JP2000144348A - 高周波域における磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents
高周波域における磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板およびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波域における磁気異方性が小さく、ひい
ては良好なモーター特性が得られる無方向性電磁鋼板を
提供する。 【解決手段】 Ｃ：0.0050wt％以下、Si：0.5 〜4.5 wt
％、Mn：0.1 〜2.5 wt％およびAl：0.2 〜2.5 wt％を含
有する組成になり、エプスタイン試験片を用いた圧延方
向（Ｌ方向）、圧延直角方向（Ｃ方向）および圧延方向
に対して45°をなす方向（Ｄ方向）の磁気特性測定値に
ついて、1.5 Ｔ、50HzにおけるＬ, Ｃ平均鉄損Ｗ
15/50(L+C) W/kg と5000 A/mでのＬ, Ｃ平均磁束密度Ｂ
50(L+C) Ｔ とが、次式(1) Ｂ50(L+C) ≧0.03・Ｗ15/50(L+C)＋1.63
--- (1) の関係を満足すると共に、 1.0Ｔ、400Hz におけるＤ鉄
損Ｗ10/400(D) W/kg のＬ，Ｃ平均鉄損Ｗ10/400(L+C)
W/kg に対する比が、次式(2) Ｗ10/400(D) ／Ｗ10/400(L+C) ≦ 1.2
--- (2) の範囲を満足する構成とする。
ては良好なモーター特性が得られる無方向性電磁鋼板を
提供する。 【解決手段】 Ｃ：0.0050wt％以下、Si：0.5 〜4.5 wt
％、Mn：0.1 〜2.5 wt％およびAl：0.2 〜2.5 wt％を含
有する組成になり、エプスタイン試験片を用いた圧延方
向（Ｌ方向）、圧延直角方向（Ｃ方向）および圧延方向
に対して45°をなす方向（Ｄ方向）の磁気特性測定値に
ついて、1.5 Ｔ、50HzにおけるＬ, Ｃ平均鉄損Ｗ
15/50(L+C) W/kg と5000 A/mでのＬ, Ｃ平均磁束密度Ｂ
50(L+C) Ｔ とが、次式(1) Ｂ50(L+C) ≧0.03・Ｗ15/50(L+C)＋1.63
--- (1) の関係を満足すると共に、 1.0Ｔ、400Hz におけるＤ鉄
損Ｗ10/400(D) W/kg のＬ，Ｃ平均鉄損Ｗ10/400(L+C)
W/kg に対する比が、次式(2) Ｗ10/400(D) ／Ｗ10/400(L+C) ≦ 1.2
--- (2) の範囲を満足する構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、主にモーター等
の回転機器に使用して好適な無方向性電磁鋼板およびそ
の製造方法に関し、特に高周波域における磁気異方性を
効果的に低減して、回転機効率の一層の向上を図ったも
のである。
の回転機器に使用して好適な無方向性電磁鋼板およびそ
の製造方法に関し、特に高周波域における磁気異方性を
効果的に低減して、回転機効率の一層の向上を図ったも
のである。
【０００２】
【従来の技術】近年、省エネルギー化の要請が強化され
るに伴って、電気機器類の高効率化指向が高まってき
た。鋼板メーカーは上記の要請に応えるべく、以下に述
べるような様々な手段によって電気機器類用電磁鋼板の
鉄損特性の向上に努めてきた。
るに伴って、電気機器類の高効率化指向が高まってき
た。鋼板メーカーは上記の要請に応えるべく、以下に述
べるような様々な手段によって電気機器類用電磁鋼板の
鉄損特性の向上に努めてきた。
【０００３】さて、電磁鋼板に対するSiの添加は、鋼板
の比抵抗を高めることによって鉄損を低減させる最も有
効な手段であり、この手段は、電磁鋼板の分野において
広く用いられている。また、添加元素としては、AlもSi
と同様の効果を有することが知られる。例えば特開昭53
−66816 号公報には、鋼板の比抵抗を高め、かつ微細な
AlＮの析出による粒成長抑制作用を避けるために、Alの
積極添加が提案されている。また、特開昭55−73819 号
公報では、Alを添加し、かつ焼鈍雰囲気調整により鋼板
表面の内部酸化層を低減することによって、良好な高磁
場特性を達成している。さらに、特開昭54−68716 号公
報および特開昭58−25427 号公報では、Alを添加すると
共に、REM とSbを複合添加したり、高純化したりして、
集合組織を改善することにより鉄損を低減している。
の比抵抗を高めることによって鉄損を低減させる最も有
効な手段であり、この手段は、電磁鋼板の分野において
広く用いられている。また、添加元素としては、AlもSi
と同様の効果を有することが知られる。例えば特開昭53
−66816 号公報には、鋼板の比抵抗を高め、かつ微細な
AlＮの析出による粒成長抑制作用を避けるために、Alの
積極添加が提案されている。また、特開昭55−73819 号
公報では、Alを添加し、かつ焼鈍雰囲気調整により鋼板
表面の内部酸化層を低減することによって、良好な高磁
場特性を達成している。さらに、特開昭54−68716 号公
報および特開昭58−25427 号公報では、Alを添加すると
共に、REM とSbを複合添加したり、高純化したりして、
集合組織を改善することにより鉄損を低減している。
【０００４】その他、特開昭61−87823 号公報では、Al
を添加し、仕上げ焼鈍時の鋼板冷却速度を制御すること
によって、また特開平３−274247号公報では、Alを添加
すると共に、Ｂ，Sb，Snの複合添加により酸窒化を防止
することによって、特開平３−294422号公報では、Alを
添加し、冷間圧延を制御して鋼板Ｃ特性比を低減するこ
とによって、特開平４−63252 号公報では、MnとAlを複
合添加することによって、特開平４−136138号公報で
は、Alを添加すると共に極低Siとし、かつＰ、Sbの添加
により集合組織を改善することによって、いずれも磁気
特性の改善を達成している。以上述べた技術はいずれ
も、電磁鋼板自体の特性改善によって、それを使用する
電気機器の効率向上につなげるものであった。
を添加し、仕上げ焼鈍時の鋼板冷却速度を制御すること
によって、また特開平３−274247号公報では、Alを添加
すると共に、Ｂ，Sb，Snの複合添加により酸窒化を防止
することによって、特開平３−294422号公報では、Alを
添加し、冷間圧延を制御して鋼板Ｃ特性比を低減するこ
とによって、特開平４−63252 号公報では、MnとAlを複
合添加することによって、特開平４−136138号公報で
は、Alを添加すると共に極低Siとし、かつＰ、Sbの添加
により集合組織を改善することによって、いずれも磁気
特性の改善を達成している。以上述べた技術はいずれ
も、電磁鋼板自体の特性改善によって、それを使用する
電気機器の効率向上につなげるものであった。
【０００５】一方、最近では、半導体の性能向上、価格
の低下と共に、その周辺技術の飛躍的な向上によって小
型回転機器の制御技術が急速に進歩し、インバーターに
よる回転制御が行われたり、また永久磁石素材の進歩に
よりＤＣブラシレスモーターのような高効率回転機の製
造が可能となった。しかしながら、これに伴ってモータ
の駆動条件は複雑化し、高回転域のみならず低回転域に
おいても励磁条件は歪などによる高周波成分を多く含む
ようになってきた。しかも、これが原因で、前述したよ
うな従来材料を用いたモーター鉄心においてはこれ以上
の鉄損低減が困難となり、モーターの効率改善は頭打ち
となってきていた。
の低下と共に、その周辺技術の飛躍的な向上によって小
型回転機器の制御技術が急速に進歩し、インバーターに
よる回転制御が行われたり、また永久磁石素材の進歩に
よりＤＣブラシレスモーターのような高効率回転機の製
造が可能となった。しかしながら、これに伴ってモータ
の駆動条件は複雑化し、高回転域のみならず低回転域に
おいても励磁条件は歪などによる高周波成分を多く含む
ようになってきた。しかも、これが原因で、前述したよ
うな従来材料を用いたモーター鉄心においてはこれ以上
の鉄損低減が困難となり、モーターの効率改善は頭打ち
となってきていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】この発明は、上記の現
状に鑑み開発されたもので、高周波域における磁気異方
性を低減して、高効率回転機の効率をさらに高めること
ができる回転機器用の無方向性電磁鋼板を、その有利な
製造方法と共に提案することを目的とする。
状に鑑み開発されたもので、高周波域における磁気異方
性を低減して、高効率回転機の効率をさらに高めること
ができる回転機器用の無方向性電磁鋼板を、その有利な
製造方法と共に提案することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】さて、発明者らは、鋼板
の磁気特性を詳細に調査するだけでなく、それを用いて
実際の回転機を作製し、その実機特性と素材特性との関
係について詳細に検討した結果、実機のモーター効率を
高めるためには、商用周波数よりも高周波の領域におけ
る素材の磁気異方性を小さくすることが極めて重要であ
ることを新たに見出した。この発明は、上記の知見に立
脚するものである。
の磁気特性を詳細に調査するだけでなく、それを用いて
実際の回転機を作製し、その実機特性と素材特性との関
係について詳細に検討した結果、実機のモーター効率を
高めるためには、商用周波数よりも高周波の領域におけ
る素材の磁気異方性を小さくすることが極めて重要であ
ることを新たに見出した。この発明は、上記の知見に立
脚するものである。
【０００８】すなわち、この発明の要旨構成は次のとお
りである。 １．Ｃ：0.0050wt％以下、 Si：0.5 〜4.5 wt％、 Mn：0.1 〜2.5 wt％および Al：0.2 〜2.5 wt％ を含有する組成になり、エプスタイン試験片を用いた圧
延方向（Ｌ方向）、圧延直角方向（Ｃ方向）および圧延
方向に対して45°をなす方向（Ｄ方向）の磁気特性測定
値について、1.5 Ｔ、50HzにおけるＬ, Ｃ平均鉄損Ｗ
15/50(L+C) W/kg と5000 A/mでのＬ, Ｃ平均磁束密度Ｂ
50(L+C) Ｔ との間に、次式(1) Ｂ50(L+C) ≧0.03・Ｗ15/50(L+C)＋1.63 --- (1) の関係が成立し、かつ 1.0Ｔ、400Hz におけるＤ鉄損Ｗ
10/400(D) W/kg のＬ，Ｃ平均鉄損Ｗ10/400(L+C) W/kg
に対する比が、次式(2) Ｗ10/400(D) ／Ｗ10/400(L+C) ≦ 1.2 --- (2) の範囲を満足することを特徴とする高周波域における磁
気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板。
りである。 １．Ｃ：0.0050wt％以下、 Si：0.5 〜4.5 wt％、 Mn：0.1 〜2.5 wt％および Al：0.2 〜2.5 wt％ を含有する組成になり、エプスタイン試験片を用いた圧
延方向（Ｌ方向）、圧延直角方向（Ｃ方向）および圧延
方向に対して45°をなす方向（Ｄ方向）の磁気特性測定
値について、1.5 Ｔ、50HzにおけるＬ, Ｃ平均鉄損Ｗ
15/50(L+C) W/kg と5000 A/mでのＬ, Ｃ平均磁束密度Ｂ
50(L+C) Ｔ との間に、次式(1) Ｂ50(L+C) ≧0.03・Ｗ15/50(L+C)＋1.63 --- (1) の関係が成立し、かつ 1.0Ｔ、400Hz におけるＤ鉄損Ｗ
10/400(D) W/kg のＬ，Ｃ平均鉄損Ｗ10/400(L+C) W/kg
に対する比が、次式(2) Ｗ10/400(D) ／Ｗ10/400(L+C) ≦ 1.2 --- (2) の範囲を満足することを特徴とする高周波域における磁
気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板。
【０００９】２．上記１において、鋼成分が、さらに Sb：0.005 〜0.12wt％ を含有する組成になることを特徴とする高周波域におけ
る磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板。
る磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板。
【００１０】３．Ｃ：0.0050wt％以下、 Si：0.5 〜4.5 wt％、 Mn：0.1 〜2.5 wt％および Al：0.2 〜2.5 wt％ を含有する組成になる鋼スラブを、熱間圧延し、ついで
800℃以上の温度での熱延板焼鈍後、１回または中間焼
鈍を含む２回の圧延工程において、50℃以上の温度域で
少なくとも20％以上の圧下を施し、その後 850℃以上の
温度で仕上げ焼鈍を施すことを特徴とする高周波域にお
ける磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板の
製造方法。
800℃以上の温度での熱延板焼鈍後、１回または中間焼
鈍を含む２回の圧延工程において、50℃以上の温度域で
少なくとも20％以上の圧下を施し、その後 850℃以上の
温度で仕上げ焼鈍を施すことを特徴とする高周波域にお
ける磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板の
製造方法。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、この発明を具体的に説明す
る。さて、発明者らは先ず、市販の種々のＤＣブラシレ
スモーターを入手し、これらと同等の形状に加工できる
金型を作成し、種々の鋼板素材を打抜いてモーターを製
作した。なお、素材特性の評価に際しては、従来の圧延
方向、圧延直角方向のみのエプスタイン評価方法に加え
て、圧延方向に対して45°をなす方向のエプスタイン試
験片（各々Ｌ片，Ｃ片およびＤ片という）を用いた磁気
測定を行った。また、商用周波数だけでなく、50 kHzま
での高周波域における磁気測定を行い、これらを詳細に
解析検討した。
る。さて、発明者らは先ず、市販の種々のＤＣブラシレ
スモーターを入手し、これらと同等の形状に加工できる
金型を作成し、種々の鋼板素材を打抜いてモーターを製
作した。なお、素材特性の評価に際しては、従来の圧延
方向、圧延直角方向のみのエプスタイン評価方法に加え
て、圧延方向に対して45°をなす方向のエプスタイン試
験片（各々Ｌ片，Ｃ片およびＤ片という）を用いた磁気
測定を行った。また、商用周波数だけでなく、50 kHzま
での高周波域における磁気測定を行い、これらを詳細に
解析検討した。
【００１２】図ｌに、モーター効率に及ぼす素材の鉄損
と磁束密度の影響について調べた結果を示す。同図に示
したとおり、素材の 1.5Ｔ、50HzにおけるＬ, Ｃ平均鉄
損Ｗ15/50(L+C) W/kg と 5000A/mでのＬ, Ｃ平均磁束密
度Ｂ50(L+C) Ｔ との間に、次式(1) Ｂ50(L+C) ≧0.03・Ｗ15/50(L+C)＋1.63 --- (1) の関係が成立する場合に、モーター効率が92％以上の優
れた特性が得られることが判明した。
と磁束密度の影響について調べた結果を示す。同図に示
したとおり、素材の 1.5Ｔ、50HzにおけるＬ, Ｃ平均鉄
損Ｗ15/50(L+C) W/kg と 5000A/mでのＬ, Ｃ平均磁束密
度Ｂ50(L+C) Ｔ との間に、次式(1) Ｂ50(L+C) ≧0.03・Ｗ15/50(L+C)＋1.63 --- (1) の関係が成立する場合に、モーター効率が92％以上の優
れた特性が得られることが判明した。
【００１３】しかしながら、上掲式の条件を満足する場
合であっても、必ずしも全てが92％以上の効率とはなら
なかった。そこで、発明者らは、この原因を明らかにす
るために、さらに高周波域特性、角度別特性および歪み
波解析などについて詳細な検討を行った。得られた結果
を図２に示す。なお、上記の実験において、素材は全て
上掲式(1) を満足するものを用いた。ここで、Ｗ10/400
(L+C) W/kg およびＷ10/400(D) W/kg はそれぞれ、素
材の圧延方向とその直角方向との平均および圧延方向に
対して45℃の方向の、1.0 Ｔ,400 Hzにおける鉄損値で
ある。同図から明らかなように、これらの比が、次式
(2) Ｗ10/400(D) ／Ｗ10/400(L+C) ≦ 1.2 --- (2) の範囲を満足する場合にのみ、良好なモーター効率が安
定して得られることが判明した。
合であっても、必ずしも全てが92％以上の効率とはなら
なかった。そこで、発明者らは、この原因を明らかにす
るために、さらに高周波域特性、角度別特性および歪み
波解析などについて詳細な検討を行った。得られた結果
を図２に示す。なお、上記の実験において、素材は全て
上掲式(1) を満足するものを用いた。ここで、Ｗ10/400
(L+C) W/kg およびＷ10/400(D) W/kg はそれぞれ、素
材の圧延方向とその直角方向との平均および圧延方向に
対して45℃の方向の、1.0 Ｔ,400 Hzにおける鉄損値で
ある。同図から明らかなように、これらの比が、次式
(2) Ｗ10/400(D) ／Ｗ10/400(L+C) ≦ 1.2 --- (2) の範囲を満足する場合にのみ、良好なモーター効率が安
定して得られることが判明した。
【００１４】上述したように、この発明に従い上掲式
(1), (2)の条件を満足する素材を使用した場合において
のみ、良好なモーター効率が得られる理由は、必ずしも
明らかではないが、以下のように推察できる。つまり、
モーター効率は、モーターの鉄損および銅損が小さいも
のほど高くなる。ここに、鉄損は主に素材の鉄損に影響
され、低鉄損材ほど低鉄損のモーターとなる。一方、銅
損は、素材の磁束密度が高いものものほど透磁率が高く
なり、励磁に要する電流が少なくて済むため、発生する
ジュール損すなわち銅損が低減される。しかしながら、
素材特性が通常理想的な正弦波励磁下で行われるのに対
して、モーターは複雑な形状や、磁路の影響を受け、磁
束波形が歪み、高周波成分を持つことになる。また、最
近では、高効率化のためにインバーター制御が用いら
れ、周波数を変えることによって回転数が変えることが
可能になってきたが、このインバーター周波数は、キャ
リア周波数が高周波であるのみならず、基本周波数も比
較的高周波数が用いられる。
(1), (2)の条件を満足する素材を使用した場合において
のみ、良好なモーター効率が得られる理由は、必ずしも
明らかではないが、以下のように推察できる。つまり、
モーター効率は、モーターの鉄損および銅損が小さいも
のほど高くなる。ここに、鉄損は主に素材の鉄損に影響
され、低鉄損材ほど低鉄損のモーターとなる。一方、銅
損は、素材の磁束密度が高いものものほど透磁率が高く
なり、励磁に要する電流が少なくて済むため、発生する
ジュール損すなわち銅損が低減される。しかしながら、
素材特性が通常理想的な正弦波励磁下で行われるのに対
して、モーターは複雑な形状や、磁路の影響を受け、磁
束波形が歪み、高周波成分を持つことになる。また、最
近では、高効率化のためにインバーター制御が用いら
れ、周波数を変えることによって回転数が変えることが
可能になってきたが、このインバーター周波数は、キャ
リア周波数が高周波であるのみならず、基本周波数も比
較的高周波数が用いられる。
【００１５】このように、実際のモーターでは、通常の
素材評価では考慮されていない高周波成分が効いてく
る。また、通常の素材評価は、Ｌ，Ｃ試験片のみの評価
が主体であるのに対して、モーターでは、使用される電
磁鋼板のすべての方向（圧延方向に対して45°をなすＤ
方向を含めた板面内）に磁束が流れる。従って、上記し
たこの発明の範囲でモーター効率が改善されたのは、モ
ーター内部では、Ｄ方向の特性、特に低磁場、高周波特
性が相対的に重要な役割を果たしていることによるもの
と考えられる。
素材評価では考慮されていない高周波成分が効いてく
る。また、通常の素材評価は、Ｌ，Ｃ試験片のみの評価
が主体であるのに対して、モーターでは、使用される電
磁鋼板のすべての方向（圧延方向に対して45°をなすＤ
方向を含めた板面内）に磁束が流れる。従って、上記し
たこの発明の範囲でモーター効率が改善されたのは、モ
ーター内部では、Ｄ方向の特性、特に低磁場、高周波特
性が相対的に重要な役割を果たしていることによるもの
と考えられる。
【００１６】次に、この発明において、素材の成分組成
および製造条件を前記のように限定した理由について説
明する。 Ｃ：0.0050wt％以下 Ｃは、γ域を拡大しα−γ変態点を低下させる。また、
焼鈍中にγ相がα粒界にフィルム状に生成しα粒の成長
を抑制するため、Ｃは基本的に少なくする必要がある。
さらに、SiやAlのα相安定化元素を多く含有し、全温度
域でγ相が生成しない場合でもＣ含有量が0.0050wt％を
超えると鉄損特性の時効劣化を引き起こすおそれがあ
る。そこで、この発明では、Ｃ含有量は0.0050wt％以下
に限定した。
および製造条件を前記のように限定した理由について説
明する。 Ｃ：0.0050wt％以下 Ｃは、γ域を拡大しα−γ変態点を低下させる。また、
焼鈍中にγ相がα粒界にフィルム状に生成しα粒の成長
を抑制するため、Ｃは基本的に少なくする必要がある。
さらに、SiやAlのα相安定化元素を多く含有し、全温度
域でγ相が生成しない場合でもＣ含有量が0.0050wt％を
超えると鉄損特性の時効劣化を引き起こすおそれがあ
る。そこで、この発明では、Ｃ含有量は0.0050wt％以下
に限定した。
【００１７】Si：0.5 〜4.5 wt％ Siは、鋼の比抵抗を高め鉄損を低下させる有用元素であ
り、その効果を得るためには最低1.0 wt％が必要であ
る。しかしながら、過度の添加は硬度を上昇させ冷間圧
延性を劣化させるので、上限を4.5 wt％とした。
り、その効果を得るためには最低1.0 wt％が必要であ
る。しかしながら、過度の添加は硬度を上昇させ冷間圧
延性を劣化させるので、上限を4.5 wt％とした。
【００１８】Al：0.2 〜2.5 wt％ Alは、Siと同様、鋼の比抵抗を高め鉄損を低下させる働
きがあるので、0.2 wt％以上添加するが、その含有量が
多い場合には連続鋳造でのモールドとの潤滑性が低下し
鋳造が困難となるので、上限は2.5 wt％とした。
きがあるので、0.2 wt％以上添加するが、その含有量が
多い場合には連続鋳造でのモールドとの潤滑性が低下し
鋳造が困難となるので、上限は2.5 wt％とした。
【００１９】Mn：0.1 〜2.5 wt％ Mnは、SiやAlほどではないが、鋼の比抵抗を高め、鉄損
を低下させる作用があり、また熱間圧延性の改善にも有
効に寄与するが、含有量が0.1 wt％に満たないとその添
加効果に乏しく、一方含有量があまり多くなると冷聞圧
延性が劣化するので、上限は2.5 wt％とした。
を低下させる作用があり、また熱間圧延性の改善にも有
効に寄与するが、含有量が0.1 wt％に満たないとその添
加効果に乏しく、一方含有量があまり多くなると冷聞圧
延性が劣化するので、上限は2.5 wt％とした。
【００２０】以上、必須成分について説明したが、この
発明では、必要に応じて以下の元素を適宜添加すること
ができる。 Sb：0.005 〜0.12wt％ Sbは、集合組織を改善して磁束密度を向上させるだけで
なく、鋼板表層の特にアルミの酸窒化を抑制し、さらに
これに伴う表層細粒の生成を抑制することにより表面硬
度の上昇を抑えて、打抜き加工性を向上させる作用があ
るが、含有量が0.005 wt％に満たないとその添加効果に
乏しく、一方0.12wt％を超えると粒成長性が阻害され磁
気特性の劣化するので、0.005 〜0.12wt％の範囲に限定
した。
発明では、必要に応じて以下の元素を適宜添加すること
ができる。 Sb：0.005 〜0.12wt％ Sbは、集合組織を改善して磁束密度を向上させるだけで
なく、鋼板表層の特にアルミの酸窒化を抑制し、さらに
これに伴う表層細粒の生成を抑制することにより表面硬
度の上昇を抑えて、打抜き加工性を向上させる作用があ
るが、含有量が0.005 wt％に満たないとその添加効果に
乏しく、一方0.12wt％を超えると粒成長性が阻害され磁
気特性の劣化するので、0.005 〜0.12wt％の範囲に限定
した。
【００２１】Ｐも、SiやAlほどではないが、鋼の比抵抗
を高め、鉄損を低下させる効果があり、また粒界偏析に
より冷延再結晶後の集合組織を改善して磁束密度を向上
させる効果があるので、必要に応じて添加してもよい。
しかしながら、過度の粒界偏析は粒成長性を阻害し鉄損
を劣化させるので、その上限は 0.1wt％とする。
を高め、鉄損を低下させる効果があり、また粒界偏析に
より冷延再結晶後の集合組織を改善して磁束密度を向上
させる効果があるので、必要に応じて添加してもよい。
しかしながら、過度の粒界偏析は粒成長性を阻害し鉄損
を劣化させるので、その上限は 0.1wt％とする。
【００２２】その他、Ni，Cu，Cr等も比抵抗を高める元
素であるので、添加してもよいが、いずれも10wt％を超
えると圧延性が劣化するので、10wt％以下で添加するこ
とが好ましい。なお、Ｓは、析出物、介在物を形成し粒
成長性を阻害するので、極力低減することが好ましい
が、0.01wt％以下であれば許容できる。
素であるので、添加してもよいが、いずれも10wt％を超
えると圧延性が劣化するので、10wt％以下で添加するこ
とが好ましい。なお、Ｓは、析出物、介在物を形成し粒
成長性を阻害するので、極力低減することが好ましい
が、0.01wt％以下であれば許容できる。
【００２３】次に、製造条件について説明する。熱延条
件は特に規定しないが、省エネルギーのため、スラブ加
熱温度は1200℃以下とすることが望ましい。熱延板焼鈍
は、800 ℃以上でなければ磁束密度を向上させることが
難しいので、800 ℃以上の温度域で行うものとする。
件は特に規定しないが、省エネルギーのため、スラブ加
熱温度は1200℃以下とすることが望ましい。熱延板焼鈍
は、800 ℃以上でなければ磁束密度を向上させることが
難しいので、800 ℃以上の温度域で行うものとする。
【００２４】ついで、１回または中間焼鈍を含む２回の
圧延を施すが、この冷間圧延において、集合組織を適正
とするためには、50℃以上の温度域で少なくとも20％以
上の圧下を施す必要がある。つまり、比較的低磁場、高
周波域でのＤ方向の鉄損を良くするには、磁化容易軸で
ある＜１００＞がＤ方向を向くのが理想的であるが、そ
れに加えて磁化困難軸である＜１１１＞をある程度含ん
でいることが好ましいことが究明され、これに着目した
ところにこの発明の第２番目のポイントがある。そし
て、上記のような集合組織とするには、冷間圧延の際、
50℃以上の温度域で少なくとも20％以上の圧下を施すこ
とが重要なのである。
圧延を施すが、この冷間圧延において、集合組織を適正
とするためには、50℃以上の温度域で少なくとも20％以
上の圧下を施す必要がある。つまり、比較的低磁場、高
周波域でのＤ方向の鉄損を良くするには、磁化容易軸で
ある＜１００＞がＤ方向を向くのが理想的であるが、そ
れに加えて磁化困難軸である＜１１１＞をある程度含ん
でいることが好ましいことが究明され、これに着目した
ところにこの発明の第２番目のポイントがある。そし
て、上記のような集合組織とするには、冷間圧延の際、
50℃以上の温度域で少なくとも20％以上の圧下を施すこ
とが重要なのである。
【００２５】この理由は明確ではないが、磁区構造に起
因するものと推定している。ここに、圧延温度が50℃未
満であったり、圧下率が20％未満であったりするとＤ//
＜１１１＞の生成が不十分であり良好なＤ特性が得られ
ない。なお、この圧延は、ゼンジマー圧延でも達成可能
であるが、生産効率の観点からはタンデム圧延の方が好
ましい。
因するものと推定している。ここに、圧延温度が50℃未
満であったり、圧下率が20％未満であったりするとＤ//
＜１１１＞の生成が不十分であり良好なＤ特性が得られ
ない。なお、この圧延は、ゼンジマー圧延でも達成可能
であるが、生産効率の観点からはタンデム圧延の方が好
ましい。
【００２６】仕上げ焼鈍については、その温度が 850℃
に満たないと粒成長が不十分で良好なＬ，Ｃ，Ｄ鉄損が
得られないので、850 ℃以上に限定した。
に満たないと粒成長が不十分で良好なＬ，Ｃ，Ｄ鉄損が
得られないので、850 ℃以上に限定した。
【００２７】
【実施例】実施例１ 表１に成分組成になる鋼スラブを、通常のガス加熱炉に
より1150℃に加熱したのち、熱間圧延により2.6 mm厚の
熱延坂とした。ついで 850℃でｌ分の熱延板焼鈍後、４
スタンドのタンデム圧延機により0.35mm厚に仕上げた。
この時、第４番目のスタンドの入側の温度は80℃で、圧
下率は32％とした。ついで 880℃で再結晶焼鈍を施した
のち、コーティング処理を施して製品板とした。得られ
た製品板から、素材評価のためＬ，Ｃ，Ｄ方向のエプス
タイン試験片を採取し、磁気特性を測定した。また、30
0WのＤＣブラシレスモーターを試作してそのモーター効
率を測定した。かくして得られた結果を整理して表２に
示す。
より1150℃に加熱したのち、熱間圧延により2.6 mm厚の
熱延坂とした。ついで 850℃でｌ分の熱延板焼鈍後、４
スタンドのタンデム圧延機により0.35mm厚に仕上げた。
この時、第４番目のスタンドの入側の温度は80℃で、圧
下率は32％とした。ついで 880℃で再結晶焼鈍を施した
のち、コーティング処理を施して製品板とした。得られ
た製品板から、素材評価のためＬ，Ｃ，Ｄ方向のエプス
タイン試験片を採取し、磁気特性を測定した。また、30
0WのＤＣブラシレスモーターを試作してそのモーター効
率を測定した。かくして得られた結果を整理して表２に
示す。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】表２から明らかなように、この発明に従え
ば、高周波域における磁気異方性が小さい素材ひいては
良好なモーター特性が得られている。
ば、高周波域における磁気異方性が小さい素材ひいては
良好なモーター特性が得られている。
【００３１】実施例２ 表１の鋼記号Ａ，Ｇの素材を用いて製品を製造するに当
たり、タンデム圧延条件を種々変化させて圧延を行い、
これを 880℃で再結晶焼鈍後、コーティング処理を施し
て得た製品板から、素材評価のためＬ，Ｃ，Ｄ方向のエ
プスタイン試験片を採取して特性を測定し、また300Wの
ＤＣブラシレスモーターを試作してそのモーター効率を
測定した。得られた結果を表３に示す。なお、タンデム
圧延機は４スタンドよりなり、このうちスタンド入側の
温度が一番高いものについて、入側温度と圧下率を記載
した。
たり、タンデム圧延条件を種々変化させて圧延を行い、
これを 880℃で再結晶焼鈍後、コーティング処理を施し
て得た製品板から、素材評価のためＬ，Ｃ，Ｄ方向のエ
プスタイン試験片を採取して特性を測定し、また300Wの
ＤＣブラシレスモーターを試作してそのモーター効率を
測定した。得られた結果を表３に示す。なお、タンデム
圧延機は４スタンドよりなり、このうちスタンド入側の
温度が一番高いものについて、入側温度と圧下率を記載
した。
【００３２】
【表３】
【００３３】同表に示したとおり、この発明に従えば、
高周波域における磁気異方性が小さい素材ひいては良好
なモーター特性を得ることができた。
高周波域における磁気異方性が小さい素材ひいては良好
なモーター特性を得ることができた。
【００３４】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、無方向性
電磁鋼板の高周波域における磁気異方性を効果的に低減
することができ、ひいては回転機の効率を格段に高める
ことができる。
電磁鋼板の高周波域における磁気異方性を効果的に低減
することができ、ひいては回転機の効率を格段に高める
ことができる。
【図１】モーター効率に及ぼす素材の鉄損Ｗ15/50(L+C)
と磁束密度Ｂ50(L+C) の関係を示したグラフである。
と磁束密度Ｂ50(L+C) の関係を示したグラフである。
【図２】モーター効率に及ぼす素材のＤ鉄損Ｗ
10/400(D) とＬ，Ｃ平均鉄損Ｗ10/400(L+C) の関係を示
したグラフである。
10/400(D) とＬ，Ｃ平均鉄損Ｗ10/400(L+C) の関係を示
したグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小森 ゆか 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 藤田 明男 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 藤山 寿郎 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 酒井 敬司 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 Ｆターム(参考） 4K033 AA01 CA03 CA09 FA00 FA13 HA04 KA00 QA01 5H615 AA01 BB01 SS02 SS25 TT04 TT16
Claims (3)
- 【請求項１】Ｃ：0.0050wt％以下、 Si：0.5 〜4.5 wt％、 Mn：0.1 〜2.5 wt％および Al：0.2 〜2.5 wt％ を含有する組成になり、エプスタイン試験片を用いた圧
延方向（Ｌ方向）、圧延直角方向（Ｃ方向）および圧延
方向に対して45°をなす方向（Ｄ方向）の磁気特性測定
値について、1.5 Ｔ、50HzにおけるＬ, Ｃ平均鉄損Ｗ
15/50(L+C) W/kg と5000 A/mでのＬ, Ｃ平均磁束密度Ｂ
50(L+C) Ｔ との間に、次式(1) Ｂ50(L+C) ≧0.03・Ｗ15/50(L+C)＋1.63 --- (1) の関係が成立し、かつ 1.0Ｔ、400Hz におけるＤ鉄損Ｗ
10/400(D) W/kg のＬ，Ｃ平均鉄損Ｗ10/400(L+C) W/kg
に対する比が、次式(2) Ｗ10/400(D) ／Ｗ10/400(L+C) ≦ 1.2 --- (2) の範囲を満足することを特徴とする高周波域における磁
気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板。 - 【請求項２】 請求項１において、鋼成分が、さらに Sb：0.005 〜0.12wt％ を含有する組成になることを特徴とする高周波域におけ
る磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板。 - 【請求項３】Ｃ：0.0050wt％以下、 Si：0.5 〜4.5 wt％、 Mn：0.1 〜2.5 wt％および Al：0.2 〜2.5 wt％ を含有する組成になる鋼スラブを、熱間圧延し、ついで
800℃以上の温度での熱延板焼鈍後、１回または中間焼
鈍を含む２回の圧延工程において、50℃以上の温度域で
少なくとも20％以上の圧下を施し、その後 850℃以上の
温度で仕上げ焼鈍を施すことを特徴とする高周波域にお
ける磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10317437A JP2000144348A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 高周波域における磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10317437A JP2000144348A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 高周波域における磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000144348A true JP2000144348A (ja) | 2000-05-26 |
Family
ID=18088217
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10317437A Pending JP2000144348A (ja) | 1998-11-09 | 1998-11-09 | 高周波域における磁気異方性が小さい回転機器用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000144348A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1156128A1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-11-21 | Kawasaki Steel Corporation | Non-oriented electromagnetic steel sheet having reduced magnetic anisotropy in high frequency region and excellent press workability |
| JP2002226952A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kawasaki Steel Corp | モータ鉄心用の無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2002226951A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kawasaki Steel Corp | 高周波・高磁束密度域における磁気特性が良好な回転機器用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2005312155A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Nippon Steel Corp | モーター鉄心用電磁鋼板の選定方法 |
| CN106026551A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-12 | 无锡新大力电机有限公司 | 一种电机转子的制造工艺 |
-
1998
- 1998-11-09 JP JP10317437A patent/JP2000144348A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1156128A1 (en) * | 1999-11-26 | 2001-11-21 | Kawasaki Steel Corporation | Non-oriented electromagnetic steel sheet having reduced magnetic anisotropy in high frequency region and excellent press workability |
| EP1156128A4 (en) * | 1999-11-26 | 2003-05-14 | Kawasaki Steel Co | NON-ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET WITH REDUCED MAGNETIC ANISOTROPY IN THE HIGH-FREQUENCY REGION AND EXCELLENT PRESS WORKABILITY |
| JP2002226952A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kawasaki Steel Corp | モータ鉄心用の無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2002226951A (ja) * | 2001-01-31 | 2002-08-14 | Kawasaki Steel Corp | 高周波・高磁束密度域における磁気特性が良好な回転機器用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP2005312155A (ja) * | 2004-04-20 | 2005-11-04 | Nippon Steel Corp | モーター鉄心用電磁鋼板の選定方法 |
| CN106026551A (zh) * | 2016-06-28 | 2016-10-12 | 无锡新大力电机有限公司 | 一种电机转子的制造工艺 |
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|---|---|---|---|
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| A02 | Decision of refusal |
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