JP3404297B2 - 打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板 - Google Patents
打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板Info
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- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
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- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、打ち抜き性の優
れた電気絶縁被膜付きの無方向性電磁鋼板に関する。
れた電気絶縁被膜付きの無方向性電磁鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】無方向性電磁鋼板は、モータや変圧器等
の電気機器の鉄心材料として使用され、その際ユーザー
側で複雑な形状に打ち抜いて使用されることが多いた
め、鉄損や磁束密度に代表される磁気特性は勿論、打ち
抜き性にも優れることが要求される。特に、ＯＡ機器等
に使用される小型モータ用鉄心は、打ち抜き形状が非常
に複雑なうえに、高度の寸法精度が要求されるため、打
ち抜き性に対するユーザの要求は、より一層厳しいもの
となっている。
の電気機器の鉄心材料として使用され、その際ユーザー
側で複雑な形状に打ち抜いて使用されることが多いた
め、鉄損や磁束密度に代表される磁気特性は勿論、打ち
抜き性にも優れることが要求される。特に、ＯＡ機器等
に使用される小型モータ用鉄心は、打ち抜き形状が非常
に複雑なうえに、高度の寸法精度が要求されるため、打
ち抜き性に対するユーザの要求は、より一層厳しいもの
となっている。
【０００３】ここに、磁気特性を向上させる手段とし
て、Caを鋼中に添加する手法が、特公昭58- 17249 号、
特公昭60-55567号、特公平4-43981 号、特公平6-43613
号および特開平3-126845号各公報に、提案されている。
これらCa添加の技術は、磁気特性に関しては一定の向上
効果が認められるものがあるものの、Caを添加しない電
磁鋼板に比べて、打ち抜き性が劣るという問題が生じて
いた。
て、Caを鋼中に添加する手法が、特公昭58- 17249 号、
特公昭60-55567号、特公平4-43981 号、特公平6-43613
号および特開平3-126845号各公報に、提案されている。
これらCa添加の技術は、磁気特性に関しては一定の向上
効果が認められるものがあるものの、Caを添加しない電
磁鋼板に比べて、打ち抜き性が劣るという問題が生じて
いた。
【０００４】一方、絶縁被膜により打ち抜き性を向上さ
せる技術は数多く開示されている。例えば、特公昭51-2
0018号、特公昭52-19534号、特公昭57-57953号、特公昭
62-25750号、特公昭62-34832号公報、特開平6-101057
号、特開平6-101058号、特開平6-330338号、特開平7-41
913 号、特開平7-278835号および特開平7-331453号各公
報と、枚挙にいとまがない。これらの技術を、Caを添加
した電磁鋼板に適用した場合、絶縁被膜なしに比べれば
打ち抜き性は向上するものの、同様の絶縁被膜をCaを添
加していない電磁鋼板に施したものに比べると、依然と
して打ち抜き性が劣る場合が多く、本質的な改善は得ら
れない。
せる技術は数多く開示されている。例えば、特公昭51-2
0018号、特公昭52-19534号、特公昭57-57953号、特公昭
62-25750号、特公昭62-34832号公報、特開平6-101057
号、特開平6-101058号、特開平6-330338号、特開平7-41
913 号、特開平7-278835号および特開平7-331453号各公
報と、枚挙にいとまがない。これらの技術を、Caを添加
した電磁鋼板に適用した場合、絶縁被膜なしに比べれば
打ち抜き性は向上するものの、同様の絶縁被膜をCaを添
加していない電磁鋼板に施したものに比べると、依然と
して打ち抜き性が劣る場合が多く、本質的な改善は得ら
れない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、このCaを添
加して磁気特性の向上を図った無方向性電磁鋼板におい
て、その打ち抜き性の向上を達成するための公知技術は
なく、その解決が望まれていた。そこで、この発明の目
的は、打ち抜き性の優れたCa添加の無方向性電磁鋼板を
提供しようとすることにある。
加して磁気特性の向上を図った無方向性電磁鋼板におい
て、その打ち抜き性の向上を達成するための公知技術は
なく、その解決が望まれていた。そこで、この発明の目
的は、打ち抜き性の優れたCa添加の無方向性電磁鋼板を
提供しようとすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明の要旨構成は、
次のとおりである。 (1) Ｃ：0.01wt％以下、Si：4.0 wt％以下、Mn：0.1 〜
2.5 wt％、Al：2.5 wt％以下およびCa：0.0001〜0.01wt
％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分
組成を有し、かつ鋼中のCaS 単体もしくはCaS を含む析
出物のうち、径が５μｍ以上の析出物の分布密度が20個
／mm2 以下であり、鋼板表面に付着量が0.2ｇ／ｍ2 以
上の絶縁被膜を有し、該絶縁被膜中の樹脂の重量分率ｘ
（wt％）が下記式 (1)を満足することを特徴とする打ち
抜き性に優れた無方向性電磁鋼板。 記 ｘ (wt％）≧120 ×［Ca (wt％) ］1/2 ----(1)
次のとおりである。 (1) Ｃ：0.01wt％以下、Si：4.0 wt％以下、Mn：0.1 〜
2.5 wt％、Al：2.5 wt％以下およびCa：0.0001〜0.01wt
％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分
組成を有し、かつ鋼中のCaS 単体もしくはCaS を含む析
出物のうち、径が５μｍ以上の析出物の分布密度が20個
／mm2 以下であり、鋼板表面に付着量が0.2ｇ／ｍ2 以
上の絶縁被膜を有し、該絶縁被膜中の樹脂の重量分率ｘ
（wt％）が下記式 (1)を満足することを特徴とする打ち
抜き性に優れた無方向性電磁鋼板。 記 ｘ (wt％）≧120 ×［Ca (wt％) ］1/2 ----(1)
【０００７】(2) 上記(1) において、絶縁被膜は、水系
樹脂と、２価または３価の金属を少なくとも１種類含む
クロム酸系水溶液およびリン酸系水溶液のいずれか一方
または両方と、有機還元剤と、を含有する処理液を、鋼
板表面に塗布後焼き付けて、付着量：0.2 〜4.0 ｇ／ｍ
2 で形成したものである打ち抜き性に優れた無方向性電
磁鋼板。
樹脂と、２価または３価の金属を少なくとも１種類含む
クロム酸系水溶液およびリン酸系水溶液のいずれか一方
または両方と、有機還元剤と、を含有する処理液を、鋼
板表面に塗布後焼き付けて、付着量：0.2 〜4.0 ｇ／ｍ
2 で形成したものである打ち抜き性に優れた無方向性電
磁鋼板。
【０００８】(3) 上記(1) において、絶縁被膜は、樹脂
微粒子エマルジョンと、２価または３価の金属を少なく
とも１種類含むクロム酸系水溶液およびリン酸系水溶液
のいずれか一方または両方と、有機還元剤と、を含有す
る処理液を、鋼板表面に塗布後焼き付けて、付着量：0.
2 〜4.0 ｇ／ｍ2 で形成したものである打ち抜き性に優
れた無方向性電磁鋼板。(4) Ｃ：0.01wt％以下、Si：4.0 wt％以下、Mn：0.1 〜
2.5 wt％、Al：2.5 wt％以下およびCa：0.0001〜0.01wt
％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分
組成を有し、かつ鋼中に存在する円相当の直径で５μｍ
以上の CaS単体析出物もしくは CaSを含む複合析出物の
分布密度が20個／mm 2 以下であり、かつ表面に電気絶縁
被膜を有する電磁鋼板であり、その絶縁被膜が、樹脂微
粒子エマルジョンと、少なくとも１種類の２価または３
価金属を含むクロム酸系水溶液またはリン酸系水溶液と
有機還元剤とを含有する処理液を電磁鋼板表面に塗布後
焼き付けし、絶縁被膜の生地鉄板の付着量が0.2 〜4.0
ｇ／ｍ 2 であり、絶縁被膜中の樹脂の重量分率ｘ（wt
％）が上記 (1)式を満足することを特徴とする打ち抜き
性にすぐれた無方向性電磁鋼板。
微粒子エマルジョンと、２価または３価の金属を少なく
とも１種類含むクロム酸系水溶液およびリン酸系水溶液
のいずれか一方または両方と、有機還元剤と、を含有す
る処理液を、鋼板表面に塗布後焼き付けて、付着量：0.
2 〜4.0 ｇ／ｍ2 で形成したものである打ち抜き性に優
れた無方向性電磁鋼板。(4) Ｃ：0.01wt％以下、Si：4.0 wt％以下、Mn：0.1 〜
2.5 wt％、Al：2.5 wt％以下およびCa：0.0001〜0.01wt
％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる成分
組成を有し、かつ鋼中に存在する円相当の直径で５μｍ
以上の CaS単体析出物もしくは CaSを含む複合析出物の
分布密度が20個／mm 2 以下であり、かつ表面に電気絶縁
被膜を有する電磁鋼板であり、その絶縁被膜が、樹脂微
粒子エマルジョンと、少なくとも１種類の２価または３
価金属を含むクロム酸系水溶液またはリン酸系水溶液と
有機還元剤とを含有する処理液を電磁鋼板表面に塗布後
焼き付けし、絶縁被膜の生地鉄板の付着量が0.2 〜4.0
ｇ／ｍ 2 であり、絶縁被膜中の樹脂の重量分率ｘ（wt
％）が上記 (1)式を満足することを特徴とする打ち抜き
性にすぐれた無方向性電磁鋼板。
【０００９】ここで、上記CaS 単体もしくはCaS を含む
析出物の径とは、円相当の直径を意味し、具体的には、
顕微鏡（光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕
微鏡）等の２次元的観察により求められる、析出物の面
積と同等の面積を有する円の直径を示す。
析出物の径とは、円相当の直径を意味し、具体的には、
顕微鏡（光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、透過型電子顕
微鏡）等の２次元的観察により求められる、析出物の面
積と同等の面積を有する円の直径を示す。
【００１０】
【発明の実施の形態】次に、この発明を完成するに至っ
た経緯を詳しく説明する。まず、Caを添加した電磁鋼板
の打ち抜き性が劣る理由は必ずしも明らかではないが、
以下のように推測している。すなわち、Caを添加してい
ない鋼においては、硫化物は主にMnS として析出し、ス
ラブ再加熱後の熱間圧延で微細析出して磁気特性に悪影
響を及ぼすのは周知である。一方で、このような微細Mn
S が打ち抜き時の潤滑の役割をすることが知られてい
る。これに対してCaを添加した鋼において、硫化物は主
に粗大で熱的にも安定なCaS となり、このCaS は熱間圧
延時のスラブ再加熱時にも固溶せず粗大なままで存在す
るため、最終製品の磁気特性には好ましい結果をもたら
すが、一方微細なMnS に比べると打ち抜き時の潤滑能力
が低下すると考えられる。
た経緯を詳しく説明する。まず、Caを添加した電磁鋼板
の打ち抜き性が劣る理由は必ずしも明らかではないが、
以下のように推測している。すなわち、Caを添加してい
ない鋼においては、硫化物は主にMnS として析出し、ス
ラブ再加熱後の熱間圧延で微細析出して磁気特性に悪影
響を及ぼすのは周知である。一方で、このような微細Mn
S が打ち抜き時の潤滑の役割をすることが知られてい
る。これに対してCaを添加した鋼において、硫化物は主
に粗大で熱的にも安定なCaS となり、このCaS は熱間圧
延時のスラブ再加熱時にも固溶せず粗大なままで存在す
るため、最終製品の磁気特性には好ましい結果をもたら
すが、一方微細なMnS に比べると打ち抜き時の潤滑能力
が低下すると考えられる。
【００１１】そこで、発明者らは、このような粗大なCa
S が存在する電磁鋼板においても、Caを添加していない
電磁鋼板と同等の打ち抜き性を得るために鋭意研究を重
ねた結果、ある一定サイズ以上のCaS の分布密度を制御
し、かつ絶縁被膜中の樹脂の重量分率をCa添加量に応じ
て調整することにより、Caを添加していない鋼と同等の
打ち抜き性が得られることを新たに知見した。以下、こ
の知見を得るに到った、実験結果に基づいて説明する。
S が存在する電磁鋼板においても、Caを添加していない
電磁鋼板と同等の打ち抜き性を得るために鋭意研究を重
ねた結果、ある一定サイズ以上のCaS の分布密度を制御
し、かつ絶縁被膜中の樹脂の重量分率をCa添加量に応じ
て調整することにより、Caを添加していない鋼と同等の
打ち抜き性が得られることを新たに知見した。以下、こ
の知見を得るに到った、実験結果に基づいて説明する。
【００１２】（実験１）
表１に示す成分組成を有する鋼スラブに熱処理（1200,
1250, 1300, 1350, 1400℃×10時間および熱処理なし）
を施すことにより、CaS 系の析出物のサイズを種々に変
化させた。その後、各鋼塊について、熱間圧延を施して
2.5mm 厚の熱延板とし、しかる後に冷間圧延を施し0.5m
m の板厚とし、次いで 800℃で30秒間の焼鈍を施した。
かくして得られた各電磁鋼板に、成分がCrO3：100 重量
部に対して、Al：20重量部（Al金属換算）、 H3PO4：30
重量部、エチレングリコール：35重量部、アクリル／ス
チレン／エポキシ樹脂：40重量部を含む、処理液を塗布
し、目付量1.0 ｇ／ｍ2 および到達板温250 ℃で焼き付
けて絶縁被膜を成形した。このときの絶縁被膜中の樹脂
量は17.8wt％であった。さらに、この絶縁被膜付きの電
磁鋼板にオイルレス打ち抜き試験を実施し、かえり高さ
が50μｍとなる打ち抜き回数をそれぞれの鋼板について
調査した。この試験結果を電磁鋼板中に含まれるCaS 単
体もしくはCaS を含む析出物（以下、CaS 系析出物と示
す）のうち、径が５μｍ以上の析出物の分布密度にて整
理した結果を、図１に示す。
1250, 1300, 1350, 1400℃×10時間および熱処理なし）
を施すことにより、CaS 系の析出物のサイズを種々に変
化させた。その後、各鋼塊について、熱間圧延を施して
2.5mm 厚の熱延板とし、しかる後に冷間圧延を施し0.5m
m の板厚とし、次いで 800℃で30秒間の焼鈍を施した。
かくして得られた各電磁鋼板に、成分がCrO3：100 重量
部に対して、Al：20重量部（Al金属換算）、 H3PO4：30
重量部、エチレングリコール：35重量部、アクリル／ス
チレン／エポキシ樹脂：40重量部を含む、処理液を塗布
し、目付量1.0 ｇ／ｍ2 および到達板温250 ℃で焼き付
けて絶縁被膜を成形した。このときの絶縁被膜中の樹脂
量は17.8wt％であった。さらに、この絶縁被膜付きの電
磁鋼板にオイルレス打ち抜き試験を実施し、かえり高さ
が50μｍとなる打ち抜き回数をそれぞれの鋼板について
調査した。この試験結果を電磁鋼板中に含まれるCaS 単
体もしくはCaS を含む析出物（以下、CaS 系析出物と示
す）のうち、径が５μｍ以上の析出物の分布密度にて整
理した結果を、図１に示す。
【００１３】図１から、上記分布密度が20個／mm2 以下
とすることによって、かえり高さが50μｍとなる打ち抜
き回数が急激に増加することがわかる。
とすることによって、かえり高さが50μｍとなる打ち抜
き回数が急激に増加することがわかる。
【００１４】
【表１】
【００１５】（実験２）表１に示した成分組成の鋼スラ
ブに熱間圧延を施して2.5mm の熱延板としたのち、冷間
圧延を施して0.5mm の板厚とし、その後 800℃で30秒間
の焼鈍を施した。かくして得られた電磁鋼板（径が５μ
ｍ以上のCaS 系析出物の分布密度： 0.8〜15.8個／m
m2 ）に、成分がCrO3：100 重量部に対して、Mg：20重
量部（Mg金属換算）、 H3BO3：30重量部、エチレングリ
コール：35重量部、アクリル／スチレン／エポキシ樹
脂：０〜100 重量部を含む、処理液を塗布し、目付量１
ｇ／ｍ2および到達板温300 ℃で焼き付けて樹脂量を種
々に変化させた絶縁被膜を形成した。この絶縁被膜付き
の電磁鋼板にオイルレス打ち抜き試験を実施し、かえり
高さが50μｍとなる打ち抜き回数を、それぞれの鋼板に
ついて調査した。この調査結果を、電磁鋼板中のCa量お
よび絶縁被膜中の樹脂重量分率について整理した結果
を、図２に示す。なお、図２中には、かえり高さが50μ
ｍとなる打ち抜き回数が100 万回以上のものを○、同10
0 万回未満のものを×で示した。
ブに熱間圧延を施して2.5mm の熱延板としたのち、冷間
圧延を施して0.5mm の板厚とし、その後 800℃で30秒間
の焼鈍を施した。かくして得られた電磁鋼板（径が５μ
ｍ以上のCaS 系析出物の分布密度： 0.8〜15.8個／m
m2 ）に、成分がCrO3：100 重量部に対して、Mg：20重
量部（Mg金属換算）、 H3BO3：30重量部、エチレングリ
コール：35重量部、アクリル／スチレン／エポキシ樹
脂：０〜100 重量部を含む、処理液を塗布し、目付量１
ｇ／ｍ2および到達板温300 ℃で焼き付けて樹脂量を種
々に変化させた絶縁被膜を形成した。この絶縁被膜付き
の電磁鋼板にオイルレス打ち抜き試験を実施し、かえり
高さが50μｍとなる打ち抜き回数を、それぞれの鋼板に
ついて調査した。この調査結果を、電磁鋼板中のCa量お
よび絶縁被膜中の樹脂重量分率について整理した結果
を、図２に示す。なお、図２中には、かえり高さが50μ
ｍとなる打ち抜き回数が100 万回以上のものを○、同10
0 万回未満のものを×で示した。
【００１６】図２より明らかなように、上記した式 (1)
を満たす樹脂量が絶縁被膜中に含有されている場合は、
良好な打ち抜き性が得られる。
を満たす樹脂量が絶縁被膜中に含有されている場合は、
良好な打ち抜き性が得られる。
【００１７】（実験３）
表１に示した鋼種Ｆの鋼スラブに熱間圧延を施して2.5m
m 厚の熱延板としたのち、冷間圧延を施して0.5mm の板
厚とし、その後800 ℃で30秒間の焼鈍を施した。かくし
て得られた電磁鋼板（径が５μｍ以上のCaS 系析出物の
分布密度：15.6個／mm2 ）に、成分が CrO3 ：100 重量
部に対して、Al：20重量部（Al金属換算）、 H3PO4：30
重量部、エチレングリコール：35重量部、酢酸ビニル／
アクリル樹脂：40重量部を含む処理液を塗布し、到達板
温 250℃で焼き付けて目付量を種々に変化させた絶縁被
膜を形成した。このときの絶縁被膜中の樹脂量は18.2wt
％であった。この絶縁被膜付きの電磁鋼板にオイルレス
打ち抜き試験を実施し、かえり高さが50μｍとなる打ち
抜き回数をそれぞれの鋼板について調査した。この打ち
抜き回数と絶縁被膜の目付量との関係を、図３に示す。
m 厚の熱延板としたのち、冷間圧延を施して0.5mm の板
厚とし、その後800 ℃で30秒間の焼鈍を施した。かくし
て得られた電磁鋼板（径が５μｍ以上のCaS 系析出物の
分布密度：15.6個／mm2 ）に、成分が CrO3 ：100 重量
部に対して、Al：20重量部（Al金属換算）、 H3PO4：30
重量部、エチレングリコール：35重量部、酢酸ビニル／
アクリル樹脂：40重量部を含む処理液を塗布し、到達板
温 250℃で焼き付けて目付量を種々に変化させた絶縁被
膜を形成した。このときの絶縁被膜中の樹脂量は18.2wt
％であった。この絶縁被膜付きの電磁鋼板にオイルレス
打ち抜き試験を実施し、かえり高さが50μｍとなる打ち
抜き回数をそれぞれの鋼板について調査した。この打ち
抜き回数と絶縁被膜の目付量との関係を、図３に示す。
【００１８】図３からわかるように、絶縁被膜の目付量
が0.2 ｇ／ｍ2 未満ではかえり高さが50μｍとなる打ち
抜き回数が 100万回未満となるのに対して、絶縁被膜の
目付量が 0.2ｇ／ｍ2 以上ではかえり高さが50μｍとな
る打ち抜き回数が全て100 万回以上となる。このことか
ら、打ち抜き性向上のためには、絶縁被膜の目付量は0.
2 ｇ／ｍ2 以上が必要であることが明らかになった。
が0.2 ｇ／ｍ2 未満ではかえり高さが50μｍとなる打ち
抜き回数が 100万回未満となるのに対して、絶縁被膜の
目付量が 0.2ｇ／ｍ2 以上ではかえり高さが50μｍとな
る打ち抜き回数が全て100 万回以上となる。このことか
ら、打ち抜き性向上のためには、絶縁被膜の目付量は0.
2 ｇ／ｍ2 以上が必要であることが明らかになった。
【００１９】次に、この発明の電磁鋼板における、各構
成要件の限定理由について述べる。まず、鋼中の成分に
ついて述べる。Ｃは、γ域を拡大しα−γ変態点を低下
させる働きがあり、焼鈍中にγ相がα粒界にフィルム状
に生成しα粒の成長を抑制するため、Ｃは基本的に少な
くする必要がある。そして、SiやAlのα相安定化元素を
多く含有し、全温度域でγ相が生成しない場合でも、鉄
損特性の時効劣化を引き起こすため、Ｃを0.01wt％以下
とする必要がある。下限は特に定めるものでないが、コ
スト等の観点から0.0005wt％以上とすることが望まし
い。
成要件の限定理由について述べる。まず、鋼中の成分に
ついて述べる。Ｃは、γ域を拡大しα−γ変態点を低下
させる働きがあり、焼鈍中にγ相がα粒界にフィルム状
に生成しα粒の成長を抑制するため、Ｃは基本的に少な
くする必要がある。そして、SiやAlのα相安定化元素を
多く含有し、全温度域でγ相が生成しない場合でも、鉄
損特性の時効劣化を引き起こすため、Ｃを0.01wt％以下
とする必要がある。下限は特に定めるものでないが、コ
スト等の観点から0.0005wt％以上とすることが望まし
い。
【００２０】Siは、鋼の比抵抗を高め鉄損を低下させる
元素であり、目標とする磁気特性によって含有量を変化
させる。しかし、同時に硬度も上昇させて冷間圧延性が
悪くなるため、上限を4.0 wt％とする必要がある。な
お、下限は特に定めるものではないが、比抵抗を高める
観点から0.05wt％以上含有させることが望ましい。
元素であり、目標とする磁気特性によって含有量を変化
させる。しかし、同時に硬度も上昇させて冷間圧延性が
悪くなるため、上限を4.0 wt％とする必要がある。な
お、下限は特に定めるものではないが、比抵抗を高める
観点から0.05wt％以上含有させることが望ましい。
【００２１】Alは、Siと同様に鋼の比抵抗を高め鉄損を
低下させる元素であり、目標とする磁気特性によって含
有量を変化させる。しかし、その含有量が多い場合には
連続鋳造でのモールドとの潤滑性が低下し鋳造が困難と
なるため、上限を2.5 wt％とする。
低下させる元素であり、目標とする磁気特性によって含
有量を変化させる。しかし、その含有量が多い場合には
連続鋳造でのモールドとの潤滑性が低下し鋳造が困難と
なるため、上限を2.5 wt％とする。
【００２２】Mnも、SiやAlほどではないが鋼の比抵抗を
高め、鉄損を低下させる効果がある。また、熱間圧延性
を改善する効果があるため、下限は 0.1wt％とする。し
かし、多く含有すると冷間圧延性を劣化させるため、上
限は2.5 ％とする。
高め、鉄損を低下させる効果がある。また、熱間圧延性
を改善する効果があるため、下限は 0.1wt％とする。し
かし、多く含有すると冷間圧延性を劣化させるため、上
限は2.5 ％とする。
【００２３】Caは、この発明において必須の添加元素で
あり、添加することにより磁気特性の向上が得られる。
この磁気特性向上効果を得るためには、１ppm 以上は必
要である。一方、鋼中のCa量が過度に増加すると、却っ
て磁気特性の劣化をもたらすため、100ppmを上限とす
る。
あり、添加することにより磁気特性の向上が得られる。
この磁気特性向上効果を得るためには、１ppm 以上は必
要である。一方、鋼中のCa量が過度に増加すると、却っ
て磁気特性の劣化をもたらすため、100ppmを上限とす
る。
【００２４】以上、必須成分について説明したが、その
他にも各種の公知元素を添加することが可能であり、例
えば磁気特性を改善する成分として、Ｂ, Ni, Cu, Sn,
Sb,BiおよびGe等を添加することができる。
他にも各種の公知元素を添加することが可能であり、例
えば磁気特性を改善する成分として、Ｂ, Ni, Cu, Sn,
Sb,BiおよびGe等を添加することができる。
【００２５】また、鋼中に不純物として含有されるＰお
よびＳについて、次に述べる。Ｐは、SiやAlほどではな
いが鋼の比抵抗を高め、鉄損を低下させる効果がある。
また、粒界偏析により冷延再結晶後の集合組織を改善し
て磁束密度を向上させる効果がある。しかし、過度の粒
界偏析は粒成長性を阻害し鉄損を劣化させるため、 0.1
wt％以下とすることが望ましい。
よびＳについて、次に述べる。Ｐは、SiやAlほどではな
いが鋼の比抵抗を高め、鉄損を低下させる効果がある。
また、粒界偏析により冷延再結晶後の集合組織を改善し
て磁束密度を向上させる効果がある。しかし、過度の粒
界偏析は粒成長性を阻害し鉄損を劣化させるため、 0.1
wt％以下とすることが望ましい。
【００２６】Ｓは、析出物、介在物を形成し粒成長性を
阻害するため、極力低減すべき元素である。Caの添加に
よりある程度無害化できるものの、鋼中の残存量が多い
場合には介在物の粒子数が増え、またＳを固定するため
のCaが相対的に不足すれば介在物中のMnS の割合が増
え、やはり粒成長性に影響をおよぼすため、Ｓは0.005w
t％以下とすることが望ましい。
阻害するため、極力低減すべき元素である。Caの添加に
よりある程度無害化できるものの、鋼中の残存量が多い
場合には介在物の粒子数が増え、またＳを固定するため
のCaが相対的に不足すれば介在物中のMnS の割合が増
え、やはり粒成長性に影響をおよぼすため、Ｓは0.005w
t％以下とすることが望ましい。
【００２７】また、この発明では、鋼中の径が５μｍ以
上のCaS 系析出物の分布密度を20個／mm 2 以下にするこ
とが必須であるが、この手段としては磁気特性の向上効
果が得られる範囲でCa添加量を低めに抑えること、凝固
時の冷却速度を高めること、熱延時のスラブ加熱温度を
低下させること、同じくスラブ加熱時間を短くすること
等が有利に適合するが、その手段は特に定めるものでは
ない。
上のCaS 系析出物の分布密度を20個／mm 2 以下にするこ
とが必須であるが、この手段としては磁気特性の向上効
果が得られる範囲でCa添加量を低めに抑えること、凝固
時の冷却速度を高めること、熱延時のスラブ加熱温度を
低下させること、同じくスラブ加熱時間を短くすること
等が有利に適合するが、その手段は特に定めるものでは
ない。
【００２８】次に、絶縁被膜について述べる。Caを添加
した電磁鋼板において打ち抜き性を向上させるために
は、絶縁被膜に樹脂を含んでいることが必須である。す
なわち、有機単独被膜の場合、被膜形成前の樹脂の形態
は水性、溶剤性、粉体等のようなものでも適用可能であ
る。絶縁被膜中の樹脂量の下限は、鋼中のCa添加量に応
じて上記した式(1) で計算される値である。
した電磁鋼板において打ち抜き性を向上させるために
は、絶縁被膜に樹脂を含んでいることが必須である。す
なわち、有機単独被膜の場合、被膜形成前の樹脂の形態
は水性、溶剤性、粉体等のようなものでも適用可能であ
る。絶縁被膜中の樹脂量の下限は、鋼中のCa添加量に応
じて上記した式(1) で計算される値である。
【００２９】有機被膜は、歪取焼鈍する用途には適用で
きないため、その場合には無機−有機混合被膜とするこ
とが推奨される。この場合でも被膜中の樹脂量は上記し
た式(1) を満たすことが必要である。なお、絶縁被膜成
形のための処理液には、２価または３価の金属を含むク
ロム酸系の水溶液またはリン酸系の水溶液を主剤とし
て、好適に適用できる。しかし、ユーザーで歪取焼鈍な
どの処理を施さない場合は、必ずしもこれらの水溶液を
主剤として使用する必要はない。なお、樹脂は水溶性、
ディスパージョン、エマルジョン性および粉体のいずれ
でも使用（併用も可能）できるが、樹脂微粒子エマルジ
ョンを使用するのが、打ち抜き性向上の点から好まし
い。
きないため、その場合には無機−有機混合被膜とするこ
とが推奨される。この場合でも被膜中の樹脂量は上記し
た式(1) を満たすことが必要である。なお、絶縁被膜成
形のための処理液には、２価または３価の金属を含むク
ロム酸系の水溶液またはリン酸系の水溶液を主剤とし
て、好適に適用できる。しかし、ユーザーで歪取焼鈍な
どの処理を施さない場合は、必ずしもこれらの水溶液を
主剤として使用する必要はない。なお、樹脂は水溶性、
ディスパージョン、エマルジョン性および粉体のいずれ
でも使用（併用も可能）できるが、樹脂微粒子エマルジ
ョンを使用するのが、打ち抜き性向上の点から好まし
い。
【００３０】また、絶縁被膜の耐熱性を向上させる目的
で、りん酸系またはほう酸系の水溶液を処理液に添加す
ることが可能である。クロム酸系水溶液を使用する場合
には、重クロム酸の Cr 6+ を Cr 3+ に還元する造膜反応
を促進するために、還元剤を添加することができる。こ
の還元剤には、有機還元剤が好適である。還元剤の種類
は特に限定するものではないが、エチレングリコール、
ショ糖、グリセリン等の多価有機アルコール類、蟻酸、
酢酸等のカルボン酸等が、適合する。
で、りん酸系またはほう酸系の水溶液を処理液に添加す
ることが可能である。クロム酸系水溶液を使用する場合
には、重クロム酸の Cr 6+ を Cr 3+ に還元する造膜反応
を促進するために、還元剤を添加することができる。こ
の還元剤には、有機還元剤が好適である。還元剤の種類
は特に限定するものではないが、エチレングリコール、
ショ糖、グリセリン等の多価有機アルコール類、蟻酸、
酢酸等のカルボン酸等が、適合する。
【００３１】絶縁被膜の焼き付け後の目付量は、有機単
独被膜の場合も有機一無機混合被膜の場合も、打ち抜き
性を向上させるために0.2 ｇ／ｍ2 以上とすることが必
須である。なお、打ち抜き性の観点からは目付量が大き
い方が好ましいが、大きくなりすぎると占積率の低下を
もたらすため、占積率を重視する用途の場合は、上限を
4.0 ｇ／ｍ2 とする。
独被膜の場合も有機一無機混合被膜の場合も、打ち抜き
性を向上させるために0.2 ｇ／ｍ2 以上とすることが必
須である。なお、打ち抜き性の観点からは目付量が大き
い方が好ましいが、大きくなりすぎると占積率の低下を
もたらすため、占積率を重視する用途の場合は、上限を
4.0 ｇ／ｍ2 とする。
【００３２】その他、絶縁被膜の諸特性を向上させる目
的で、薬剤の配合比や添加剤等について、公知の技術が
適用可能である。
的で、薬剤の配合比や添加剤等について、公知の技術が
適用可能である。
【００３３】この発明により、打ち抜き性が向上する理
由は必ずしも明らかでないが、おおよそ以下のような理
由によると考えられる。すなわち、Ca添加鋼において
は、粗大な CaS系析出物が析出することにより、打ち抜
き時の潤滑効果が低下して打ち抜き性が劣化することは
既に述べたが、径が５μｍ以上のCaS 系析出物の分布密
度が20個／mm2 以下となると相対的に比較的微細なCaS
系析出物が増加して打ち抜き時の潤滑効果が高まると考
えられる。この効果単独では打ち抜き性向上効果は十分
ではないが、絶縁被膜中の樹脂量をCa量に応じたある一
定値以上とし、かつ絶縁被膜の目付量を高めることによ
り、打ち抜き時の潤滑効果が十分得られるようになった
と考えられる。
由は必ずしも明らかでないが、おおよそ以下のような理
由によると考えられる。すなわち、Ca添加鋼において
は、粗大な CaS系析出物が析出することにより、打ち抜
き時の潤滑効果が低下して打ち抜き性が劣化することは
既に述べたが、径が５μｍ以上のCaS 系析出物の分布密
度が20個／mm2 以下となると相対的に比較的微細なCaS
系析出物が増加して打ち抜き時の潤滑効果が高まると考
えられる。この効果単独では打ち抜き性向上効果は十分
ではないが、絶縁被膜中の樹脂量をCa量に応じたある一
定値以上とし、かつ絶縁被膜の目付量を高めることによ
り、打ち抜き時の潤滑効果が十分得られるようになった
と考えられる。
【００３４】
【実施例】表２に示す成分組成の鋼スラブを熱間圧延す
るに当たり、熱延時のスラブ加熱温度および加熱時間を
変化させることにより、 CaS系析出物サイズ分布を変化
させた。その後、冷間圧延にて板厚0.5mm に仕上げ、Ａ
〜Ｅは 850℃, 30秒間、Ｆについては 950℃, 30秒間の
焼鈍を施したのち、各鋼板に、表３に示す処理液をゴム
ロール方式の塗布装置で塗布し、板温 300℃で焼き付け
処理を行った。この際、ゴムロールのギャップ、周速を
変化させることにより、絶縁被膜の目付量を種々に変化
させた。かくして得られたコイルをスリットし、打ち抜
き試験に供し、かえり高さが50μｍとなる打ち抜き回数
の調査を行った。また、各試料について、その磁気特性
を調査した。それらの調査結果を表４〜６に示す。
るに当たり、熱延時のスラブ加熱温度および加熱時間を
変化させることにより、 CaS系析出物サイズ分布を変化
させた。その後、冷間圧延にて板厚0.5mm に仕上げ、Ａ
〜Ｅは 850℃, 30秒間、Ｆについては 950℃, 30秒間の
焼鈍を施したのち、各鋼板に、表３に示す処理液をゴム
ロール方式の塗布装置で塗布し、板温 300℃で焼き付け
処理を行った。この際、ゴムロールのギャップ、周速を
変化させることにより、絶縁被膜の目付量を種々に変化
させた。かくして得られたコイルをスリットし、打ち抜
き試験に供し、かえり高さが50μｍとなる打ち抜き回数
の調査を行った。また、各試料について、その磁気特性
を調査した。それらの調査結果を表４〜６に示す。
【００３５】
【表２】
【００３６】
【表３】
【００３７】
【表４】
【００３８】
【表５】
【００３９】
【表６】
【００４０】
【発明の効果】この発明によれば、Caを添加して磁気特
性の向上を図った無方向性電磁鋼板において、その打ち
抜き性の向上を達成することができる。
性の向上を図った無方向性電磁鋼板において、その打ち
抜き性の向上を達成することができる。
【図１】 打ち抜き性とCaS 系析出物の分布密度との関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図２】絶縁被膜中の樹脂量および鋼中のCa量と打ち抜
き性との関係を示す図である。
き性との関係を示す図である。
【図３】打ち抜き性と絶縁被膜の目付量との関係を示す
図である。
図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｆ 1/16 Ｈ０１Ｆ 1/16 Ａ
(72)発明者 河野 正樹
岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な
し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内
(72)発明者 本田 厚人
岡山県倉敷市水島川崎通１丁目（番地な
し） 川崎製鉄株式会社 水島製鉄所内
(56)参考文献 特開 平９−263908（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−256118（ＪＰ，Ａ)
特開 昭59−74256（ＪＰ，Ａ)
特開 昭61−266059（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−152628（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−268372（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−195059（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−41913（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−101058（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−346673（ＪＰ，Ａ)
特開 平４−308093（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−138479（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−124228（ＪＰ，Ａ)
特開 昭60−190572（ＪＰ，Ａ)
特公 昭58−17249（ＪＰ，Ｂ１)
特公 平４−43981（ＪＰ，Ｂ２)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
C22C 38/00 303
C21D 8/12
C21D 9/46 501
C22C 38/06
C23C 22/00
H01F 1/16
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｃ：0.01wt％以下、Si：4.0 wt％以下、
Mn：0.1 〜2.5 wt％、Al：2.5 wt％以下およびCa：0.00
01〜0.01wt％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる成分組成を有し、かつ鋼中のCaS 単体もしくはCa
S を含む析出物のうち、径が５μｍ以上の析出物の分布
密度が20個／mm2 以下であり、鋼板表面に付着量が 0.2
ｇ／ｍ2 以上の絶縁被膜を有し、該絶縁被膜中の樹脂の
重量分率ｘ（wt％）が下記式 (1)を満足することを特徴
とする打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板。 記 ｘ (wt％）≧120 ×［Ca (wt％) ］1/2 ----(1) - 【請求項２】 請求項１において、絶縁被膜は、水系樹
脂と、２価または３価の金属を少なくとも１種類含むク
ロム酸系水溶液およびリン酸系水溶液のいずれか一方ま
たは両方と、有機還元剤と、を含有する処理液を、鋼板
表面に塗布後焼き付けて、付着量：0.2 〜4.0 ｇ／ｍ2
で形成したものである打ち抜き性に優れた無方向性電磁
鋼板。 - 【請求項３】 請求項１において、絶縁被膜は、樹脂微
粒子エマルジョンと、２価または３価の金属を少なくと
も１種類含むクロム酸系水溶液およびリン酸系水溶液の
いずれか一方または両方と、有機還元剤と、を含有する
処理液を、鋼板表面に塗布後焼き付けて、付着量：0.2
〜4.0 ｇ／ｍ2 で形成したものである打ち抜き性に優れ
た無方向性電磁鋼板。 - 【請求項４】 Ｃ：0.01wt％以下、Si：4.0 wt％以下、
Mn：0.1 〜2.5 wt％、Al：2.5 wt％以下およびCa：0.00
01〜0.01wt％を含有し、残部Feおよび不可避的不純物か
らなる成分組成を有し、かつ鋼中に存在する円相当の直
径で５μｍ以上のCaS単体析出物もしくは CaSを含む複
合析出物の分布密度が20個／mm2 以下であり、かつ表面
に電気絶縁被膜を有する電磁鋼板であり、その絶縁被膜
が、樹脂微粒子エマルジョンと、少なくとも１種類の２
価または３価金属を含むクロム酸系水溶液またはリン酸
系水溶液と有機還元剤とを含有する処理液を電磁鋼板表
面に塗布後焼き付けし、絶縁被膜の生地鉄板の付着量が
0.2 〜4.0 ｇ／ｍ2 であり、絶縁被膜中の樹脂の重量分
率ｘ（wt％）が (1)式を満足することを特徴とする打ち
抜き性にすぐれた無方向性電磁鋼板。 ｘ (wt％）≧120 ×［Ca (wt％) ］1/2 ----(1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27989498A JP3404297B2 (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | 打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27989498A JP3404297B2 (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | 打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000109959A JP2000109959A (ja) | 2000-04-18 |
| JP3404297B2 true JP3404297B2 (ja) | 2003-05-06 |
Family
ID=17617417
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27989498A Expired - Fee Related JP3404297B2 (ja) | 1998-10-01 | 1998-10-01 | 打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3404297B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4228961B2 (ja) * | 2004-03-26 | 2009-02-25 | Ｊｆｅスチール株式会社 | 低温焼付けが可能で歪取焼鈍前後の識別性に優れる電磁鋼板用リン酸系絶縁被膜処理液およびリン酸系絶縁被膜付き電磁鋼板 |
-
1998
- 1998-10-01 JP JP27989498A patent/JP3404297B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000109959A (ja) | 2000-04-18 |
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