JP2003183788A - 鉄損およびかしめ性に優れた無方向性電磁鋼板 - Google Patents
鉄損およびかしめ性に優れた無方向性電磁鋼板Info
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Abstract
磁鋼板を提供する。 【解決手段】 mass%で、C:0.0009%以下、P:0.2
%以下、Si:4%以下、Mn:0.05〜2%、Al:0.1〜3
%、S:0.02%以下、N:0.005%以下、Cr:0.4〜5%
を含み、残部が実質的にFeであることを特徴とする鉄
損およびかしめ性に優れた無方向性電磁鋼板。
Description
性に優れた無方向性電磁鋼板に関するものである。
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。ま
た、特公昭56-22931号公報には、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、Nb、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。
板は、固溶強化元素であるSi、Al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
するという問題を有しており、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。これに対し、Cr
添加により固有抵抗を高めた場合には硬度アップを生じ
ることなく鉄損低減が可能となることを発明者らは見出
し、特願2000−182924号として特許出願し
た。
術により得られる鋼板は、大幅な硬度アップを生じない
にもかかわらず、かしめ性が従来の鋼板より低下すると
いう問題を有している。本発明はこのような問題点を解
決するためになされたもので、鉄損が低くかつかしめ性
に優れた無方向性電磁鋼板を提供することを課題とす
る。
解決に関し鋭意検討したところ、Crを添加した鋼板の炭
化物析出を抑制することでかしめ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。即ち、前記課題を解決
するための第1の手段は、mass%で、C:0.0009%以
下、P:0.2%以下、Si:4%以下、Mn:0.05〜1%、A
l:0.1〜3%、S:0.02%以下、N:0.005%以下、C
r:0.4〜5%を含み、残部が実質的にFeであることを
特徴とする鉄損およびかしめ性に優れた無方向性電磁鋼
板(請求項1)である。
は、mass%で、C:0.005%以下、P:0.2%以下、Si:
4%以下、Mn:0.05〜1%、Al:0.1〜3%、S:0.02
%以下、N:0.005%以下、Cr:0.4〜5%、Sb:0.002
〜0.05%を含み、残部が実質的にFeであることを特徴
とする鉄損およびかしめ性に優れた無方向性電磁鋼板
(請求項2)である。
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。
以下、本発明に至る経緯と主な成分の限定理由を説明す
る。最初に、Cr添加鋼のかしめ性について調査するた
め、C:0.0035%、Si:2.3%、Al:0.6%、Mn:0.20
%、P:0.01%、S:0.002%、N:0.0021%、とし、C
r量がtr.の鋼Aと、Cr:2.5%の鋼B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
板にバッチ炉にて75%H2-25%N2雰囲気で830℃×3
hr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℃×30sec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打ち抜き
により作製し、20枚重ねとし、4ヶ所を平かしめした。
かしめ位置を図1に示す。かしめ力の評価はリングサン
プルを上下に引っ張り、リングサンプルが剥離した際の
加重をかしめ数4で割ることによりかしめ力とした。
かしめ力を示す。これよりCrフリー鋼に比べCr添加鋼で
はかしめ力が低下していることがわかる。 (表1)
リー鋼のかしめ部のSEM観察を行った。その結果、Cr
添加鋼においてはCrフリー鋼に比べせん断面の割合が低
下していることが明らかとなった。これはCr添加鋼の場
合、粒界での非常に微細なCr炭化物析出に伴い粒界強度
が低下し、打ち抜き時にせん断面から破断面への移行が
早期に生じるためではないかと考えられる。このことに
より、Cr添加鋼ではせん断面比率が低下しかしめ力が弱
くなったものと考えられる。
粒界に粗大に析出し、この析出した炭化物が短時間の仕
上焼鈍中には完全に鋼中に溶解せず粒界に残留したもの
と考えられる。このため、連続熱延板焼鈍のような高
温、短時間で焼鈍を行い比較的冷却速度が速い場合には
仕上げ焼鈍後の炭化物析出は非常に少なくなるものと考
えられる。
C量低減の効果について調査するため、Si:2.3%、
P:0.005%、Al:0.6%、N:0.0021%、S:
0.002% 、Cr:2.6%とし、Cを0.0002〜0.0050%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。引き続きこの熱間圧延板にバッチ炉にて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%H2-9
0%N2雰囲気で950℃×30sec間の仕上焼鈍を行っ
た。
C量とかしめ力との関係を示す。ここで、かしめ力の測
定は図1と同様の方法により行った。
め力が向上することがわかる。この理由は、Cが0.0009
%以下の範囲でCr炭化物の析出が抑制されせん断面比率
が増大したためである。以上のことから、請求項1に係
る発明においては、C量を0.0009%以下とする。
めには製鋼段階でCを低減するか熱延板もしくは冷延板
に脱炭処理を施す手法が考えられるが、いずれもコスト
アップを招くことは避けられない。そこで、Cr炭化物の
粒界析出を抑制する手法として粒界偏析元素であるSb添
加について検討した。
%、Si:2.3%、P:0.005%、Al:0.6%、N:0.0021
%、S:0.002% 、Cr:2.6%とし、Sbをtr.〜0.060%
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。引き続きこの熱間圧延板にバッチ炉
にて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℃×30sec間の仕上焼鈍を行
った。
す。これより、Sb>0.002%以上でかしめ性が向上しす
ることがわかる。これはSbが粒界に偏析したため、粒界
でのC濃度が低下しCr炭化物析出量が少なくなったため
と考えられる。一方、Sbが0.05%を超えるとかしめ性が
低下するが、これはSbの粒界偏析量が多くなりすぎるた
めに、Sb自体が粒界強度を低下させ破断面比率が増加し
たためと考えられる。以上のことから、請求項2に係る
発明においては、Sbを0.002〜0.05%とする。
され0.005%以下であれば良好なかしめ性を得ることが
できる。しかし、C>0.005%となった場合には磁気時効
の問題があるため0.005%以下とする。
の成分の限定理由について説明する。 Si: Siは鋼板の固有抵抗を上げるために有効な元素で
あるが4%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4%とし、かしめ性向上の観点
から好ましくは2.4%以下とする。 Al: AlはSiと同様、固有抵抗を上げるために有効な元
素であるが、3%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3%とする。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%とする。
めに有効な元素であるため下限を0.4%とする。但し、C
rが5%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5%とした。 Mn: Mnは熱間圧延時の赤熱脆性を防止するために、
0.05%以上必要であるが、1%以上になると磁束密度を
低下させるので0.05〜1%とする。
が硬くなるため0.2%以下とする。 N: Nは、含有量が多い場合にはAlNの析出量が多く
なり、鉄損を増大させるため0.005%以下とする。 S: Sは0.02%を超えるとMnSの析出により鉄損が増
大するため、上限を0.02%とする。
規定する成分が本発明の範囲内であれば、製造方法は通
常の無方向性電磁鋼板を製造する方法でかまわない。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、通常使用されている範囲でかまわない。また、熱延
後の熱延板焼鈍は行ってもよいが必須ではない。次いで
1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℃×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、10%
H2-90%N2雰囲気で表2に示す条件において仕上焼
鈍を行い、膜厚0.7μmの無機有機絶縁皮膜を塗布し
た。
B50)の測定は、25cmエプスタイン試験片を用
い、圧延方向(L方向)および圧延方向と直角の方向
(C方向)の平均値を測定した。
れた鋼板を内径70mm、外径100mmのリング形状に打ち抜
き、4箇所を平かしめし、引っ張り試験によりかしめ部
が剥離する加重をかしめ数4で割ることにより求めた。
本発明鋼(No.1〜No.19)において、磁気特性に優れ
(鉄損が低く)、かしめ性に優れた鋼板が得られること
がわかる。
囲が本発明の範囲を外れているので、かしめ力が小さ
く、鉄損W10/800も高くなっている。No.25、No.
26の鋼板は、Crが本発明の範囲を下回っているので、固
有抵抗が高くなり、その結果鉄損が高くなっている。
っているので、磁束密度が低くなっている。No.28の鋼
板は、Siが本発明の範囲を外れているので、かしめ力が
小さくなっている。
ているので、磁束密度が低くなっていると共に、かしめ
力も小さくなっている。
ているので、磁束密度が低くなっていると共に、かしめ
力も小さくなっている。No.31の鋼板は、Sが本発明の
範囲を外れているので、磁束密度が低くなっている。
ているので、鉄損が高くなると共にかしめ力が小さくな
っている。No.33の鋼板は、Sbが本発明の範囲を下回っ
ているので、かしめ力が小さくなっている。No.34の鋼
板は、Sbが本発明の範囲を上回っているので、やはり、
かしめ力が小さくなっている。
損が低くかしめ性に優れた無方向性電磁鋼板を得ること
ができる。
す模式図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 mass%で、C:0.0009%以下、P:0.2
%以下、Si:4%以下、Mn:0.05〜1%、Al:0.1〜3
%、S:0.02%以下、N:0.005%以下、Cr:0.4〜5%
を含み、残部が実質的にFeであることを特徴とする鉄
損およびかしめ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:0.2%
以下、Si:4%以下、Mn:0.05〜1%、Al:0.1〜3
%、S:0.02%以下、N:0.005%以下、Cr:0.4〜5
%、Sb:0.002〜0.05%を含み、残部が実質的にFeで
あることを特徴とする鉄損およびかしめ性に優れた無方
向性電磁鋼板。
Priority Applications (1)
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JP2001377232A JP3952762B2 (ja) | 2001-12-11 | 2001-12-11 | 鉄損およびかしめ性に優れた無方向性電磁鋼板 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN105886932A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-24 | 武汉钢铁股份有限公司 | 一种高功率因数电机用无取向硅钢及生产方法 |
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- 2001-12-11 JP JP2001377232A patent/JP3952762B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN102753718A (zh) * | 2010-02-25 | 2012-10-24 | 新日本制铁株式会社 | 无方向性电磁钢板 |
US8591671B2 (en) | 2010-02-25 | 2013-11-26 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Non-oriented electrical steel sheet |
WO2013179438A1 (ja) | 2012-05-31 | 2013-12-05 | 新日鐵住金株式会社 | 無方向性電磁鋼板 |
CN105886932A (zh) * | 2016-05-09 | 2016-08-24 | 武汉钢铁股份有限公司 | 一种高功率因数电机用无取向硅钢及生产方法 |
CN105886932B (zh) * | 2016-05-09 | 2017-08-25 | 武汉钢铁有限公司 | 一种高功率因数电机用无取向硅钢及生产方法 |
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