以来多使用13Cr系电磁不锈钢，例如在专利文献1中，提出有改善该13Cr系电磁不锈钢的冷锻性、可切削性的技术。但是，上述13Cr系电磁不锈钢若与冷锻性更优异的极低碳钢比较，则加工性低，另外，由于合金元素多而引起材料价格也高，存在合金价格的飞涨时连带材料价格上升、或材料供给困难这样的问题。
另一方面，作为极低碳钢，例如提出有专利文献2和专利文献3等的技术。其主要着眼点在于，通过控制钢材成分、钢中的硫化物的分散状态，不使磁特性降低而使强度、可切削性提高，而对于需要耐腐蚀性的情况则没有进行讨论。
于是，若为了使耐腐蚀性提高而使耐腐蚀性改善元素(合金元素)增加，则难以通过使用了轧制材的二次加工工序中的酸洗(用酸进行脱氧化皮)除去氧化皮，酸洗时间长时间化，或需要再酸洗等，生产率和环境负荷恶化。作为上述大量含有耐腐蚀性改善元素的钢材，有SUS430(17％Cr)、SUS304(18％Cr，8％Ni)等不锈钢，而其难以用酸除去轧制氧化皮。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平06-228717号公报
专利文献2：日本特开2010-235976号公报
专利文献3：日本特开2007-046125号公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明鉴于这样的情况而形成，其目的在于，提供一种形成于轧制材的表面的轧制氧化皮，通过以使用了酸的化学性方法进行脱氧化皮的工序(酸洗工序)就可容易除去(以下，将该特性称为“酸洗性”)，并且在最终部件(软磁性部件、电装部件)中能够达成优异的磁特性和耐腐蚀性的钢材，和使用该钢材得到的耐腐蚀性和磁特性优异的软磁性部件及其制造方法。
用于解决课题的手段
能够解决上述课题的本发明的酸洗性优异的软磁性部件用钢材，其特征在于，满足
C：0.001～0.025％(质量％的意思。涉及化学成分以下均同)、
Si：高于0％并低于1.0％、
Mn：0.1～1.0％、
P：高于0％并在0.030％以下、
S：高于0％并在0.08％以下、
Cr：高于0％并低于0.5％、
Al：高于0％并在0.010％以下、和
N：高于0％并在0.01％以下，
余量由铁和不可避免的杂质构成，并且在钢材表面形成含有40～80体积％的FeO的轧制氧化皮。
所述软磁性部件用钢材中，作为其他的元素也可以还含有
(a)从Cu：高于0％并在0.5％以下和Ni：高于0％并在0.5％以下所构成的组中选择的一种以上的元素，和
(b)Pb：高于0％并在1.0％以下。
在本发明中，也包括耐腐蚀性和磁特性优异的软磁性部件，其特征在于，其是使用所述软磁性部件用钢材而得到的软磁性部件，厚度为5～30nm的氧化被膜形成于该部件的表面。
另外在本发明中，也包括上述软磁性部件的制造方法。该制造方法具有的特征在于，使用所述软磁性部件用钢材进行部件成型后，以下述的条件进行退火。
(退火条件)
退火气氛：氧浓度为1.0体积ppm以下
退火温度：600～1200℃
退火时间：1小时以上且20小时以下
发明效果
根据本发明，包含材料和加工工序在内，能够廉价地实现显示出与使用电磁不锈钢时同等的磁特性和耐腐蚀性的钢材。
具体实施方式
本发明人为了解决所述课题而反复潜心研究。其结果发现，为了得到酸洗性优异的钢材(软磁性部件用钢材)，如以下详述，在该钢材的表面，形成大量含有FeO的轧制氧化皮即可。
由热轧形成的轧制氧化皮从基体材料侧起，按FeO、Fe3O4、Fe2O3的顺序层状地形成。酸对其的溶解性为：FeO是可溶性，Fe3O4和Fe2O3是难溶性。就是说，若轧制氧化皮中大量含有FeO，则轧制氧化皮容易溶解于酸。另外在轧制氧化皮中，由于冷却中的氧化皮收缩作用等，致使存在很多细小的裂纹、孔。酸溶液除了通过其到达可溶性的FeO层而使氧化皮溶解以外，还在FeO层内形成以共析转变的Fe为阳极，以Fe3O4为阴极的局部电池，由于氢的发生，也可以机械地剥离氧化皮。
在本发明中，为了充分发挥上述这样的FeO的效果而确保优异的酸洗性，在钢材表面形成含有FeO为40体积％以上的轧制氧化皮。上述FeO优选为45体积％以上，更优选为50体积％以上。从确保良好的酸洗性的观点出发，上述FeO量越多越优选，理想的是FeO为100体积％，但在工业生产上，使FeO以外的成分达到0体积％困难，FeO量的上限为80体积％。
另外，若轧制氧化皮的厚度过大，则即使以满足上述规定的方式控制轧制氧化皮的成分组成，酸洗时间也会长时间化。因此，轧制氧化皮的厚度优选为100μm以下。更优选为50μm以下，进一步优选为30μm以下。从期待更高的酸洗性的观点出发，轧制氧化皮的厚度以极薄的为宜，为了发挥来自FeO的脱氧化皮效果，虽然也可以极薄，但工业生产上，使轧制氧化皮的厚度达到0μm困难，轧制氧化皮的厚度的下限大致为1μm。
接下来，对于本发明的钢材的成分组成进行说明。
[C：0.001～0.025％]
C是确保机械的强度所需要的元素，另外如果是少量，则使电阻增加，能够抑制因涡电流造成的磁特性的劣化。但是C在钢中固溶而使Fe晶格发生畸变，因此若含量增加，则使磁特性显著劣化。另外，若C量显著过剩，则有耐腐蚀性劣化的情况。因此C量为0.025％以下。所述C量优选为0.020％以下，更优选为0.015％以下，进一步优选为0.010％以下。还有，即使C量低于0.001％，磁特性的改善效果也饱和，因此在本发明中使C量的下限为0.001％。
[Si：高于0％并低于1.0％]
Si是在钢的熔炼时作为脱氧剂起作用，另外也是使电阻增加，带来抑制涡电流造成的磁特性的降低这一效果的元素。此外，也是使氧化被膜强化而使耐腐蚀性提高的元素。从这些观点出发，也可以使Si含有0.001％以上。但是若Si被大量含有，则轧制氧化皮中形成难溶性的Fe2SiO4，酸洗性降低。因此在本发明中，使Si量低于1.0％。Si量优选为0.8％以下，更优选为0.5％以下，进一步优选为0.20％以下，更进一步优选为0.10％以下，特别优选为0.050％以下。
[Mn：0.1～1.0％]
Mn作为脱氧剂有效地发挥作用，并且与钢中所含的S结合，作为MnS析出物而微细分散，成为断屑槽，是有助于可切削性的提高的元素。为了使这样的作用有效地发挥，需要使Mn含有0.1％以上。Mn量优选为0.15％以上，更优选为0.20％以上。但是若Mn量过多，则招致对磁特性有害的MnS个数的增加，因此以1.0％为上限。Mn量优选为0.8％以下，更优选为0.60％以下，进一步优选为0.40％以下。
[P：高于0％并在0.030％以下]
P(磷)在钢中发生晶界偏析，是给冷锻性和磁特性带来不利影响的有害元素。因此将P量抑制在0.030％以下，实现磁特性的改善为宜。P量优选为0.015％以下，更优选为0.010％以下。
[S：高于0％并在0.08％以下]
S(硫)如上述在钢中形成MnS，在切削加工时负荷应力时成为应力集中位置，具有使可切削性提高的作用。为了使这样的作用有效地发挥，也可以使S含有0.003％以上。更优选为0.01％以上。但是若S量过多，则招致对磁特性有害的MnS个数的增加。另外冷锻性显著劣化，因此抑制在0.08％以下。S量优选为0.05％以下，更优选为0.030％以下。
[Cr：高于0％并低于0.5％]
Cr使铁素体相的电阻增加，对于涡电流的衰减时间常数降低是有效的元素。另外Cr具有使腐蚀反应的活态域中的电流密度降低的效果，也是有助于耐腐蚀性提高的元素。此外，Cr也是氧化被膜所包含的元素，使氧化被膜更强固，有助于耐腐蚀性的进一步提高。此外Cr也是使钝态被膜强化的合金元素，因此使退火后所形成的氧化被膜更强固，有助于耐腐蚀性的进一步提高。为了发挥这些效果，优选使Cr含有0.01％以上。更优选为0.05％以上。但是若大量含有，则轧制氧化皮中形成难溶性的FeCr2O4，酸洗性降低。因此在本发明中使Cr量低于0.5％。Cr量优选为0.35％以下，更优选为0.20％以下，进一步优选为0.15％以下，更进一步优选为0.10％以下。
[Al：高于0％并在0.010％以下]
Al是作为脱氧剂添加的元素，伴随脱氧而减少杂质，具有改善磁特性的效果。为了发挥这一效果，优选使Al量为0.001％以上，更优选为0.002％以上。但是，Al将固溶N作为AlN固定，具有使晶粒微细化的作用。因此，若Al被过剩地含有，则由于晶粒的微细化导致结晶晶界增加，招致磁特性的劣化。因此在本发明中，使Al量在0.010％以下。为了确保更优异的磁特性，优选使Al量为0.008％以下，更优选为0.005％以下。
[N：高于0％并在0.01％以下]
如上述，N(氮)与Al结合形成AlN，损害磁特性，但除此之外，没有被Al等固定的N作为固溶N残存在钢中，其也使磁特性劣化。因此，N量无论如何都应该极力抑制得很少。在本发明中，考虑钢材制造的实际操作方面，并能够将上述N带来的弊端抑制在实质上可忽视的程度，而将0.01％定为N量的上限值。N量优选为0.008％以下，更优选为0.0060％以下，进一步优选为0.0040％以下，更进一步优选为0.0030％以下。
本发明的软磁性部件用钢材和软磁性部件的基本成分如上述，余量由铁和不可避免的杂质构成。作为该不可避免的杂质，可允许因原料、物资、制造设备等的状况而掺杂的元素的混入。另外，除了上述基本成分以外，(a)还含有从下述量的Cu、Ni所构成的组中选择的一种以上的元素，能够进一步提高耐腐蚀性，以及(b)含有下述量的Pb，能够使可切削性提高。
以下，对于这些元素进行详述。
[从Cu：高于0％并在0.5％以下和Ni：高于0％并在0.5％以下所构成的组中选择的一种以上的元素]
Cu、Ni发挥使腐蚀反应的活态域中的电流密度降低的效果和强化氧化被膜的效果，是使耐腐蚀性提高的元素。为了发挥这些效果，含有Cu时，优选含有0.01％以上，更优选含有0.10％以上，含有Ni时，优选含有0.01％以上，更优选含有0.10％以上。但是若这些元素被过剩地含有，则形成难溶性的轧制氧化皮，除了酸洗性降低以外，合金成本上升而不能廉价地提供。此外，由于磁矩的降低导致磁特性的劣化也变得显著。因此，Cu、Ni各自的上限优选为0.5％以下。Cu、Ni的更优选的上限分别为0.35％以下，进一步优选的上限分别为0.20％以下，更进一步优选的上限分别为0.15％以下。
[Pb：高于0％并在1.0％以下]
Pb在钢中形成Pb粒子，与MnS同样，在切削加工时负荷应力时成为应力集中位置，使可切削性提高，并且因为在切削加工时的加工放热下熔化，所以具有切削面的润滑效果。因此，即使经重切削也可维持切削面的高的面精度或使切屑处理性提高等，其是特别适合于要求可切削性这一用途的元素。为了发挥这些效果，优选使Pb量为0.01％以上，更优选为0.05％以上。但是，若Pb量变得过多，则使磁特性、冷锻性显著劣化，因此优选抑制在1.0％以下。Pb量更优选为0.50％以下，进一步优选为0.30％以下。
本发明中，也规定了使用所述钢材而得到的软磁性部件。该软磁性部件，也满足上述成分组成。此外上述软磁性部件，在其表面形成有厚度为5～30nm的氧化被膜，这一点上具有特征。以下，对于该氧化被膜进行说明。
在不锈钢中，通过添加11％以上的Cr等大量的合金元素添加而形成钝态被膜，从而确保优异的耐腐蚀性。但是大量的合金元素添加，如上述，使钢材的酸洗性降低。因此在本发明中，不依赖大量的合金元素，而是以退火形成耐腐蚀性优异的氧化被膜。关于退火在之后详述。
构成氧化被膜的成分之中，尤其显示出良好的耐腐蚀性的成分是Fe3O4。但是Fe3O4的晶格常数与基体材料的Fe的晶格常数大不相同，所以结合强度低。因此认为，若氧化被膜的厚度增加，则氧化被膜与基体材料的密接性降低，其间容易形成微细的裂缝。若水溶液侵入到所形成的裂缝中，则形成以Fe3O4为正极，基体材料的Fe为负极的局部电池，腐蚀反应进行，锈发生。
因此在本发明中，特别着眼于氧化被膜的厚度。具体来说，为了提高与基体材料的密接性，重要的是将氧化被膜的厚度控制得薄，在这一思想的基础上，对于氧化被膜的厚度与耐腐蚀性的关系进行了潜心研究。其结果可知，若氧化被膜的厚度高于30nm，则与基体材料的密接性降低而形成微细的裂缝，得不到优异的耐腐蚀性。因此在本发明中，使形成于部件表面的氧化被膜的厚度为30nm以下。优选为25nm以下，更优选为20nm以下，进一步优选为15nm以下。另一方面，氧化被膜过薄，也难以确保耐腐蚀性。因此在本发明中，使氧化被膜的厚度为5nm以上，从而达成与电磁不锈钢同等的耐腐蚀性。所述氧化被膜的厚度优选为7nm以上。
在本发明中，上述氧化被膜的成分组成没有特别限定，但如上述，优选含有作为对耐腐蚀性有效的成分的Fe3O4。
上述氧化被膜不需要形成于软磁性部件的整个表面，至少形成于有耐腐蚀性要求的部位即可。例如，在上述部件的制造中，有在退火后再对部件的一部分实施精切削加工的情况，在软磁性部件中，作为该精加工部也可以存在没有耐腐蚀性要求的部位。
[钢材的制造方法]
本发明的钢材能够遵循通常的熔炼法，熔炼具有上述化学成分的钢，经铸造、热轧而制造。为了得到表面形成有上述规定的轧制氧化皮的钢材，如下述所示，推荐恰当地控制上述热轧时的条件。
〈热轧时的加热温度〉
为了使合金成分完全固溶于母相，希望以高温加热，但若温度过高，则铁素体晶粒的粗大化部分性地显著，部件成型时的冷锻性降低。因此优选在1200℃以下加热，更优选在1150℃以下加热。另一方面，若加热温度过低，则铁素体相局部性地生成，在轧制时有可能发生裂纹。另外轧制时的轧辊负荷上升，招致设备负担的增大和生产率的降低，因此优选加热到950℃以上进行热轧。
〈终轧温度〉
热轧的终轧温度过低，则金属组织容易细粒化，在其后的冷却过程、部件成型后的退火过程中，招致部分的异常晶粒生长(GG)的发生。GG发生部成为冷锻时的粗糙、磁特性的偏差的原因。因此为了调整晶粒，优选以850℃以上(更优选为875℃以上)的终轧温度结束轧制。终轧温度的上限，虽然也根据所述加热温度有所不同，但大致上为1100℃。
〈热轧后的卷取温度〉
在作为热轧的最终工序的卷取中，作为轧制氧化皮成分，为了使酸洗性优异FeO优先生长，优选使卷取温度为875℃以下。卷取温度更优选为850℃以下。作为用于实现这样的卷取温度的手段，例如可列举使制品水冷带中的冷却水流量增加等。另一方面，若卷取温度低，则轧制材的热强度上升而卷取困难。另外，与上述终轧温度的情况同样，也会发生微观组织的细粒化带来的冷锻性和磁特性的恶化、FeO的分解。因此卷取温度优选为700℃以上，更优选为750℃以上。
〈卷取后的冷却速度〉
所述卷取后，为了不使轧制氧化皮中的FeO分解并形成Fe3O4，优选使热轧后(卷取后)至600℃的输送机上的平均冷却速度为4℃/sec以上。上述平均冷却速度更优选为5.0℃/sec以上，进一步优选为6.0℃/sec以上。另一方面，考虑到减少母相的原子空位，上述平均冷却速度的上限优选为10℃/sec以下。更优选为8.0℃/sec以下。
作为用于达成上述平均冷却速度的手段，例如，可列举调整输送机速度，拉开输送机上的线材的疏部密部的间隔，并且对于疏部密部以适量的强度鼓风。此外，通过在温度经过调整的水浴、油浴或盐浴等之中浸渍线材，也能够达成上述冷却速度。
[软磁性部件的制造方法]
本发明的软磁性部件，能够在对所述钢材(轧制材)实施二次加工、部件加工后，再进行后述的退火来制造。详细地说，可列举对于所述热轧后的轧制材实施酸洗，形成润滑被膜之后拉丝，接着通过冷锻进行部件成型。所述部件成型也能够通过切削加工、磨棒加工进行。之后进行退火，但为了在上述部件的表面形成规定的薄的氧化被膜，重要的是以下述的条件(退火气氛、加热温度、时间)进行该退火。以下，对于各条件进行详述。
〈退火气氛：氧浓度在1.0体积ppm以下〉
在退火中，除了下述的温度控制以外，通过严格管理退火气氛中的氧浓度，能够将氧化被膜的厚度控制得很薄。在本发明中，通过使退火气氛中的氧浓度为1.0体积ppm以下，能够在部件表面薄薄地形成氧化被膜。作为具体的上述退火气氛，例如可列举高纯度氢、氮等气氛。另外，也可以使用纯度高的Ar气，使上述退火气氛为氧浓度1.0体积ppm以下的Ar气氛。上述氧浓度优选为0.5体积ppm以下，更优选为0.3体积ppm以下。还有，从形成氧化被膜的观点出发，上述氧浓度的下限值为0.1体积ppm左右。
〈退火的加热温度(退火温度)：600～1200℃〉
若退火温度过低，则不能除去因锻造、切削产生的应变，晶粒的生长也不充分，磁特性降低。另外，在表层无法形成氧化被膜。因此在本发明中，使退火温度为600℃以上。优选为700℃以上。另一方面，若退火温度过高，则氧化被膜生长得厚，与基体材料的密接性降低，在氧化被膜上形成微细的裂缝，如上述，耐腐蚀性降低。此外还招致电力成本、炉壁耐久性等量产性的降低。因此退火温度为1200℃以下。该退火温度优选为1100℃以下，更优选为1000℃以下，进一步优选为950℃以下。
〈退火的加热时间(退火时间)：1小时以上且20小时以下〉
若退火时间过短，即使是将退火温度设定得很高，退火仍不足，无法均匀地形成氧化被膜。因此退火时间为1小时以上。优选为2小时以上。但是退火时间过长，氧化被膜的厚度也会过度增加，除此之外，生产率也会变差，因此退火时间为20小时以下。优选为10小时以下。
在退火后的冷却时，若冷却速度过大，则冷却中发生的应变导致磁特性降低。另外，在由退火形成的氧化被膜的组成之中，特别是为了增多耐腐蚀性高的Fe3O4的比例，优选减小冷却速度，通过FeO的分解反应而形成Fe3O4。从这些观点出发，退火后至300℃的平均冷却速度优选为200℃/Hr(小时)以下。更优选为150℃/Hr以下。另一方面，若上述温度域的平均冷却速度过小，则生产率显著受到阻碍，因此优选以50℃/Hr以上进行冷却。
本申请基于2013年3月29日申请日本国专利申请第2013-074949号主张优先权的利益。2013年3月29日申请的日本国专利申请第2013-074949号的说明书的全部内容，用于本申请的参考而援引。
【实施例】
以下，列举实施例更具体地说明本发明，但本发明当然不受下述实施例限制，在能够符合前、后述的主旨的范围内当然可以适当加以变更实施，这些均包含在本发明的技术范围内。
遵循通常的熔炼法熔炼表1所示的成分组成(余量是铁和不可避免的杂质)的钢，铸造后，使热轧时的加热温度、终轧温度、热轧后的卷取温度、卷取后的冷却速度为表2所示的条件并以此进行热轧，得到直径20mm的轧制材(钢材)。还有，在上述表2中，所述热轧时的加热温度表示为“加热温度”，所述热轧后的卷取温度表示为“卷取温度”，所述卷取后的冷却速度表示为“输送机冷却速度”。使用该轧制材，如下述所示进行轧制氧化皮的评价，并且进行酸洗性的评价。
【表1】
[轧制氧化皮的评价]
轧制氧化皮的评价，利用扫描型电子显微镜(ScanningElectronMicroscope，SEM)观察和X射线衍射(X-RayDiffraction，XRD)实施的测量来进行。
SEM观察的试料截面调整法通过CP加工(CrosssectionPolisher加工，基于离子刻蚀法进行的横截面抛光)实施，防止表层的塌陷(ダレ)。对于轧制氧化皮的厚度而言，针对轧制材的直径面(横断面)的表层部位，通过EDX(EnergyDispersiveX-rayspectrometry)分析，一边进行氧化皮的鉴定，一边以倍率200～1000倍进行观察。拍摄3个视野，测量轧制氧化皮的厚度，求得其平均值作为“轧制氧化皮的厚度”。
XRD测量，以理学电机制·X射线衍射装置RAD-RU300，靶输出使用Co、单色器(Kα射线)以2θ＝15°～110°进行测量。与ICDD(InternationalCenterforDiffractionData)卡片对照，鉴定氧化物组成(FeO、(Fe，Mn)O、Fe2O3、Fe3O4、其他)。然后，由除去了Fe的峰值的峰值强度比，求得各成分的定量的比例(体积％)，求得轧制氧化皮中的FeO量。
[轧制材的酸洗性的评价]
首先，将轧制材切割成度20mm作为试验片，在端部涂布含有氯乙烯涂料的丙酮溶液，缠上树脂带而进行遮蔽。使用所得到的试验片，以使用了15％H2SO4水溶液的烧杯试验，一边搅拌水溶液一边在室温下浸渍1小时。然后进行试验后的外观观察。该外观观察，是通过目测来确认、测量轧制氧化皮的残存面积。然后，将根据100×(轧制氧化皮的残存面积)/(试验片表面积)求得的值作为“轧制氧化皮残存面积率”，该轧制氧化皮残存面积率为0％时，判定为“○”，高于0％并低于10％时判定为“△”，10％以上时判定为“×”，上述“○”的情况评价为酸洗性优异。这些结果显示在表2中。
接着，使用酸洗性良好，即，下述表2的“酸洗性的评价”一栏为“○”的轧制材，以量产条件进行酸洗后，附着润滑被膜，其后进行磨棒加工(相当于部件成型)，切断而得到直径16mm×长度16mm的磨棒切断品。另外，作为其他的部件成型法，还模拟切削加工，以旋床制作直径10mm×长度10mm的圆柱状的试验片(切削试验片)。使用像这样得到的上述磨棒切断品和切削试验片，以表3所示的条件进行退火，得到评价用的部件。还有，从退火后至300℃的平均冷却速度在100～150℃/Hr的范围内。
然后使用这些部件，进行氧化被膜的评价和耐腐蚀性的评价。另外，使用上述轧制材，如下述所示制作评价用试验片来进行磁特性的评价。还有，为了调查氧化被膜的有无对耐腐蚀性造成的影响，在表3的D14中，使用以旋床切削加工退火后的试验片的表层所得到的试验片，即，被除去了由退火形成的氧化被膜的直径8mm×长8mm的试验片，评价耐腐蚀性。
[氧化被膜的评价]
退火后的氧化被膜的分析，通过TEM(TransmissionElectronMicroscope)-FIB(FocusedIonBeam)观察进行。TEM观察用试料以如下方式制作。即，使用所述退火后的切削试验片，FIB加工利用日立制作所制的集束离子束加工观察装置FB2000A，作为离子源使用Ga来实施。为了保护试料最表面，使用高真空蒸镀装置和FIB装置涂覆碳膜后，通过FIB微量取样法来提取试料小片。试料的提取是从利用旋床的切削加工等而产生的凹凸的凸部而进行的。其后，将提取的小片在W(CO)6气体中进行FIB加工，借助堆积的W粘贴在Mo网孔上，进行薄片化，直至可以进行TEM观察的厚度。
使用这样得到的TEM观察用试料，如下述进行TEM观察。即，TEM观察，用日立制作所制的场致发射型透射电子显微镜HF-2000，以射束直径10nm、倍率10,000～750,000倍进行观察，使用Kevex制EDX分析装置Sigma，通过EDX分析，一边鉴定氧化被膜的组成一边拍摄明场像。拍摄3个视野而测量氧化被膜的厚度，求得其平均值作为“氧化被膜的厚度”。还有，氧化被膜的结构分析中，标准试料使用Si，对照JCPDS(JointCommitteeofPowderDiffractionStandards)卡片的值(误差低于5％)，决定根据纳米电子束衍射图求得的晶格常数。然后在本实施例中，确认氧化被膜中有无Fe3O4。还有，在表3中，有Fe3O4时表示为“有”，没有Fe3O4或不能评价时表示为“-”。
[耐腐蚀性的评价]
使用退火后的部件，通过使用了1％H2SO4水溶液的烧坏试验，一边搅拌水溶液，一边在室温下浸渍24Hr。然后，进行试验后的外观观察和腐蚀减量测量。试验后的外观观察是通过目测来确认、测定有无锈的发生，以100×(锈面积)/(试验片的表面积)求得的值作为“锈面积率”，该锈面积率为0％时判定为“○”，高于0％并低于10％时判定为“△”，在10％以上时判定为“×”。另外腐蚀减量的测量是用浸渍前后的试验片的质量变化量除以试验片的初始表面积和浸渍时间，将所得到的值作为“腐蚀减量”而求得。然后，上述锈面积率的判定为○，并且腐蚀减量为40g/m2以下的情况，表示耐腐蚀性优异，即，在表3的耐腐蚀性一栏中评价为“○”，不满足其任意一项时，耐腐蚀性差，即在表3的耐腐蚀性一栏中评价为“×”。还有，在磨棒切断品和切削试验片之间，耐腐蚀性的评价结果未见明显差异。
[磁特性的评价]
磁特性的评价，是由上述的直径20mm的轧制材制作外径18mm、内径10mm、厚3mm的环状试验片，以表3的条件进行退火后，基于JISC2504进行。测量是使励磁侧线圈卷绕150匝，检测侧线圈卷绕25匝，在室温下使用自动磁化测量装置(理研电子社制：BHS-40)描绘磁化曲线，求得外加磁场400A/m下的矫顽磁力和磁通密度。并且，矫顽磁力为80A/m以下且磁通密度为1.20T以上的评价为磁特性优异，即，在表3的磁特性一栏中评价为“○”，不满足这些任意一项的情况评价为磁特性差，即，在表3的磁特性一栏中评价为“×”。
这些结果的结果显示在表3中。
【表2】
【表3】
由表1～3能够进行如下分析。实验No.C01～C12满足规定的化学成分组成，并且规定的轧制氧化皮形成于轧制材(钢材)表面，因此可知能够确保优异的酸洗性。另外，因为使用了这些轧制材，以规定的方法进行退火，所以在部件表面形成规定的氧化被膜，耐腐蚀性优异，并且磁特性也优异。
相对于此，上述实验No.以外的例子，因为化学成分组成、制造方法不恰当，所以成为钢材(轧制材)酸洗性差，或部件的耐腐蚀性、磁特性差的结果。详情如下。
实验No.D01～D06，特别是因为Si量过剩，D01～D04和D06中还因为Cr量也过剩，所以轧制氧化皮中形成难溶性的Fe2SiO4或FeCr2O4，酸洗性不充分。
实验No.D07是在热轧后的输送机冷却中未实施风冷，卷取后的冷却速度低的例子，实验No.D08是热轧后的卷取温度高的例子。无论任一个例子，轧制氧化皮中的FeO量均有所降低，酸洗性差。
实验No.D09和D10，因为Cr量明显过剩，所以轧制氧化皮中形成难溶性的FeCr2O4，酸洗性差。
实验No.D15，在热轧后的输送机冷却中未实施风冷，卷取后的冷却速度低，因此轧制氧化皮中的FeO不足，酸洗性差。
实验No.D18因为Cr量过剩，并且还过剩地含有Cu和Ni，所以轧制氧化皮中形成难溶性的氧化皮(尤其是FeCr2O4)，酸洗性差。
实验No.D11～D13，因为退火条件不恰当，所以退火后的氧化被膜的厚度超过本发明所规定的上限，耐腐蚀性不充分。具体来说，实验No.D11因为退火温度过高，所以氧化被膜形成得厚，耐腐蚀性不充分。
实验No.D12是以氧浓度5.0体积ppm的Ar气氛实施退火的例子，另外D13是在大气中实施退火的例子。在这些例子中，因为退火气氛中的氧浓度过高，所以氧化被膜形成得厚，耐腐蚀性不充分。
实验No.D14是在退火后，通过切削加工除去了表面的氧化被膜层的例子，因为部件表面不存在氧化被膜，所以得不到优异的耐腐蚀性。
实验No.D16因为C量高，所以为耐腐蚀性、磁特性均差的结果。
实验No.D17因为Mn量和S量过剩，所以得不到优异的磁特性。
产业上的可利用性
本发明的软磁性部件用钢材，作为以汽车、电车和船舶用等为对象的各种电装部件(软磁性部件)所使用电磁阀、螺线管、继电器等的铁心材和磁屏蔽材、致动器构件有用。特别是在有耐腐蚀性要求的环境中发挥着优异的特性。

Claims (4)

1.一种酸洗性优异的软磁性部件用钢材，其特征在于，以质量％计满足
C：0.001～0.025％、
Si：高于0％并低于1.0％、
Mn：0.1～1.0％、
P：高于0％并在0.030％以下、
S：高于0％并在0.08％以下、
Cr：高于0％并低于0.5％、
Al：高于0％并在0.010％以下、和
N：高于0％并在0.01％以下，
余量由铁和不可避免的杂质构成，并且，
含有40～80体积％的FeO的轧制氧化皮形成于钢材表面。
2.根据权利要求1所述的软磁性部件用钢材，其中，以质量％计还含有属于以下的(a)、(b)的至少任意一项的一种以上的元素，
(a)从Cu：高于0％并在0.5％以下和Ni：高于0％并在0.5％以下所构成的组中选择的一种以上的元素；
(b)Pb：高于0％并在1.0％以下。
3.一种耐腐蚀性和磁特性优异的软磁性部件，其特征在于，是使用权利要求1或2所述的软磁性部件用钢材得到的软磁性部件，部件表面形成有厚度为5～30nm的氧化被膜。
4.一种耐腐蚀性和磁特性优异的软磁性部件的制造方法，其特征在于，是制造权利要求3所述的软磁性部件的方法，使用所述软磁性部件用钢材进行部件成型后，以下述的条件进行退火，
退火条件为
退火气氛：氧浓度为1.0体积ppm以下，
退火温度：600～1200℃，
退火时间：1小时以上且20小时以下。
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