JP2002180213A

JP2002180213A - 無方向性電磁鋼板

Info

Publication number: JP2002180213A
Application number: JP2000380283A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Ono; 義彦小野; Yoshihiko Oda; 善彦尾田; Takashi Sagawa; 孝寒川; Toshiaki Urabe; 俊明占部
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 2000-12-14
Filing date: 2000-12-14
Publication date: 2002-06-26
Anticipated expiration: 2020-12-14
Also published as: JP4292707B2

Abstract

(57)【要約】【課題】かしめ性に優れ、かしめ加工を行う部材とし
て好適な無方向性電磁鋼板を提供する。【解決手段】重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：４％
以下（０を含む）、Mn：２％以下（０を含む）、sol.A
l：1.5％以下（０を含む）、Ｓ：0.012％以下（０を含
む）、Ｐ：0.2％以下（０を含む）、Ｎ：0.005％以下
（０を含む）を含有し、残部が実質的にFeからなり、鋼
板組成と鋼板の平均結晶粒径ｄ(μｍ)が(1)式を満た
し、さらに結晶粒の粒度分布Ａを(2)式で定義したとき
に、粒度分布Ａと鋼板の平均結晶粒径ｄの比が0.24以下
の範囲にあることを特徴とする無方向性電磁鋼板。14≦
ｄ≦60×([%Si]+0.7[%Mn]＋４[％Ｐ]＋0.3)^0.45 …(1) 【数１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータやトランス
の鉄心材料等に使用するのに好適な無方向性電磁鋼板に
関するものであり、特にその中で、かしめ加工を行うの
に好適な無方向性電磁鋼板に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モータやトランスの鉄心材料として広く
使用されている無方向性電磁鋼板は、鋼板を積層して使
用されるため、積層鋼板の締結方法としてかしめ締結が
多く利用されている。このかしめ締結とは、連続打ち抜
き工程で、鋼板に幅数ミリの半打ち抜き状態の凸部を形
成し、その後、連続自動かしめ工程で、この凸形状の半
打ち抜き部を上下の鋼板にはめ込んで鋼板を締結する方
法である。従来は、直径1〜2mmのアルミのバーをプレス
して締結するリベット方式のかしめ締結や、レーザー溶
接やTIG溶接を利用した締結が広く行われていたが、最
近では、生産性の観点から上述の打ち抜き方式のかしめ
締結が主流となっている。

【０００３】一方、最近ではモータ類の小型・高効率化
に伴ってかしめ部のさらなる小径化や個数の低減が求め
られつつある。例えば、コンピューターのハードディス
ク用のスピンドルモータでは、直径３cm程度のモータに
４〜12個の直径0.5mm程度のかしめが採用されており、
かしめ部のさらなる小径化が求められている。また、コ
ンプレッサー用のモータコアでは、効率を向上させるた
めに塑性変形を受けて磁気特性が劣化しているかしめ部
の小径化あるいは個数の低減が重要となる。

【０００４】しかしながら、かしめ性に対する要求レベ
ルもこれに伴い厳しくなるため、従来の鋼板をそのまま
使用した場合には、かしめ不良がしばしば生じて問題と
なっている。このかしめ不良とは、自動かしめ装置にて
かしめの施されたコアを次工程に搬送するまでの間にコ
アの結束力が弱くばらけが生じる現象である。

【０００５】このような背景から、さらに結束力の向上
するかしめ締結方法の開発、あるいは材質面からのかし
め結束力の向上技術の開発が切望されていた。従来、か
しめ性の改善は、かしめ性に関する材質的な知見が少な
いこともあり、金型の設計や調整に依存する部分が多か
った。つまり、対象となる鋼板ごとに、かしめ締結部の
形状と個数、クリアランス、押し込み量（ダイハイト）
等の適正化がなされてきた。しかしながら、対象となる
鋼板ごとに材質が異なるので、必ずしも十分な対策が採
られていないのが実状であった。

【０００６】一方、材質的な立場からも、いくつかの技
術が開示されており、例えば、特開平１−３１５１０４
号公報には、鋼板の皮膜厚を0.3〜0.4μｍと通常より薄
くし、さらに鋼中の硫化物の量を低減してかしめ締結部
の結束力を向上させる方法が開示されている。また特開
平５−３３０６３号公報には、Ｃを0.015〜0.05％含有
する鋼板にスキンパス圧延を施した後、時効処理して鋼
板の硬度をHv：135〜165に調整し、打ち抜き性、スキュ
ー性を向上させる方法が開示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
１−３１５１０４号公報に開示されている技術では、皮
膜厚を薄くすることにより結束力は向上するものの、金
型損耗は増加する。また、MnＳ低減による結束力向上の
効果は小さく、さらなる材質的な改善が必要である。

【０００８】一方、特開平５−３３０６３号公報に開示
されている技術では、Ｃを多量に含有するうえに、スキ
ンパス圧延を必須としているので、かしめ性に優れてい
るとしても、優れた磁気特性を付与することは難しい。

【０００９】また、打ち抜き性に着目した技術は多数開
示されているが、硬度調整による金型損耗の低減や打ち
抜きコアの外周寸法精度の向上に関するものがほとんど
であり、かしめ部の結束力の向上に関してなんら知見を
与えるものではなかった。

【００１０】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、かしめ性に優れ、かしめ加工を行う部材とし
て好適な無方向性電磁鋼板を提供することを課題とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の第１の手段は、重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：４
％以下（０を含む）、Mn：２％以下（０を含む）、sol.
Al：1.5％以下（０を含む）、Ｓ：0.012％以下（０を含
む）、Ｐ：0.2％以下（０を含む）、Ｎ：0.005％以下
（０を含む）を含有し、残部が実質的にFeからなり、鋼
板組成と鋼板の平均結晶粒径ｄ(μｍ)が(1)式を満た
し、さらに結晶粒の粒度分布Ａを(2)式で定義したとき
に、粒度分布Ａと鋼板の平均結晶粒径ｄの比が0.24以下
の範囲にあることを特徴とする無方向性電磁鋼板（請求
項１）である。 14≦ｄ≦60×([%Si]+0.7[%Mn]＋４[％Ｐ]＋0.3)^0.45 …(1)

【００１２】

【数２】

【００１３】ここで、[％Si],[％Mn],[％Ｐ]は、それぞ
れSi、Mn、Ｐの含有量を示し、dnは一辺の長さが４×ｄ
の正方形領域において測定した鋼板の平均結晶粒径、Ｋ
は測定領域の数を示す。

【００１４】前記課題を解決するための第２の手段は、
前記第１の手段であって、鋼板組成と鋼板の平均結晶粒
径ｄ(μｍ)が(3)式を満たすことを特徴とするもの（請
求項２）である。 18≦d≦40×([%Si]+0.7[%Mn]＋４[%Ｐ]+0.5)^0.55 …(3) 前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手
段又は第２の手段であって、前記粒度分布Ａと結晶粒径
ｄの比が0.20以下の範囲にあることを特徴とするもの
（請求項３）である。

【００１５】「残部が実質的にFeからなる」というの
は、本発明の効果を無くさない限り、不可避不純物を始
め、他の元素が微小量含まれるものが、本発明の範囲に
属することを意味するものである。なお、本明細書及び
図面において、鋼の成分を示す％は全て重量％である。

【００１６】（発明に至る過程と結晶粒径、Si、Mn、Ｐ
含有量の限定理由）本発明者らは、無方向性電磁鋼板の
かしめ性、すなわちかしめ結束力の向上方法について鋭
意研究を重ねた。その結果、打ち抜き方式のかしめ締結
では、打ち抜き端面形状の平滑化と、端面の強度向上が
かしめ結束力の向上に有効であること、そして端面形状
の平滑化および端面の強度向上には結晶粒径、結晶粒度
分布、Si、Mn、Ｐ含有量の適正化が重要であることを見
いだした。以下、本発明の詳細をその限定理由とともに
説明する。

【００１７】まず、かしめ性に及ぼす材質因子を見いだ
すために、ユーザー側でかしめ締結を行ったコアについ
てかしめ部の詳細調査を行った。その結果、まず、かし
め部の結束力は半打ち抜き状態のかしめ部の端面と、打
ち抜かれた鋼板の端面の摩擦力が担っていることが判明
した。

【００１８】そして、さらに詳細に調査を行った結果、
かしめ性に優れたコアとかしめ性に劣るコアでは、硬度
はほぼ同一でもかしめ性に優れたコアとかしめ性に劣る
コアがあることが認められ、かしめ性に劣るコアではか
しめ端部の形状が粗く、しかもかしめ部が所定の深さま
で押し込まれていないことが判明した。また、そのよう
な端面形態を有する鋼板では、結晶粒径がやや粗大であ
ったり、組織が不均一である傾向が見受けられた。

【００１９】このような知見に基づき、まず、かしめ部
の結束力に及ぼす結晶粒径の影響について調査を行っ
た。Ｃ：0.0025％、Si：1.3％、Mn：0.3％、Ｐ：0.04
％、Ｓ：0.0025％、sol.Al：0.31％、Ｎ：0.0018％、
Ｏ：0.0011％を含有する鋼板について、種々の焼鈍温度
で仕上げ焼鈍を実施して結晶粒径を11〜140μｍの範囲
で変化させ、かしめ部の結束力の定量評価を行った。結
晶粒径は、鋼板断面の板厚方向に直線を引き、その直線
と交差する結晶粒の数を測定することにより求めた。

【００２０】また、測定個所は20箇所とした。かしめ部
の結束力は、自動打ち抜き・かしめ装置にて、スリット
フープから20枚のディスクを打ち抜いて自動かしめを行
った後に、積層コアを接着剤で冶具に固定して引張試験
を行い、その剥離強度を測定て求めた。なお、このとき
のかしめ形状は、図１に示す平Ｖ形状とした。また、か
しめ部の寸法は、幅２mm、長さ５mmとした。

【００２１】剥離強度の測定結果を図２に示す。なお、
図２に示す各点の結晶粒径は、左から順に、１１、１
４、１６、１９、３０、４７、５８、６８、７８、８
０、８３、９０、９３、107、123、140μｍである。

【００２２】これより、結晶粒径には適正範囲が存在し
ており、本成分鋼では結晶粒径が14μｍ付近と80μｍ付
近で剥離強度は臨界的に変化しており、この範囲内の結
晶粒径で剥離強度は特に優れていることがわかる。ま
た、かしめ部の寸法を幅2.5mm、長さ7mmとして同様の試
験を実施したが、剥離強度の絶対値は増加するものの臨
界粒径に相違は認められなかった。

【００２３】そこで、実モータ部材におけるかしめ性と
結晶粒径の関係を調査するために、結晶粒径を30μｍ、
60μｍ、80μｍ、85μｍ、90μｍに調整した６種類の鋼
板からステータコアを200台製造し、かしめ試験を実施
した。かしめ性は、ステータコアの上部を固定して持ち
上げ、自重でばらけが生じるかどうかで良否を判断し
た。なお、ステータコアの形状は、上面形状を外寸110m
m、一辺約30mmの12角形とし、鋼板の板厚は0.5mm、1個
あたりの積層枚数は180枚、ヨーク幅およびティース長
さは約13mmとした。コアの重量は約3.5kgであった。か
しめ部は、幅2mm、長さ5mm、押し込み量板厚１枚の平Ｖ
かしめとし、ステータのヨーク部に間隔が均等になるよ
うにかしめ結束部を４箇所施した。金型のクリアランス
は7％とした。その結果を表１に示す。（表１）

【００２４】

【表１】

【００２５】まず、結晶粒径が80μｍを超える鋼板Ｄ、
Ｅでは、かしめ部の結束力が弱く、自重によりばらける
コアが頻発した。かしめ部の押し込み量の調整後も３〜
８％のばらけコアが発生し、安定製造は困難であった。
該鋼板でコアを一体化するには、かしめ部を６個としな
ければならなかった。一方、結晶粒径が80μｍの鋼板Ｃ
では、ばらけの発生頻度は格段に低減され、２％であっ
た。この場合、押し込み量の調整によりばらけは解消さ
れた。結晶粒径が60μｍ以下の鋼板Ａ、Ｂでは、コアは
さらに強く結束しており、全くばらけは生じなかった。

【００２６】このように、かしめ部の剥離強度とかしめ
性はよく対応しており、剥離強度が弱い鋼板ではコアの
ばらけが生じやすいことがわかる。また、剥離強度が45
Ｎ以上ではコアのばらけの発生頻度が著しく低減され、
52Ｎ以上では少ないかしめ部でも十分良好なかしめ性が
得られることがわかる。図２において、結晶粒径80μｍ
および60μｍは、それぞれ剥離強度45Ｎおよび52Ｎに対
応する。

【００２７】かしめ試験を実施したコアのかしめ部の断
面観察、かしめ部表面のSEM観察を行ったところ、結晶
粒径が80μｍを超えたコアでは、押し込み時の摩擦力で
かしめ部表層に塑性変形が生じ、所定の位置まで押し込
まれていないかしめ部が発生していることが判明した。
さらに、塑性変形の発生原因を調査するために、かしめ
結束前のかしめ部（Ｖノッチ部）の観察を行った。その
結果、かしめ性良好材とかしめ性不良材とで打ち抜き外
周寸法に大きな差は認められないものの、かしめ端面に
おいては、かしめ不良材では数100μｍピッチで10〜40
μｍ幅の微小なダレが生じており、微小な範囲での寸法
精度が劣化していることが判明した。これは、結晶粒径
が所定範囲を超えると打ち抜き端面の形態に個々の結晶
粒の機械特性の影響が現れてくるためと推測される。ま
た、鋼板の降伏強度が低下したことも塑性変形の発生原
因の一つと考えられる。一方、結晶粒径が20μｍ以下の
鋼板では、かしめ端面のせん断面の比率が少ないことが
判明した。つまり、細粒材ではせん断面同士の接触面積
が減少して剥離強度が低下したものと考えられる。

【００２８】以上により、かしめ性を支配する因子のひ
とつとして、鋼板の強度があることが示唆された。そこ
で次に、かしめ性に及ぼす鋼板成分の影響を調査した。
Ｃ：0.001〜0.005％、Si：tr.〜4％、Mn：0.05〜2％、
Ｐ：tr.〜0.2％、Ｓ：tr.〜0.02％、sol.Al：tr.〜2
％、Ｎ：0.0008〜0.01％、Cr：tr.〜1.5％、Cu：tr.〜
0.1％、Ni：tr.〜0.1％、Mo：tr.〜0.2％、Ca：tr.〜0.
004％、Ｂ：tr.〜0.002％、Sb：tr.〜0.05％、Sn：tr.
〜0.05％を含有する鋼を溶製し、かしめ部の剥離強度に
及ぼす各種元素の影響を調査した。

【００２９】その結果、鋼板成分の中でもSi含有量、Mn
含有量、Ｐ含有量が剥離強度に大きな影響を及ぼしてお
り、およそMnはSiの0.7倍、ＰはSiの４倍の効果を有し
ていることが判明した。それ以外の元素は上記の添加量
の範囲の中で顕著な効果は認められなかった。また、
Ｓ、Ｎ等の元素は、後述するようにMnＳ、AlＮを形成し
て鋼板の粒度分布に影響を及ぼすが、結晶粒径と粒度分
布がほぼ同一であれば、これら自身による顕著な効果は
認められなかった。

【００３０】そこで、Si、Mn、P含有量の異なる種々の
鋼板に対してかしめ性の向上する適正粒径を調査した。
その結果を図３に示す。これより、鋼板の結晶粒径ｄを 14≦ｄ≦60×([%Si]+0.7[%Mn]＋4[%P]＋0.3)^0.45 …(1) の範囲に制御したときにかしめ部の剥離強度が著しく向
上することが判明した。鋼板組成と結晶粒径がこの範囲
にあるときに、45N以上の高い剥離強度が得られる。こ
のとき、端面での変形が著しく軽減されていた。以上よ
り、本発明では鋼板の結晶粒径は、上式の範囲に限定す
る。

【００３１】さらに鋼板の結晶粒径dを、 18≦ｄ≦40×([%Si]+0.7[%Mn]＋４[%Ｐ]＋0.5)^0.55…(3) の範囲に制御することにより、52Ｎ以上のさらに高い剥
離強度が得られる。したがって、結晶粒径はこの範囲と
することが望ましい。

【００３２】ところが、結晶粒径を本発明範囲に制御し
ても依然かしめ不良の発生する場合が認められた。そこ
で、本発明者らがその原因について詳細な調査を実施し
たところ、鋼板の結晶組織が不均一な場合にかしめ不良
が高い頻度で発生していることが判明し、よって、かし
め性に優れた鋼板を得るためには、鋼板の結晶平均粒径
と結晶粒度分布を同時に制御する必要があることが明ら
かになった。

【００３３】そこで、かしめ部の剥離強度と鋼板組織の
均一性との関係を調査するために、Ｃ：0.0025％、Si：
1.3％、Mn：0.3％、Ｐ：0.04％、Ｓ：0.0025％、sol.A
l：0.31％、Ｎ：0.0018％、Ｏ：0.0011％を含有する鋼
板について、スラブの加熱温度、熱延板焼鈍温度、冷間
圧延率、仕上げ焼鈍時の昇温速度、焼鈍時間等を調整し
て鋼板の粒度分布を変化させた鋼板を作製し、剥離強度
を調査した。なお、鋼板の結晶粒径は78μｍに調整し
た。ここで、粒度分布は、鋼板の平均粒径をdとしたと
きに、一辺が4dで囲まれる正方形領域内での平均粒径dn
を個別に20箇所以上求め、それぞれの領域で測定された
dnとｄから下式で求められるＡにより定義した。なお、
Ｋは結晶粒径を測定した領域の数を示す（Ｋ≧20）。こ
のようにして得られたＡとｄの比を採用することによ
り、鋼板の結晶粒度のばらつきが精度よく示されること
が確認された。

【００３４】

【数３】

【００３５】得られた結果を図４に示す。図４より、鋼
板の粒度分布もかしめ性に多大な影響を及ぼしており、
Ａ／ｄを0.24以下とすことにより、高い剥離強度が得ら
れることがわかる。さらにＡ／ｄが0.20以下とすると剥
離強度はさらに向上する。A／ｄが0.24以下の鋼板は結
晶組織が均一であり、微小範囲での打ち抜き端面の寸法
精度が向上していることが判明した。

【００３６】したがって、本発明において鋼板の結晶粒
径ｄと粒度分布を示すＡはこれらの比で0.24以下とす
る。さらに、これらの比は0.20以下とすることが望まし
い。

【００３７】このように、かしめ締結では、打ち抜き加
工で必要とされてきた硬度とは別の結晶粒径、粒度分布
といった材質因子を鋼板組成に応じて制御することも重
要である。なお、図４に示された点のＡ／ｄの値は、左
から順に、0.12、0.15、0.17、0.20、0.22、0.24、0.2
5、0.26、0.28、0.30である。

【００３８】このように、かしめ締結では、かしめ部で
の互いのせん断面での変形を防止することが重要であ
り、従来、打ち抜き加工で必要とされてきた硬度とは別
の因子である結晶粒径、粒度分布も適正化する必要があ
ることがわかる。

【００３９】（その他の成分の限定理由）以下に、その
他の成分の限定理由について説明する。Ｃ：Ｃは0.005％を超えて含有されると磁気時効により
磁気特性が劣化するので、0.005％以下とする。 Si：Siは鋼板の強度を上昇させてかしめ性を向上させる
元素である。また、固有抵抗を上げて鉄損を低減するの
に有効な元素である。しかしながら、４％超えでは硬度
が高くなり打ち抜き性が著しく劣化するので、Siの含有
量は４％以下（但し、０％の場合を含む）とする。 Mn：Mnは鋼板の強度を上昇させてかしめ性を向上させる
元素である。また、熱間圧延時の赤熱脆性の防止や、粒
成長性の向上にも有効な元素である。しかしながら、２
％超えになると磁気特性が劣化するので、Mn の含有量
は２％以下（但し、0％の場合を含む）とする。

【００４０】sol.Al：sol.Alは、Ｎを固定して粒成長性
を向上させる元素である。しかしながら、２％を超えで
含有させても鉄損の低減効果は小さく、いたずらにコス
ト上昇を招くので２％以下（但し、０％の場合を含む）
とする。Ｓ：Ｓは0.012％を超えると組織が不均一となりやす
い。また、磁気特性が劣化する。したがって、Sは0.012
％以下（但し、0％の場合を含む）とする。Ｐ：ＰはSiと同様に鋼板の強度、固有抵抗を上げてかし
め性、磁気特性を向上させる元素である。ただし、0.2
％を超えて添加すると著しい脆化を招くため、0.2％以
下(但し、０％の場合を含む)とする。Ｎ：Ｎは0.005％を超えると磁気特性が劣化する。ま
た、組織も不均一となりやすい。したがって、値は0.00
5％以下とする。

【００４１】これ以外の元素として、Cu、Cr、Ni、Mo、
Ca、Ｂ、Sb、Sn等を添加しても本発明の効果は損なわれ
ないので磁気特性を向上させる目的で添加してもよい。
例えば、Cuは集合組織を改善する目的で、Cr、Ni、Moは
固有抵抗を高める目的で、Caは硫化物や酸化物を粗大化
して粒成長性を向上させる目的で、Ｂは窒化物を粗大化
して粒成長性を向上させる目的で、または鋼板の内部酸
化を防止する目的で、Sb、Snは集合組織を向上させる目
的で、または鋼板表層の酸化や窒化を防止する目的で添
加することができる。

【００４２】（製造方法）次に本発明のかしめ性に優れ
た無方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。まず
はじめに、仕上焼鈍後の粒度分布を制御する方法につい
て述べる。鋼板成分においては、Ｓ、Ｎを極力少なくす
ることが重要である。これは、MnＳ、AlＮなどの析出物
はクラスター化しやすいので、これらが存在すると熱延
板焼鈍後や引き続く仕上焼鈍後の組織が不均一になりや
すいためである。熱延時のスラブ加熱温度は出来るだけ
高い方が良く、好ましくは1140℃以上とすることであ
る。これにより、MnＳ、AlＮのクラスター化が軽減さ
れ、より結晶組織が均一化する。熱延板の焼鈍温度は低
い方が好ましい。磁気特性、とりわけＬ方向の磁気特性
を改善するには、冷延前の結晶粒径を大きくすることが
効果的であるが、かしめ性を考慮する場合にはむしろ冷
延前の結晶粒径は小さいほどよい。冷延前粒径は300μ
ｍ以下とすることが好ましい。

【００４３】冷間圧延率は高い方が好ましい。最終冷間
圧延率を50〜70％とすると磁気特性は効果的に改善され
るが、冷間圧延率が65％以下では組織が不均一になりや
すいので、かしめ性の観点からは65％以上とすることが
好ましい。

【００４４】引き続く仕上焼鈍では焼鈍速度を極力小さ
くすることが重要である。これは、焼鈍後の結晶組織は
仕上焼鈍の再結晶組織の影響を特に強く受けるためであ
り、仕上焼鈍の昇温速度が速いと、冷延前組織や冷延で
の転位密度の分布状態の影響を顕著に受けて再結晶組織
が不均一になる。生産性の観点からはライン速度を大き
くすることが望ましいが、かしめ性の観点からはライン
速度を小さくして昇温速度を小さくすることが肝要であ
る。

【００４５】昇温速度は30℃/sec以下とすることが望ま
しい。なお、ここで昇温速度は、400〜740℃の範囲の平
均昇温速度を採用するのがよい。これは、この温度範囲
で再結晶が顕著に進行するためである。焼鈍時間は長い
方が好ましい。これは、焼鈍時間の長時間化により再結
晶組織がある程度均質化されるためである。好ましくは
40sec以上とすることである。

【００４６】以上の製造条件を組み合わせることによ
り、結晶組織がより均一になり、かしめ性が向上する。
とくに、この中でも冷延前の結晶粒径と仕上焼鈍の昇温
速度の効果が大きい。また、スラブの加熱温度、Ｓ、Ｎ
量、冷間圧延率も含めて、これらはその効果が互いに加
算されるので磁気特性、生産性等を勘案しながら製造条
件を適正化する必要がある。

【００４７】例えば、磁気特性を向上させるために冷延
前の結晶粒径を300μｍ以上とする場合には、引き続く
仕上焼鈍の昇温速度を20℃/sec以下にすることが有効で
ある。あるいは、ある程度の生産性も考慮して昇温速度
を25℃/sec程度とするならば、Ｓ、Ｎはともに0.002％
以下に低減し、スラブの加熱温度は1140℃以上、冷間圧
延率は77％以上とし、均熱時間も極力長くすることが有
効である。

【００４８】適正粒径を得るためには、焼鈍温度、焼鈍
時間を適正化する必要がある。適正焼鈍条件は、Si含有
量、Ｓ、Ｎ含有量、冷延前粒径、冷圧率により変化する
が、730〜950℃の範囲で30〜80sec行うのがよい。

【００４９】本発明においては、その他の製造条件は通
常の無方向性電磁鋼板を製造する方法で構わない。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、引き続き鋳造を行う。熱間圧延条件は、スラブ
の加熱温度を1100〜1250℃、仕上圧延温度は750〜850
℃、巻取り温度は600〜730℃の範囲とするのが好ましい
が特に規定するものではない。また、熱間圧延後の熱延
板焼鈍は行ってもよいが必須ではない。次いで一回の冷
間圧延、もしくは中間焼鈍をはさむ２回以上の冷間圧延
により所定の板厚とした後に、仕上げ焼鈍を行う。

【００５０】また、打ち抜き性や絶縁性を向上する目的
で有機／無機混合被膜を塗布してもよい。この場合、皮
膜厚は薄い方が好ましい。好ましい範囲は、0.5μｍ以
下である。

【００５１】

【実施例】転炉で吹練した溶鋼を脱ガス処理し、所定の
成分に鋳造後、スラブを1150℃で１hr加熱して板厚3.6m
m、2.0mm、1.4mmまで熱間圧延を行い、680℃で巻取った
後、酸洗を行った。Siを1％以上含有する鋼については8
00〜900℃×３hrの熱延板焼鈍を実施して冷延前の結晶
粒径を調整した。その後、板厚0.5mmまで冷間圧延を行
った後に、10％Ｈ₂−Ｎ₂の雰囲気で昇温速度を14〜35℃
/secとして740℃〜945℃×34〜78secの仕上焼鈍を行っ
た。

【００５２】仕上げ焼鈍後の鋼板をスリットして幅100m
mのフープとした後に、20枚のディスクを打ち抜いて自
動かしめを行い、かしめサンプルを作製した。このとき
のかしめ部の形状は平Ｖ形状とした。かしめ部の結束力
は、積層コアを接着剤で冶具に固定して引張試験を行
い、その剥離強度を測定して求めた。また、幅2mm、長
さ5mmのかしめ部を４箇所有するコアをそれぞれ200個作
製し、かしめ性を評価した。コア形状および重量は、外
寸110mm、鋼板積層枚数180枚、重量約3.5kgとした。か
しめ性は、３段階で評価し、コアのばらけが、押し込み
量を板厚1枚で全く生じなかった場合に◎、最大で板厚
２枚までの押し込み量の調整によりコアのばらけが防止
できた場合を○、押し込み量を調整しても1個以上のば
らけが発生した場合を×とした。

【００５３】鋼板の化学成分を表２に示す。鋼板の冷延
前粒径、冷間圧延率、仕上焼鈍の昇温速度、仕上焼鈍の
焼鈍温度、焼鈍温度における均熱時間、結晶粒径、粒度
分布および、かしめ部の剥離強度、かしめ性の評価結果
を表３に示す。なお、昇温速度は、400℃から740℃の範
囲の平均値を記載した。また、表３において臨界粒径d*
として示されているものは、 d*=60([%Si]+0.7[%Mn]+4[%Ｐ]+0.3)^0.45 …(4) で示される値であり、(1)式で示されたｄの上限値に対
応する値である。

【００５４】表２及び表３より、鋼板の化学成分、結晶
粒径、粒度分布を適正範囲に制御した本発明例において
は、かしめ部の剥離強度が高いことがわかる。一方、鋼
板No.13では焼鈍温度が高く、鋼板の結晶粒径が本発明
範囲外となっている。鋼板No.14では焼鈍温度が低く、
焼鈍時間も短いので鋼板の結晶粒径が本発明範囲外とな
っている。鋼板No.15では焼鈍温度が高く、鋼板の結晶
粒径が本発明範囲外となっている。鋼板No.16では熱延
板の結晶粒径が大きいうえに昇温速度も大きいため、粒
度分布が本発明範囲外となっている。鋼板No.17では冷
間圧延率が低いうえに昇温速度も速いため、粒度分布が
本発明範囲外となっている。鋼板No.18ではS量が高いう
えに昇温速度がやや大きくなっているため、粒度分布が
本発明範囲外となっている。したがって、鋼板No.13〜1
8の鋼板はいずれもかしめ性に劣る。

【００５５】（表２）

【表２】

【００５６】(表３)

【表３】

【００５７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係る無方向
性電磁鋼板は、かしめ性に優れており、製品とする際に
かしめ加工を行う無方向性電磁鋼板として用いるのに好
適である。本発明に係る無方向性電磁鋼板を使用すれ
ば、かしめ部の小径化によるモータ類の小型化、コア特
性の向上、あるいはユーザー側での生産性の向上に寄与
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】かしめの剥離強度を測定した測定サンプルの形
状を示す概要図である。

【図２】鋼板の結晶粒径とかしめ部の剥離強度の関係を
示す図である。

【図３】Si、Mn、Ｐの含有量、結晶粒径とかしめ部の剥
離強度の関係を示す図である。

【図４】鋼板の結晶粒径、粒度分布とかしめ部の剥離強
度の関係を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者寒川孝東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内 (72)発明者占部俊明東京都千代田区丸の内一丁目１番２号日本鋼管株式会社内Ｆターム(参考） 5E041 AA11 AA19 CA02 CA04 NN01 NN06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：４％
以下（０を含む）、Mn：２％以下（０を含む）、sol.A
l：1.5％以下（０を含む）、Ｓ：0.012％以下（０を含
む）、Ｐ：0.2％以下（０を含む）、Ｎ：0.005％以下
（０を含む）を含有し、残部が実質的にFeからなり、鋼
板組成と鋼板の平均結晶粒径ｄ(μｍ)が(1)式を満た
し、さらに結晶粒の粒度分布Ａを(2)式で定義したとき
に、粒度分布Ａと鋼板の平均結晶粒径ｄの比が0.24以下
の範囲にあることを特徴とする無方向性電磁鋼板。 14≦ｄ≦60×([%Si]+0.7[%Mn]＋４[%Ｐ]＋0.3)^0.45 …(1) 【数１】ここで、[％Si],[％Mn],[％Ｐ]は、それぞれSi、Mn、Ｐ
の含有量を示し、dnは一辺の長さが４×ｄの正方形領域
において測定した鋼板の平均結晶粒径、Ｋは測定領域の
数を示す。
【請求項２】請求項１に記載の無方向性電磁鋼板であ
って、鋼板組成と鋼板の平均結晶粒径ｄ(μｍ)が(3)式
を満たすことを特徴とする無方向性電磁鋼板。 18≦d≦40×([%Si]+0.7[%Mn]＋４[％Ｐ]+0.5)^0.55 …(3)
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載の無方向性
電磁鋼板であって、前記粒度分布Ａと結晶粒径ｄの比が
0.20以下の範囲にあることを特徴とする無方向性電磁鋼
板。