JP3294585B2 - 磁性に優れた無方向性電磁鋼板及びその製造方法 - Google Patents
磁性に優れた無方向性電磁鋼板及びその製造方法Info
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Description
として使用され、磁性に優れる無方向性電磁鋼板及びそ
の製造方法に関するものである。
エネルギー節減さらには地球環境保全の動向の中で近年
強く要望されている。これらは、地球規模での温室効果
ガス(Greenhouse gas)の削減などに現れており、エネル
ギー効率の高い自動車、家電製品が求められるに至って
いる。
ergy Policy Act of 1992)による産業用モータの効率規
制が発効し、日本ではエアコンの分野についてトップラ
ンナー制が導入され、高効率なモーター、コンプレッサ
ーを製造する必要から、従来の無方向性電磁鋼板以上に
低損失かつ高磁束密度な磁性に優れた製品が求められる
ようになっている。
でローターまたはステーターとして用いられる無方向性
電磁鋼板においては、現状よりもさらに磁気特性の良
好、すなわち鉄損が低く、磁束密度が高い材料が求めら
れつつある。同時に、上記モータコアの形状も複雑化
し、打ち抜きの際の加工性が良好であることも磁気特性
と同様強く求められている。
は、Si,Al,Mn等の合金元素含有量を増加し電気
抵抗を増大させ渦電流損失を低減する方法が広く一般に
用いられている。さらに成分決定後は、製品板結晶粒径
を100μm程度に調節することにより低鉄損化を行な
う。
Mn等の合金元素を添加していくと飽和磁束密度Bsが
低下するため、磁束密度B50は低下してしまう。従っ
て、所定の鉄損を得るために合金元素量を決定した後
は、Bsが低下した分、磁気特性に好ましい結晶方位の
集積度を向上させないとBs低下に伴いB50も低下して
しまう。このため、合金元素の調整、あるいは工程条件
の変更により結晶方位集積度を向上させる手段が必要と
なってきた。
鉄損を下げる目的で合金元素を増加させると、硬度が上
昇し、需要家での打ち抜きの際に、金型の寿命を縮める
ことから、電気抵抗を確保しつつ硬度の上昇を抑える成
分系の開発が必要となっていた。
鑑み磁性に優れた無方向性電磁鋼板、及びその製造方法
を提供するものである。
なる。 (1)質量%で、 C :0.005%以下、 Mn:0.1%以
上0.5%以下、 Si:0.7%以上1.7%以下、 Al:1.6%超
2.5%以下、 かつ、2.5%≦Si+Al≦3.7% を満たす成分を含有し、残部はFe及び不可避不純物元
素より成る無方向性電磁鋼板において、製品板における
磁束密度B50を飽和磁束密度Bsで除した値B50/Bs
が、B50/Bs≧0.83を満たし、かつ鉄損の値W15
/50 が2.5W/kg以下であることを特徴とする磁性に優
れた無方向性電磁鋼板。 (2)鋼中に含有されるS量が質量%で0.004%を
超えないことを特徴とする前記(1)に記載の磁性に優
れた無方向性電磁鋼板。 (3)製品の硬度がビッカース硬度で180以下である
ことを特徴とする前記(1)または(2)に記載の磁性
に優れた無方向性電磁鋼板。 (4)質量%で、 C :0.005%以下、 Mn:0.1%以
上0.5%以下、 Si:0.7%以上1.7%以下、 Al:1.6%超
2.5%以下、 かつ、2.5%≦Si+Al≦3.7% を満たす成分を含有し、残部はFe及び不可避不純物元
素より成る鋼片を熱間圧延後、熱延板焼鈍を施し、その
後冷間圧延、仕上焼鈍を行なう無方向性電磁鋼板におい
て、熱間圧延後に行なう焼鈍の温度を950℃以上とす
ることを特徴とする磁性に優れた無方向性電磁鋼板の製
造方法。 (5)冷間圧延における鋼板温度の最大値を150℃以
上とすることを特徴とする前記(4)に記載の磁性に優
れた無方向性電磁鋼板の製造方法。
発明者らは、鉄損の値が2.5W/kg以下を達成しつつ、
ビッカース硬度が180以下、好ましくは160以下で
あり、かつ磁束密度の高い製品を開発すべく鋭意検討を
重ねた。その結果、これまでSi添加量を増やすことで
渦電流損を低減し、結果として鉄損を下げていた従来の
方法を見直し、SiとAlのバランスを適切に保って添
加することで鉄損と硬度、さらに磁束密度の改善に効果
ある無方向性電磁鋼板を開発することに成功した。
に見合ったAlを添加することにあり、電気抵抗率を確
保して鉄損を下げつつ、硬度の上昇を抑制することが可
能となる。さらに、通常はSi添加量の増加に伴って方
位集積度を示す指標であるB50/Bsが低下してしまう
のが、Si添加量に対して適切なAl量を確保すること
により、この方位集積度を表すB50/Bsを向上させ、
結果として製品の磁束密度を向上させることにもなるの
である。このAl添加量はSi添加量に対して多すぎて
も少なすぎても不適である。
ついて示す。Cは鉄心として使用中に磁気時効を起こす
ためその含有量は少ない方がよい。この観点から、その
上限を0.005%に限定する。
したのは、0.1%以下ではMnSが微細に析出してし
まい粒成長性に大きく悪影響を及ぼし、製品の鉄損が悪
化するためであり、0.5%以上では固溶Mnが粒成長
性を劣化させるためである。この中でさらに良好な範囲
は0.2〜0.4%である。
1.7%以下、Al:1.6%超2.5%以下、かつ
2.5%≦Si+Al≦3.7%とした。この理由は、
Si,Al量が少な過ぎ、また含有量をあわせてもその
含有量が2.5%未満である領域においては比抵抗が小
さいため鉄損W15/50 が劣位であるので、Si:0.7
%以上、Al:1.6%超かつ2.5%≦Si+Alに
定める。Si+Al量は十分なもののAl量が少ない領
域では方位集積度B50/Bsが劣位となり、またSi,
Al量が多過ぎる場合には粒成長性が劣位となり鉄損が
悪化するため、Si:1.7%以下、Al:2.5%以
下かつSi+Al≦3.7%に規定した。また、Si量
が1.7%超であれば、Al量を確保して電気抵抗率を
上げ、鉄損を改善した際に製品の硬度が堅くなり過ぎて
打ち抜き性が悪化するため、Si:1.7%以下に限定
した。Si添加量が1.7%以下の範囲でAl添加量が
2.5%を超えると、かえって方位集積度が低下し、磁
束密度が低下するので、この観点からもAl含有量は
2.5%以下に制限する必要がある。
下、Al:1.6%超2.5%以下、かつ2.5%≦S
i+Al≦3.7%の範囲であれば、鉄損、方位集積度
いずれも良好となる。このうちさらに良好な範囲は、S
i:1.0%以上1.5%以下、Al:1.7%以上
2.3%以下である。この範囲であれば、鉄損W15/50
≦2.5W/kg、B50/Bs≧0.85となる。
回帰式により計算した値である。 Bs(T)=2.1473−0.0382×Si(%)−0.0658×Al(%)‥‥(1) また、方位集積度B50/Bsについては、その値が低い
場合は素材成分の特性を十分に生かしきれていないこと
になるので、その下限を0.83とした。なお、この場
合のB50は、750℃2時間の歪取焼鈍後の値であり、
EP値、あるいはSSTであればL,C方向の平均値で
ある。
るには不純物量として鋼中に存在するS,N,Ti,Z
r等は少ない方が好ましい。特に粒成長性に大きく影響
を及ぼすSについては、0.004%以下であることが
好ましい。また、需要家において効率の良いコンプレッ
サー、回転機を製造する観点からは、鉄損W15/50 が
2.5W/kg以下であることが必要である。さらに、需要
家において加工のために打ち抜きを行なう際に、金型の
寿命を延ばす観点から、製品の硬度はビッカース硬度で
180以下であることが必要である。
スラブ加熱を施した鋼片を熱間圧延後、950℃以上で
熱延板焼鈍を施す必要がある。この理由は、冷延前結晶
粒径をある程度粗大化させ仕上焼鈍後に磁気特性に好ま
しいGoss方位を増加させ、方位集積度B50/Bsを
向上させるためである。
実施する。このとき冷間圧延率としては70〜90%程
度で行なうのが好ましい。これはこの圧延率の範囲外で
は、磁気特性に好ましくない結晶方位が仕上焼鈍にて生
成し、方位集積度B50/Bsを劣化させるからである。
を、150℃以上とすることが好ましい。この場合の鋼
板温度の最大値とは、タンデム型の冷延機で通板する際
は各スタンドにおける鋼板温度の最大値を意味し、リバ
ース型圧延機で通板する場合は通板中の鋼板の温度の最
大値を示す。通常は最終スタンドもしくは最終パスでの
温度であることが多い。この鋼板温度が150℃以上で
好ましい理由は、固溶Cの存在により鋼板温度150℃
以上で転位の固着が生じ、圧延の際の変形様式を変え、
その結果、仕上焼鈍後に磁気特性に好ましいGoss方
位の結晶粒が生じることにより、方位集積度B50/Bs
が向上するからである。
%、Mn:0.2%、C:0.0010〜0.0015
%、さらにS量を種々変化させ、実験室にて真空溶解を
行なった。本素材から板厚2.2mmの熱延板を作製し、
1000℃×50sにて焼鈍後、酸洗を行なった。続い
て冷間圧延により板厚0.50mmとした後、870℃×
30sにて仕上焼鈍を施した。さらにSST測定のため
試料を剪断し、750℃×2時間の歪取焼鈍を行なっ
た。歪取焼鈍後の磁気測定結果を表1に示す。試料4及
び8は、鉄損が2.5W/kg超であり好ましくない。鉄損
の観点でより好ましいのは、S≦40ppm である試料1
〜3であり、さらに好ましいのはS≦20ppm である試
料1,2,4,5である。
4%、Al:2.2%、Mn:0.2%、C:0.00
12%、S:0.0017%を含有する鋼塊を作製し
た。本素材を加熱、熱間圧延により板厚2.2mmの熱延
板を作製し、種々の温度で60s焼鈍し、酸洗を行なっ
た。続いて冷間圧延により板厚0.50mmとした後、8
60℃×30sにて仕上焼鈍を施した。さらにSST測
定のため試料を剪断し、750℃×2時間の歪取焼鈍を
行なった。歪取焼鈍後の磁気測定結果を表2に示す。試
料1は、鉄損が2.5W/kg超で好ましくない。この理由
は、熱延板焼鈍温度が低いため冷延前結晶粒径が小さ
く、その結果、製品板において磁気特性に好ましいGo
ss方位が少ないからである。この中でさらに好ましい
範囲は、熱延板焼鈍温度1000℃以上である試料3〜
5である。
4%、Al:1.9%、Mn:0.3%、C:0.00
16%、S:0.0018%を含有する鋼塊を作製し
た。本素材を加熱、熱間圧延により板厚2.3mmの熱延
板を作製し、種々の温度で60s焼鈍し、酸洗を行なっ
た。続いて冷間圧延において、板厚1.69,1.2
5,0.92,0.68mmの際に種々の温度で鋼板を加
熱して冷間圧延を行ない、最終板厚0.50mmとした。
この手法は、実際の圧延の際の各スタンドにおける温度
を模試したものである。さらに本鋼板について850℃
×30sにて仕上焼鈍を施した。さらにSST測定のた
め試料を剪断し、750℃×2時間の歪取焼鈍を行なっ
た。歪取焼鈍後の磁気測定結果を表3に示す。表3の試
料番号1〜5に行くに従って圧延温度が上昇しており、
中でも試料3〜5は、B50/Bs≧0.87である。こ
の理由は冷間圧延を150℃以上で実施することによ
り、製品板において磁気特性に好ましいGoss方位の
結晶粒が増加したためである。
%、Mn:0.2%、C:0.0010%、S:0.0
012%の鋼を実験室にて真空溶解を行なった。本素材
から板厚2.2mmの熱延板を作製し、1000℃×50
sにて焼鈍後、酸洗を行なった。続いて冷間圧延により
板厚0.50mmとした後、870℃×30sにて仕上焼
鈍を施した。さらにSST測定のため試料を剪断し、7
50℃×2時間の歪取焼鈍を行なった。歪取焼鈍後の磁
気測定結果を表4に示す。表4より、試料3及び4は、
Si含有量が本発明の範囲を外れており、結果として硬
度が180超となって好ましくない。
板、及びその製造方法を提供するものであり、その工業
的効果は甚大である。
Claims (5)
- 【請求項1】 質量%で、 C :0.005%以下, Mn:0.1%以上0.5%以下、 Si:0.7%以上1.7%以下、 Al:1.6%超2.5%以下 かつ、2.5%≦Si+Al≦3.7% を満たす成分を含有し、残部はFe及び不可避不純物元
素より成る無方向性電磁鋼板において、製品板における
磁束密度B50を飽和磁束密度Bsで除した値B50/Bs
が、 B50/Bs≧0.83 を満たし、かつ鉄損の値W15/50 が2.5W/kg以下であ
ることを特徴とする磁性に優れた無方向性電磁鋼板。 - 【請求項2】 鋼中に含有されるS量が質量%で0.0
04%を超えないことを特徴とする請求項1に記載の磁
性に優れた無方向性電磁鋼板。 - 【請求項3】 製品の硬度がビッカース硬度で180以
下であることを特徴とする請求項1または2に記載の磁
性に優れた無方向性電磁鋼板。 - 【請求項4】 質量%で、 C :0.005%以下、 Mn:0.1%以上0.5%以下、 Si:0.7%以上1.7%以下、 Al:1.6%超2.5%以下 かつ、2.5%≦Si+Al≦3.7% を満たす成分を含有し、残部はFe及び不可避不純物元
素より成る鋼片を熱間圧延後、熱延板焼鈍を施し、その
後冷間圧延、仕上焼鈍を行なう無方向性電磁鋼板におい
て、熱間圧延後に行なう焼鈍の温度を950℃以上とす
ることを特徴とする磁性に優れた無方向性電磁鋼板の製
造方法。 - 【請求項5】 冷間圧延における鋼板温度の最大値を1
50℃以上とすることを特徴とする請求項4に記載の磁
性に優れた無方向性電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
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JP2000052575A JP3294585B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 磁性に優れた無方向性電磁鋼板及びその製造方法 |
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JP2001234304A JP2001234304A (ja) | 2001-08-31 |
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JP2000052575A Expired - Lifetime JP3294585B2 (ja) | 2000-02-28 | 2000-02-28 | 磁性に優れた無方向性電磁鋼板及びその製造方法 |
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Cited By (1)
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CN1693551B (zh) * | 2005-05-11 | 2010-04-21 | 江南大学 | 一种超特细异性复合加弹纤维及其制造方法 |
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JP2009518546A (ja) * | 2005-12-27 | 2009-05-07 | ポスコ カンパニーリミテッド | 磁性に優れた無方向性電気鋼板およびその製造方法 |
JP2008260996A (ja) * | 2007-04-11 | 2008-10-30 | Nippon Steel Corp | 圧延方向の磁気特性に優れる無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
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JPH0757888B2 (ja) * | 1989-05-26 | 1995-06-21 | 株式会社神戸製鋼所 | 磁束密度の高い無方向性電磁鋼板の製造方法 |
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-
2000
- 2000-02-28 JP JP2000052575A patent/JP3294585B2/ja not_active Expired - Lifetime
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