JP2564994B2 - 直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材およびその製造方法 - Google Patents
直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材およびその製造方法Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
- C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
- C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
- C21D8/1272—Final recrystallisation annealing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
- C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
- C21D1/76—Adjusting the composition of the atmosphere
Description
【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材
およびその製造方法に関するもので、直流磁化特性に関
して特に保持力と磁束密度に優れ、しかも耐食性にも優
れた軟磁性鋼材およびその製造方法を提供しようとする
ものである。
およびその製造方法に関するもので、直流磁化特性に関
して特に保持力と磁束密度に優れ、しかも耐食性にも優
れた軟磁性鋼材およびその製造方法を提供しようとする
ものである。
背景技術 磁気回路を構成する軟磁性鋼材は、その動作磁界が直
流磁界の場合、或いは交流磁界であっても動作磁場の強
さの時間的変化が商用周波数より遅い場合には、いわゆ
る交流特性の評価項目の一つである鉄損特性は重要では
なく、むしろ磁気回路部品の残留磁気を小さくすること
や動作の線型性を確保する等のために、軟磁性鋼材の直
流磁化特性の評価項目の一つである保磁力が小さいこと
が望まれる。また、磁気回路部品として効率よく機能す
るためには、高い磁束密度値を有することが望まれる。
流磁界の場合、或いは交流磁界であっても動作磁場の強
さの時間的変化が商用周波数より遅い場合には、いわゆ
る交流特性の評価項目の一つである鉄損特性は重要では
なく、むしろ磁気回路部品の残留磁気を小さくすること
や動作の線型性を確保する等のために、軟磁性鋼材の直
流磁化特性の評価項目の一つである保磁力が小さいこと
が望まれる。また、磁気回路部品として効率よく機能す
るためには、高い磁束密度値を有することが望まれる。
これらの課題を解決するための技術として、特開平３
−75314号、特開平３−20447号等が公知となっている。
これらの技術ではいずれも純鉄系軟磁性鋼材の直流磁化
特性向上が図られており、鉄が本来持っている高い飽和
磁化を反映して磁束密度値は良好であり、また、保磁力
の低いものもある。
−75314号、特開平３−20447号等が公知となっている。
これらの技術ではいずれも純鉄系軟磁性鋼材の直流磁化
特性向上が図られており、鉄が本来持っている高い飽和
磁化を反映して磁束密度値は良好であり、また、保磁力
の低いものもある。
しかし、これらの技術にはいずれも耐食性確保につい
ての方策は開示されていない。このため、耐食性を必要
とする用途へこれらの技術による磁気回路用部品を適用
する場合には、鍍金や塗装等の表面処理が不可欠である
と考えられる。一方、耐食性を確保するために、鋼中に
多量のCrを含有させることによりステンレス鋼と同程度
の耐食性を付与させた技術として、特開平３−150313
号、特開平２−259047号等が公知となっている。これら
の技術は耐食性を付与するため５〜8wt％以上の高価なC
rを添加しなければならないが、特開平３−150313号の
実施例では優れた保磁力が得られることが示されてい
る。しかし、磁束密度に関しては特開平２−259047号に
代表されるように、Cr添加によって磁束密度値が低下し
てしまうという問題があり、上記提案では磁束密度値の
下限値を11000Gとしている。
ての方策は開示されていない。このため、耐食性を必要
とする用途へこれらの技術による磁気回路用部品を適用
する場合には、鍍金や塗装等の表面処理が不可欠である
と考えられる。一方、耐食性を確保するために、鋼中に
多量のCrを含有させることによりステンレス鋼と同程度
の耐食性を付与させた技術として、特開平３−150313
号、特開平２−259047号等が公知となっている。これら
の技術は耐食性を付与するため５〜8wt％以上の高価なC
rを添加しなければならないが、特開平３−150313号の
実施例では優れた保磁力が得られることが示されてい
る。しかし、磁束密度に関しては特開平２−259047号に
代表されるように、Cr添加によって磁束密度値が低下し
てしまうという問題があり、上記提案では磁束密度値の
下限値を11000Gとしている。
なお、鋼材表面に酸化皮膜を形成させる技術として特
開平１−283343号等が公知であるが、これらの技術の目
的は耐食性を向上させることではなく、交流特性である
鉄損特性を向上させたり、或いは焼鈍時に内部酸化層を
生成しないようにすることにある。
開平１−283343号等が公知であるが、これらの技術の目
的は耐食性を向上させることではなく、交流特性である
鉄損特性を向上させたり、或いは焼鈍時に内部酸化層を
生成しないようにすることにある。
上述したように、従来技術のうち鉄系素材では、磁束
密度値は良好であるが保磁力の低減が十分でなく、しか
も素材そのものの耐食性確保のための技術が未着手であ
るため、耐食性を確保する場合には鍍金、塗装等の表面
処理を施さねばならず、磁気回路部品のコスト高を招く
という不利がある。また、上記従来技術のうち耐食性を
大幅に改善したステンレス系素材では、高価なCrを多量
に添加しなければならない不利があり、しかも磁束密度
値が低くならざるを得ないという問題がある。
密度値は良好であるが保磁力の低減が十分でなく、しか
も素材そのものの耐食性確保のための技術が未着手であ
るため、耐食性を確保する場合には鍍金、塗装等の表面
処理を施さねばならず、磁気回路部品のコスト高を招く
という不利がある。また、上記従来技術のうち耐食性を
大幅に改善したステンレス系素材では、高価なCrを多量
に添加しなければならない不利があり、しかも磁束密度
値が低くならざるを得ないという問題がある。
発明の開示 本発明は上記のような従来技術の問題を解決するた
め、種々の検討を重ねた結果なされたもので、その骨子
は、不純物元素の含有量の上限が規定された鉄にAlを一
定量以上添加することにより、フェライト結晶粒の成長
を確保して優れた保磁力を得るとともに、表面に酸化ア
ルミニウム粒子の皮膜層を生成させて耐食性を得るもの
であり、また、他の合金元素についても、それらの上限
を規定することにより鉄本来の高磁束密度を損なわない
ようにしたものである。すなわち、本発明の構成は以下
の通りである。
め、種々の検討を重ねた結果なされたもので、その骨子
は、不純物元素の含有量の上限が規定された鉄にAlを一
定量以上添加することにより、フェライト結晶粒の成長
を確保して優れた保磁力を得るとともに、表面に酸化ア
ルミニウム粒子の皮膜層を生成させて耐食性を得るもの
であり、また、他の合金元素についても、それらの上限
を規定することにより鉄本来の高磁束密度を損なわない
ようにしたものである。すなわち、本発明の構成は以下
の通りである。
（１）C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010wt％、
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平均フ
ェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（m
m）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子で
緻密に覆われ、歪みのない状態での保磁力が0.4Oe以
下、超磁力25Oeにおける磁束密度が15000G以上を示すこ
とを特徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼
材。
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平均フ
ェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（m
m）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子で
緻密に覆われ、歪みのない状態での保磁力が0.4Oe以
下、超磁力25Oeにおける磁束密度が15000G以上を示すこ
とを特徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼
材。
（２）C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010wt％、
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平均フ
ェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（m
m）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1012〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示すことを特徴とする直流磁化
特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材。
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平均フ
ェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（m
m）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1012〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示すことを特徴とする直流磁化
特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材。
（３）C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010wt％、
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:1.0〜2.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平均フ
ェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（m
m）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1013〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示すことを特徴とする直流磁化
特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材。
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:1.0〜2.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平均フ
ェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（m
m）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1013〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示すことを特徴とする直流磁化
特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材。
（４）C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010wt％、
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終的に、酸
素分圧が10-6〜10-2気圧の雰囲気中で850〜1300℃の温
度で熱処理することにより、平均フェライト結晶粒径ｄ
（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係で下記を
満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
で緻密に覆われ、歪のない状態での保磁力が0.4Oe以
下、起磁力25Oeにおける磁束密度が15000G以上の軟磁性
鋼材を得ることを特徴とする直流磁化特性と耐食性に優
れた軟磁性鋼材の製造方法。
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終的に、酸
素分圧が10-6〜10-2気圧の雰囲気中で850〜1300℃の温
度で熱処理することにより、平均フェライト結晶粒径ｄ
（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係で下記を
満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
で緻密に覆われ、歪のない状態での保磁力が0.4Oe以
下、起磁力25Oeにおける磁束密度が15000G以上の軟磁性
鋼材を得ることを特徴とする直流磁化特性と耐食性に優
れた軟磁性鋼材の製造方法。
（５）C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010wt％、
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる
組成を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終
的に、酸素分圧が10-6〜10-3気圧の雰囲気中で850〜130
0℃の温度で熱処理することにより、平均フェライト結
晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係
で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1012〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示す軟磁性鋼材を得ることを特
徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材の製
造方法。
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:0.01w
t％以下を含有し、残部Feおよび不可避不純物からなる
組成を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終
的に、酸素分圧が10-6〜10-3気圧の雰囲気中で850〜130
0℃の温度で熱処理することにより、平均フェライト結
晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係
で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1012〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示す軟磁性鋼材を得ることを特
徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材の製
造方法。
（６）C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010wt％、
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:1.0〜2.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終的に、酸
素分圧が10-5〜10-3気圧の雰囲気中で850〜1300℃の温
度で熱処理することにより、平均フェライト結晶粒径ｄ
（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係で下記を
満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1013〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示す軟磁性鋼材を得ることを特
徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材の製
造方法。
Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2wt％以
下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:1.0〜2.5wt％、T.O:0.01w
t％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成を有
し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終的に、酸
素分圧が10-5〜10-3気圧の雰囲気中で850〜1300℃の温
度で熱処理することにより、平均フェライト結晶粒径ｄ
（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係で下記を
満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1013〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示す軟磁性鋼材を得ることを特
徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材の製
造方法。
図面の簡単な説明 図１は鋼材のSol.Al含有量と保磁力および磁束密度
（B25）との関係を示すグラフである。
（B25）との関係を示すグラフである。
図２は鋼材のＣ含有量と保磁力との関係を示すグラフ
である。
である。
図３は鋼材のＮ含有量と保磁力との関係を示すグラフ
である。
である。
発明の詳細な説明 以下、本発明の詳細をその限定理由とともに説明す
る。
る。
まず、本発明の成分組成の限定理由は以下の通りであ
る。
る。
Al:Alは本発明の枢要な添加元素である。Alは固溶Ｎの
固定効果、AlN粒子の凝集化効果を有する。また、Alは
変態温度を上昇させることによりフェライト域を拡大さ
せる。不純物元素の含有量により若干の変動はあるが、
特に1wt％以上のSol.Al量とすることにより本発明鋼は
フェライト単相となる。この結果、フェライト結晶粒の
粗大化による保磁力の低減を達成させる。さらに、Al
は、鋼板を酸素分圧が規定された雰囲気中で焼鈍した際
に、鋼板表面にFeの酸化物よりも優先して酸化アルミニ
ウム粒子の皮膜層を生成させるために必要である。以上
の理由から、Alを所定量添加することが必要である。So
l.Al量の下限値は、図１に示すように保磁力0.4Oeを安
定して得るためには0.5wt％で十分であるが、耐食性を
得るために十分な量の酸化アルミニウム粒子の皮膜層を
生成させるためには、その下限値は0.8wt％、好ましく
は1.0wt％とする必要がある。さらに、フェライト単相
化により安定して良好な保磁力を得るための好ましい下
限値も1.0wt％である。このためSol.Al量の下限値は0.8
wt％、好ましくは1.0wt％とする。
固定効果、AlN粒子の凝集化効果を有する。また、Alは
変態温度を上昇させることによりフェライト域を拡大さ
せる。不純物元素の含有量により若干の変動はあるが、
特に1wt％以上のSol.Al量とすることにより本発明鋼は
フェライト単相となる。この結果、フェライト結晶粒の
粗大化による保磁力の低減を達成させる。さらに、Al
は、鋼板を酸素分圧が規定された雰囲気中で焼鈍した際
に、鋼板表面にFeの酸化物よりも優先して酸化アルミニ
ウム粒子の皮膜層を生成させるために必要である。以上
の理由から、Alを所定量添加することが必要である。So
l.Al量の下限値は、図１に示すように保磁力0.4Oeを安
定して得るためには0.5wt％で十分であるが、耐食性を
得るために十分な量の酸化アルミニウム粒子の皮膜層を
生成させるためには、その下限値は0.8wt％、好ましく
は1.0wt％とする必要がある。さらに、フェライト単相
化により安定して良好な保磁力を得るための好ましい下
限値も1.0wt％である。このためSol.Al量の下限値は0.8
wt％、好ましくは1.0wt％とする。
一方、Sol.Al量は酸化アルミニウム粒子の皮膜層を十
分に生成させるという観点からは多いほど望ましいが、
過度の添加は製造性の悪化（鋼の溶製、圧延工程での弊
害）等に伴うコスト高を招くとともに、図１に示すよう
に磁束密度値の低下を招く。このためSol.Al量の上限値
は3.5wt％、好ましくは2.5wt％とする。
分に生成させるという観点からは多いほど望ましいが、
過度の添加は製造性の悪化（鋼の溶製、圧延工程での弊
害）等に伴うコスト高を招くとともに、図１に示すよう
に磁束密度値の低下を招く。このためSol.Al量の上限値
は3.5wt％、好ましくは2.5wt％とする。
Ｃ、N:CおよびＮは本発明においては不純物元素であ
り、特にこれらの元素は他の不純物元素と比較して鋼材
の特性に与える影響が著しく、そのメカニズムも本発明
の幹根に関わるので、これら元素の含有量は厳密に規定
する必要がある。すなわち、優れた直流磁化特性を確保
するために、コスト高を招かない範囲でＣとT.N（トー
タルＮ）は可能な限り低減する必要がある。製鋼技術と
の関係で、極端なコスト高を招かないこれら元素の含有
量の下限値は、それぞれ0.0005wt％である。一方、Ｃ含
有量が0.007wt％を超えると、Al添加によるフェライト
域拡大効果が極端に低下し、保磁力が劣化する。また、
Ｎ含有量が0.010wt％を超えるとAlN粒子が多くなり、Al
N粒子がフェライト結晶の成長を妨げるため保磁力の向
上が期待できない。以上の理由から、Ｃ量は0.0005〜0.
007wt％、T.N量は0.0005〜0.010wt％とする。これらの
Ｃ量、T.N量の保磁力に及ぼす影響を、図２、図３にそ
れぞれ示す。
り、特にこれらの元素は他の不純物元素と比較して鋼材
の特性に与える影響が著しく、そのメカニズムも本発明
の幹根に関わるので、これら元素の含有量は厳密に規定
する必要がある。すなわち、優れた直流磁化特性を確保
するために、コスト高を招かない範囲でＣとT.N（トー
タルＮ）は可能な限り低減する必要がある。製鋼技術と
の関係で、極端なコスト高を招かないこれら元素の含有
量の下限値は、それぞれ0.0005wt％である。一方、Ｃ含
有量が0.007wt％を超えると、Al添加によるフェライト
域拡大効果が極端に低下し、保磁力が劣化する。また、
Ｎ含有量が0.010wt％を超えるとAlN粒子が多くなり、Al
N粒子がフェライト結晶の成長を妨げるため保磁力の向
上が期待できない。以上の理由から、Ｃ量は0.0005〜0.
007wt％、T.N量は0.0005〜0.010wt％とする。これらの
Ｃ量、T.N量の保磁力に及ぼす影響を、図２、図３にそ
れぞれ示す。
Si:SiはAlと同様にフェライト域を拡大する作用を有す
る。しかし、本発明ではフェライト域の拡大はAl添加に
より行うため、Siを敢えて添加する必要はない。また、
0.5wt％を超えるSiの添加は、コスト高を招くばかりで
なく、磁束密度値の低下を招く。一方、Siの含有量を過
度に低下させることもまたコスト高を招く。このため本
発明では、Siを0.005〜0.5wt％の範囲で含有させ、良好
な磁束密度の確保と低コスト性の確保とを図る。
る。しかし、本発明ではフェライト域の拡大はAl添加に
より行うため、Siを敢えて添加する必要はない。また、
0.5wt％を超えるSiの添加は、コスト高を招くばかりで
なく、磁束密度値の低下を招く。一方、Siの含有量を過
度に低下させることもまたコスト高を招く。このため本
発明では、Siを0.005〜0.5wt％の範囲で含有させ、良好
な磁束密度の確保と低コスト性の確保とを図る。
Mn:Mnは、直流磁化特性を劣化させる元素であるため、
低減することが望ましい。また、MnSが生成すると鋼板
の耐食性を劣化させる恐れがある。このため、MnはＳと
ともに低減することが望ましいが、熱間脆性を防止する
ためにＳ含有量の10倍を下回らない範囲で0.25wt％を上
限として添加する。なお、Ｓ含有量が0.001wt％未満の
場合は、Mn低減のためのコスト高を避けるためにMn量の
下限値を0.01wt％とする。
低減することが望ましい。また、MnSが生成すると鋼板
の耐食性を劣化させる恐れがある。このため、MnはＳと
ともに低減することが望ましいが、熱間脆性を防止する
ためにＳ含有量の10倍を下回らない範囲で0.25wt％を上
限として添加する。なお、Ｓ含有量が0.001wt％未満の
場合は、Mn低減のためのコスト高を避けるためにMn量の
下限値を0.01wt％とする。
Ｐ、Ｓ、O:P、Ｓ、Ｏは本発明においては不純物元素で
あり、優れた直流磁化特性を確保するために、また、健
全性、信頼性、加工性を含めた鋼材としての基本的性質
を損なわないために、コスト高を招かない程度に低減す
る必要がある。なお、Ｐについては鋼板の打抜き性を向
上させる必要がある場合は、0.2wt％を上限として積極
的に含有させてもよい。したがって、P:0.2wt％以下、
S:0.01wt％以下、T.O（トータルＯ）:0.01wt％以下と規
定する。
あり、優れた直流磁化特性を確保するために、また、健
全性、信頼性、加工性を含めた鋼材としての基本的性質
を損なわないために、コスト高を招かない程度に低減す
る必要がある。なお、Ｐについては鋼板の打抜き性を向
上させる必要がある場合は、0.2wt％を上限として積極
的に含有させてもよい。したがって、P:0.2wt％以下、
S:0.01wt％以下、T.O（トータルＯ）:0.01wt％以下と規
定する。
なお、本発明では、Ti、Ｂ等の窒化物生成元素を0.00
1〜0.02wt％程度含有させることにより、Ｎの上限値を
上述した値よりも高い値とすることができる。また、本
発明鋼板を製造する際の熱処理雰囲気を、水素を含有さ
せること等によって脱炭性雰囲気とすることにより、溶
製段階でのＣ含有量の上限を上述した0.007wt％よりも
高い値とすることも可能である。
1〜0.02wt％程度含有させることにより、Ｎの上限値を
上述した値よりも高い値とすることができる。また、本
発明鋼板を製造する際の熱処理雰囲気を、水素を含有さ
せること等によって脱炭性雰囲気とすることにより、溶
製段階でのＣ含有量の上限を上述した0.007wt％よりも
高い値とすることも可能である。
次に、成分以外の本発明鋼材の構成について、それら
の限定理由を説明する。
の限定理由を説明する。
本発明の鋼材は、厚さまたは径が0.2mm以上であるこ
とを要件とする。下記するように、本発明では平均フェ
ライト粒径が0.2mm以上であることを要件としており、
板厚が0.2mm未満では平均フェライト粒径を0.2mm以上と
することが困難となる。
とを要件とする。下記するように、本発明では平均フェ
ライト粒径が0.2mm以上であることを要件としており、
板厚が0.2mm未満では平均フェライト粒径を0.2mm以上と
することが困難となる。
鋼の組織構造に関しては、本発明鋼はフェライト単相
組織である。そして、このフェライト単層組織におい
て、平均フェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまた
は径ｔ（mm）との関係で下記を満足することが必要であ
る。
組織である。そして、このフェライト単層組織におい
て、平均フェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまた
は径ｔ（mm）との関係で下記を満足することが必要であ
る。
ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 良好な保磁力を得るためには、平均フェライト結晶粒
径ｄが鋼材の厚さまたは径に応じて十分な大きさ有する
必要があり、厚さまたは径に応じて上記の下限値を満足
することにより良好な保磁力が得られる。平均フェライ
ト結晶粒径が上記の条件を満足しない場合には、保磁力
が0.4Oeを超えてしまう。このように鋼材の厚さまたは
径によって、平均フェライト結晶粒径ｄの下限値が異な
るのは、良好な保磁力を得る上で障害となる粒界の影響
を規制するためである。すなわち、結晶粒径が同じであ
れば鋼材の厚さ或いは径が大きいほど粒界の影響を受け
易く、したがって、鋼材の厚さ或いは径が小さい場合に
は平均フェライト粒径は比較的小さくても良いが、鋼材
の厚さ或いは径が大きくなるほど粒界の影響を減ずるた
めに平均フェライト結晶粒径を大きくする必要がある。
鋼材の厚さまたは径が0.5mm未満（但し、0.2mm以上）の
鋼材では、平均フェライト結晶粒径が0.2mm以上であれ
ば良好な保磁力が得られる。これに対し、粒界の影響が
大きい1.3mm以上の厚さまたは径の鋼材では、平均フェ
ライト結晶粒径は0.5mm以上とし、粒界の影響を減ずる
必要がある。また、これよりも厚さまたは径が小さい0.
5mm以上、1.3mm未満の鋼材では、その厚さまたは径の0.
4倍以上の平均フェライト粒径であれば良好な保磁力が
得られる。
径ｄが鋼材の厚さまたは径に応じて十分な大きさ有する
必要があり、厚さまたは径に応じて上記の下限値を満足
することにより良好な保磁力が得られる。平均フェライ
ト結晶粒径が上記の条件を満足しない場合には、保磁力
が0.4Oeを超えてしまう。このように鋼材の厚さまたは
径によって、平均フェライト結晶粒径ｄの下限値が異な
るのは、良好な保磁力を得る上で障害となる粒界の影響
を規制するためである。すなわち、結晶粒径が同じであ
れば鋼材の厚さ或いは径が大きいほど粒界の影響を受け
易く、したがって、鋼材の厚さ或いは径が小さい場合に
は平均フェライト粒径は比較的小さくても良いが、鋼材
の厚さ或いは径が大きくなるほど粒界の影響を減ずるた
めに平均フェライト結晶粒径を大きくする必要がある。
鋼材の厚さまたは径が0.5mm未満（但し、0.2mm以上）の
鋼材では、平均フェライト結晶粒径が0.2mm以上であれ
ば良好な保磁力が得られる。これに対し、粒界の影響が
大きい1.3mm以上の厚さまたは径の鋼材では、平均フェ
ライト結晶粒径は0.5mm以上とし、粒界の影響を減ずる
必要がある。また、これよりも厚さまたは径が小さい0.
5mm以上、1.3mm未満の鋼材では、その厚さまたは径の0.
4倍以上の平均フェライト粒径であれば良好な保磁力が
得られる。
なお、平均フェライト結晶粒径を0.2mm以上とするに
は、粒径0.3mm以上のフェライト結晶粒が10％以上含ま
れることが必要である。
は、粒径0.3mm以上のフェライト結晶粒が10％以上含ま
れることが必要である。
さらに、本発明では鋼材表面が粒径0.01〜５μｍの酸
化アルミニウム粒子で緻密に覆われていること、好まし
くは、鋼材表面に前記酸化アルミニウム粒子が１×1012
〜１×1016ケ/m2の密度で形成されていることが必要で
ある。
化アルミニウム粒子で緻密に覆われていること、好まし
くは、鋼材表面に前記酸化アルミニウム粒子が１×1012
〜１×1016ケ/m2の密度で形成されていることが必要で
ある。
本発明の鋼材は、その表面が粒径0.01〜５μｍの酸化
アルミニウム粒子で緻密に覆われることにより優れた耐
食性が得られ、特に、酸化アルミニウム粒子の形成密度
が１×1012〜１×1016ケ/m2の場合に良好な耐食性が得
られる。また、特に優れた耐食性を得るためには、酸化
アルミニウム粒子の形成密度が１×1013〜１×1016ケ/m
2であることが必要である。
アルミニウム粒子で緻密に覆われることにより優れた耐
食性が得られ、特に、酸化アルミニウム粒子の形成密度
が１×1012〜１×1016ケ/m2の場合に良好な耐食性が得
られる。また、特に優れた耐食性を得るためには、酸化
アルミニウム粒子の形成密度が１×1013〜１×1016ケ/m
2であることが必要である。
なお、前記酸化アルミニウム粒子はFeを含有する場合
があり、本発明が規定する酸化アルミニウム粒子には、
このようなFeを含有する酸化アルミニウム粒子も含む。
があり、本発明が規定する酸化アルミニウム粒子には、
このようなFeを含有する酸化アルミニウム粒子も含む。
また、本発明が対象となる鋼材とは、鋼板（厚板、薄
板）、棒鋼、形鋼、線材等のあらゆる鋼材およびそれら
の加工物を含む。
板）、棒鋼、形鋼、線材等のあらゆる鋼材およびそれら
の加工物を含む。
次に、本発明鋼材の製造方法の限定理由について説明
する。
する。
本発明の鋼材は、上述した成分組成の鋼材（鋼材の加
工物を含む）を、最終的に、酸素分圧が10-6〜10-2気
圧、好ましくは10-6〜10-3気圧の雰囲気中で850〜1300
℃の温度で熱処理することにより製造される。すなわ
ち、このような酸素分圧が規制された雰囲気中で最終的
な焼鈍を行うことにより、平均フェライト結晶粒径が上
述した条件を満足して優れた直流磁化特性が付与され、
しかも鋼材表面に上述したような耐食性に有効な酸化ア
ルミニウム粒子の皮膜層が緻密に生成する。
工物を含む）を、最終的に、酸素分圧が10-6〜10-2気
圧、好ましくは10-6〜10-3気圧の雰囲気中で850〜1300
℃の温度で熱処理することにより製造される。すなわ
ち、このような酸素分圧が規制された雰囲気中で最終的
な焼鈍を行うことにより、平均フェライト結晶粒径が上
述した条件を満足して優れた直流磁化特性が付与され、
しかも鋼材表面に上述したような耐食性に有効な酸化ア
ルミニウム粒子の皮膜層が緻密に生成する。
なお、粒径が調整された酸化アルミニウム粒子を鋼材
表面に単に塗布することで、鋼材面に酸化アルミニウム
粒子の皮膜層を形成させる方法では、その皮膜層は脱離
し易く、また、耐食性も十分なものではない。また、こ
の方法では塗布作業に伴うコスト高も無視できない。こ
れに対して本発明では、軟磁性確保のために行う焼鈍に
おいて上述した酸化アルミニウム粒子の皮膜層を生成さ
せることができ、コスト高の問題を生じない。また、本
発明において生成した酸化アルミニウム粒子は、鋼材に
固溶しているAlが熱処理中に鋼材内で拡散し、その一部
が鋼材表面で酸化反応することにより生成したものであ
るため、鋼材との密着性が極めて高い。さらに、酸化ア
ルミニウム粒子が緻密に分布しているため、良好な耐食
性を発揮する。
表面に単に塗布することで、鋼材面に酸化アルミニウム
粒子の皮膜層を形成させる方法では、その皮膜層は脱離
し易く、また、耐食性も十分なものではない。また、こ
の方法では塗布作業に伴うコスト高も無視できない。こ
れに対して本発明では、軟磁性確保のために行う焼鈍に
おいて上述した酸化アルミニウム粒子の皮膜層を生成さ
せることができ、コスト高の問題を生じない。また、本
発明において生成した酸化アルミニウム粒子は、鋼材に
固溶しているAlが熱処理中に鋼材内で拡散し、その一部
が鋼材表面で酸化反応することにより生成したものであ
るため、鋼材との密着性が極めて高い。さらに、酸化ア
ルミニウム粒子が緻密に分布しているため、良好な耐食
性を発揮する。
ここで、上記熱処理時の雰囲気の酸素分圧が10-6気圧
未満では、Alが酸化するための酸素量が十分でないた
め、酸化アルミニウム粒子を十分緻密に生成させること
ができず、耐食性が十分ではない。一方、酸素分圧が10
-3気圧を超え、特に10-2気圧を超えると酸化アルミニウ
ム粒子の生成に先立って鉄酸化物粒子が多く単独生成す
るため、酸化皮膜が剥離し易くなり、耐食性確保に支障
をきたす。
未満では、Alが酸化するための酸素量が十分でないた
め、酸化アルミニウム粒子を十分緻密に生成させること
ができず、耐食性が十分ではない。一方、酸素分圧が10
-3気圧を超え、特に10-2気圧を超えると酸化アルミニウ
ム粒子の生成に先立って鉄酸化物粒子が多く単独生成す
るため、酸化皮膜が剥離し易くなり、耐食性確保に支障
をきたす。
また、特に、１×1013〜１×1016ケ/m2の密度の酸化
アルミニウム粒子で覆われた鋼材を得るためには、酸素
分圧を10-5〜10-3気圧とすることが好ましい。
アルミニウム粒子で覆われた鋼材を得るためには、酸素
分圧を10-5〜10-3気圧とすることが好ましい。
酸素分圧の制御は、具体的には純Ar等の不活性ガスに
酸素を混入させること、特に簡便な方法として、露点が
−50℃程度以上に調整された湿潤水素ガスを用いるこ
と、または真空雰囲気で圧力を10-3torr〜1torrにする
こと、等により容易に実施可能である。
酸素を混入させること、特に簡便な方法として、露点が
−50℃程度以上に調整された湿潤水素ガスを用いるこ
と、または真空雰囲気で圧力を10-3torr〜1torrにする
こと、等により容易に実施可能である。
上記熱処理温度は直流磁化特性の確保と酸化アルミニ
ウム粒子皮膜層の生成という両観点から、850℃以上と
する必要がある。特に、良好な耐食性と保磁力を安定的
に確保するためには、900℃以上の熱処理温度が好まし
い。均熱保持時間については、熱処理温度が900℃以上
であれば、その温度に少なくとも10分間保持することで
本発明の意図する効果が得られる。また、熱処理温度が
850℃以上、900℃未満の場合には、その温度に30分程度
以上保持することが望ましい。なお、1300℃以上での熱
処理は、材料（鋼材またはこの鋼材の加工物）の変形や
高温熱処理に伴うコスト高を招くため好ましくない。
ウム粒子皮膜層の生成という両観点から、850℃以上と
する必要がある。特に、良好な耐食性と保磁力を安定的
に確保するためには、900℃以上の熱処理温度が好まし
い。均熱保持時間については、熱処理温度が900℃以上
であれば、その温度に少なくとも10分間保持することで
本発明の意図する効果が得られる。また、熱処理温度が
850℃以上、900℃未満の場合には、その温度に30分程度
以上保持することが望ましい。なお、1300℃以上での熱
処理は、材料（鋼材またはこの鋼材の加工物）の変形や
高温熱処理に伴うコスト高を招くため好ましくない。
なお、本発明において、上述した最終的な熱処理に供
される鋼材は、熱間圧延材、冷間圧延材（または、これ
らの加工物）のいずれでもよい。
される鋼材は、熱間圧延材、冷間圧延材（または、これ
らの加工物）のいずれでもよい。
この発明によれば、優れた直流磁化特性と耐食性とを
有する軟磁性鋼材を安価に提供することができる。
有する軟磁性鋼材を安価に提供することができる。
実施例 表１〜表３に本発明例および比較例に用いた鋼板の化
学成分を示す。
学成分を示す。
表１〜表３に示した成分組成の鋼を溶製し、これらを
鋳造して鋼塊とした後、熱間圧延により板厚5mmまたは2
mmの鋼板を製造した。また、板厚2mm未満の鋼板は、板
厚2mm以上の上記熱間圧延鋼板を冷間圧延することによ
り製造した。これらの鋼板から機械加工または打抜き加
工により外径45mm、内径33mmのリング形状の試験片を採
取し、これら試験片を表４〜表８に記載した条件で熱処
理（焼鈍）した後、各試験片の平均フェライト結晶粒
径、酸化アルミニウム粒子の皮膜形態、直流磁化特性を
測定した。
鋳造して鋼塊とした後、熱間圧延により板厚5mmまたは2
mmの鋼板を製造した。また、板厚2mm未満の鋼板は、板
厚2mm以上の上記熱間圧延鋼板を冷間圧延することによ
り製造した。これらの鋼板から機械加工または打抜き加
工により外径45mm、内径33mmのリング形状の試験片を採
取し、これら試験片を表４〜表８に記載した条件で熱処
理（焼鈍）した後、各試験片の平均フェライト結晶粒
径、酸化アルミニウム粒子の皮膜形態、直流磁化特性を
測定した。
また、各鋼板の耐食性を調べるため、熱間圧延鋼板の
場合は機械加工により表面を研削した後、また冷間圧延
鋼板の場合はそのまま、いずれも70mm×150mmに切断
し、これらの試験片を上記と同様の条件で焼鈍した後、
下記の３種類の耐食性試験を実施した。
場合は機械加工により表面を研削した後、また冷間圧延
鋼板の場合はそのまま、いずれも70mm×150mmに切断
し、これらの試験片を上記と同様の条件で焼鈍した後、
下記の３種類の耐食性試験を実施した。
２時間の塩水噴霧試験を実施し、表面に発生した錆
の面積率が10％未満か否かにより耐食性を評価した。
の面積率が10％未満か否かにより耐食性を評価した。
32時間の塩水噴霧試験を実施し、表面に発生した錆
の面積率を調べた。
の面積率を調べた。
60℃×90％,500時間の湿潤試験を実施し、表面に発生
した錆の面積率を調べた。
した錆の面積率を調べた。
測定された平均フェライト結晶粒径と酸化アルミニウ
ム粒子の形成密度および表面被覆率を表４〜表８に、ま
た、直流磁化特性と耐食性試験結果を表９〜表13にそれ
ぞれ示す。
ム粒子の形成密度および表面被覆率を表４〜表８に、ま
た、直流磁化特性と耐食性試験結果を表９〜表13にそれ
ぞれ示す。
No.1〜No.9、No.66、No.67は焼鈍条件を本発明で規定
する範囲内とし、主にSol.Al含有量を変化させて直流磁
化特性と耐食性の変化を検討した本発明例と比較例であ
る。図１は、No.1〜No.9とNo.22（比較例）の結果か
ら、Sol.Al含有量と直流磁化特性との関係をまとめたも
のである。これによれば、Sol.Al含有量が略0.5wt％以
上で保磁力:0.4Oe以下が得られるが、Sol.Al含有量が3.
5wt％より多くなるとB25値が15000G未満となる。一方、
耐食性の観点からは、No.2に示すように0.73wt％のAl添
加では耐食性は不十分であり、No.66に示すように0.8wt
％以上の添加により良好な耐食性が得られ、特に、No.3
に示すように0.99wt％（1.0wt％）含有することで十分
な耐食性が得られている。
する範囲内とし、主にSol.Al含有量を変化させて直流磁
化特性と耐食性の変化を検討した本発明例と比較例であ
る。図１は、No.1〜No.9とNo.22（比較例）の結果か
ら、Sol.Al含有量と直流磁化特性との関係をまとめたも
のである。これによれば、Sol.Al含有量が略0.5wt％以
上で保磁力:0.4Oe以下が得られるが、Sol.Al含有量が3.
5wt％より多くなるとB25値が15000G未満となる。一方、
耐食性の観点からは、No.2に示すように0.73wt％のAl添
加では耐食性は不十分であり、No.66に示すように0.8wt
％以上の添加により良好な耐食性が得られ、特に、No.3
に示すように0.99wt％（1.0wt％）含有することで十分
な耐食性が得られている。
なお、No.2、No.67は平均フェライト結晶粒径が3mmと
十分に大きいが、Sol.Al含有量が1.0wt％未満であるこ
れらの鋼では、フェライト相が完全には安定化しておら
ず、変態温度を超える1100℃での焼鈍により0.3mm程度
の粒径を有するサブグレインが多く生成しており、この
ためNo.3等の他の本発明例と較べて保磁力がやや劣って
いる。
十分に大きいが、Sol.Al含有量が1.0wt％未満であるこ
れらの鋼では、フェライト相が完全には安定化しておら
ず、変態温度を超える1100℃での焼鈍により0.3mm程度
の粒径を有するサブグレインが多く生成しており、この
ためNo.3等の他の本発明例と較べて保磁力がやや劣って
いる。
一方、No.66はNo.67と同一鋼を変態温度を超えない10
00℃で焼鈍したものであり、良好な保磁力が得られてい
る。
00℃で焼鈍したものであり、良好な保磁力が得られてい
る。
No.10、No.18、No.19はSol.Al含有量は約1wt％とし、
Si含有量を変化させた本発明例である。これらの本発明
例では、Si含有量の増加にともないB25値の低下傾向が
認められるものの、いずれも良好な直流磁化特性と耐食
性が得られることが判る。
Si含有量を変化させた本発明例である。これらの本発明
例では、Si含有量の増加にともないB25値の低下傾向が
認められるものの、いずれも良好な直流磁化特性と耐食
性が得られることが判る。
No.11〜No.13は、No.4を基準にＣ含有量を変化させた
本発明例および比較例である。また、No.14〜No.17はN
o.4を基準にＮ含有量を変化させた本発明例および比較
例である。Ｃ含有量、Ｎ含有量が本発明範囲外であるN
o.13、No.17では、耐食性は良好であるが、保磁力の劣
化が認められる。
本発明例および比較例である。また、No.14〜No.17はN
o.4を基準にＮ含有量を変化させた本発明例および比較
例である。Ｃ含有量、Ｎ含有量が本発明範囲外であるN
o.13、No.17では、耐食性は良好であるが、保磁力の劣
化が認められる。
No.20はMn含有量を0.16wt％とした本発明例である。
No.35〜No.37はＰ含有量を0.2wt％まで増加させても
耐食性、直流磁化特性ともに劣化のないことを確認した
本発明例である。
耐食性、直流磁化特性ともに劣化のないことを確認した
本発明例である。
No.21、No.22はAl、Siの複合添加を検討した実施例で
ある。No.21は本発明範囲にあり、B25値:15000G以上が
確保されている。これに対して、本発明範囲外であるN
o.22ではB25値が15000G未満である。しかし、両者とも
十分な量のAlが添加され、且つ適正な条件で焼鈍されて
いるため、耐食性は良好である。
ある。No.21は本発明範囲にあり、B25値:15000G以上が
確保されている。これに対して、本発明範囲外であるN
o.22ではB25値が15000G未満である。しかし、両者とも
十分な量のAlが添加され、且つ適正な条件で焼鈍されて
いるため、耐食性は良好である。
No.23は従来から直流磁界用軟磁性材料として多用さ
れている工業純鉄について検討した結果である。この比
較例は、B25値は本発明と同等若しくはそれ以上である
が、保磁力、耐食性が本発明例に較べて劣っている。
れている工業純鉄について検討した結果である。この比
較例は、B25値は本発明と同等若しくはそれ以上である
が、保磁力、耐食性が本発明例に較べて劣っている。
No.24〜No.28は鋼番Ｄ、板厚2mmの鋼板を用いて焼鈍
温度の検討を行った実施例である。No.24は焼鈍温度が8
00℃であるため保磁力が不十分であり、また、焼鈍雰囲
気の酸素分圧が、本発明の規定範囲中の低めの値（１〜
３×10-6気圧）であるため、十分な酸化アルミニウム粒
子皮膜を生成できず、そのため耐食性も不十分である。
これに対し、No.25〜No.28の本発明例では、No.24と同
一鋼板、同一焼鈍雰囲気であるにもかかわらず、焼鈍温
度が850℃以上であるため保磁力、耐食性ともに良好で
ある。
温度の検討を行った実施例である。No.24は焼鈍温度が8
00℃であるため保磁力が不十分であり、また、焼鈍雰囲
気の酸素分圧が、本発明の規定範囲中の低めの値（１〜
３×10-6気圧）であるため、十分な酸化アルミニウム粒
子皮膜を生成できず、そのため耐食性も不十分である。
これに対し、No.25〜No.28の本発明例では、No.24と同
一鋼板、同一焼鈍雰囲気であるにもかかわらず、焼鈍温
度が850℃以上であるため保磁力、耐食性ともに良好で
ある。
No.38〜No.47は焼鈍雰囲気の酸素分圧を変化させて耐
食性を評価した実施例である。これらによれば、酸素分
圧が８×10-7気圧の焼鈍雰囲気では、十分な耐食性を得
るのに必要な酸化アルミニウム粒子皮膜が生成し難いの
に対し、酸素分圧が５×10-6気圧よりも高い雰囲気で
は、良好な耐食性を得るのに必要な酸化アルミニウム粒
子皮膜が生成されている。
食性を評価した実施例である。これらによれば、酸素分
圧が８×10-7気圧の焼鈍雰囲気では、十分な耐食性を得
るのに必要な酸化アルミニウム粒子皮膜が生成し難いの
に対し、酸素分圧が５×10-6気圧よりも高い雰囲気で
は、良好な耐食性を得るのに必要な酸化アルミニウム粒
子皮膜が生成されている。
No.29〜No.34、No.52〜No.54、No.64、No.65は、鋼番
Ｄについて冷間圧延により板厚が1mm、0.5mm、0.35mm、
0.2mmの鋼板を作成し、これら鋼板を種々の焼鈍雰囲気
において本発明が規定する温度範囲で焼鈍した本発明例
および比較例である。これらのうち、No.54だけが焼鈍
雰囲気の酸素分圧が本発明の規定範囲を外れているた
め、酸化アルミニウム粒子皮膜の分布密度が低く、この
ため耐食性が劣っている。
Ｄについて冷間圧延により板厚が1mm、0.5mm、0.35mm、
0.2mmの鋼板を作成し、これら鋼板を種々の焼鈍雰囲気
において本発明が規定する温度範囲で焼鈍した本発明例
および比較例である。これらのうち、No.54だけが焼鈍
雰囲気の酸素分圧が本発明の規定範囲を外れているた
め、酸化アルミニウム粒子皮膜の分布密度が低く、この
ため耐食性が劣っている。
No.55〜No.57は鋼Ｈについて、No.58、No.59は鋼Ｃに
ついて、No.60、No.61は鋼Ａについて、No.62、No.63は
鋼Ｚについて、それぞれ板厚0.5mmまたは0.7mmの鋼板を
作成し、これら鋼板を種々の酸素分圧の焼鈍雰囲気中に
おいて本発明の規定する温度範囲で焼鈍した実施例であ
る。No.56では、No.54と同様の理由で十分な耐食性が得
られていない。No.60〜No.63は、焼鈍雰囲気の酸素分圧
は本発明の規定範囲にあるものの、鋼材のSol.Al含有量
が本発明の下限値よりも少ないため、十分な酸化アルミ
ニウム粒子皮膜が生成されず、耐食性は本発明例に較べ
て劣っている。
ついて、No.60、No.61は鋼Ａについて、No.62、No.63は
鋼Ｚについて、それぞれ板厚0.5mmまたは0.7mmの鋼板を
作成し、これら鋼板を種々の酸素分圧の焼鈍雰囲気中に
おいて本発明の規定する温度範囲で焼鈍した実施例であ
る。No.56では、No.54と同様の理由で十分な耐食性が得
られていない。No.60〜No.63は、焼鈍雰囲気の酸素分圧
は本発明の規定範囲にあるものの、鋼材のSol.Al含有量
が本発明の下限値よりも少ないため、十分な酸化アルミ
ニウム粒子皮膜が生成されず、耐食性は本発明例に較べ
て劣っている。
No.48〜No.51は従来技術の一つである高Crステンレス
系軟磁性鋼板（比較例）である。これらの比較例では、
9wt％以上、好ましくは12wt％以上のCr添加により耐食
性の向上が認められるが、No.49〜No.51に保磁力かB25
値の少なくとも一方が不十分である。また、これらの比
較例は高価なCrを多量に添加しているため、本発明例と
比べて製造コストが高い。
系軟磁性鋼板（比較例）である。これらの比較例では、
9wt％以上、好ましくは12wt％以上のCr添加により耐食
性の向上が認められるが、No.49〜No.51に保磁力かB25
値の少なくとも一方が不十分である。また、これらの比
較例は高価なCrを多量に添加しているため、本発明例と
比べて製造コストが高い。
No.1〜No.28、No.35〜No.37、No.66の熱間圧延鋼材に
関する実施例のうち、No.1、No.13、No.17およびNo.23
は本発明の規定する化学成分の範囲から外れているた
め、適正な条件で焼鈍が施されているにも拘らず、平均
フェライト結晶粒径が本発明が規定する0.5mm以上にな
らず、このため本発明が目的とする保持力0.4Oe以下が
得られていない。No.24は焼鈍温度が800℃であり、本発
明が規定する温度下限値よりも低いため、平均フェライ
ト結晶粒径が0.5mm以上にならず、このため保持力0.4Oe
以下が得られていない。これらを除く総ての実施例は、
平均フェライト結晶粒径に関しては、本発明の規定する
0.5mm以上となった。
関する実施例のうち、No.1、No.13、No.17およびNo.23
は本発明の規定する化学成分の範囲から外れているた
め、適正な条件で焼鈍が施されているにも拘らず、平均
フェライト結晶粒径が本発明が規定する0.5mm以上にな
らず、このため本発明が目的とする保持力0.4Oe以下が
得られていない。No.24は焼鈍温度が800℃であり、本発
明が規定する温度下限値よりも低いため、平均フェライ
ト結晶粒径が0.5mm以上にならず、このため保持力0.4Oe
以下が得られていない。これらを除く総ての実施例は、
平均フェライト結晶粒径に関しては、本発明の規定する
0.5mm以上となった。
No.29〜No.34、No.38〜No.47、No.52〜No.65に示され
ている冷間圧延鋼材に関する実施例のうち、No.60〜No.
63の比較例は、本発明の規定する化学成分の範囲から外
れているため、適正な条件で焼鈍が施されているにも拘
らず、平均フェライト結晶粒径が本発明の規定する大き
さ（すなわち、板厚が0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材:0.2
mm以上、板厚が0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材：板厚（m
m）×0.4以上）に達しないため、本発明が目的とする保
持力0.4Oe以下が得られていない。
ている冷間圧延鋼材に関する実施例のうち、No.60〜No.
63の比較例は、本発明の規定する化学成分の範囲から外
れているため、適正な条件で焼鈍が施されているにも拘
らず、平均フェライト結晶粒径が本発明の規定する大き
さ（すなわち、板厚が0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材:0.2
mm以上、板厚が0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材：板厚（m
m）×0.4以上）に達しないため、本発明が目的とする保
持力0.4Oe以下が得られていない。
本発明が規定する化学成分、焼鈍温度を満足する実施
例のうち、No.38、No.39、No.54、No.56は焼鈍雰囲気の
酸素分圧が10-6気圧未満であるため十分な酸化アルミニ
ウム粒子皮膜が生成されず（酸化アルミニウム粒子の分
布密度:1012ケ/m2未満）、このため良好な耐食性が得ら
れていない。一方、焼鈍雰囲気の酸素分圧が10-6気圧以
上であるNo.4、No.8、No.10〜No.12、No.20、No.21、N
o.25〜No.32、No.34〜No.36、No.No.40、No.41等では、
酸化アルミニウム粒子の分布密度が1012ケ/m2以上であ
るため、良好な耐食性を示している。また、焼鈍雰囲気
の酸素分圧が10-5気圧以上であるNo.3、No.5〜No.7、N
o.14〜No.16、No.18、No.19、No.33、No.37、No.42〜N
o.47等では、1013ケ/m2以上の酸化アルミニウム粒子の
分布密度が得られており、このため32時間の塩水噴霧試
験と500時間の湿潤試験においても耐食性は良好であ
り、特に優れた耐食性が得られることが判る。
例のうち、No.38、No.39、No.54、No.56は焼鈍雰囲気の
酸素分圧が10-6気圧未満であるため十分な酸化アルミニ
ウム粒子皮膜が生成されず（酸化アルミニウム粒子の分
布密度:1012ケ/m2未満）、このため良好な耐食性が得ら
れていない。一方、焼鈍雰囲気の酸素分圧が10-6気圧以
上であるNo.4、No.8、No.10〜No.12、No.20、No.21、N
o.25〜No.32、No.34〜No.36、No.No.40、No.41等では、
酸化アルミニウム粒子の分布密度が1012ケ/m2以上であ
るため、良好な耐食性を示している。また、焼鈍雰囲気
の酸素分圧が10-5気圧以上であるNo.3、No.5〜No.7、N
o.14〜No.16、No.18、No.19、No.33、No.37、No.42〜N
o.47等では、1013ケ/m2以上の酸化アルミニウム粒子の
分布密度が得られており、このため32時間の塩水噴霧試
験と500時間の湿潤試験においても耐食性は良好であ
り、特に優れた耐食性が得られることが判る。
産業上の利用可能性 本発明の軟磁性鋼材は、磁気回路を構成する部品等に
適用できる。
適用できる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中川 正義 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 加根魯 和宏 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内 (72)発明者 栗原 正好 東京都千代田区丸の内１丁目１番２号 日本鋼管株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010
wt％、Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2w
t％以下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:
0.01wt％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成
を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平
均フェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ
（mm）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子で
緻密に覆われ、歪みのない状態での保磁力が0.4Oe以
下、超磁力25Oeにおける磁束密度が15000G以上を示すこ
とを特徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼
材。 - 【請求項２】C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010
wt％、Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2w
t％以下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:
0.01wt％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成
を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平
均フェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ
（mm）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1012〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示すことを特徴とする直流磁化
特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材。 - 【請求項３】C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010
wt％、Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2w
t％以下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:1.0〜2.5wt％、T.O:
0.01wt％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成
を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材であって、平
均フェライト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ
（mm）との関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1013〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示すことを特徴とする直流磁化
特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材。 - 【請求項４】C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010
wt％、Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2w
t％以下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:
0.01wt％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成
を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終的
に、酸素分圧が10-6〜10-2気圧の雰囲気中で850〜1300
℃の温度で熱処理することにより、平均フェライト結晶
粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係で
下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面が粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
で緻密に覆われ、歪のない状態での保磁力が0.4Oe以
下、起磁力25Oeにおける磁束密度が15000G以上の軟磁性
鋼材を得ることを特徴とする直流磁化特性と耐食性に優
れた軟磁性鋼材の製造方法。 - 【請求項５】C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010
wt％、Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2w
t％以下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:0.8〜3.5wt％、T.O:
0.01wt％以下を含有し、残部Feおよび不可避不純物から
なる組成を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、
最終的に、酸素分圧が10-6〜10-3気圧の雰囲気中で850
〜1300℃の温度で熱処理することにより、平均フェライ
ト結晶粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との
関係で下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1012〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示す軟磁性鋼材を得ることを特
徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材の製
造方法。 - 【請求項６】C:0.0005〜0.007wt％、T.N:0.0005〜0.010
wt％、Si:0.005〜0.5wt％、Mn:0.01〜0.25wt％、P:0.2w
t％以下、S:0.01wt％以下、Sol.Al:1.0〜2.5wt％、T.O:
0.01wt％以下、残部Feおよび不可避不純物からなる組成
を有し、厚さまたは径が0.2mm以上の鋼材を、最終的
に、酸素分圧が10-5〜10-3気圧の雰囲気中で850〜1300
℃の温度で熱処理することにより、平均フェライト結晶
粒径ｄ（mm）が鋼材の厚さまたは径ｔ（mm）との関係で
下記を満足し、 ｔが0.2mm以上、0.5mm未満の鋼材： ｄ≧0.2 ｔが0.5mm以上、1.3mm未満の鋼材： ｄ≧ｔ×0.4 ｔが1.3mm以上の鋼材： ｄ≧0.5 且つ、表面に粒径0.01〜５μｍの酸化アルミニウム粒子
が１×1013〜１×1016ケ/m2の密度で形成され、歪みの
ない状態での保磁力が0.4Oe以下、起磁力25Oeにおける
磁束密度が15000G以上を示す軟磁性鋼材を得ることを特
徴とする直流磁化特性と耐食性に優れた軟磁性鋼材の製
造方法。
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