JP5050459B2 - 磁気特性及び耐バリ性に優れた自動車用オルタネータ用の巻きコア用冷延鋼板 - Google Patents
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また、巻きコアは、その製法上、伸び変形を受けても、降伏点伸びのような不均一変形を起こさないことは当然として、積層して使用されるため、打ち抜き時に生成するバリ高さが低いことも要求される。一般的には、軟磁性鋼板において磁気特性を向上させることは機械的性質を軟質化することと概ね等価であるため、磁気特性を向上させることで、打ち抜きバリの高さが大きくなり耐バリ性が劣る傾向になる。
以上の知見を基に、本発明では、鋼成分の組み合わせとその含有量を最適化することで、課題を解決する手段を検討した。そして、磁気特性として最も重要な磁束密度を0.50T以上に上昇させ、かつ、磁気特性を劣化させることなく、耐バリ性を維持することに成功し、本発明を完成するに至った。さらに、本発明の成分系を用いることにより、連続焼鈍を用いて製造することが可能となり、低コストが実現した。
質量%で、C:0.0050%以下、Si:0.1%以下、Mn:0.05〜0.5%、P:0.03%以下、S:0.02%以下、sol.Al:0.02〜0.10%、N:0.0050%以下、B:0.0002〜0.0015%、Nb:0.005〜0.030%、Ti:0.002〜0.015%を含有し、かつ、Nb+Ti:0.015%以上を満たし、残部Feおよび不可避的不純物からなり、さらに、50Hz交流磁場300A/mでの磁束密度が0.50T以上であることを特徴とする磁気特性及び耐バリ性に優れた自動車用オルタネータ用の巻きコア用冷延鋼板。
Cは、0.0050%を越えて含有すると、磁気特性が劣化し、本発明の意図する磁気特性が得られない。よって、0.0050%以下とする。
Siは、磁気特性の向上のためには多い方が望ましい。しかし、多量に添加すると、例えば電磁鋼板設備など、専用の製造設備で製造する必要が生じ、コストが著しくアップする。このため、0.1%以下とする。
Mnは、強度上昇に寄与する。しかし、0.5%を超えて含有すると、巻きコア加工時の加工性が劣化する。一方で、0.05%未満に下げるためには、著しくコスト上昇を招く。よって、0.05%以上0.5%以下とする。
Pは、強度上昇に寄与するが、0.03%を超えて含有すると、磁気特性の劣化を生じる。よって、0.03%以下とする。
Sは、本発明の意図する磁気特性を得るためには少ない方が望ましい。よって0.02%以下とする。
sol.Alは、0.02%未満では、磁気特性が劣化する。一方、0.10%を超えて含有しても磁気特性への影響はほとんどなく、コストアップを招く。よって、0.02%以上0.10%以下とする。
Nは、本発明の意図する磁気特性を得るためには少ない方が望ましい。よって0.0050%以下とする。
Bは、本発明において、最も重要な要件であり、本発明の意図する耐バリ性を得るための最適値が存在する。即ち、0.0002%未満では耐バリ性の効果が無い。一方、0.0015%を越えて含有すると磁気特性が劣化する。よって、0.0002%以上0.0015%以下とする。特に、連続焼鈍法で製造する場合、短時間焼鈍で再結晶させるためには高温での焼鈍が必要となる。この場合、B量が少ないと、高温焼鈍による結晶粒の粗大化が著しく、耐バリ性が著しく劣化するので好ましくは0.0003%以上0.0010%以下である。
Ti、Nbは、本発明において、最も重要な要件であり、本発明の意図する磁気特性および耐バリ性を得るために必要である。Nbが0.005%未満では、結晶粒径の調整による耐バリ性の効果が得られない。一方、Nbが0.030%を超えて含有してもその効果は小さく、コストアップをまねく。また、Tiが0.002%未満では、磁気特性の確保が難しい。一方、Tiが0.015%越えで含有した場合、結晶粒径が大きくなりバリが発生しやすくなる。よって、Nbは0.005%以上0.030%以下、Tiは0.002%以上0.015%以下とする。さらに、Nb+Tiの合計含有量として0.015%未満では、巻きコアを成形する際に降伏点延びが出て、腰折れが生じ、巻きコアに加工することができなくなる。よって、Nb+Tiの合計含有量として0.015%以上とする。
次いで、熱間圧延の後、冷却を行い、600〜700℃の温度にてコイル状に巻き取る。巻取り温度が600℃未満では、TiやNb等の析出物が小さく、磁気特性が劣化する。一方、700℃超えではスケールが厚く生成するため、酸洗の効率が下がり著しくコスト上昇を招くためである。
次に、得られた熱延コイルを酸洗の後、冷間圧延を施し、連続焼鈍を750〜900℃の温度で実施し、必要に応じて調圧率1.5%以下の調質圧延を施す。焼鈍温度は、製品に必要な磁気特性と耐バリ性のバランスによって適宜決定される。即ち、焼鈍温度が750℃未満では、磁気特性の劣化が著しく、900℃超えでは、γ変態による磁気特性の劣化のみならず、結晶粒の粗大化による耐バリ性の劣化が著しい。なお、焼鈍方法は、連続焼鈍方式が好ましい。一般に、自動車に使用されるオルタネータは、大量生産される一方で、全てに同等または、ある一定基準以上の性能が求められる。これに対して、箱焼鈍法では、その焼鈍形式より、鋼帯の長手方向での磁気特性の変動が大きいため、製品としての性能がばらつきやすいという問題が生じる。このため、鋼帯の長手方向の磁気特性の変動が小さくなる、連続焼鈍法を採用することが好ましい。また、調質圧延は、必要に応じて行えばよく、高い磁気特性を必要とする場合は、調質圧延を行わなくてよいが、巻きコアの製造時に、鋼帯の通板性等を考慮すると、調圧率1.5%以下の調質圧延を実施することが望ましい。1.5%超えでは、加工歪による磁気特性の劣化が著しい場合がある。
以上により得られた供試材を50mm幅にスリット加工し、磁束密度およびバリ高さを測定した。測定方法は以下に示す通りである。
<磁束密度>
JIS C2550に記載の方法により、50Hz交流磁場300A/m印加時の磁束密度を測定した。
<バリ高さ>
スリット加工後の切断端面のバリ部、及び切断部近傍の板厚をマイクロメーターで測定し、その差をバリ高さとして評価した。また、実質的に巻き厚さで問題が発生する20μmを判定基準とした。
一方、No.6、7の比較例は、それぞれC、B量が本発明範囲外のため磁束密度が低く、磁気特性が劣っていた。No.8の比較例は、Nb量が本発明範囲外で低いためバリ高さが高くなっていた。No.9の比較例は、Nb+Tiの量が本発明範囲外で低いため巻きコアに成形加工しようとしたところ腰折れが生じ加工することができなかった。No.10の比較例は、Ti量およびNb+Tiの量が本発明範囲外で低いため、磁束密度が低く、磁気特性が劣っている上に、巻きコアに成形加工しようとしたところ腰折れが生じ加工することができなかった。No.11の比較例はB量が本発明範囲外で少ないためバリ高さが高くなっていた。
Claims (1)
- 質量%で、C:0.0050%以下、Si:0.1%以下、Mn:0.05〜0.5%、P:0.03%以下、S:0.02%以下、sol.Al:0.02〜0.10%、N:0.0050%以下、B:0.0002〜0.0015%、Nb:0.005〜0.030%、Ti:0.002〜0.015%を含有し、かつ、Nb+Ti:0.015%以上を満たし、残部Feおよび不可避的不純物からなり、
さらに、50Hz交流磁場300A/mでの磁束密度が0.50T以上であることを特徴とする磁気特性及び耐バリ性に優れた自動車用オルタネータ用の巻きコア用冷延鋼板。
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