JP3331535B2 - 磁気特性の優れた厚手無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、無方向性電磁鋼板の製
造方法に関するもので、特に自動車用のモータなどの電
装部品として用いられる厚手無方向性電磁鋼板である。

【０００２】

【従来の技術】電装品として知られる自動車用のモータ
としては、ダイナモ、ワイパー用モータ、窓開閉用モー
タなど多数の種類がある。特に近年、自動車のモータリ
ゼイション化に伴って、自動車一台当たりのモータの数
が増加しており、大きなマーケットとなっている。最近
はこのモータの数が余りにも増えたため、自動車の重量
増の一因ともなっており、燃比などを悪化させる要因と
もなってきた。このため、モータを小さく且つ軽くする
要求が高まっている。このため、特に優れた高磁場での
磁束密度と鉄損特性が求められている。また、電装品の
中には曲げ加工などが必要な部品もあるため、加工性も
重要である。この自動車用モータコアに用いられる鋼板
の厚みは０．８〜２．０mmと厚手が一般的である。

【０００３】従来の無方向性電磁鋼板においては、０．
５０mm，０．３５mmまたは０．２０mmの製品厚に研究が
限定されており、０．８０mm以上のメタラジーがない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記観点に
鑑み、具体的には高磁場磁気特性を改善した板厚０．８
〜２．０mmの無方向性電磁鋼板を製造する方法を提供す
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、重量
％で、Ｃ ≦０．００５％、 Ｓｉ≦２．０
％、Ｍｎ：０．０４〜１．５％、 Ｐ ≦０．２％、
Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ≦２．０％、Ｎ
≦０．００５％を含有し、残部が鉄および不可避的不純
物からなるスラブを熱延するに際し、仕上温度を９００
℃以上とし、巻取温度を７００〜８５０℃として熱延コ
イルを得、この熱延鋼帯を冷間圧延して０．８〜２．０
mmとし、次いで連続焼鈍で７００〜９００℃で再結晶焼
鈍し、再結晶温度から少なくとも４５０℃まで、１〜４
０℃／秒で徐冷することを特徴とする磁気特性の優れた
製品厚み０．８〜２．０mmの厚手無方向性電磁鋼板の製
造方法である。前記工程において、連続焼鈍後、圧下率
１％以下の調質圧延を実施してもよく、これにより表面
形状と磁気特性に優れた、上記製品厚み０．８〜２．０
mmの厚手無方向性電磁鋼板を製造する。

【０００６】以下に本発明を詳細に説明する。本発明の
技術思想は３点ある。まず１つに、不純物の少ない鋼を
溶製し、熱延での仕上圧延終了温度を高温にして、且つ
巻取までの冷却を極力、徐冷することにより熱延板の結
晶粒径を粗大化させることで磁束密度を改善すること。
２点目は、冷延後の連続焼鈍において極力、徐冷するこ
とにより、鉄損を向上させること。３点目は、調質圧延
の圧下率を小さくすることにより磁気特性を改善するこ
とである。従来の厚みと異なって、板厚が厚い本発明の
ような場合、特に、これら熱延と連続焼鈍の冷却速度が
ポイントの技術となってきたものである。

【０００７】まず、成分組成の限定理由について述べ
る。 Ｃ：Ｃの量が多いと、炭化物を析出して磁気特性を劣化
させるので、０．００５％以下とする。 Ｓｉ：Ｓｉは磁束密度を劣化させるので、２．０％以下
にする必要がある。 Ｍｎ：Ｍｎは熱延板の耳割れを防止する上で、０．０４
％以上必要だが、１．５％を超えると添加コストの問題
があるので、１．５％以下とする。

【０００８】Ｐ：Ｐは、打抜性を改善させるのに効果の
ある元素であるが、多すぎると偏析してスラブ割れが生
じるので、その限界を０．２％とする。 Ｓ：Ｓは硫化物を形成せしめ、粒成長を阻害して磁場特
性を劣化せしめるので、０．０２％以下とする。 Ａｌ：Ａｌは磁束密度を劣化させるので、２．０％以下
にする必要がある。 Ｎ：Ｎは、鋼板内部からのガス圧で鋼板にふくれを形成
するので、０．００５％以下とする。

【０００９】なお、近年、鉄スクラップを従来の鉄鉱石
原料に変えて利用する製鋼方法が採られる場合がある
が、これを想定して実験した結果、不純物としてＳｎ≦
０．２％、Ｃｕ≦０．２％、Ｎｉ≦０．２％、Ｃｒ≦
０．２％、Ｖ≦０．００８％、Ｎｂ≦０．０１％であれ
ば、磁気特性の劣化が見られなかった。

【００１０】上記元素を含む溶鋼を連続鋳造してスラブ
を造り、スラブ加熱を実施するが加熱温度は通常の９５
０〜１２５０℃程度が好ましい。熱間圧延のうち、仕上
圧延完了温度（仕上温度）の制御が重要で、仕上温度は
９００℃以上必要である。なぜなら、９００℃以上で結
晶粒径の大きなホットコイル組織が得られ、このことが
最終製品での｛１００｝面方位粒を増やすことができる
ためである。また、巻取温度も非常に重要である。巻取
温度は、７００〜８５０℃とする。７００℃未満では、
仕上圧延後から巻取までの間で急冷されるので熱延板組
織が細粒化して磁束密度が劣化する。８５０℃以上で
は、続く酸洗工程で脱スケールが困難になるためであ
る。

【００１１】なお、類似の技術として、巻取温度によっ
て鋼板自体を自己焼鈍する特公昭５７−４３１３２号公
報があるが、本発明の巻取温度は、これとほぼ同等であ
るが、本発明では熱延仕上温度の制御も同時に必要であ
る点が相違する。

【００１２】ホットコイル厚みについては、特に規制し
ないが２．５〜６．５mmが好ましい。理由は、熱延での
高温仕上温度、高温巻取温度および仕上から巻取までの
徐冷却の条件確保をしやすいからである。

【００１３】熱延したコイルを酸洗し、冷間圧延する。
冷延後の仕上厚みは、０．８〜２．０mmである。冷延後
の再結晶焼鈍の到達温度は、７００〜９００℃の必要が
ある。７００℃以下では、結晶粒径が小さいので望まし
い鉄損を確保できない。９００℃以上では粒成長し粗大
化しすぎて、集合組織がランダム化することで磁束密度
の劣化が起きる。

【００１４】また、この時の最高到達温度からの冷却速
度は重要である。冷速が４０℃／秒以下で、且つ、調圧
が１．０％以下が優れた磁気特性を得るための必要な条
件である。この冷速は例えば窒素と水スプレーのいわゆ
る、気水冷却などによって得られる。なお、冷速は最高
温度から、少なくとも４５０℃までが重要であって、本
発明者らの実験では４５０℃以下の温度では１５０℃／
秒まで急速に冷却しても磁性に問題なかった。また４５
０℃以下の温度では室温までの冷却途中で、均熱などの
熱履歴を入れても磁気特性に悪い影響を与えない。最高
温度から４５０℃までの冷速が遅い方が磁気特性がよい
が、過度の徐冷では生産性が問題となるため下限を１℃
／秒とする。

【００１５】続く、調質圧延の圧下率も大事である。調
質圧延はなしの方が、磁気特性、特に鉄損にとって優れ
ている。しかし、調質圧延の目的として知られている主
に、鋼板形状を矯正する意味で圧下は有利であるが、鉄
損の劣化を防止するため、圧下率は１．０％以下に制御
する必要がある。なお、調質圧延の形状矯正の他に、レ
ベラーなどを使用することも可能であるが、鋼板伸び率
は同様に１％以下である必要がある。絶縁被膜は必要に
応じて、塗布・焼付けされる。次いで、実施例について
説明する。

【００１６】

【実施例】

〔実施例−１〕表１に示した化学成分を含む溶鋼を連続
鋳造してスラブとし、スラブ加熱を１１００℃で行い、
仕上温度を９７０℃とし巻取温度を７２０℃として、ホ
ットコイル３．６mm厚となした。次いで、１．５mmまで
冷延した後、８４０℃×１０秒の均熱を実施した後、３
５０℃まで３０秒間で冷却（冷速：１６℃／秒）して、
次いで８０℃／秒の冷速で室温まで冷却した。調圧を
０．５％の圧下率で実施して形状矯正し、磁気特性測定
用としてエプスタイン試料（３０mm×３００mm）に切り
出し、ＬとＣ方向を平均して表１を得た。

【００１７】

【表１】

【００１８】表１に示す如く、本発明範囲成分の試料１
と２は磁気特性が良好であるが、Ｓ量が本発明範囲を外
れるそれぞれ試料３は磁気的性質が不満である。

【００１９】〔実施例−２〕表１に示す試料No．１の化
学成分を含むスラブを、表２に示す熱延条件に変更した
試験を実施し、３．０mmのホットコイルを製造した。次
いで酸洗後、１．０mmまで冷延してから、８２０℃×２
秒の再結晶焼鈍を窒素中で実施して、４５０℃まで３０
℃／秒で冷却後、４５０℃で３０秒の均熱処理をした
後、１００℃／秒で室温まで冷却した。形状矯正はレベ
ラーを利用し伸び率は、０．２％とした。磁気特性を実
施例１と同様に測定した。

【００２０】

【表２】

【００２１】表で見る如く、仕上温度と巻取温度は本発
明範囲に入っている必要がある。

【００２２】〔実施例−３〕表３に示す成分の溶鋼を連
続鋳造して、１０２０℃×３０分のスラブ加熱し、仕上
温度を９２０℃、巻取温度７３０℃とし４．０mm厚のホ
ットコイルを造った。次いで、冷延して１．８mm厚と
し、表４の実験を行い、磁性を測定した。

【００２３】

【表３】

【００２４】

【表４】

【００２５】再結晶温度は７５０〜９００℃が磁気特性
の面で必要である（試料１〜４の実験）。４５０℃まで
の冷速は、４０℃／秒以下の徐冷が必要である（試料５
〜７の実験）。調質圧延の圧下率は、１．０％以下が必
要である（試料８〜１０の実験）。

【００２６】これらのことより、本発明の範囲を満足さ
せるもののみで、優れた磁気特性を得ることができる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は磁気特性
に優れた厚手無方向性電磁鋼板を製造する技術を提供す
るものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 8/12 C22C 38/00 303 C22C 38/06 H01F 1/16

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量％で Ｃ ≦０．００５％、 Ｓｉ≦２．０％、 Ｍｎ：０．０４〜１．５％、 Ｐ ≦０．２％、 Ｓ ≦０．０２％、 Ａｌ≦２．０％、 Ｎ ≦０．００５％を含有し、残部が鉄および不可避的
   不純物からなるスラブを熱延するに際し、仕上温度を９
   ００℃以上とし、巻取温度を７００〜８５０℃として熱
   延コイルを得、この熱延鋼帯を冷間圧延して０．８〜
   ２．０mmとし、次いで連続焼鈍で７００〜９００℃で再
   結晶焼鈍し、再結晶温度から少なくとも４５０℃まで、
   １〜４０℃／秒で徐冷することを特徴とする磁気特性の
   優れた製品厚み０．８〜２．０mmの厚手無方向性電磁鋼
   板の製造方法。
2. 【請求項２】 連続焼鈍後、圧下率１％以下の調質圧延
   を実施することを特徴とする表面形状と磁気特性に優れ
   た、請求項１に記載の製品厚み０．８〜２．０mmの厚手
   無方向性電磁鋼板の製造方法。