JP2002080948A - 打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板 - Google Patents
打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板Info
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Abstract
に優れた電磁鋼板を提供する。 【解決手段】 mass%で、C:0.005%以下、
P:0.05%以下、Si:1.5〜3.0%、Mn:
0.05〜1.5%、Al:0.1〜2%、S:0.0
2%以下、N:0.005%以下、Ti:0.005%
以下、Nb:0.005%以下、Cr:0.4〜1.4
%を含み、残部実質的にFeであることを特徴とする無
方向性電磁鋼板。
Description
優れた無方向性電磁鋼板に関する。
り、より鉄損の低い電磁鋼板が求められるようになって
いる。鉄損を低減するためにはSi、Al量を増大させ
ることにより固有抵抗を増大させることが効果的であ
る。このため、従来、低鉄損が特に要求される無方向性
電磁鋼板においてはSi+Al=4%程度の高級材が用
いられてきた。
は、Si=1.6〜3.5%、Al=0.2〜2.5%
とし、二冷圧により低鉄損の材料を製造する技術が開示
されている。
は、Si:2.5〜3.5%、Al:0.3〜1.0%
の鋼において、S:50ppm以下、O:25ppm以
下とすることにより鉄損を低下させる技術が開示されて
いる。
は、Si:2.0〜4.0%、Al:0.10〜2.0
%の鋼において、S:30ppm以下、Ti、Zr、N
b、Vをそれぞれ50ppm以下とすることにより鉄損
を低下させる技術が開示されている。
術により得られる鋼板は、固溶強化元素であるSi、A
l量が多いことから、鋼板が非常に硬く、鋼板の打ち抜
き時に金型が激しく損耗する。このため、金型を頻繁に
交換せざるを得ず生産性を著しく低下させている。
になされたもので、仕上焼鈍後の鉄損が低くかつ打ち抜
き加工性に優れた電磁鋼板を提供することを目的とす
る。
解決に関し鋭意検討したところ、Crを適量添加した鋼
板を用いることで打ち抜き加工性に優れた電磁鋼板が得
られることを見出した。
で、以下のような構成を有する。 (1)mass%で、C:0.005%以下、P:0.
05%以下、Si:1.5〜3.0%、Mn:0.05
〜1.5%、Al:0.1〜2%、S:0.02%以
下、N:0.005%以下、Ti:0.005%以下、
Nb:0.005%以下、Cr:0.4〜1.4%を含
み、残部実質的にFeであることを特徴とする打ち抜き
加工性に優れた無方向性電磁鋼板(第1発明)。
下、P:0.05%以下、Si:1.5〜3.0%、M
n:0.05〜1.5%、Al:0.1〜2%、S:
0.02%以下、N:0.005%以下、Ti:0.0
05%以下、Nb:0.005%以下、Cr:0.4〜
1.4%を含み、残部実質的にFeであり、鋼板板面の
ビッカース硬度が190以下であることを特徴とする打
ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板(第2発明)。
下、P:0.05%以下、Si:1.5〜3.0%、M
n:0.05〜1.5%、Al:0.1〜2%、S:
0.02%以下、N:0.005%以下、Ti:0.0
05%以下、Nb:0.005%以下、Cr:0.4〜
1.4%を含み、Si+0.5×Al+0.2×Cr=
2.3〜3.5%を満たし、残部実質的にFeであり、
鋼板板面のビッカース硬度が190以下であることを特
徴とする打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板(第
3発明)。
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
明の範囲に含まれ得ることを意味する。また、本明細書
において、鋼の成分を示す%はすべてmass%であ
る。
由とともに説明する。
係について調査するため、C:0.0025%、Al:
tr.、Mn:0.20%、P:0.01%、S=0.
002%、N=0.0021%、Ti=0.001%、
Nb:tr.とし、Si量を2〜4.5%程度まで変化
させた鋼を実験室にて溶解し、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、さらに、
板厚0.35mmまで冷間圧延し、10%H2−90%
N2雰囲気で950℃×1min間の仕上焼鈍を行っ
た。さらに得られた鋼板に膜厚0.7μmの無機有機皮
膜を塗布した。
径70mm、外径100mmのリング形状のサンプルを
作成し、打ち抜き試験を行った。ここで、クリアランス
は板厚に対して10%とした。
る材料のバリ高さが高くなるため、一般的に打ち抜き加
工性の評価は材料のバリ高さが一定値を超えた時点の打
ち抜き回数の大小で行われている。そこで、本実験で
は、打ち抜かれた供試材(サンプル)のバリの高さが5
0μmを超えた時点を打ち抜き回数とした。図1に、こ
のようにして得られた供試材の打ち抜き回数と硬度の関
係を示す。ここで、硬度(HV)は鋼板板面のビッカー
ス硬度(荷重100g)で評価した。
場合に、打ち抜き回数が増大し、打ち抜き型の損耗が大
幅に抑制できることがわかる。
は、鋼中のSi量を低減することが効果的であるが、S
i量低減は固有抵抗を低下させるため鉄損増大に繋がる
こととなる。そこで、他元素添加による硬度低減につい
て検討した。その結果、Cr添加が効果的であることを
見出した。
調査するため、C=0.0020%、P:0.005
%、Al:1%、Mn=0.10%、N=0.0021
%、S=0.002%、Ti:tr.、Nb:tr.と
し、さらにSi+0.5Cr量を3%(一定)としてC
rをtr.〜2.5%の範囲で変化させた鋼を実験室に
て溶解し、熱間圧延後、酸洗を行った。ここでSi+
0.5Cr量を3%(一定)としたのは鋼板の固有抵抗
を一定とするためである。引き続きこの熱間圧延板に7
5%H2−25%N2雰囲気で830℃×3hrの熱延板
焼鈍を施し、さらに、板厚0.35mmまで冷間圧延
し、10%H2−90%N2雰囲気で950℃×1min
間の仕上焼鈍を行った。
Cr添加量と鉄損および硬度の関係を示す。ここで、硬
度の測定は図1と同様の方法により、また、磁気特性は
25cmエプスタイン法により測定した。
でビッカース硬度が低下し、かつ鉄損の低い電磁鋼板が
得られることがわかる。ここで、1.4%超えでCrを
添加した場合に硬度が上昇した原因は明らかでないが、
Crは窒化物を形成し易い元素であることから、鋼板表
層部に窒化層が形成され硬度上昇が生じたものと考えら
れる。
し、打ち抜き性の観点からより望ましくは0.4%以
上、1.0%未満とする。
板は上記、鉄損と打ち抜き性のバランスに優れた材料で
あると考えられる。そこで、モータコア材のパフォーマ
ンスを示す指標として打ち抜き回数を鉄損W15/50
で除したパラメーターで評価を行った。
0.20%、P:0.01%、S=0.002%、N=
0.0020%、Ti=0.001%、Nb:tr.、
とし、材料硬度に影響を及ぼすSi、Al、Crを種々
変化させた鋼を実験室にて溶解し、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、さ
らに、板厚0.35mmまで冷間圧延し、10%H2−
90%N2雰囲気で950℃×1min間の仕上焼鈍を
行った。さらに得られた鋼板に膜厚0.7μmの無機有
機皮膜を塗布した。このようにして得られた材料の、打
ち抜き性は図1に示した手法にて、また、磁気特性の測
定は25cmエプスタイン法により行った。
i+0.5×Al+0.2×Crとした。これは各元素
の固溶強化能を示すものであり、本数値が高いほど硬度
が上昇することとなる。
Crが2.3〜3.5%の範囲内で打ち抜き性と鉄損の
バランスが優れていることがわかる。これはSi+0.
5×Al+0.2×Crが2.3%未満の場合には打ち
抜き性は良好なものの鉄損値が増大し、一方、3.5%
超では鉄損は良好なものの打ち抜き性が低下するためで
ある。
2×Cr=2.3〜3.5%の範囲とすることにより打
ち抜き性と鉄損バランスに優れた材料を得ることができ
る。
材料でSi+0.5×Al+0.2×Cr=2.3〜
3.5%の範囲とした場合には、打ち抜き性は良好であ
るが、固有抵抗が低下するため十分な特性が得られな
い。また、Cr添加量が1.4%を超えた場合にも硬度
上昇により打ち抜き性と鉄損バランスは低下する。
な元素であるが、3.0%を超えると飽和磁束密度の低
下に伴い磁束密度が低下するため上限は3.0%とす
る。従来Si量を低減することにより低硬度化を図るこ
とは可能であったが、本手法では鉄損の著しい増大をさ
けることができない。これに対し、本特許ではCr添加
技術を組み合わせることにより鉄損の増大を抑制しつつ
低硬度化による打ち抜き性向上を可能とした。しかし、
Siが1.5%未満ではCr添加技術と組み合わせたと
しても固有抵抗低下に起因する鉄損増大が避けられない
ため下限を1.5%とした。
に有効な元素であるが、2%を超えると飽和磁束密度の
低下に伴い磁束密度が低下するため上限を2%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。
005%とし、硬度上昇を極力抑制する観点から望まし
くは0.0009%以下とする。
させるので1.5%以下とし下限は赤熱脆性を防止する
観点から0.05%とする。
硬くなるため0.05%以下とし、Cr添加による低硬
度化の効果をより効果的にする観点からより望ましくは
0.01%以下とする。
量が多くなり、鉄損を増大させるだけでなく窒化物の析
出による硬度上昇を招くため0.005%以下とした。
ため、上限を0.02%とする。
化物の析出量が多くなり、鋼板の硬度を増大させるため
0.005%以下とし、より望ましくは0.001%以
下とする。
化物の析出量が多くなり、鋼板の硬度を増大させるため
0.005%以下とし、より望ましくは0.001%以
下とする。
する。
分、鋼板表面のビッカース硬度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。
成分に鋳造後、1140℃×1hrのスラブ加熱を行っ
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℃、巻取り温度は610℃とした。
巻取り後、75%H2−25%N2雰囲気で830℃×3
hr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、10%H2−90%N2雰囲気で9
50℃×1minの仕上焼鈍を行った。
試験片を用い行い、圧延方向(L方向)および圧延方向
と直角の方向(C方向)の2方向を測定し、両方向の測
定値の平均値で評価した。
た鋼板に膜厚0.7μmの無機有機絶縁皮膜を塗布した
後、内径70mm、外径100mmのリング形状のサン
プルを作製することにより評価した。この時、クリアラ
ンスは10%とし、打ち抜かれた鋼板のバリの高さが5
0μmを超えた時点を打ち抜き回数とした。
板板面での硬度を測定した。なおこの際の荷重は100
gとした。
を表1に併せて示す。
ある本発明鋼において、磁気特性に優れ(鉄損が低
く)、打ち抜き加工性に優れ、ビッカース硬度が本発明
範囲内であれば打ち抜き加工性により優れた鋼板が得ら
れることがわかる。鋼成分組成が第3発明範囲内の本発
明鋼は、前記範囲を外れる本発明鋼に比べて、鉄損と打
ち抜き性のバランスがより優れている。
もしくは磁気特性が劣っている。
損が低く打ち抜き加工性に優れた鋼板を得ることができ
る。また、本発明により得られる鋼板は、より低い鉄損
特性が求められる電気機器等の材料として好適である。
フ。
ランスとの関係を示すグラフ。
Claims (3)
- 【請求項1】 mass%で、C:0.005%以下、
P:0.05%以下、Si:1.5〜3.0%、Mn:
0.05〜1.5%、Al:0.1〜2%、S:0.0
2%以下、N:0.005%以下、Ti:0.005%
以下、Nb:0.005%以下、Cr:0.4〜1.4
%を含み、残部実質的にFeであることを特徴とする打
ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板。 - 【請求項2】 mass%で、C:0.005%以下、
P:0.05%以下、Si:1.5〜3.0%、Mn:
0.05〜1.5%、Al:0.1〜2%、S:0.0
2%以下、N:0.005%以下、Ti:0.005%
以下、Nb:0.005%以下、Cr:0.4〜1.4
%を含み、残部実質的にFeであり、鋼板板面のビッカ
ース硬度が190以下であることを特徴とする打ち抜き
加工性に優れた無方向性電磁鋼板。 - 【請求項3】 mass%で、C:0.005%以下、
P:0.05%以下、Si:1.5〜3.0%、Mn:
0.05〜1.5%、Al:0.1〜2%、S:0.0
2%以下、N:0.005%以下、Ti:0.005%
以下、Nb:0.005%以下、Cr:0.4〜1.4
%を含み、Si+0.5×Al+0.2×Cr=2.3
〜3.5%を満たし、残部実質的にFeであり、鋼板板
面のビッカース硬度が190以下であることを特徴とす
る打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001179991A JP4622162B2 (ja) | 2000-06-19 | 2001-06-14 | 無方向性電磁鋼板 |
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---|---|---|---|
JP2000-182924 | 2000-06-19 | ||
JP2000182924 | 2000-06-19 | ||
JP2001179991A JP4622162B2 (ja) | 2000-06-19 | 2001-06-14 | 無方向性電磁鋼板 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP4622162B2 JP4622162B2 (ja) | 2011-02-02 |
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- 2001-06-14 JP JP2001179991A patent/JP4622162B2/ja not_active Expired - Lifetime
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