JP2019035115A - 無方向性電磁鋼板 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の無方向性電磁鋼板の化学組成およびその測定方法について説明する。該化学組成とは、本発明の無方向性電磁鋼板を構成する鋼の組成である。以下において、成分の含有量は質量%での値である。
(1)化学組成
化学組成について、各成分の含有量および限定理由を中心に説明する。
Cは、磁気時効によって磁気特性を著しく劣化させるため、C含有量は0.0050%以下とする。また、鉄損低下の観点から、C含有量は0.0020%以下とすることが好ましい。
Si含有量は、磁気特性と通板性の兼ね合いから、0.05%以上4.5%以下とする。0.05%未満では良好な磁気特性が得られず、4.5%を超えると脆化のため通板性が顕著に劣化する。
Mnは、Sと反応して硫化物を形成するため、含有量の制御が重要となる元素である。通常、Mnが中途半端に少ない場合には、熱間圧延中に微細な硫化マンガンが析出して鉄損および磁束密度を著しく劣化させる場合がある。しかしながら、本発明においては熱間圧延時の加熱条件を特定の範囲内に制御してこのような悪影響を回避できるため、Mn含有量は下限が特に限定されない。一方、Mn含有量が多い場合には、熱間圧延工程において再溶解・再析出する硫化マンガンが減少するので、硫化マンガンによる悪影響は減少する。Mn含有量が1.0%を超えると、このような作用は飽和するものの、固溶Mnの存在自体が磁束密度にとって不利な{111}方位の生成を抑制して磁束密度を向上させるので、Mnは多量に含有させても特に問題はない。このため、コストの観点から、Mn含有量は3.0%以下とする。
Al含有量は、AlNの形成および粗大化を促進して結晶粒成長性を向上させる観点からは、下限が特に限定されない。一方、Al含有量が1.0%を超えると、AlNの形成および粗大化を促進する作用は飽和するが、固溶Alが電気抵抗を高めることで鉄損を低下させる観点からはAl含有量を多くすることが有利である。しかしながら、多過ぎるAl含有量を含有する溶鋼は、鋳造時の操業性が悪化するため、Al含有量は3.0%以下とする。
Sは、硫化物の形成量に直接関係する。S含有量が多いと、熱間圧延時の加熱条件を特定の範囲内に制御しても、硫化物の形成量が多くなり結晶粒成長性を阻害するため、S含有量は0.008%以下とする。鋼板の磁気特性をより向上させるためには、0.005%以下とすることが好ましい。
Pは、鋼板の硬度を高めて打ち抜き性を向上させる作用が得られるので、所望の打ち抜き硬度から必要な添加量が決められる。ただし、過剰に添加すると磁束密度が劣化するので、P含有量は0.15%以下とする。
Nは、含有量が多いと窒化物が多くなり結晶粒成長性を阻害するため、N含有量は0.0050%以下とする。鋼板の磁気特性をより向上させるためには、0.0030%以下とすることが好ましい。
Cuは、Mnと同様にSと反応して硫化物を形成するが、硫化銅による磁気特性への影響は硫化マンガンと比較して大きいため、含有量の制御が特に重要となる元素である。Cuは、含有量が僅かでも、熱間圧延工程、中でも仕上げ圧延以降において微細な硫化物を形成して鉄損および磁束密度を著しく劣化させると考えられている。このため、Cu含有量は出来るだけ少ないことが好ましいが、通常は、鋼板内に原料や製造工程で混入するスクラップ等からCuが不可避的に入るため、Cuを含有させないことは困難である。また、本発明は硫化銅の質量比および析出状態を制御する発明であるから、Cuを含有することを前提としており、Cuを含有しない鋼板は本発明の対象としない。さらに、硫化銅の悪影響とそれを制御することによる特性改善効果の大きさを考慮し、Cu含有量は0.001%以上とする。一方、磁束密度を特に著しく劣化させることを回避するため、Cu含有量は0.2%以下とする。
残部はFeおよび不可避的不純物である。不可避的不純物のうち結晶粒成長を阻害するTi、V、Nb、Zr等は極力低減することが望ましく、それぞれ0.008%以下とすることが好ましい。
化学組成を構成する各成分の含有量は、成分の種類に応じて、一般的な方法を用いて一般的な測定条件により測定することができる。
本発明においては、結晶粒成長を阻害する介在物である硫化物の中でも特に硫化銅の質量比および析出状態の制御が作用効果を得る上で重要である。なお、一般的には、硫化物の種類、質量比、および析出状態は、硫化物を形成する元素(例えば、S、ならびにMn、Ti、Mg、Ca、およびCu等)の含有量および熱間圧延条件等の製造条件だけではなく、硫化物が複合析出する場合には、OおよびCならびに酸化物および炭窒化物等を形成する元素の含有量により変化する。
本発明の無方向性電磁鋼板に含有される硫化銅の質量比は、(硫化銅に含有されるS)/(全体に含有されるS)≦0.004および(硫化銅に含有されるS)/(硫化マンガンに含有されるS)≦0.004を満足する。すなわち、硫化銅の形成が極力抑制または完全に回避されている。これにより、硫化銅による磁壁の移動性への阻害作用が急激に低減して低磁場での透磁率が急激に低減するために、低磁場での鉄損を低減することができる。
なお、本発明においては、これらの式における(硫化銅に含有されるS)が分析限界未満の値である状況を、「(硫化銅に含有されるS)/(全体に含有されるS)=0.0000および(硫化銅に含有されるS)/(硫化マンガンに含有されるS)=0.0000を満足する。」と定義する。
後述する硫化銅の質量比の調査方法では上述した(硫化銅に含有されるS)が分析限界未満の値となる微細かつ微量な硫化銅であっても、鏡面研磨で仕上げた鋼板表面を高分解能の走査型電子顕微鏡等を用いて直接観察することにより検出することができる場合がある。本発明においては、このような微細かつ微量な硫化銅の析出状態(個数密度、球相当直径の平均、および個数の割合)を特定の範囲に制御することが好ましい。以下、具体的に説明する。
本発明においては、球相当直径が0.20μm以下の硫化銅の個数密度が0.010個/μm3未満であることが好ましい。硫化銅の質量比を低減した状況において、さらに微細な硫化銅の個数密度を低減することにより、低磁場での鉄損を効果的に低減することができるからである。
ここで、本発明において、「球相当直径が0.20μm以下の硫化銅が含有されない」とは、後述するように球相当直径が1.0μm以下の硫化物の個数が500個以上となるのに十分な面積の領域を観察して、硫化銅の個数および球相当直径を調査した場合において、観察領域において球相当直径が0.20μm以下の硫化銅が存在しないことを意味する。
本発明において、硫化銅の析出状態が、低磁場での鉄損に作用するメカニズムについては、未解明な部分があるものの、以下のように推定される。
なお、本明細書においては、以下のような推定メカニズムに基づいて本発明を説明している箇所があるが、該推定メカニズムは推定に過ぎないため、将来的に本発明の作用効果が該推定メカニズムとは異なるメカニズムにより発現していることが判明する可能性もある。しかしながら、そのように判明した知見は、本発明を否定するものではない。
以下、上述した硫化銅の質量比および析出状態(個数密度、球相当直径の平均、および個数の割合)を調査する方法について説明する。
まず、上述した硫化銅の質量比の調査用サンプルの採取方法および上述した硫化銅の析出状態の調査用サンプルの作成方法について説明する。
本発明における(硫化銅に含有されるS)とは、上述した硫化銅の質量比の調査用サンプルに含有されるCuの質量を定量して、CuとSの原子比(Cu/S)を2/1としてSの質量に換算した値を意味する。同様に、本発明における(硫化マンガンに含有されるS)とは、上述した硫化銅の質量比の調査用サンプルに含有されるMnの質量を定量して、MnとSの原子比(Mn/S)を1/1としてSの質量に換算した値を意味する。また、本発明における(全体に含有されるS)とは、鋼板全体を燃焼赤外線吸収法により分析して得られる鋼板全体に含有されるSの質量の値を意味する。
上述した硫化銅の析出状態(個数密度、球相当直径の平均、および個数の割合)は、上述した硫化銅の析出状態の調査用サンプルの研磨面をEDXが付属した走査型電子顕微鏡(SEM)により観察することによって調査する。この場合には、例えば、観察室は真空引きし、作動距離(WD)を10mm、加速電圧を15kV、倍率を100〜200,000倍として研磨面を測定する。
なお、このときに注意すべきことは、個数および球相当直径を計測する対象は硫化銅であるが、観察領域に500個以上存在させるようにする介在物は硫化物であるということである。これは、本発明においては硫化銅が極端に少なくなるために、多数の硫化銅を観察するためには、非現実的に広い面積の領域を観察する必要が生じる事態が想定されるからである。また、硫化銅が実質的に存在しなくなる場合には、硫化銅が存在する領域がなくなるからである。
具体的には、球相当直径が0.20μm以下の硫化銅の単位面積当たりの個数密度をNs[個/μm2]、該硫化銅の単位体積当たりの個数密度をNv[個/μm3]、球相当直径が0.20μm以下の硫化銅の球相当直径の平均をD[μm]とした場合に、本発明の規定には、「球相当直径が0.20μm以下の硫化銅の個数密度」として、下記式(1)により求められるNvが用いられる。
Nv=Ns/D (1)
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、上述した化学組成を有するスラブを加熱するスラブ加熱工程と、加熱後のスラブに熱間圧延を施して熱延鋼板を得る熱間圧延工程と、熱延鋼板に熱延板焼鈍および酸洗を施して熱延焼鈍板を得る熱延板焼鈍工程と、熱延焼鈍板に一回または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る冷間圧延工程と、冷延鋼板に仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程と、を有する。
スラブ加熱工程においては、上述した化学組成を有するスラブを900℃以上1100℃以下の温度域に30分以上保持して加熱する。このようなスラブ加熱条件を満足することにより、硫化物を効果的に粗大化して無害化することができるからである。
熱間圧延工程においては、加熱後のスラブに熱間圧延を施して熱延鋼板を得る。
なお、このような冷却条件の制御が行われる温度域は、一般的には、熱間圧延中において鋼板が冷却水やロールと接触することにより、鋼板の温度が降下する結果、熱間圧延前の加熱された鋼板の温度よりも低い温度域となる。
熱延板焼鈍工程においては、熱延鋼板に熱延板焼鈍および酸洗を施して熱延焼鈍板を得る。酸洗および熱延板焼鈍は順不同であり、酸洗後に熱延板焼鈍を施してもよく、熱延板焼鈍後に酸洗を施してもよい。
(4)冷間圧延工程
冷間圧延工程においては、熱延焼鈍板に一回または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板を得る。
仕上げ焼鈍工程においては、冷延鋼板に仕上げ焼鈍を施す。
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、仕上げ焼鈍工程後に、絶縁被膜形成工程において、仕上げ焼鈍により得られた鋼板表面にコーティング液を塗布し、焼き付けることによって、絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程を有していてもよい。絶縁被膜は一般的に電磁鋼板を積層して使用する際の絶縁性を付与するものであり、絶縁被膜の種類は特に限定されない。絶縁被膜は有機成分から構成されるものでもよいし、無機成分から構成されるものでもよく、さらに有機成分および無機成分の両方から構成されるものでもよい。絶縁被膜を構成する無機成分としては、例えば、重クロム酸−ホウ酸系、リン酸系、シリカ系等が挙げられる。また、絶縁被膜を構成する有機成分としては、例えば、一般的なアクリル系、アクリルスチレン系、アクリルシリコン系、シリコン系、ポリエステル系、エポキシ系、フッ素系等の樹脂が挙げられる。また、塗装性を考慮した場合、好ましい樹脂は、エマルジョンタイプの樹脂である。加熱または加圧することにより接着能を発揮する絶縁被膜を形成してもよい。接着能を有する絶縁被膜としては、例えば、アクリル系、フエノール系、エポキシ系、メラミン系等の樹脂が挙げられる。絶縁被膜の膜厚は、特に限定されないが、一般的には片面当たり0.05μm〜2μmである。また、他の絶縁被膜形成条件は、一般的なものでよい。
本発明の作用効果は、鉄鋼メーカー側の仕上げ焼鈍により所定の磁気特性を得るフルプロセス材においても得られ、これを出荷後、需要家において打抜き加工後に歪取り焼鈍を行った場合にも得られる。また、鉄鋼メーカーからの出荷時には磁気特性は低下するものの意図的に加工歪を付与しておき、需要家において打抜き加工後に歪取り焼鈍を行うことにより、所定の磁気特性を得るセミプロセス材においても得られる。すなわち、本発明の無方向性電磁鋼板は、仕上げ焼鈍により所定の磁気特性が得られたフルプロセス材でもよいし、これを需要家にて歪取り焼鈍を行い所定の磁気特性が得られたものでもよいし、さらにセミプロセス材において歪取り焼鈍が施され、所定の磁気特性が得られたものでもよい。
なお、磁気特性は、55mm×55mmのサイズのサンプルでコイルの圧延方向から0°、45°、90°の特性を測定して、下記式で得られる鋼板の面内平均として求めた。測定はすべて切り出しままの状態で行った。
(X0+2×X45+X90)/4
X0、X45、X90:コイルの圧延方向から0°、45°、90°の特性
Claims (5)
- 質量%で、C:0.0050%以下、Si:0.05%以上4.5%以下、Mn:3.0%以下、Al:3.0%以下、S:0.008%以下、P:0.15%以下、N:0.0050%以下、Cu:0.001%以上0.2%以下を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物からなり、かつ(硫化銅に含有されるS)/(全体に含有されるS)≦0.004および(硫化銅に含有されるS)/(硫化マンガンに含有されるS)≦0.004を満足することを特徴とする無方向性電磁鋼板。
- 球相当直径が0.20μm以下の硫化銅の個数密度が0.010個/μm3未満であることを特徴とする請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
- 球相当直径が0.20μm以下の硫化銅が含有されないことを特徴とする請求項2に記載の無方向性電磁鋼板。
- 球相当直径が1.0μm以下の硫化銅の球相当直径の平均が0.03μm未満であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の無方向性電磁鋼板。
- 球相当直径が1.0μm以下の硫化銅のうち球相当直径が0.03μm以下の硫化銅の個数の割合が50%以上であることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の無方向性電磁鋼板。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005200713A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Nippon Steel Corp | コイル内の磁気特性の均一性に優れ製造歩留まりが高い無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
JP2005330527A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Nippon Steel Corp | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板 |
JP2010174376A (ja) * | 2002-04-05 | 2010-08-12 | Nippon Steel Corp | 鉄損および磁束密度が極めて優れた無方向性電磁鋼板 |
KR20130127295A (ko) * | 2012-05-14 | 2013-11-22 | 주식회사 포스코 | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
JP2017119897A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 新日鐵住金株式会社 | 無方向性電磁鋼板及び無方向性電磁鋼板の製造方法 |
-
2017
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010174376A (ja) * | 2002-04-05 | 2010-08-12 | Nippon Steel Corp | 鉄損および磁束密度が極めて優れた無方向性電磁鋼板 |
JP2005200713A (ja) * | 2004-01-16 | 2005-07-28 | Nippon Steel Corp | コイル内の磁気特性の均一性に優れ製造歩留まりが高い無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
JP2005330527A (ja) * | 2004-05-19 | 2005-12-02 | Nippon Steel Corp | 磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板 |
KR20130127295A (ko) * | 2012-05-14 | 2013-11-22 | 주식회사 포스코 | 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 |
JP2017119897A (ja) * | 2015-12-28 | 2017-07-06 | 新日鐵住金株式会社 | 無方向性電磁鋼板及び無方向性電磁鋼板の製造方法 |
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