JP2001032052A - 高周波鉄損特性に優れるＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金 - Google Patents
高周波鉄損特性に優れるＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金Info
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- JP2001032052A JP2001032052A JP11207345A JP20734599A JP2001032052A JP 2001032052 A JP2001032052 A JP 2001032052A JP 11207345 A JP11207345 A JP 11207345A JP 20734599 A JP20734599 A JP 20734599A JP 2001032052 A JP2001032052 A JP 2001032052A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 優れた製造時の加工性と共に、良好な磁気特
性を有し、更に耐食性や低廉性をも兼ね備えたFe−Cr−
Si系合金を提案する。 【解決手段】 Cr：1.5 wt％以上20wt％以下、Si：2.5
wt％以上10wt％以下を含有し、かつ、Ｃ及びＮを合計量
で100wtppm以下に低減し、残部は鉄及び不可避的不純物
からなり、比抵抗が60μΩcm以上であり、平均結晶粒径
が100 μm 以下であるFe−Cr−Si系合金。Mn、Ｐ、Al、
Sn、Sb、Ni、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、Zr、Ｂ
及びCoから選ばれる１種又は２種以上を含有させてもよ
い。
性を有し、更に耐食性や低廉性をも兼ね備えたFe−Cr−
Si系合金を提案する。 【解決手段】 Cr：1.5 wt％以上20wt％以下、Si：2.5
wt％以上10wt％以下を含有し、かつ、Ｃ及びＮを合計量
で100wtppm以下に低減し、残部は鉄及び不可避的不純物
からなり、比抵抗が60μΩcm以上であり、平均結晶粒径
が100 μm 以下であるFe−Cr−Si系合金。Mn、Ｐ、Al、
Sn、Sb、Ni、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、Zr、Ｂ
及びCoから選ばれる１種又は２種以上を含有させてもよ
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、商用周波数より
も高い周波数において電磁鋼板として用いる場合に良好
な磁気特性を有するFe−Cr−Si系合金に関する。
も高い周波数において電磁鋼板として用いる場合に良好
な磁気特性を有するFe−Cr−Si系合金に関する。
【０００２】
【従来の技術】Fe−Si合金は、軟質磁気特性に優れる材
料として知られていて、なかでもSi量が3.5 wt％以下の
Fe−Si合金は、電磁鋼板として商用周波数用の各種鉄心
を中心に多用されている。しかし、使用周波数が商用周
波数よりも高い場合には、かかるSi量3.5 wt％以下の電
磁鋼板では鉄損が大きくなる不利がある。そのため、こ
のような商用周波数よりも高い周波域で用いられる用途
においては、鉄損特性を改善するために、更に電気抵抗
の高い材料が求められている。
料として知られていて、なかでもSi量が3.5 wt％以下の
Fe−Si合金は、電磁鋼板として商用周波数用の各種鉄心
を中心に多用されている。しかし、使用周波数が商用周
波数よりも高い場合には、かかるSi量3.5 wt％以下の電
磁鋼板では鉄損が大きくなる不利がある。そのため、こ
のような商用周波数よりも高い周波域で用いられる用途
においては、鉄損特性を改善するために、更に電気抵抗
の高い材料が求められている。
【０００３】一般に、鋼中のSi量を増やせば電気抵抗が
増大するから、上記のような高周波域での鉄損を低減す
る上で好都合である。しかし、その一方で、Si量が3.5
wt％を超えると、合金が極めて硬く脆くなり、加工性が
劣ってしまうので圧延による製造、加工が困難となる。
特にSi量が5.0 wt％を超える場合には、冷間加工はもろ
んのこと、温間加工も不可能になってしまう。
増大するから、上記のような高周波域での鉄損を低減す
る上で好都合である。しかし、その一方で、Si量が3.5
wt％を超えると、合金が極めて硬く脆くなり、加工性が
劣ってしまうので圧延による製造、加工が困難となる。
特にSi量が5.0 wt％を超える場合には、冷間加工はもろ
んのこと、温間加工も不可能になってしまう。
【０００４】この高Si鋼の加工性を改良し、6.5 wt％程
度のSiを含有しても工業的に鋼板を製造できる技術とし
ては、特開昭６１−１６６９２３号公報に開示されてい
る低温強圧下の熱間圧延による方法、特開昭６２−２２
７０７８号公報に開示されているSiの拡散浸透処理によ
る方法が代表的である。
度のSiを含有しても工業的に鋼板を製造できる技術とし
ては、特開昭６１−１６６９２３号公報に開示されてい
る低温強圧下の熱間圧延による方法、特開昭６２−２２
７０７８号公報に開示されているSiの拡散浸透処理によ
る方法が代表的である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の特開昭
６１−１６６９２３号公報に開示された技術は、合金と
しての脆性を見かけ上改善するために圧延組織を微妙に
調整しなければならない。したがって、製造過程で厳密
な制御を行わなければならず、工業的に安定して生産す
るのは非常に困難である。一方、後者の特開昭６２−２
２７０７８号公報に開示された技術では、特殊な拡散浸
透法を用いるため、工業的な製造を行う場合にはコスト
において極めて不利である。また、良好な高周波磁気特
性を得るためにSi量をこれらの方法で増量しても、電気
抵抗の増加には限界がある。また、通常の工業的な圧延
法で製造できる3.5 wt％以下のSi量の場合には、50μΩ
cm台までの比抵抗しか得られなかった。また、これらの
Fe−Si合金は、耐食性が劣る点も鉄心などの用途におい
ては問題とされる。
６１−１６６９２３号公報に開示された技術は、合金と
しての脆性を見かけ上改善するために圧延組織を微妙に
調整しなければならない。したがって、製造過程で厳密
な制御を行わなければならず、工業的に安定して生産す
るのは非常に困難である。一方、後者の特開昭６２−２
２７０７８号公報に開示された技術では、特殊な拡散浸
透法を用いるため、工業的な製造を行う場合にはコスト
において極めて不利である。また、良好な高周波磁気特
性を得るためにSi量をこれらの方法で増量しても、電気
抵抗の増加には限界がある。また、通常の工業的な圧延
法で製造できる3.5 wt％以下のSi量の場合には、50μΩ
cm台までの比抵抗しか得られなかった。また、これらの
Fe−Si合金は、耐食性が劣る点も鉄心などの用途におい
ては問題とされる。
【０００６】ところで、Alは磁気特性の観点でSiと同様
に電気抵抗を増大させる効果があり、しかもSiほどは加
工性を劣化させない。そこで、Siの一部をAlで置換する
ことにより、加工性が改善されることが知られている。
Alは、Siよりもコスト高になり、磁束密度の減少が大き
いなどの不利があるが、ほど同等の電気抵抗を得られる
例えばSi：3 wt％、Al：0.7 wt％の組成の鋼と、Si：3.
7 wt％の組成の鋼とでは、Alを0.7 wt％含有する前者の
鋼が加工性、冷延性が良好である。また、磁気特性もほ
ぼ同等となる。しかし、Si：3 wt％以上の鋼において、
SiとAlとの合計量が４wt％以上になる場合は、冷間圧延
が不能となり、更に、SiとAlとの合計量が６wt％を超え
る場合には、温間圧延でさえも困難になっていた。ま
た、この成分系の場合においても、工業的には60μΩcm
未満の比抵抗しか得られていなかった。
に電気抵抗を増大させる効果があり、しかもSiほどは加
工性を劣化させない。そこで、Siの一部をAlで置換する
ことにより、加工性が改善されることが知られている。
Alは、Siよりもコスト高になり、磁束密度の減少が大き
いなどの不利があるが、ほど同等の電気抵抗を得られる
例えばSi：3 wt％、Al：0.7 wt％の組成の鋼と、Si：3.
7 wt％の組成の鋼とでは、Alを0.7 wt％含有する前者の
鋼が加工性、冷延性が良好である。また、磁気特性もほ
ぼ同等となる。しかし、Si：3 wt％以上の鋼において、
SiとAlとの合計量が４wt％以上になる場合は、冷間圧延
が不能となり、更に、SiとAlとの合計量が６wt％を超え
る場合には、温間圧延でさえも困難になっていた。ま
た、この成分系の場合においても、工業的には60μΩcm
未満の比抵抗しか得られていなかった。
【０００７】結局のところ、単にSi量やAl量を増加させ
ることにより高周波域での鉄損低減を図るよりも、本質
的に加工性の改善された新規な成分系の合金によって、
高周波域にわたる鉄損特性と共に、加工性をも確保し、
更に、耐食性を満たすことが望ましい。
ることにより高周波域での鉄損低減を図るよりも、本質
的に加工性の改善された新規な成分系の合金によって、
高周波域にわたる鉄損特性と共に、加工性をも確保し、
更に、耐食性を満たすことが望ましい。
【０００８】なお、Fe−Si合金の耐食性に関しては、こ
のFe−Si合金の耐食性を改善する手段として、Crを一定
量添加する方法が、特開昭５２−２４１１７号公報及び
特開昭６１−２７２３５２号公報に開示されている。こ
のように、Crの添加により耐食性を向上させた合金は知
られている。しかし、これらの公報に開示された合金は
いずれも、磁気特性としては従来の合金と同程度で、格
段の改良を加えたものではなかった。
のFe−Si合金の耐食性を改善する手段として、Crを一定
量添加する方法が、特開昭５２−２４１１７号公報及び
特開昭６１−２７２３５２号公報に開示されている。こ
のように、Crの添加により耐食性を向上させた合金は知
られている。しかし、これらの公報に開示された合金は
いずれも、磁気特性としては従来の合金と同程度で、格
段の改良を加えたものではなかった。
【０００９】この発明は、上記の問題点を解決するもの
であり、製造時や使用時の優れた加工性等を有するとと
もに、高い電気抵抗と良好な高周波鉄損特性を有し、さ
らに耐食性なども良好なFe−Cr−Si系合金を提案するこ
とを目的とする。
であり、製造時や使用時の優れた加工性等を有するとと
もに、高い電気抵抗と良好な高周波鉄損特性を有し、さ
らに耐食性なども良好なFe−Cr−Si系合金を提案するこ
とを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】発明者らは上記目的を達
成すべく鋭意研究を行った結果、次のような知見を得
た。まず、加工性（ほぼ靱性によって評価することがで
きる。）の確保に関して、Fe−Si合金やFe−Si−Al合金
の靱性向上のためには予想外にもCrを共存させることが
効果があることを見いだした。すなわち、これまではCr
を添加するほど靱性は劣化すると考えられてきたが、Si
が3 wt％以上で又はさらに、Alが1 w ％上の含有量であ
っても、Ｃ＋Ｎの含有量を十分に低減した上で、一定量
以上のCrを含有させることにより、むしろ高い靱性が得
られることを見出した。しかも、更にSi量又はさらにAl
量が低いFe−Cr−Si系合金（Fe−Cr−Si合金の他、Fe−
Cr−Si−Al合金も含む。以下同じ。）であって、比抵抗
が60μΩcm以上となる成分系においても、Ｃ＋Ｎの含有
量を十分に低減すれば、同等の比抵抗をもつFe−Si合金
やFe−Si−Al合金よりも加工性が大幅に向上することを
見出したのである。
成すべく鋭意研究を行った結果、次のような知見を得
た。まず、加工性（ほぼ靱性によって評価することがで
きる。）の確保に関して、Fe−Si合金やFe−Si−Al合金
の靱性向上のためには予想外にもCrを共存させることが
効果があることを見いだした。すなわち、これまではCr
を添加するほど靱性は劣化すると考えられてきたが、Si
が3 wt％以上で又はさらに、Alが1 w ％上の含有量であ
っても、Ｃ＋Ｎの含有量を十分に低減した上で、一定量
以上のCrを含有させることにより、むしろ高い靱性が得
られることを見出した。しかも、更にSi量又はさらにAl
量が低いFe−Cr−Si系合金（Fe−Cr−Si合金の他、Fe−
Cr−Si−Al合金も含む。以下同じ。）であって、比抵抗
が60μΩcm以上となる成分系においても、Ｃ＋Ｎの含有
量を十分に低減すれば、同等の比抵抗をもつFe−Si合金
やFe−Si−Al合金よりも加工性が大幅に向上することを
見出したのである。
【００１１】また、磁気特性については、Cr、Siを同時
に含有させることにより、電気抵抗の増大に相乗的な効
果が現れることを見いだした。その結果、特に高周波域
での鉄損を、SiやAlのみを含有するFe−Si合金、Fe−Al
合金、更にはFe−Si−Al合金に比べて格段に低減するこ
とができるに至った。しかも、このようにCrを添加すれ
ば、このCrの効果によって耐食性は従来のFe−Si系に比
べて確実に向上する。
に含有させることにより、電気抵抗の増大に相乗的な効
果が現れることを見いだした。その結果、特に高周波域
での鉄損を、SiやAlのみを含有するFe−Si合金、Fe−Al
合金、更にはFe−Si−Al合金に比べて格段に低減するこ
とができるに至った。しかも、このようにCrを添加すれ
ば、このCrの効果によって耐食性は従来のFe−Si系に比
べて確実に向上する。
【００１２】更に、上述した成分に加えて、Mn、Ｐ、S
b、Sn、Ni、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、Zr、Ｂ
又はCoを含有させることにより、鉄損特性や加工性、耐
食性などを更に向上し得ることを見出した。
b、Sn、Ni、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、Zr、Ｂ
又はCoを含有させることにより、鉄損特性や加工性、耐
食性などを更に向上し得ることを見出した。
【００１３】また、合金の平均結晶粒径を100 μm 以下
にすることにより、高周波の鉄損特性を一層向上させる
ことができることを見出した。
にすることにより、高周波の鉄損特性を一層向上させる
ことができることを見出した。
【００１４】そして、W1/10000が12W/kg以下、かつ、W
1/20000が23W/kg以下である特性を有する合金は、高周
波の鉄損特性に優れ、したがって、商用周波数よりも高
い周波域で用いられる用途において最適であることが判
明した。
1/20000が23W/kg以下である特性を有する合金は、高周
波の鉄損特性に優れ、したがって、商用周波数よりも高
い周波域で用いられる用途において最適であることが判
明した。
【００１５】この発明は上記の知見に立脚するものであ
る。すなわち、この発明は、Cr：1.5 wt％以上20wt％以
下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、Ｃ及びＮを
合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄及び不可避
的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、平均結晶粒
径が100 μm 以下であることを特徴とする高周波鉄損特
性に優れるFe−Cr−Si系合金である。
る。すなわち、この発明は、Cr：1.5 wt％以上20wt％以
下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、Ｃ及びＮを
合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄及び不可避
的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、平均結晶粒
径が100 μm 以下であることを特徴とする高周波鉄損特
性に優れるFe−Cr−Si系合金である。
【００１６】この発明の他の態様は、Cr：1.5 wt％以上
20wt％以下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、か
つ、Alよりなる群、Mn及びＰから選ばれる１種又は２種
よりなる群、Sb及びSnから選ばれる１種又は２種よりな
る群、ならびにNi、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、
Zr、Ｂ及びCoから選ばれる１種又は２種以上よりなる群
の１群又は２群以上の成分を、Alは5 wt％以下、Mn及び
Ｐはそれぞれ1 wt％以下、Sb及びSnはそれぞれ1 wt％以
下、Ni、Mo、Ｗ及びCoは5 wt％以下、Cu、La及びＶは1
wt％以下、Nb、Ti、Ｙ、Zr及びＢは0.1 wt％以下の範囲
で含有し、Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減
し、残部は鉄及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60
μΩcm以上、平均結晶粒径が100 μm 以下であることを
特徴とする高周波鉄損特性に優れるFe−Cr−Si系合金で
ある。
20wt％以下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、か
つ、Alよりなる群、Mn及びＰから選ばれる１種又は２種
よりなる群、Sb及びSnから選ばれる１種又は２種よりな
る群、ならびにNi、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、
Zr、Ｂ及びCoから選ばれる１種又は２種以上よりなる群
の１群又は２群以上の成分を、Alは5 wt％以下、Mn及び
Ｐはそれぞれ1 wt％以下、Sb及びSnはそれぞれ1 wt％以
下、Ni、Mo、Ｗ及びCoは5 wt％以下、Cu、La及びＶは1
wt％以下、Nb、Ti、Ｙ、Zr及びＢは0.1 wt％以下の範囲
で含有し、Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減
し、残部は鉄及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60
μΩcm以上、平均結晶粒径が100 μm 以下であることを
特徴とする高周波鉄損特性に優れるFe−Cr−Si系合金で
ある。
【００１７】この発明の他の態様は、Cr：1.5 wt％以上
20wt％以下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、Ｃ
及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄及
び不可避的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、W
1/1 0000が12W/kg以下、かつ、W1/20000が23W/kg以下で
あることを特徴とする高周波鉄損特性に優れるFe−Cr−
Si系合金である。
20wt％以下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、Ｃ
及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄及
び不可避的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、W
1/1 0000が12W/kg以下、かつ、W1/20000が23W/kg以下で
あることを特徴とする高周波鉄損特性に優れるFe−Cr−
Si系合金である。
【００１８】この発明の他の態様は、Cr：1.5 wt％以上
20wt％以下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、か
つ、Alよりなる群、Mn及びＰから選ばれる１種又は２種
よりなる群、Sb及びSnから選ばれる１種又は２種よりな
る群、ならびにNi、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、
Zr、Ｂ及びCoから選ばれる１種又は２種以上よりなる群
の１群又は２群以上の成分を、Alは5 wt％以下、Mn及び
Ｐはそれぞれ1 wt％以下、Sb及びSnはそれぞれ1 wt％以
下、Ni、Mo、Ｗ及びCoは5 wt％以下、Cu、La及びＶは1
wt％以下、Nb、Ti、Ｙ、Zr及びＢは0.1 wt％以下の範囲
で含有し、Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減
し、残部は鉄及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60
μΩcm以上、W1/1 0000が12W/kg以下、かつ、W1/20000が
23W/kg以下であることを特徴とする高周波鉄損特性に優
れるFe−Cr−Si系合金である。
20wt％以下及びSi：2.5 wt％以上10wt％以下を含み、か
つ、Alよりなる群、Mn及びＰから選ばれる１種又は２種
よりなる群、Sb及びSnから選ばれる１種又は２種よりな
る群、ならびにNi、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、
Zr、Ｂ及びCoから選ばれる１種又は２種以上よりなる群
の１群又は２群以上の成分を、Alは5 wt％以下、Mn及び
Ｐはそれぞれ1 wt％以下、Sb及びSnはそれぞれ1 wt％以
下、Ni、Mo、Ｗ及びCoは5 wt％以下、Cu、La及びＶは1
wt％以下、Nb、Ti、Ｙ、Zr及びＢは0.1 wt％以下の範囲
で含有し、Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減
し、残部は鉄及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60
μΩcm以上、W1/1 0000が12W/kg以下、かつ、W1/20000が
23W/kg以下であることを特徴とする高周波鉄損特性に優
れるFe−Cr−Si系合金である。
【００１９】この発明の他の態様は、上述したこの発明
の最初及び第２番目の発明の態様において、W1/10000が
12W/kg以下、かつ、W1/20000が23W/kg以下である高周波
鉄損特性に優れるFe−Cr−Si系合金である。
の最初及び第２番目の発明の態様において、W1/10000が
12W/kg以下、かつ、W1/20000が23W/kg以下である高周波
鉄損特性に優れるFe−Cr−Si系合金である。
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明における合金素材の成分
組成範囲について数値限定した理由について説明する。
まず、Crは、Si更にはAlとの相乗効果によって電気抵抗
を大幅に向上させて高周波域での鉄損を低減し、また、
耐食性を向上させる基本的な合金成分であり、しかも、
3.5 wt％以上のSi含有量の場合、又は3 wt％以上のSi含
有量かつ1 wt％を超えるAl含有量の場合であっても温間
圧延可能な程度の靱性を得るのに極めて有効である。そ
の観点からはCrは2 wt％以上を要する。Si量やAl量が上
記の場合よりも少ないときには、Cr量を更に減じても加
工性が確保できるが、Crの加工性向上効果を発揮させ、
かつ、合金の比抵抗を60μΩcm以上とするためには、1.
5wt％以上のCrが必須である。一方、20wt％を超えると
靱性向上の効果が飽和するとともに、コスト上昇を招く
ので、Crの含有量は1.5 wt％以上、20wt％以下、好まし
くは2 wt％以上、10wt％以下、より好ましくは、3 wt％
以上、7 wt％以下とする。Crが有する上記の高周波鉄損
特性向上、耐食性向上の効果をより一層望む場合には、
Cr量を5.5 wt％を超える量で含有させることが、より望
ましい。
組成範囲について数値限定した理由について説明する。
まず、Crは、Si更にはAlとの相乗効果によって電気抵抗
を大幅に向上させて高周波域での鉄損を低減し、また、
耐食性を向上させる基本的な合金成分であり、しかも、
3.5 wt％以上のSi含有量の場合、又は3 wt％以上のSi含
有量かつ1 wt％を超えるAl含有量の場合であっても温間
圧延可能な程度の靱性を得るのに極めて有効である。そ
の観点からはCrは2 wt％以上を要する。Si量やAl量が上
記の場合よりも少ないときには、Cr量を更に減じても加
工性が確保できるが、Crの加工性向上効果を発揮させ、
かつ、合金の比抵抗を60μΩcm以上とするためには、1.
5wt％以上のCrが必須である。一方、20wt％を超えると
靱性向上の効果が飽和するとともに、コスト上昇を招く
ので、Crの含有量は1.5 wt％以上、20wt％以下、好まし
くは2 wt％以上、10wt％以下、より好ましくは、3 wt％
以上、7 wt％以下とする。Crが有する上記の高周波鉄損
特性向上、耐食性向上の効果をより一層望む場合には、
Cr量を5.5 wt％を超える量で含有させることが、より望
ましい。
【００２１】Siは、Crとの相乗効果によって電気抵抗を
大幅に上昇させ、高周波域での鉄損を低減するのに有効
な成分である。Si量が2.5 wt％未満ではCrやAlを併用し
ても磁束密度をあまり犠牲にせずに60μΩcm以上の比抵
抗を得るには至らない。一方、10wt％を超えるとCrを含
有させても温間圧延可能なまでの靱性が確保できないの
で、Siの含有量は2.5 wt％以上、10wt％以下、好ましく
は3 wt％以上、7 wt％以下、より好ましくは3.5 wt％以
上、5 wt％以下とする。
大幅に上昇させ、高周波域での鉄損を低減するのに有効
な成分である。Si量が2.5 wt％未満ではCrやAlを併用し
ても磁束密度をあまり犠牲にせずに60μΩcm以上の比抵
抗を得るには至らない。一方、10wt％を超えるとCrを含
有させても温間圧延可能なまでの靱性が確保できないの
で、Siの含有量は2.5 wt％以上、10wt％以下、好ましく
は3 wt％以上、7 wt％以下、より好ましくは3.5 wt％以
上、5 wt％以下とする。
【００２２】Alは、Siと同様、Crとの相乗効果によって
電気抵抗を大幅に向上させ、高周波域での鉄損を低減す
るのに有効な成分であるので、この発明では必要に応じ
てAlを含有させることができる。しかし、Al量が5 wt％
を超えるとコスト上昇を招く上に、この発明のようにSi
量が2.5 wt％以上含有されている場合にCrを含有させて
も温間圧延可能なまでの靱性が確保できないので、Alの
含有量は5 wt％以下とする。Alの下限は特に限定する必
要がないが、脱酸や結晶粒成長性の改善のために0.005
〜0.3 wt％程度を含有させることがある。更に、Alを積
極的に電気抵抗の増大のために活用するときには、この
発明のようにSiが2.5 wt％以上含有されている合金では
Alが0.5 wt％未満では電気抵抗を更に上昇させるに十分
な効果が得られない。したがって、この好ましくはAlの
含有量は0.005 wt％以上、5 wt％以下、より好ましくは
0.5 wt％以上、3 wt％以下と規定する。
電気抵抗を大幅に向上させ、高周波域での鉄損を低減す
るのに有効な成分であるので、この発明では必要に応じ
てAlを含有させることができる。しかし、Al量が5 wt％
を超えるとコスト上昇を招く上に、この発明のようにSi
量が2.5 wt％以上含有されている場合にCrを含有させて
も温間圧延可能なまでの靱性が確保できないので、Alの
含有量は5 wt％以下とする。Alの下限は特に限定する必
要がないが、脱酸や結晶粒成長性の改善のために0.005
〜0.3 wt％程度を含有させることがある。更に、Alを積
極的に電気抵抗の増大のために活用するときには、この
発明のようにSiが2.5 wt％以上含有されている合金では
Alが0.5 wt％未満では電気抵抗を更に上昇させるに十分
な効果が得られない。したがって、この好ましくはAlの
含有量は0.005 wt％以上、5 wt％以下、より好ましくは
0.5 wt％以上、3 wt％以下と規定する。
【００２３】Mn及びＰは、Fe−Cr−Si系合金に更に添加
することにより、一層の電気抵抗の上昇を与える。これ
らの成分の添加により、この発明の趣旨が損なわれるこ
となく、更なる鉄損の低減が達成できる。そこで、この
発明では、Mn、Ｐの中から選ばれる１種又は２種を含有
させることができる。とはいえ、これらの成分を大量に
添加するとコスト上昇を招くので、それぞれの添加量は
1 wt％を上限とする。より好ましくは0.5 wt％以下が良
い。なお、Mn量、Ｐ量の下限は特に限定するものではな
いが、前述したMn、Ｐの添加効果を十分に発揮させるた
めにはそれぞれ、Mnは0.1 wt％以上、Ｐは0.05wt％以上
を含有させることが好ましい。
することにより、一層の電気抵抗の上昇を与える。これ
らの成分の添加により、この発明の趣旨が損なわれるこ
となく、更なる鉄損の低減が達成できる。そこで、この
発明では、Mn、Ｐの中から選ばれる１種又は２種を含有
させることができる。とはいえ、これらの成分を大量に
添加するとコスト上昇を招くので、それぞれの添加量は
1 wt％を上限とする。より好ましくは0.5 wt％以下が良
い。なお、Mn量、Ｐ量の下限は特に限定するものではな
いが、前述したMn、Ｐの添加効果を十分に発揮させるた
めにはそれぞれ、Mnは0.1 wt％以上、Ｐは0.05wt％以上
を含有させることが好ましい。
【００２４】Sb及びSnは、いずれも集合組織を改善する
作用を有し、それにより製品の鉄損特性の向上に寄与す
る。したがって、この発明では、Sb及びSnから選ばる１
種又は２種を、それぞれ1 wt％以下の範囲で添加させる
ことができる。Sb量やSn量が1 wt％を超えると、効果は
薄れ、また、コストの上昇を招くことから、Sb量、Sn量
の上限は1 wt％とする。なお、Sb量、Sn量の下限は特に
限定するものではないが、前述したSb、Snの添加効果を
十分に発揮させるためには、それぞれ、0.01wt％以上を
添加することが好ましい。
作用を有し、それにより製品の鉄損特性の向上に寄与す
る。したがって、この発明では、Sb及びSnから選ばる１
種又は２種を、それぞれ1 wt％以下の範囲で添加させる
ことができる。Sb量やSn量が1 wt％を超えると、効果は
薄れ、また、コストの上昇を招くことから、Sb量、Sn量
の上限は1 wt％とする。なお、Sb量、Sn量の下限は特に
限定するものではないが、前述したSb、Snの添加効果を
十分に発揮させるためには、それぞれ、0.01wt％以上を
添加することが好ましい。
【００２５】Ni及びCuは、いずれも製品の耐食性、耐候
性を改善する作用を有する。また、延性−脆性遷移温度
を下げて、加工性を向上させる。更に、結晶粒を細粒化
する作用を有するため、渦電流損を低減させる効果があ
る。したがって、この発明では、所望の諸特性に応じ
て、NiやCuを含有させることができる。Ni量が5 wt％を
超える場合、Cu量が1 wt％を超える場合は、いずれも、
前述の効果が飽和し、また、コスト上昇を招くことか
ら、Ni、Cuの含有量の上限はそれぞれ5 wt％、1 wt％と
する。なお、Ni量、Cu量の下限は特に限定するものでは
ないが、前述したNi、Cuの添加効果を十分に発揮させる
ためには、それぞれ、0.01wt％以上を含有させことが好
ましい。
性を改善する作用を有する。また、延性−脆性遷移温度
を下げて、加工性を向上させる。更に、結晶粒を細粒化
する作用を有するため、渦電流損を低減させる効果があ
る。したがって、この発明では、所望の諸特性に応じ
て、NiやCuを含有させることができる。Ni量が5 wt％を
超える場合、Cu量が1 wt％を超える場合は、いずれも、
前述の効果が飽和し、また、コスト上昇を招くことか
ら、Ni、Cuの含有量の上限はそれぞれ5 wt％、1 wt％と
する。なお、Ni量、Cu量の下限は特に限定するものでは
ないが、前述したNi、Cuの添加効果を十分に発揮させる
ためには、それぞれ、0.01wt％以上を含有させことが好
ましい。
【００２６】Mo、Ｗは、いずれも製品の耐食性、耐候性
を改善する作用を有する。したがって、この発明では、
必要に応じてMoやＷを含有させて、耐食性、耐候性の更
なる向上を図ることができる。Mo量、Ｗ量が5 wt％を超
える場合は、いずれも、前述の効果が飽和し、また、コ
スト上昇も招くことから、Mo、Ｗの含有量の上限はそれ
ぞれ5 wt％とする。なお、Mo量、Ｗ量の下限は特に限定
するものではないが、前述したMo、Ｗの添加効果を十分
に発揮させるためには、それぞれ、0.005 wt％以上を含
有させことが好ましい。
を改善する作用を有する。したがって、この発明では、
必要に応じてMoやＷを含有させて、耐食性、耐候性の更
なる向上を図ることができる。Mo量、Ｗ量が5 wt％を超
える場合は、いずれも、前述の効果が飽和し、また、コ
スト上昇も招くことから、Mo、Ｗの含有量の上限はそれ
ぞれ5 wt％とする。なお、Mo量、Ｗ量の下限は特に限定
するものではないが、前述したMo、Ｗの添加効果を十分
に発揮させるためには、それぞれ、0.005 wt％以上を含
有させことが好ましい。
【００２７】La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、Zr及びＢは、いずれ
も製品の耐食性、耐候性を改善する作用を有する。した
がって、この発明では、必要に応じてMoやＷを含有させ
て、耐食性、耐候性の更なる向上を図ることができる。
La量、Ｖ量が1 wt％を超える場合、Nb量、Ti量、Ｙ量、
Zr量又はＢ量が0.1 wt％を超える場合は、いずれも、前
述の効果が飽和し、また、コスト上昇も招くことから、
La量、Ｖ量の上限はそれぞれ1 wt％、Nb量、Ti量、Ｙ
量、Zr量又はＢ量の上限は0.1 wt％とする。なお、これ
ら成分の下限は特に限定するものではないが、これらの
添加効果を十分に発揮させるためには、0.005 wt％以上
を含有させことが好ましい。
も製品の耐食性、耐候性を改善する作用を有する。した
がって、この発明では、必要に応じてMoやＷを含有させ
て、耐食性、耐候性の更なる向上を図ることができる。
La量、Ｖ量が1 wt％を超える場合、Nb量、Ti量、Ｙ量、
Zr量又はＢ量が0.1 wt％を超える場合は、いずれも、前
述の効果が飽和し、また、コスト上昇も招くことから、
La量、Ｖ量の上限はそれぞれ1 wt％、Nb量、Ti量、Ｙ
量、Zr量又はＢ量の上限は0.1 wt％とする。なお、これ
ら成分の下限は特に限定するものではないが、これらの
添加効果を十分に発揮させるためには、0.005 wt％以上
を含有させことが好ましい。
【００２８】Coは、磁束密度を高め、製品の鉄損特性を
向上させる作用を有する。したがって、この発明では、
Coを含有させることができる。Co量が5 wt％を超える場
合、コスト上昇を招くことから、Co含有量の上限は5 wt
％とする。なお、Co量の下限は特に限定するものではな
いが、前述した添加効果を十分に発揮させるためには、
0.005 wt％以上を含有させことが好ましい。
向上させる作用を有する。したがって、この発明では、
Coを含有させることができる。Co量が5 wt％を超える場
合、コスト上昇を招くことから、Co含有量の上限は5 wt
％とする。なお、Co量の下限は特に限定するものではな
いが、前述した添加効果を十分に発揮させるためには、
0.005 wt％以上を含有させことが好ましい。
【００２９】Ｃ及びＮは、Fe−Cr−Si系合金の靱性を劣
化させるためにできる限り低減するのが好ましく、その
許容量はこの発明のCr量、Si量の場合には、高靱性を確
保するために合計量で100 wtppm 以下に抑える必要があ
る。すなわち、先に述べたとおり、この発明では、Ｃ＋
Ｎの含有量を100 wtppm 以下に低減した上で、一定量以
上のCrを含有させることにより、たとえSiを多量に (3.
5 wt％を超える量) で含有させる場合であっても、優れ
た高い靱性が得られ、製造時及び製品加工時の加工性が
改善されるとともに、高周波鉄損特性が格段に向上する
のである。Ｃ＋Ｎの含有量は、好ましくは60wtppm 以
下、より好ましくは30wtppm 以下である。なお、Ｃ又は
Ｎの各々は、Ｃが50wtppm 以下、Ｎが80wtppm 以下が良
く、より好ましくはＣが30wtppm 以下、Ｎが50wtppm 以
下が良い。また、Ｃ、Ｎ以外の不純物量は特に限定され
ないが、Ｓ：20wtppm 以下、好ましくは10wtppm 以下、
より好ましくは5 wtppm 以下がよい。Ｏ：50wtppm 以
下、好ましくは30wtppm 以下、より好ましくは15wtppm
以下が良い。又は、不純物Ｃ＋Ｓ＋Ｎ＋Ｏの合計量で12
0 wtppm 以下が好ましく、より好ましくは50wtppm 以下
が良い。更に好ましくは、Ｃが10wtppm 以下、Ｎが20wt
ppm 以下がよい。
化させるためにできる限り低減するのが好ましく、その
許容量はこの発明のCr量、Si量の場合には、高靱性を確
保するために合計量で100 wtppm 以下に抑える必要があ
る。すなわち、先に述べたとおり、この発明では、Ｃ＋
Ｎの含有量を100 wtppm 以下に低減した上で、一定量以
上のCrを含有させることにより、たとえSiを多量に (3.
5 wt％を超える量) で含有させる場合であっても、優れ
た高い靱性が得られ、製造時及び製品加工時の加工性が
改善されるとともに、高周波鉄損特性が格段に向上する
のである。Ｃ＋Ｎの含有量は、好ましくは60wtppm 以
下、より好ましくは30wtppm 以下である。なお、Ｃ又は
Ｎの各々は、Ｃが50wtppm 以下、Ｎが80wtppm 以下が良
く、より好ましくはＣが30wtppm 以下、Ｎが50wtppm 以
下が良い。また、Ｃ、Ｎ以外の不純物量は特に限定され
ないが、Ｓ：20wtppm 以下、好ましくは10wtppm 以下、
より好ましくは5 wtppm 以下がよい。Ｏ：50wtppm 以
下、好ましくは30wtppm 以下、より好ましくは15wtppm
以下が良い。又は、不純物Ｃ＋Ｓ＋Ｎ＋Ｏの合計量で12
0 wtppm 以下が好ましく、より好ましくは50wtppm 以下
が良い。更に好ましくは、Ｃが10wtppm 以下、Ｎが20wt
ppm 以下がよい。
【００３０】この発明の合金は、平均結晶粒径が100 μ
m 以下であること、あるいはW1/100 00が12W/kg以下、か
つ、W1/20000が23W/kg以下である特性を有することを必
須とする。すなわち、合金の平均結晶粒径を100 μm 以
下にすることにより、高周波の鉄損特性を一層向上させ
ることができるのであり、W1/10000が12W/kg以下、か
つ、W1/20000が23W/kg以下である特性を有する合金は、
高周波の鉄損特性に優れる。したがって、商用周波数よ
りも高い周波域で用いられる用途において最適である。
なお、W1/10000とは、周波数10kHz において磁束密度0.
1 T で材料を磁化した場合の鉄損値、W1/20000とは、周
波数20kHz において磁束密度0.1 T で材料を磁化した場
合の鉄損値のことである。これらの特性を得るための手
段は、特に限定しないが、例えば、仕上げ焼鈍温度条件
を制御する方法などがある。
m 以下であること、あるいはW1/100 00が12W/kg以下、か
つ、W1/20000が23W/kg以下である特性を有することを必
須とする。すなわち、合金の平均結晶粒径を100 μm 以
下にすることにより、高周波の鉄損特性を一層向上させ
ることができるのであり、W1/10000が12W/kg以下、か
つ、W1/20000が23W/kg以下である特性を有する合金は、
高周波の鉄損特性に優れる。したがって、商用周波数よ
りも高い周波域で用いられる用途において最適である。
なお、W1/10000とは、周波数10kHz において磁束密度0.
1 T で材料を磁化した場合の鉄損値、W1/20000とは、周
波数20kHz において磁束密度0.1 T で材料を磁化した場
合の鉄損値のことである。これらの特性を得るための手
段は、特に限定しないが、例えば、仕上げ焼鈍温度条件
を制御する方法などがある。
【００３１】この発明のFe−Cr−Si系合金薄板は、Ｃ及
びＮ合計量を100 wtppm 以下にするように、原料として
純度99.9wt％以上の高純度の電解鉄、電解クロム、金属
Si、金属Alを用い、Mn、Ｐその他の元素を添加する場合
には、これらも高純度原料を用いて製造できる。あるい
は、転炉法で製造する場合には、所定の純度にまで十分
に精錬し、かつ、後工程での汚染を受けないようにし製
造することができる。溶製に際しては、転炉法の他、例
えば、高真空（10-3Torr以下の圧力）の真空溶解炉を用
いることもできる。
びＮ合計量を100 wtppm 以下にするように、原料として
純度99.9wt％以上の高純度の電解鉄、電解クロム、金属
Si、金属Alを用い、Mn、Ｐその他の元素を添加する場合
には、これらも高純度原料を用いて製造できる。あるい
は、転炉法で製造する場合には、所定の純度にまで十分
に精錬し、かつ、後工程での汚染を受けないようにし製
造することができる。溶製に際しては、転炉法の他、例
えば、高真空（10-3Torr以下の圧力）の真空溶解炉を用
いることもできる。
【００３２】前述した成分組成範囲に調整された合金素
材は、連続鋳造又は造塊−分塊圧延によりスラブとする
ことができる。また、薄スラブ連続鋳造法を用いて、板
厚の薄いスラブを製造することもできる。得られたスラ
ブは、加熱保持後に熱間圧延に供するか、また、CC-DR
法やHCR 法のように、連続鋳造時の顕熱を保持したまま
加熱することなく熱間圧延に供することができる。
材は、連続鋳造又は造塊−分塊圧延によりスラブとする
ことができる。また、薄スラブ連続鋳造法を用いて、板
厚の薄いスラブを製造することもできる。得られたスラ
ブは、加熱保持後に熱間圧延に供するか、また、CC-DR
法やHCR 法のように、連続鋳造時の顕熱を保持したまま
加熱することなく熱間圧延に供することができる。
【００３３】その後の熱間圧延は、極力薄く圧延するこ
とによって、次工程の冷間圧延ないしは温間圧延におけ
る加工性、すなわち圧延性を良好にすることができる。
これは、この発明のFe−Cr−Si系合金組成の場合には、
熱延板の表面部分の方が中心部分よりも靱性が高く、加
工性が優れているとの新知見に基づくものである。その
ための熱延板の厚みは3 mm以下、好ましくは2.5 mm以
下、より好ましくは1.5mm以下とする。
とによって、次工程の冷間圧延ないしは温間圧延におけ
る加工性、すなわち圧延性を良好にすることができる。
これは、この発明のFe−Cr−Si系合金組成の場合には、
熱延板の表面部分の方が中心部分よりも靱性が高く、加
工性が優れているとの新知見に基づくものである。その
ための熱延板の厚みは3 mm以下、好ましくは2.5 mm以
下、より好ましくは1.5mm以下とする。
【００３４】熱間圧延後は、必要に応じて熱延板焼鈍を
行う。熱延板焼鈍を行うことにより、圧延された素材の
集合組織が改善され、鉄損特性の向上に有利に作用す
る。また、熱延板焼鈍を行うことにより、圧延素材を軟
化できるため、引き続いて行う冷間圧延や温間圧延の作
業性を改善することができる。この熱延板焼鈍条件は、
例えば、温度700 〜1100℃、時間1 秒〜2 時間で行う。
焼鈍温度が高い場合や焼鈍時間が長い場合は、焼鈍効果
が飽和して鉄損特性の一層の改善が見込めないこと及び
コスト上昇の要因となること、焼鈍温度が低い場合や焼
鈍時間が短い場合は鉄損特性の向上効果が小さいことか
ら、これらの作用効果を考慮して上記の範囲内で定めれ
ば良い。
行う。熱延板焼鈍を行うことにより、圧延された素材の
集合組織が改善され、鉄損特性の向上に有利に作用す
る。また、熱延板焼鈍を行うことにより、圧延素材を軟
化できるため、引き続いて行う冷間圧延や温間圧延の作
業性を改善することができる。この熱延板焼鈍条件は、
例えば、温度700 〜1100℃、時間1 秒〜2 時間で行う。
焼鈍温度が高い場合や焼鈍時間が長い場合は、焼鈍効果
が飽和して鉄損特性の一層の改善が見込めないこと及び
コスト上昇の要因となること、焼鈍温度が低い場合や焼
鈍時間が短い場合は鉄損特性の向上効果が小さいことか
ら、これらの作用効果を考慮して上記の範囲内で定めれ
ば良い。
【００３５】熱延板焼鈍後は、酸洗もしくはショットブ
ラスト等により熱延スケールを除去した後に、冷間圧延
や温間圧延を行う。熱延板の靱性が改善されているた
め、更に温間や冷間で圧延して0.4 mm以下の厚みの薄板
とすることができる。一般に、板厚を減じると、とりわ
け高周波において渦電流損が有利に抑制され、低鉄損に
なることは周知である。しかし、これまでは高電気抵抗
の材料は圧延性が悪く、通常の圧延法によっては0.5 mm
程度までしか減厚されていなかった。また、単に厚みを
減じてもヒステリシス損失のために、十分な鉄損低減が
できないとされてきた。この点、この発明では、素材成
分と純度を調整することにより、減厚した場合の高周波
鉄損特性の効果を促進し得る。かかる減厚の効果を得る
ためには、板厚を0.4 mm以下とすることが有効である。
もっとも、0.01mmよりも薄くするには、コスト上、工業
的に無理があるので、板厚の範囲を0.01〜0.4 mm、好ま
しくは0.03〜0.35mmと規定する。
ラスト等により熱延スケールを除去した後に、冷間圧延
や温間圧延を行う。熱延板の靱性が改善されているた
め、更に温間や冷間で圧延して0.4 mm以下の厚みの薄板
とすることができる。一般に、板厚を減じると、とりわ
け高周波において渦電流損が有利に抑制され、低鉄損に
なることは周知である。しかし、これまでは高電気抵抗
の材料は圧延性が悪く、通常の圧延法によっては0.5 mm
程度までしか減厚されていなかった。また、単に厚みを
減じてもヒステリシス損失のために、十分な鉄損低減が
できないとされてきた。この点、この発明では、素材成
分と純度を調整することにより、減厚した場合の高周波
鉄損特性の効果を促進し得る。かかる減厚の効果を得る
ためには、板厚を0.4 mm以下とすることが有効である。
もっとも、0.01mmよりも薄くするには、コスト上、工業
的に無理があるので、板厚の範囲を0.01〜0.4 mm、好ま
しくは0.03〜0.35mmと規定する。
【００３６】以上のような冷間圧延や温間圧延は、１回
の圧延又は途中焼鈍を含む２回以上の圧延により行う。
途中焼鈍を行うことは、圧延材の集合組織の改善を通じ
て磁気特性の向上に有利に作用する。また、この冷間圧
延や温間圧延の作業性を改善することができる。途中焼
鈍の条件は、例えば、温度600 〜1100℃で時間1 秒〜10
分の範囲とする。焼鈍温度が低い場合や焼鈍時間が短い
場合は鉄損特性の向上効果が小さいこと、焼鈍温度が高
い場合や焼鈍時間が長い場合は、焼鈍効果が飽和して鉄
損特性の一層の改善が見込めないこと及びコスト上昇の
要因となることから、これらの作用効果を考慮して上記
の範囲内で定めれば良い。ここで、冷間圧延及び温間圧
延は、コストの面からできるだけ低い温度とすることが
好ましい。温間圧延を行う場合は、300 ℃程度以下の温
度とすることが望ましい。
の圧延又は途中焼鈍を含む２回以上の圧延により行う。
途中焼鈍を行うことは、圧延材の集合組織の改善を通じ
て磁気特性の向上に有利に作用する。また、この冷間圧
延や温間圧延の作業性を改善することができる。途中焼
鈍の条件は、例えば、温度600 〜1100℃で時間1 秒〜10
分の範囲とする。焼鈍温度が低い場合や焼鈍時間が短い
場合は鉄損特性の向上効果が小さいこと、焼鈍温度が高
い場合や焼鈍時間が長い場合は、焼鈍効果が飽和して鉄
損特性の一層の改善が見込めないこと及びコスト上昇の
要因となることから、これらの作用効果を考慮して上記
の範囲内で定めれば良い。ここで、冷間圧延及び温間圧
延は、コストの面からできるだけ低い温度とすることが
好ましい。温間圧延を行う場合は、300 ℃程度以下の温
度とすることが望ましい。
【００３７】冷間圧延、温間圧延の後は、仕上げ焼鈍を
施し、更に絶縁被膜を被成して製品とする。これらの仕
上げ焼鈍の条件、絶縁被膜の被成条件に関しては、通常
の電磁鋼板や電磁ステンレス鋼板で常用される方法と同
様にすればよい。さらに素材成分を調整すること及び／
又は仕上げ焼鈍の温度条件を制御することにより、平均
結晶粒径を100 μm 以下にすることができる。
施し、更に絶縁被膜を被成して製品とする。これらの仕
上げ焼鈍の条件、絶縁被膜の被成条件に関しては、通常
の電磁鋼板や電磁ステンレス鋼板で常用される方法と同
様にすればよい。さらに素材成分を調整すること及び／
又は仕上げ焼鈍の温度条件を制御することにより、平均
結晶粒径を100 μm 以下にすることができる。
【００３８】
【実施例】（実施例１）表１に示す成分組成を含み、残
部は実質的に鉄の組成よりなる種々の鋼を溶製し、連続
鋳造によりスラブとした。これらのスラブを1100℃に加
熱してから、熱間圧延を行って板厚1.6 mmとした。
部は実質的に鉄の組成よりなる種々の鋼を溶製し、連続
鋳造によりスラブとした。これらのスラブを1100℃に加
熱してから、熱間圧延を行って板厚1.6 mmとした。
【００３９】
【表１】
【００４０】熱延後は、熱延板焼鈍を行うことなく脱ス
ケール処理をした後、850 ℃で20秒の途中焼鈍を含む２
回の冷間圧延又は温間圧延を行って最終板厚0.1 mmとし
た。その後810 ℃の仕上げ焼鈍を行い、絶縁被膜を表面
に被成させて製品とした。かくして得られた製品の機械
的特性、平均結晶粒径、磁気特性及び耐食性について調
べた結果を表２に示す。なお、表中、延性−脆性遷移温
度は、熱延板よりＶノッチのシャルピー試験片を圧延方
向と平行に採取し、25℃おきの温度でシャルピー衝撃値
を測定して、脆性破面率が50％になる温度、すなわち延
性−脆性遷移温度を靱性の指標として求めた。また、磁
気特性は、エプスタイン試験片を調製して周波数10kHz
、磁束密度0.1 T における鉄損値及び周波数20kHz 、
磁束密度0.1 T における鉄損値を測定した。また、同じ
製品の絶縁被膜を被成しない合金から別途、幅30mm、長
さ280 mmの試験片を切り出し、四端子法によって比抵抗
を測定した。また、耐食性は絶縁被膜を被成しない合金
についてJIS Z2371 に準拠した塩水噴霧試験を2 時間行
い、板表面の錆発生面積率が20％以下なら「良」、20％
を超え80％以下なら「中」、80％超えなら「劣」と判定
した。更に、平均結晶粒径は製品の絶縁被膜を剥離しエ
ッチングした試験片を顕微鏡で観察し、所定視野内の結
晶粒の数から求めた結晶一個あたりの平均の面積を円に
換算し、その直径を求め、平均結晶粒径とした。
ケール処理をした後、850 ℃で20秒の途中焼鈍を含む２
回の冷間圧延又は温間圧延を行って最終板厚0.1 mmとし
た。その後810 ℃の仕上げ焼鈍を行い、絶縁被膜を表面
に被成させて製品とした。かくして得られた製品の機械
的特性、平均結晶粒径、磁気特性及び耐食性について調
べた結果を表２に示す。なお、表中、延性−脆性遷移温
度は、熱延板よりＶノッチのシャルピー試験片を圧延方
向と平行に採取し、25℃おきの温度でシャルピー衝撃値
を測定して、脆性破面率が50％になる温度、すなわち延
性−脆性遷移温度を靱性の指標として求めた。また、磁
気特性は、エプスタイン試験片を調製して周波数10kHz
、磁束密度0.1 T における鉄損値及び周波数20kHz 、
磁束密度0.1 T における鉄損値を測定した。また、同じ
製品の絶縁被膜を被成しない合金から別途、幅30mm、長
さ280 mmの試験片を切り出し、四端子法によって比抵抗
を測定した。また、耐食性は絶縁被膜を被成しない合金
についてJIS Z2371 に準拠した塩水噴霧試験を2 時間行
い、板表面の錆発生面積率が20％以下なら「良」、20％
を超え80％以下なら「中」、80％超えなら「劣」と判定
した。更に、平均結晶粒径は製品の絶縁被膜を剥離しエ
ッチングした試験片を顕微鏡で観察し、所定視野内の結
晶粒の数から求めた結晶一個あたりの平均の面積を円に
換算し、その直径を求め、平均結晶粒径とした。
【００４１】
【表２】
【００４２】表２に示された鋼のうち、番号２及び４の
鋼は、Ｃ＋Ｎ量が100 wtppm を超えているため、いずれ
も高周波鉄損特性が劣る。一方、番号１，３，５〜１３
の鋼は、この発明の要件を満たしているため、高周波鉄
損特性に優れ、また、加工性、耐食性も優れている。
鋼は、Ｃ＋Ｎ量が100 wtppm を超えているため、いずれ
も高周波鉄損特性が劣る。一方、番号１，３，５〜１３
の鋼は、この発明の要件を満たしているため、高周波鉄
損特性に優れ、また、加工性、耐食性も優れている。
【００４３】（実施例２）表３に示す成分組成を含み、
残部は実質的に鉄の組成よりなる鋼を溶製し、連続鋳造
によりスラブとした。これらのスラブを1050℃に加熱し
てから、熱間圧延を行って板厚2.2 mmとした。熱延後
は、熱延板焼鈍を行うことなく脱スケール処理をした
後、中間焼鈍を含む 2回の冷間圧延又は温間圧延を行っ
て、最終板厚0.1 mmになる鋼板を得た。なお、中間焼鈍
条件は、900 ℃、30秒であった。 その後、表４に示す
種々の条件で仕上げ焼鈍を行い、絶縁被膜を表面に被成
させて製品とした。
残部は実質的に鉄の組成よりなる鋼を溶製し、連続鋳造
によりスラブとした。これらのスラブを1050℃に加熱し
てから、熱間圧延を行って板厚2.2 mmとした。熱延後
は、熱延板焼鈍を行うことなく脱スケール処理をした
後、中間焼鈍を含む 2回の冷間圧延又は温間圧延を行っ
て、最終板厚0.1 mmになる鋼板を得た。なお、中間焼鈍
条件は、900 ℃、30秒であった。 その後、表４に示す
種々の条件で仕上げ焼鈍を行い、絶縁被膜を表面に被成
させて製品とした。
【００４４】
【表３】
【００４５】かくして得られた製品の磁気特性について
調べた結果を表４に併記する。表４より、この発明の要
件を満たして発明例は、優れた高周波鉄損特性を有する
していることが分かる。
調べた結果を表４に併記する。表４より、この発明の要
件を満たして発明例は、優れた高周波鉄損特性を有する
していることが分かる。
【００４６】
【表４】
【００４７】（実験例１）表５に示す成分組成を含み、
残部は実質的に鉄の組成よりなる種々の鋼を溶製し、連
続鋳造によりスラブとした。これらのスラブを1130℃に
加熱してから、熱間圧延を行って板厚2.7 mmとした。熱
延後は、熱延板焼鈍を行うことなく脱スケール処理をし
た後、930 ℃で20秒の途中焼鈍を含む２回の冷間圧延又
は温間圧延を行って最終板厚0.35mmとした。熱延後、表
６に示す種々の条件で仕上げ焼鈍を行い、絶縁被膜を表
面に被成させて製品とした。
残部は実質的に鉄の組成よりなる種々の鋼を溶製し、連
続鋳造によりスラブとした。これらのスラブを1130℃に
加熱してから、熱間圧延を行って板厚2.7 mmとした。熱
延後は、熱延板焼鈍を行うことなく脱スケール処理をし
た後、930 ℃で20秒の途中焼鈍を含む２回の冷間圧延又
は温間圧延を行って最終板厚0.35mmとした。熱延後、表
６に示す種々の条件で仕上げ焼鈍を行い、絶縁被膜を表
面に被成させて製品とした。
【００４８】
【表５】
【００４９】かくして得られた製品の平均結晶粒径につ
いて調べた結果を表６に併記する。表６から、仕上げ焼
鈍を適正に制御することで、100 μm 以下の平均結晶粒
径とすることができる。また、表５の鋼種16、17、18の
比較により、Ni、NbやTiを添加した鋼は、この発明に従
う結晶粒径の値を具備するための仕上げ焼鈍条件が緩和
されることが分かる。
いて調べた結果を表６に併記する。表６から、仕上げ焼
鈍を適正に制御することで、100 μm 以下の平均結晶粒
径とすることができる。また、表５の鋼種16、17、18の
比較により、Ni、NbやTiを添加した鋼は、この発明に従
う結晶粒径の値を具備するための仕上げ焼鈍条件が緩和
されることが分かる。
【００５０】
【表６】
【００５１】
【発明の効果】かくして、この発明によれば、従来のSi
量6.5 wt％までのFe−Si合金やFe−Al合金に比べて格段
に優れた高周波鉄損特性を、良好な加工性とともに確保
することかできる。しかも、耐食性や製造コスト面から
も有利であり、総合的に極めて優秀な磁性材料を与える
ものである。
量6.5 wt％までのFe−Si合金やFe−Al合金に比べて格段
に優れた高周波鉄損特性を、良好な加工性とともに確保
することかできる。しかも、耐食性や製造コスト面から
も有利であり、総合的に極めて優秀な磁性材料を与える
ものである。
【手続補正書】
【提出日】平成１１年８月１２日（１９９９．８．１
２）
２）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】
【発明の実施の形態】この発明における合金素材の成分
組成範囲について数値限定した理由について説明する。
まず、Crは、Si更にはAlとの相乗効果によって電気抵抗
を大幅に向上させて高周波域での鉄損を低減し、また、
耐食性を向上させる基本的な合金成分であり、しかも、
3.5 wt％以上のSi含有量の場合、又は3 wt％以上のSi含
有量かつ1 wt％を超えるAl含有量の場合であっても温間
圧延可能な程度の靱性を得るのに極めて有効である。そ
の観点からはCrは2 wt％以上を要する。Si量やAl量が上
記の場合よりも少ないときには、Cr量を更に減じても加
工性が確保できるが、Crの加工性向上効果を発揮させ、
かつ、合金の比抵抗を60μΩcm以上とするためには、1.
5wt％以上のCrが必須である。一方、20wt％を超えると
靱性向上の効果が飽和するとともに、コスト上昇を招く
ので、Crの含有量は1.5 wt％以上、20wt％以下、好まし
くは2 wt％以上、10wt％以下、より好ましくは、3 wt％
以上、7 wt％以下とする。
組成範囲について数値限定した理由について説明する。
まず、Crは、Si更にはAlとの相乗効果によって電気抵抗
を大幅に向上させて高周波域での鉄損を低減し、また、
耐食性を向上させる基本的な合金成分であり、しかも、
3.5 wt％以上のSi含有量の場合、又は3 wt％以上のSi含
有量かつ1 wt％を超えるAl含有量の場合であっても温間
圧延可能な程度の靱性を得るのに極めて有効である。そ
の観点からはCrは2 wt％以上を要する。Si量やAl量が上
記の場合よりも少ないときには、Cr量を更に減じても加
工性が確保できるが、Crの加工性向上効果を発揮させ、
かつ、合金の比抵抗を60μΩcm以上とするためには、1.
5wt％以上のCrが必須である。一方、20wt％を超えると
靱性向上の効果が飽和するとともに、コスト上昇を招く
ので、Crの含有量は1.5 wt％以上、20wt％以下、好まし
くは2 wt％以上、10wt％以下、より好ましくは、3 wt％
以上、7 wt％以下とする。
───────────────────────────────────────────────────── 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 1/14 Ｈ０１Ｆ 1/14 Ｚ (72)発明者 高城 重彰 千葉県千葉市中央区川崎町１番地 川崎製 鉄株式会社技術研究所内 Ｆターム(参考） 4K033 AA02 CA01 CA02 CA03 CA04 CA05 CA06 CA07 CA08 CA09 5E041 AA11 AA19 CA02 NN00 NN01 NN06 NN15
Claims (5)
- 【請求項１】Cr：1.5 wt％以上20wt％以下及びSi：2.5
wt％以上10wt％以下を含み、 Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄
及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、
平均結晶粒径が100 μm 以下であることを特徴とする高
周波鉄損特性に優れるFe−Cr−Si系合金。 - 【請求項２】Cr：1.5 wt％以上20wt％以下及びSi：2.5
wt％以上10wt％以下を含み、かつ、 Alよりなる群、 Mn及びＰから選ばれる１種又は２種よりなる群、 Sb及びSnから選ばれる１種又は２種よりなる群、ならび
にNi、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、Zr、Ｂ及びCo
から選ばれる１種又は２種以上よりなる群の１群又は２
群以上の成分を、Alは5 wt％以下、Mn及びＰはそれぞれ
1 wt％以下、Sb及びSnはそれぞれ1 wt％以下、Ni、Mo、
Ｗ及びCoは5 wt％以下、Cu、La及びＶは1 wt％以下、N
b、Ti、Ｙ、Zr及びＢは0.1 wt％以下の範囲で含有し、 Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄
及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、
平均結晶粒径が100 μm 以下であることを特徴とする高
周波鉄損特性に優れるFe−Cr−Si系合金。 - 【請求項３】Cr：1.5 wt％以上20wt％以下及びSi：2.5
wt％以上10wt％以下を含み、 Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄
及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、
W1/1 0000が12W/kg以下、かつ、W1/20000が23W/kg以下で
あることを特徴とする高周波鉄損特性に優れるFe−Cr−
Si系合金。 - 【請求項４】Cr：1.5 wt％以上20wt％以下及びSi：2.5
wt％以上10wt％以下を含み、かつ、 Alよりなる群、 Mn及びＰから選ばれる１種又は２種よりなる群、 Sb及びSnから選ばれる１種又は２種よりなる群、ならび
にNi、Cu、Mo、Ｗ、La、Ｖ、Nb、Ti、Ｙ、Zr、Ｂ及びCo
から選ばれる１種又は２種以上よりなる群の１群又は２
群以上の成分を、Alは5 wt％以下、Mn及びＰはそれぞれ
1 wt％以下、Sb及びSnはそれぞれ1 wt％以下、Ni、Mo、
Ｗ及びCoは5 wt％以下、Cu、La及びＶは1 wt％以下、N
b、Ti、Ｙ、Zr及びＢは0.1 wt％以下の範囲で含有し、 Ｃ及びＮを合計量で100 wtppm 以下に低減し、残部は鉄
及び不可避的不純物からなり、比抵抗が60μΩcm以上、
W1/1 0000が12W/kg以下、かつ、W1/20000が23W/kg以下で
あることを特徴とする高周波鉄損特性に優れるFe−Cr−
Si系合金。 - 【請求項５】W1/10000が12W/kg以下、かつ、W1/20000が
23W/kg以下である請求項１又は２に記載の高周波鉄損特
性に優れるFe−Cr−Si系合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207345A JP2001032052A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 高周波鉄損特性に優れるＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11207345A JP2001032052A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 高周波鉄損特性に優れるＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001032052A true JP2001032052A (ja) | 2001-02-06 |
Family
ID=16538209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11207345A Pending JP2001032052A (ja) | 1999-07-22 | 1999-07-22 | 高周波鉄損特性に優れるＦｅ−Ｃｒ−Ｓｉ系合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001032052A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100417740C (zh) * | 2005-04-18 | 2008-09-10 | 沈明水 | 高频电磁波发热装置热源材料及其制造方法 |
| JP2017008376A (ja) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | 大同特殊鋼株式会社 | Ｆｅ基合金組成物、軟磁性粉体、複合磁性体、及び軟磁性粉体の製造方法 |
-
1999
- 1999-07-22 JP JP11207345A patent/JP2001032052A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100417740C (zh) * | 2005-04-18 | 2008-09-10 | 沈明水 | 高频电磁波发热装置热源材料及其制造方法 |
| JP2017008376A (ja) * | 2015-06-23 | 2017-01-12 | 大同特殊鋼株式会社 | Ｆｅ基合金組成物、軟磁性粉体、複合磁性体、及び軟磁性粉体の製造方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20040205 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20060807 |