JP2001081536A - 低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板 - Google Patents
低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板Info
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Abstract
材料等に使用される低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼
板を提供する。 【解決手段】 重量%で、P :0.2 %以下、Si:1 〜4
%、Mn:0.05〜1.5 %、Al:0.1 〜1.5 %、S :0.0009
%以下、Sb+Sn/2 :0.001 〜0.05%、Ti: 0.005%以
下、またはさらにC :0.001 %以下、N :0.001 %以下
を含み、残部実質的にFeである無方向性電磁鋼板。
Description
プレッサーモーターの鉄心材料等に使用される電磁鋼板
に関する。
速な進歩をとげ、その代表例であるインバーターが産業
用の大型機器から家電製品まで幅広く採用されるように
なってきた。インバーターの採用により、電気機器の省
電力、高効率、高性能、小型化などが実現されはじめて
いる。
ーモーターの鉄心材料には高磁場で磁束密度の高い材料
が要求されてきた。しかし、インバーター駆動による大
型モータやコンプレッサーモーターは、起動時には1.2
〜1.5T、安定状態では0.8 〜1.0T程度で励磁されること
が多く、これまで以上に低磁場での磁気特性が重要視さ
れるようになってきた。
きくなるほど向上するため、仕上焼鈍時および磁性焼鈍
時の粒成長性が良好であることが要求される。この焼鈍
時の粒成長性を良好にするためには、鋼板中の介在物、
析出物量を低減することが効果的である。また、低磁場
の磁束密度に影響を及ぼす磁壁移動の観点からも介在
物、析出物は少ないほうが好ましい。このため、これま
で介在物、析出物を低減もしくは無害化することが試み
られてきた。
15号公報には、鋼中のMn量を適量にすることによりMnS
を凝集粗大化し無害化する技術が開示されている。
温度を1150℃以下とすることにより、MnS の再固溶およ
びそれに続く微細析出を防止する技術が開示されてい
る。
温度に保持することによりAlN を凝集粗大化する技術が
開示されている。
059 号公報では、Si:0.1 〜1.2 %、平均結晶粒径50μ
m 以上で、鋼板断面に存在する直径10μm 以上の大きさ
の介在物密度:103 個/mm2 以下、B1 の比(L/C )が
1.5T以下でかつ平均値が0.7T以上である電磁鋼板が提案
されている。
磁場特性に優れた電磁鋼板を得ようとする場合には、前
記従来技術に開示された技術では不十分である。
のであり、低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板を提供
するものである。
すべく鋭意検討したところ、S を9ppm以下としSb+Sn/2
を0.001 〜0.05%添加することにより従来材よりも大幅
に低磁場特性が向上し、更に、C 、N を10ppm 以下とす
ることによりより一層の特性向上が可能となることを見
いだした。
発明は、重量%で、P :0.2 %以下、Si:1 〜4 %、M
n:0.05〜1.5 %、Al:0.1 〜1.5 %、S :0.0009%以
下、Ti: 0.005%以下、Sb+Sn/2 :0.001〜0.05%を含
み、残部実質的にFeであることを特徴とする低磁場特性
に優れた無方向性電磁鋼板である。
下、P :0.2 %以下、Si:1 〜4 %、Mn:0.05〜1.5
%、Al:0.1 〜1.5 %、S :0.0009%以下、Ti:0.0005
〜0.005 %、Sb+Sn/2 :0.001 〜0.05%を含み、残部実
質的にFeであることを特徴とする低磁場特性に優れた無
方向性電磁鋼板である。
下、P :0.2 %以下、Si:1 〜4 %、Mn:0.05〜1.5
%、Al:0.1 〜1.5 %、S :0.0009%以下、N :0.001
%以下、Ti:0.0005〜0.005 %、Sb+Sn/2 :0.001 〜0.
05%を含み、残部実質的にFeであることを特徴とする低
磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板である。
的にFe」とは、本発明の作用効果を無くさない限り、不
可避不純物をはじめ、他の微量元素を含有するものが本
発明の範囲に含まれることを意味する。また、本明細書
において、鋼の成分を示す%はすべて重量%であり、pp
m も重量ppm である。
に説明する。
調査するため、C :0.0025%、Si:2.5 %、Mn:0.25
%、P :0.01%、Al:0.25%、N :0.0021%とし、S 量
をtr.〜15ppm の範囲で変化させた鋼をラボ溶解し、熱
間圧延後、酸洗を行った。引き続きこの熱間圧延板に75
%H2 -25 %N2 雰囲気で830 ℃×3hr の熱延板焼鈍を施
し、その後、板厚0.35mmまで冷間圧延し、10%H2 -90
%N2 雰囲気で900 ℃×1min間の仕上焼鈍を行った。図1
に、このようにして得られたサンプルのS 量と磁束密
度B1 の関係を示す(図中×印)。ここで磁気特性の測
定は25cmエプスタイン法にて行った。
B1 は向上することがわかる。本発明者らは、極低S 材
においてさらなる磁束密度B1 の向上すなわち低磁場特
性向上の手法はないかと考え、光学顕微鏡にて組織観察
を行った。その結果、S ≦9ppmの領域で鋼板表層に顕著
な窒化層が認められた。これに対し、S >9ppmの領域で
は窒化層は軽微となっていた。この窒化層は窒化雰囲気
で行った熱延板焼鈍時および仕上焼鈍時に生じたものと
考えられる。
しては次のように考えられる。すなわち、S は表面およ
び粒界に濃化しやすい元素であることから、S >9ppmの
領域では、S が鋼板表面へ濃化し、熱延板焼鈍時および
仕上焼鈍時の窒素の吸着を抑制しており、一方、S ≦9p
pmの領域ではS による窒素吸着の抑制効果が低下したた
めと考えられる。
に生じる窒化層が低磁場特性の向上を抑制するのではな
いかと考えた。このような考えのもとに、本発明者らは
窒素吸着の抑制が可能でかつ極低S 材の優れた粒成長性
を妨げることのない元素を添加することができれば、極
低S 材の低磁場特性はさらに向上するのではないかとい
う着想を抱き、種々の検討を加えた結果、Sbの極微量添
加が有効であることを発見した。
に40ppm のSbを添加したサンプルについて同一の条件で
試験をした結果を○印で示す。Sbの低磁場特性向上効果
に着目すると、S >9ppmの領域では、Sb添加によりB1
は0.01T 程度しか向上しないが、S ≦9ppmの領域では、
Sb添加により磁束密度B1 は0.1 弱T 程度向上してお
り、S 量が少ない場合にSbの磁束密度B1 向上効果は顕
著に認められる。また、このサンプルではS 量によらず
窒化層は認められなかった。これはSbが鋼板表層部に濃
化し窒素の吸着を抑制したためと考えられる。
束密度B1 が大幅に向上することから、本発明ではS の
上限を9ppmとする。
0.0026%、Si:2.75%、Mn:0.18%、P :0.005 %、A
l:0.30%、S :0.0004%、N :0.0020%とし、Sb量をt
r. 〜600ppmの範囲で変化させた鋼をラボ溶解し、熱間
圧延後、酸洗を行った。引き続きこの熱間圧延板に75%
H2 -25 %N2 雰囲気で830 ℃×3hr の熱延板焼鈍を施
し、その後、板厚0.35mmまで冷間圧延し、10%H2 -90
%N2 雰囲気で900 ℃×1min間の仕上焼鈍を行った。図2
に、Sb量と磁束密度B1 の関係を示す。ここで磁気特性
の測定は図1 と同様の方法で行った。
磁束密度B1 が向上することがわかる。しかし、Sbをさ
らに添加し、Sb>50ppm となった場合には、磁束密度B
1 は若干低下することもわかる。
大の原因を調査するため、光学顕微鏡による組織観察を
行った。その結果、表層細粒組織は認められなかったも
のの、平均結晶粒径が若干小さくなっていた。この原因
は明確ではないが、Sbが粒界に偏析しやすい元素である
ため、Sbの粒界ドラッグ効果により粒成長性が低下した
ものと考えられる。
鋼と比べると磁束密度B1 は良好である。
トの問題から上限を500ppmとする。また磁束密度B1 の
観点より、望ましくは10ppm 以上、50ppm 以下とする。
表面偏析型元素であるSnを20ppm 以上添加した場合にも
認められ、100ppm以上の添加で磁束密度B1 が若干低下
した。このことよりSnは20ppm 以上とし、Snを1200ppm
まで添加してもSn無添加鋼と比べると磁束密度B1 は良
好であるがコストの問題から上限を1000ppm とする。ま
た磁束密度B1 の観点より、望ましくは20ppm 以上、100
ppm以下とする。
+Sn/2 で10ppm 以上添加した場合に磁束密度B1 が向上
し、Sb+Sn/2 で50ppm 以上添加した場合に若干の磁束密
度B1の低下が認められた。このことよりSbとSnを複合添
加した場合にはSb+Sn/2 で10ppm 以上とし、Sb+Sn/2 を
600ppmまで添加してもSb無添加鋼と比べると磁束密度B
1 は良好であるがコストの問題から上限を500ppmとす
る。また磁束密度B1 の観点より、望ましくは10ppm 以
上、50ppm 以下とする。
するため鋼中炭素の低減について検討した。まず、 Si
:2.78%、Mn:0.25%、P :0.015 %、Al:0.31%、S
b:0.0040%、S :0.0004%、N :0.0020%とし、C 量
を2 〜25ppm の範囲で変化させた鋼をラボ溶解し、熱間
圧延後、酸洗を行った。引き続きこの熱間圧延板に75%
H2 -25 %N2 雰囲気で830 ℃×3hr の熱延板焼鈍を施
し、その後、板厚0.35mmまで冷間圧延し、10%H2 -90
%N2 雰囲気で900 ℃×1min間の仕上焼鈍を行った。図3
にC 量と磁束密度B1 の関係を示す。ここで磁気特性の
測定は図1 と同様の方法で行った。
磁場の磁束密度が大幅に向上することがわかる。この原
因を調査するためTEM 観察を行った。その結果C >10pp
m の鋼板では微細なTiC が認められた。これに対しC ≦
10ppm の鋼板ではTiC はほとんど認められなかった。こ
のことから、C ≦10ppm とすることにより低磁場特性が
向上した原因は、C の低減により磁壁の移動を妨げるTi
C 等の析出物が少なくなったためと考えられる。以上よ
り、C は10ppm 以下とする。
も有効と考えられるが、本発明の極低S 材においては脱
硫処理を行う際に使用する脱硫フラックスよりTiが不可
避的に混入する。このTi混入を防止するためには、Tiを
含有しない高純度フラックスを使用する必要が有り大幅
なコストアップは避けられないのが現状である。
場特性の向上は、従来の電磁鋼板では認められないもの
である。これは、従来材にはMnS が存在し、また極低S
とすることによりMnS を低減したとしても表層に窒化層
が存在することから、C の低減効果がマスキングされる
ためである。本発明で得られた低磁場特性の大幅な向上
は、極低S 化とSb、Sn添加による表層窒化の抑制および
極低C 化の組み合わせにより初めて達成されるものであ
る。
明する。Siは鋼板の固有抵抗を上げるために有効な元素
であるため、下限を1 %とする。一方4 %を超えると飽
和磁化の低下に起因し磁束密度が低下するため上限を4
%とした。
効な元素であるが、1.5 %を超えると飽和磁化の低下に
起因し磁束密度が低下するため上限を1.5 %とした。ま
た、0.1 %未満の場合にはAlN が微細化し粒成長性が低
下するため下限を0.1 %とした。
る。0.001 %以下とすることにより、より一層の低磁場
特性の向上を図ることが可能となるので0.001 %以下が
好ましい。
に、0.05%以上必要であるが、1.5%以上になると磁束
密度が低下するため0.05〜1.5 %とした。
要な元素であるが、0.2 %を超えて添加すると鋼板が脆
化するため0.2 %以下とした。
スより不可避的に混入する。Ti混入を防止するために
は、Tiを含有しない高純度フラックスを使用する必要が
有り大幅なコストアップは避けられない。このため下限
を0.0005%とするのが好ましい。一方Tiが0.005 %超と
なった場合にはC を低減しても低磁場特性が向上しない
ため上限は0.005 %とする。
おいては、規定する成分が本発明の範囲内であれば、製
造方法は通常の方法でかまわない。すなわち、転炉で吹
練した溶鋼を脱ガス処理し所定の成分に調整し、引き続
き鋳造、熱間圧延を行う。熱間圧延時の仕上焼鈍温度、
巻取り温度は特に規定する必要はなく、通常でかまわな
い。また、熱間圧延後の熱延板焼鈍は行っても良いが必
須ではない。次いで一回の冷間圧延、もしくは中間焼鈍
をはさんだ2 回以上の冷間圧延により所定の板厚とした
後に、最終焼鈍を行う。
処理を行うことにより所定の成分に調整後鋳造し、スラ
ブを1210℃で1hr 加熱した後、板厚2.0mm まで熱間圧延
を行った。熱間圧延仕上げ温度は800 ℃とした。巻取り
温度は700 ℃とし、830 ℃×3hr の熱延板焼鈍を施し
た。その後、板厚0.35mmまで冷間圧延を行い、表1 の仕
上焼鈍条件で焼鈍を行った。
て行った。各鋼板の磁気特性を成分、製造条件と併せて
表1 に示す。
した本発明鋼では、低磁場特性の高い鋼板が得られ、さ
らにC 、N を低減することにより一層の低磁場特性の向
上を図ることができる。
鋼は、本発明鋼に比べ低磁場特性が劣っている。
場特性に優れた鋼板を得ることが出来、大型モータやコ
ンプレッサーモーターの鉄心材料等に使用される電磁鋼
板として好適である。
Claims (3)
- 【請求項1】 重量%で、P :0.2 %以下、Si:1 〜4
%、Mn:0.05〜1.5%、Al:0.1 〜1.5 %、S :0.0009
%以下、Ti: 0.005%以下、Sb+Sn/2 :0.001 〜0.05%
を含み、残部実質的にFeであることを特徴とする低磁場
特性に優れた無方向性電磁鋼板。 - 【請求項2】 重量%で、C :0.001 %以下、P :0.2
%以下、Si:1 〜4%、Mn:0.05〜1.5 %、Al:0.1 〜
1.5 %、S :0.0009%以下、Ti:0.0005〜0.005 %、Sb
+Sn/2 :0.001 〜0.05%を含み、残部実質的にFeである
ことを特徴とする低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼
板。 - 【請求項3】 重量%で、C :0.001 %以下、P :0.2
%以下、Si:1 〜4%、Mn:0.05〜1.5 %、Al:0.1 〜
1.5 %、S :0.0009%以下、N :0.001 %以下、Ti:0.
0005〜0.005 %、Sb+Sn/2 :0.001 〜0.05%を含み、残
部実質的にFeであることを特徴とする低磁場特性に優れ
た無方向性電磁鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26057099A JP2001081536A (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26057099A JP2001081536A (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001081536A true JP2001081536A (ja) | 2001-03-27 |
Family
ID=17349795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26057099A Pending JP2001081536A (ja) | 1999-09-14 | 1999-09-14 | 低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001081536A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013515170A (ja) * | 2009-12-28 | 2013-05-02 | ポスコ | 磁性に優れた無方向性電気鋼板及びその製造方法 |
-
1999
- 1999-09-14 JP JP26057099A patent/JP2001081536A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013515170A (ja) * | 2009-12-28 | 2013-05-02 | ポスコ | 磁性に優れた無方向性電気鋼板及びその製造方法 |
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