JP6628016B1 - 無方向性電磁鋼板 - Google Patents

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Abstract

この無方向性電磁鋼板は、珪素鋼板と絶縁被膜とを備える。珪素鋼板の板厚をｔとし、珪素鋼板の表面から板厚方向に１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部の３カ所におけるＡｌＮ析出物の個数密度の最大値と最小値との比率を表すＰＤＲ（ＰＤＲ＝（最大値−最小値）／最小値×１００）が５０％以下である。

Description

本発明は、無方向性電磁鋼板に関するものである。
本願は、２０１８年３月２３日に、日本に出願された特願２０１８−０５６３１０号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
近年、特に、回転機、中小型変圧器、電装品等の電気機器の分野では、世界的な電力削減、エネルギー節減、ＣＯ２排出量削減等に代表される地球環境の保全の動きの中で、モータの高効率化及び小型化の要請が、ますます強まりつつある。このような社会環境下では、モータのコア材料として使用される、無方向性電磁鋼板に対して、その性能向上が要求されている。
例えば、自動車分野では、ハイブリッド駆動自動車（ＨＥＶ：Ｈｙｂｒｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｖｅｈｉｃｌｅ）等の駆動モータのコアとして、無方向性電磁鋼板が使用されている。そして、ＨＥＶで使用される駆動モータは、設置スペースの制約および重量減による燃費低減のため、小型化の需要が高まっている。
駆動モータを小型化するには、モータを高トルク化する必要がある。そのため、無方向性電磁鋼板には、磁束密度のさらなる向上が要求されている。
また、自動車に搭載する電池容量には制限があることから、モータにおけるエネルギー損失を低くする必要がある。そのため、無方向性電磁鋼板には、さらなる低鉄損化が求められている。
また、従来、電磁鋼板は、目的形状に加工後に熱処理して使用されることがある。代表的なものとして「歪取り焼鈍（ＳＲＡ：Ｓｔｒｅｓｓ Ｒｅｌｉｅｆ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ）」が知られている。これは、鋼板を電機部品として加工する際の打ち抜き等により、鋼板に不可避的に導入される歪が特に鉄損を悪化させるため、最終的に不要な歪を鋼板から除去するための熱処理である。この熱処理は、鋼板から切り出された部材（鋼板ブランク）、または部材を積層したモータコア（例えば、ステータコア）に対して施される。
しかし、歪取り焼鈍（ＳＲＡ）は、歪を解放して鉄損を改善する効果は得られる一方で、同時に磁気特性にとって好ましくない結晶方位が発達し、磁束密度が低下してしまうことがある。そのため、特に高い磁気特性が求められる場合には、歪取り焼鈍（ＳＲＡ）での磁束密度低下の回避が求められている。
これらを背景とし、無方向性電磁鋼板の技術では、磁気特性を向上させるため、鋼板中の結晶粒径及び結晶方位などの金属組織の制御、並びに析出物の制御等、様々な取り組みがなされている（例えば、特許文献１〜１３参照）。
日本国特開平０５−２７９７４０号公報 日本国特開平０６−３０６４６７号公報 日本国特開２００２−３４８６４４号公報 日本国特開２０１１−１１１６５８号公報 日本国特開２００６−０４５６１３号公報 日本国特開２００６−０４５６４１号公報 日本国特開２００６−２１９６９２号公報 日本国特開昭５８−２３４１０号公報 日本国特開平１１−１２４６２６号公報 国際公開第２０１２／０２９６２１号 国際公開第２０１６／１３６０９５号 日本国特開平０３−２２３４２４号公報 国際公開第２０１４／１２９０３４号
ここで、特許文献１には、質量％で、４．０％＜Ｓｉ≦８．０％、Ａｌ≦２．０％を含む特定の化学組成を有する鋼帯を、圧下率５％以上４０％未満で冷間圧延を行う等の工程を経て得られた無方向性電磁鋼板が開示されている。
また、特許文献２には、質量％で、Ｓｉ≦４．０、Ａｌ≦２．０％を含む特定の化学組成を含む鋼帯を、圧下率５％以上４０％未満で冷間圧延を行う等の工程を経て得られた無方向性電磁鋼板が開示されている。
しかしながら、特許文献１および２に開示された無方向性電磁鋼板は、例えば、ＨＥＶ等の駆動モータ用のコアのように、高い磁気特性が要求されるレベルに対して十分な性能を有していなかった。
また、特許文献３には、Ｓｉ≦０．４等の特定の化学組成を有し、磁界強度２５００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ２５の値が１．７０Ｔ以上であり、かつ磁界強度５０００Ａ／ｍにおける磁束密度Ｂ５０の値が１．８０Ｔ以上である無方向性電磁鋼板が開示されている。しかしながら、特許文献３に開示された無方向性電磁鋼板は、特に、低磁場での磁束密度（Ｂ２５）の向上に著しい悪影響を避けるためＡｌの含有量が質量％で０．５％以下に制限されており、高い磁気特性が要求されるレベルに対して十分な性能ではなかった。
特許文献４には、０．１％＜Ｓｉ≦２．０％、Ａｌ≦１．０等の特定の化学組成を有し、仕上げ熱延終了温度が５５０℃〜８００℃等の特定の製造条件で製造した無方向性電磁鋼板が開示されている。しかしながら、Ａｌの含有量が質量％で１．０％以下に制限されており、高い磁気特性が要求されるレベルに対して十分な性能ではなかった。また、熱延温度を５００℃〜８５０℃とする低温熱延を施して製造しても、期待される効果は得られなかった。
特許文献５〜７には、質量％で、Ｓｉが０．０５％〜４．０％（又は４．５％）、Ａｌが３．５％以下等の特定の化学組成を有し、圧延方向から４５°方向の磁気特性が優れた、面内異方性の小さい無方向性電磁鋼板が開示されている。
しかしながら、特許文献５〜７に記載の技術は、特許文献４と同様に、熱延温度を５００〜８５０℃とする低温熱延を施すものであり、このような低温熱延を施して製造しても、期待される効果は得られず、やはり、高い磁気特性が要求されるレベルに対して十分な性能ではなかった。さらに、特許文献５〜７に記載の技術は、高周波での鉄損が要求されるレベルに対して十分な性能ではなかった。
また、特許文献８には、質量％で、Ｓｉが２．５％以上、Ａｌが１．０％以上の化学組成を有する鋼板の仕上げ焼鈍の加熱速度を１０℃／ｓｅｃ以上に制御することで、磁気特性を改善する技術が開示されている。しかし、現在の連続焼鈍を基本としたプロセスでは、この程度の加熱速度は一般的な技術範囲といえる。
特許文献９には、仕上げ焼鈍の加熱速度が速すぎると鉄損が悪化するため、仕上げ焼鈍の加熱速度を４０℃／ｓｅｃに遅くすることで、鉄損の悪化を回避する技術が開示されている。
特許文献１０には、仕上げ焼鈍の加熱速度を１００℃／ｓｅｃと非常に速くすることで、集合組織を制御し磁束密度を高める技術が開示されている。しかし、単純に加熱速度を速めると、磁気特性が不安定になる問題が指摘されている。
特許文献１１には、仕上げ焼鈍の加熱速度が速い場合、磁束密度が不安定になるため、特に、６００℃〜７００℃及び７００℃〜７６０℃の温度範囲のそれぞれの温度域での適切な加熱速度を選択することで、磁束密度の不安定化を避ける技術が開示されている。
特許文献１２および１３には、セミプロセス無方向性電磁鋼板に関する技術が開示されている。セミプロセス無方向性電磁鋼板は、仕上げ焼鈍による再結晶後の鋼板に歪を付与した状態で出荷し、その後、鋼板ユーザーで熱処理を行い、歪を解放して磁気特性を得ることを前提としたものである。
特に、特許文献１２では、Ａｌ窒化物との関連で、仕上げ焼鈍時の加熱速度を５℃／ｓｅｃ〜４０℃／ｓｅｃとすることが有効であることが示されている。また、特許文献１３では、低Ａｌ鋼で、７４０℃までの加熱速度を１００℃／ｓｅｃ以上に早めることで、セミプロセス用の磁気特性を改善した技術が開示されている。
しかし、これまでの技術は、高周波特性および歪取り焼鈍（ＳＲＡ）後の磁気特性を考慮した、前述のような現代の市場ニーズに十分に応えられるものではなかった。
上記のとおり、特許文献１〜１３に開示された無方向性電磁鋼板は、要求される磁気特性を十分に得られるものではなかった。
このように、従来の無方向性電磁鋼板は、要求される高い磁気特性レベルを十分に満足するものではなく、さらなる磁気特性の向上が求められていた。
本発明は、上記事情に鑑みなされたものであり、歪取り焼鈍（ＳＲＡ）前後の磁束密度Ｂ５０の変化代が小さい無方向性電磁鋼板を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記課題を解決する方法について鋭意検討した。その結果、母材鋼板（珪素鋼板）内でＡｌＮを板厚方向に均一に析出させれば、歪取り焼鈍を行っても磁気特性が低下しにくいことを見出した。特に、モータコア用として、圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向（圧延方向に沿う方向と４５°傾いた方向）の３つの方向について、歪取り焼鈍前後で磁気特性の変化が小さいことをつきとめた。
なお、以下では、板面内で、圧延方向に沿う方向を「０°」、圧延方向に沿う方向と垂直な方向を「９０°」、および圧延方向に沿う方向と４５°傾いた方向を「４５°」と称することがある。
加えて、本発明者らは、ＡｌＮが板厚方向に均一に析出する珪素鋼板を得るための製造条件について詳細に検討した。その結果、従来の無方向性電磁鋼板を製造するために行っていた仕上げ熱延後の熱延板焼鈍に代わって、仕上げ熱延後の冷却途中で温度および時間を特定の範囲に制御する保熱処理を行い、さらに仕上げ焼鈍時の加熱速度を制御したときに、上記特性を有する珪素鋼板が得られるとの知見を得た。
本発明の要旨は次のとおりである。
（１）本発明の一態様にかかる無方向性電磁鋼板は、珪素鋼板と、絶縁被膜とを備え、この珪素鋼板が、化学組成として、質量％で、Ｓｉ：０．０１％〜３．５０％、Ａｌ：０．００１０％〜２．５００％、Ｍｎ：０．０１％〜３．００％、Ｃ：０．００３０％以下、Ｐ：０．１８０％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、珪素鋼板の板厚をｔとしたとき、珪素鋼板の表面から板厚方向に１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部の３カ所におけるＡｌＮ析出物の個数密度の最大値と最小値との比率を表す下記（式１）のＰＤＲが５０％以下である。
ＰＤＲ＝（最大値−最小値）／最小値×１００ ・・・ （式１）
（２）上記（１）に記載の無方向性電磁鋼板では、上記珪素鋼板が、化学組成として、質量％で、更に、Ｓｂ：０．０５００％以下、およびＳｎ：０．０１００％〜０．２０００％の少なくとも１種を含有してもよい。
（３）上記（１）または（２）に記載の無方向性電磁鋼板では、上記珪素鋼板が、化学組成として、質量％で、更に、Ｃｕ：０〜１．００％、ＲＥＭ：０〜０．０４００％、Ｃａ：０〜０．０４００％、Ｍｇ：０〜０．０４００％の少なくとも１種を含有してもよい。
本発明の上記態様によれば、歪取り焼鈍（ＳＲＡ）前後の磁束密度の変化代が小さい無方向性電磁鋼板を提供することができる。特に、圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向の３つの方向の平均について、歪取焼鈍前の磁束密度Ｂ５０と歪取焼鈍後の磁束密度Ｂ５０の差が、０．０１０Ｔ以下である無方向性電磁鋼板を提供できる。
本発明の一実施形態に係る無方向性電磁鋼板を示す断面模式図である。 本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法を示す流れ図である。 モータコアの一例を示す斜視模式図である。
以下、本発明の好ましい実施形態の一例について詳細に説明する。ただ、本発明は本実施形態に開示の構成のみに制限されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。また、下記する数値限定範囲には、下限値及び上限値がその範囲に含まれる。「超」または「未満」と示す数値は、その値が数値範囲に含まれない。各元素の含有量に関する「％」は、「質量％」を意味する。
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、母材鋼板として珪素鋼板と、この珪素鋼板上に配された絶縁被膜とを備える。図１は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板を示す断面模式図である。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板１は、切断方向が板厚方向と平行な切断面で見たとき、珪素鋼板３と絶縁被膜５とを備える。
＜無方向性電磁鋼板＞
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の珪素鋼板は、質量％で、Ｃ：０．００３０％以下、Ｓｉ：０．０１％〜３．５０％、Ａｌ：０．００１０％〜２．５００％、Ｍｎ：０．０１％〜３．００％、Ｐ：０．１８０％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００２０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有する。
そして、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、磁化力５０００Ａ／ｍで励磁した場合の圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向の３つの方向の平均の磁束密度Ｂ５０の歪取焼鈍前後における磁束密度の差が、０．０１０Ｔ以下であってもよい。これについて以下に説明する。
（珪素鋼板の析出物分布の特徴）
珪素鋼板の板厚を単位ｍｍでｔとしたときに、珪素鋼板の表面から板厚方向に１／１０ｔの位置の部分（１／１０ｔ部）、１／５ｔの位置の部分（１／５ｔ部）、および１／２ｔの位置の部分（１／２ｔ部）の３カ所におけるＡｌＮ析出物の個数密度の最大値と最小値との比率を表すＰＤＲが５０％以下であることを特徴とする。
ＰＤＲ＝（上記３カ所のうちの個数密度の最大値−上記３カ所のうちの個数密度の最小値）／上記３カ所のうちの個数密度の最小値×１００
具体的には、珪素鋼板の板厚を単位ｍｍでｔとし、珪素鋼板の表面から板厚方向に１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部の３カ所のうちのＡｌＮ個数密度の最大値を単位：個／μｍ２でＮＤｍａｘおよび最小値を単位：個／μｍ２でＮＤｍｉｎとし、ＡｌＮ分布状態を単位：％でＰＤＲ＝（ＮＤｍａｘ−ＮＤｍｉｎ）÷ＮＤｍｉｎ×１００として表したとき、ＰＤＲが５０％以下である。
上記ＰＤＲの上限は、ＡｌＮ分布状態を均一にするために、４０％であることが好ましく、３０％であることがより好ましい。一方、上記ＰＤＲの下限は、特に制限されず、０％であればよい。ただ、上記ＰＤＲの下限を０％に制御することは容易ではないので、ＰＤＲの下限が、２％であってもよく、５％であってもよい。
磁束密度を劣化させる｛１１１｝再結晶粒は１／２ｔ部、磁束密度を改善させる｛１００｝再結晶粒は１／１０ｔ部に多い。従来の無方向性電磁鋼板は１／２ｔ部にはＡｌＮが少なかったため、｛１１１｝再結晶粒が歪取焼鈍によって粒成長し、磁束密度を劣化させていた。本実施形態では１／２ｔ部にもＡｌＮを析出させることが可能となり、｛１１１｝再結晶粒の成長が困難となったため、歪取焼鈍による磁束密度の劣化代が０．０１０Ｔ以下に抑えられたと考えられる。したがって板厚方向のＡｌＮの析出物の個数密度分布を上記ＰＤＲとして規定している。
珪素鋼板中のＡｌＮは次の方法で測定できる。鋼板から切り出した３０ｍｍ×３０ｍｍ×０．３〜０．５ｍｍ程度の鋼板サンプルの断面に機械研磨および化学研磨を実施する。この断面試験片に電子線を照射し、得られた特性Ｘ線をマイクロアナライザーにより検知することでＡｌＮの個数密度を測定する。
具体的には、珪素鋼板の板厚をｔとして、鋼板から切り出した３０ｍｍ×３０ｍｍ程度の試験片の板面を機械研磨によって減厚して、１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部をそれぞれ露出させる。これらの露出面に化学研磨や電解研磨を施して歪みを除去して観察用試験片とする。これらの露出面を観察してＡｌＮの有無と存在個数とを確認する。観察視野（観察面積）中に存在するＡｌＮ個数から単位：個／μｍ２で個数密度を得ることができる。
観察視野中に存在するＡｌＮを特定するには、ＥＰＭＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｐｒｏｂｅ Ｍｉｃｒｏ−Ａｎａｌｙｚｅｒ）の定量分析結果に基づいて、ＡｌとＮとの原子比がおおよそ１：１である析出物を観察視野中で特定すればよい。なお、観察視野（観察面積）中に存在するＡｌＮを特定して、個数密度および上記ＰＤＲを求めればよい。
ＥＰＭＡで特定が困難な微小なＡｌＮは、例えば直径が３００ｎｍより小さいＡｌＮは、ＴＥＭ−ＥＤＳ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ−Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）を用いて特定すればよい。上記した１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部からＴＥＭ観察用試験片（例えば１５ｍｍ×１５ｍｍ程度）を採取し、ＴＥＭ−ＥＤＳの定量分析結果に基づいて、ＡｌとＮとの原子比がおおよそ１：１である析出物を観察視野中で特定すればよい。観察視野（観察面積）中に存在するＡｌＮを特定して、個数密度および上記ＰＤＲを求めればよい。
（珪素鋼板の化学組成）
次に、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の珪素鋼板における化学組成の限定理由について述べる。なお、鋼板の成分組成について、「％」は「質量％」である。
本実施形態では、珪素鋼板が、化学組成として、基本元素を含み、必要に応じて選択元素を含み、残部がＦｅ及び不純物からなる。
基本元素とは、珪素鋼板の主要な合金化元素を意味する。本実施形態では、基本元素は、Ｓｉ、Ａｌ、Ｍｎである。
また、不純物とは、鋼を工業的に製造する際に、原料としての鉱石やスクラップから、または製造環境等から混入する元素を意味する。例えば、不純物は、Ｃ、Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｂ等の元素である。これらの不純物は、本実施形態の効果を十分に発揮させるために、含有量を制限することが好ましい。また、不純物の含有量は少ないことが好ましいので、下限値を制限する必要がなく、不純物の下限値が０％でもよい。
また、選択元素とは、上記した残部であるＦｅの一部に代えて含有させてもよい元素を意味する。例えば、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃｕ、ＲＥＭ、Ｃａ、Ｍｇ等の元素である。これらの選択元素は、その目的に応じて含有させればよい。よって、これらの選択元素の下限値を制限する必要がなく、下限値が０％でもよい。また、これらの選択元素が不純物として含有されても、上記効果は損なわれない。
具体的には、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の珪素鋼板は、質量％で、Ｃ：０．００３０％以下、Ｓｉ：０．０１％〜３．５０％、Ａｌ：０．００１０％〜２．５００％、Ｍｎ：０．０１％〜３．００％、Ｐ：０．１８０％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００２０％以下、Ｓｂ：０〜０．０５００％、Ｓｎ：０〜０．２０００％、Ｃｕ：０〜１．００％、ＲＥＭ：０〜０．０４００％、Ｃａ：０〜０．０４００％、Ｍｇ：０〜０．０４００％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる化学組成を有することが好ましい。
Ｃ：０．００３０％以下
Ｃ（炭素）は、鉄損を高める成分であり、磁気時効の原因ともなる不純物元素であるので、Ｃの含有量は少ないほどよい。そのため、Ｃの含有量は０．００３０％以下とする。Ｃ含有量の好ましい上限は、０．００２５％であり、より好ましくは０．００２０％である。Ｃの含有量の下限は特に限定されないが、工業的な純化技術を考慮すると実用的には、Ｃの含有量は０．０００１％以上であり、製造コストも考慮すると０．０００５％以上となる。
Ｓｉ：０．０１％〜３．５０％
Ｓｉ（シリコン）は、含有量が増えると、磁束密度が低下し、かつ硬度の上昇を招いて、打ち抜き加工性を劣化させる。また、無方向性電磁鋼板の製造工程で、冷延等の作業性の低下が生じ、及びコスト高となり、さらに破断の可能性が高い。そのため、Ｓｉの含有量の上限は３．５０％とする。Ｓｉ含有量の好ましい上限は３．２０％、より好ましい上限は３．００％である。一方、Ｓｉは、鋼板の電気抵抗を増大させて渦電流損を減少させ、鉄損を低減する作用を有する。そのため、Ｓｉ含有量の下限は０．０１％とする。Ｓｉ含有量の好ましい下限は０．１０％、より好ましい下限は０．５０％、さらに好ましくは１．００％、さらに好ましくは２．００％超、さらに好ましくは２．１０％、さらに好ましくは２．３０％とすることがよい。
Ａｌ：０．００１０％〜２．５００％
Ａｌ（アルミニウム）は、鉱石や耐火物から不可避的に含有され、また脱酸にも使用される。これを考慮して下限を０．００１０％とする。また、Ａｌは、Ｓｉと同様に、電気抵抗を増大させて渦電流損を減少させることにより、鉄損を低減する作用のある成分である。そのため、Ａｌは０．２００％以上含有させてもよい。Ａｌ含有量は、０．５０％超が好ましく、０．６０％以上がさらに好ましい。一方、Ａｌの含有量が増加すると、飽和磁束密度が低下して磁束密度の低下を招くため、Ａｌ含有量の上限は２．５００％とする。好ましくは２．０００％以下である。
Ｍｎ：０．０１％〜３．００％
Ｍｎ（マンガン）は、電気抵抗を増大させて渦電流損を減少させるとともに、磁気特性に対して望ましくない｛１１１｝＜１１２＞集合組織の生成を抑制する。これらの目的のためにＭｎを０．０１％以上含有させる。Ｍｎ含有量の下限は、０．１５％が好ましく、０．４０％がさらに好ましく、０．６０％超がさらに好ましく、０．７０％以上がさらに好ましい。しかし、Ｍｎの含有量が増加すると集合組織が変化し、ヒステリシス損が劣化する。そのため、Ｍｎの含有量の上限は３．００％とする。Ｍｎ含有量の好ましい上限は２．５０％、より好ましくは２．００％である。
Ｐ：０．１８０％以下
Ｐ（燐）は、磁束密度を低下させることなく、引張強度を高めることもあるが、鋼の靱性を損ない、鋼板に破断が生じやすくなる不純物元素である。そのため、Ｐ含有量の上限は０．１８０％とする。鋼板の破断を抑制する点では、Ｐ含有量は少ないほうがよい。Ｐ含有量の好ましい上限は０．１５０％、より好ましくは０．１２０％、さらに好ましくは０．０８０％である。Ｐ含有量の下限は、特に限定しないが、製造コストも考慮すると０．００１％となる。
Ｓ：０．００３０％以下
Ｓ（硫黄）は、ＭｎＳ等の硫化物の微細析出により、仕上げ焼鈍時等における再結晶および結晶粒成長を阻害する不純物元素である。そのため、Ｓ含有量は、０．００３０％以下とする。Ｓ含有量の好ましい上限は０．００２０％、より好ましくは０．００１５％である。Ｓの含有量の下限は、特に限定されないが、工業的な純化技術を考慮すると実用的には０．０００１％であり、製造コストも考慮すると０．０００５％となる。
Ｎ：０．００３０％以下
Ｎ（窒素）は、析出物を形成して鉄損を劣化させる不純物元素である。そのため、Ｎ含有量は、０．００３０％以下とする。好ましくは０．００２％以下、さらに好ましくは０．００１％以下である。Ｎ含有量の下限は、特に限定しないが、工業的な純化技術を考慮すると０．０００１％であり、製造コストを考慮すると０．０００５％である。
Ｂ：０．００２０％以下
Ｂ（ホウ素）は、析出物を形成して鉄損を劣化させる不純物元素である。そのため、Ｂ含有量は、０．００２０％以下とする。好ましくは０．００１％以下、さらに好ましくは０．０００５％以下である。Ｂ含有量の下限は、特に限定しないが、工業的な純化技術を考慮すると０．０００１％であり、製造コストを考慮すると０．０００５％である。
Ｓｂ：０〜０．０５００％
Ｓｂ（アンチモン）を添加すると、表面窒化が抑制され、鉄損も改善される。一方、Ｓｂの過剰な含有は、鋼の靭性を劣化させる。したがって上限を０．０５００％とする。好ましくは０．０３％以下、より好ましくは０．０１％以下である。Ｓｂの下限は、特に制限されず、０％でもよい。上記効果を好ましく得るためには、Ｓｂは０．００１％以上であってもよい。
Ｓｎ：０〜０．２０００％
Ｓｎ（スズ）を添加すると、表面窒化が抑制され、鉄損も改善される。一方、Ｓｎの過剰な含有は、鋼の靭性を劣化させたり、絶縁コーティングの剥離を助長したりする。したがって上限を０．２０００％とする。上限は好ましくは０．０８％以下であり、さらに好ましくは０．０６％以下である。Ｓｎの下限は、特に制限されず、０％でもよい。上記効果を好ましく得るためには、Ｓｎは０．０１％以上であってもよい。好ましくは０．０４％以上、より好ましくは０．０８％以上である。
Ｃｕ：０〜１．００％
Ｃｕ（銅）は、磁気特性に望ましくない｛１１１｝＜１１２＞集合組織の生成を抑制する作用をなすとともに、鋼板表面の酸化を制御し、かつ、結晶粒成長を整粒化する作用をなす元素である。Ｃｕが１．００％を超えると、添加効果が飽和するとともに、仕上げ焼鈍時の結晶粒成長性が抑制され、また、鋼板の加工性が低下し、冷延時に脆化するので、Ｃｕは１．００％以下とする。好ましくは０．６０％以下、より好ましくは０．４０％以下である。Ｃｕの下限は、特に制限されず、０％でもよい。上記効果を好ましく得るためには、Ｃｕは０．１０％以上とすればよい。好ましくは０．２０％以上、より好ましくは０．３０％以上である。
ＲＥＭ：０〜０．０４００％、
Ｃａ：０〜０．０４００％、
Ｍｇ：０〜０．０４００％
ＲＥＭ（Ｒａｒｅ Ｅａｒｔｈ Ｍｅｔａｌ）、Ｃａ（カルシウム）、Ｍｇ（マグネシウム）は、Ｓを硫化物又は酸硫化物として固定し、ＭｎＳ等の微細析出を抑制し、仕上げ焼鈍時の再結晶及び結晶粒成長を促進する作用をなす元素である。
ＲＥＭ、Ｃａ、Ｍｇが０．０４００％を超えると、硫化物又は酸硫化物が過剰に生成し、仕上げ焼鈍時の再結晶及び結晶粒成長が阻害されるので、ＲＥＭ、Ｃａ、Ｍｇのいずれも、０．０４００％以下とする。好ましくは、いずれの元素も０．０３００％以下、より好ましくは０．０２００％以下である。
ＲＥＭ、Ｃａ、Ｍｇの下限は、特に制限されず、０％でもよい。上記効果を好ましく得るためには、ＲＥＭ、Ｃａ、Ｍｇのいずれも、０．０００５％以上とすればよい。好ましくは、いずれの元素も０．００１０％以上、より好ましくは０．００５０％以上である。
ここで、ＲＥＭは、Ｓｃ、Ｙおよびランタノイドの合計１７元素を指し、その少なくとも１種である。上記ＲＥＭの含有量はこれらの元素の少なくとも１種の合計含有量を意味する。ランタノイドの場合、工業的にはミッシュメタルの形で添加される。
本実施形態では、珪素鋼板が、化学組成として、質量％で、Ｓｂ：０．００１〜０．０５００％、Ｓｎ：０．０１〜０．２０００％、Ｃｕ：０．１０〜１．００％、ＲＥＭ：０．０００５〜０．０４００％、Ｃａ：０．０００５〜０．０４００％、またはＭｇ：０．０００５〜０．０４００％の少なくとも１種を含有することが好ましい。
上記化学組成は、珪素鋼板の組成である。測定試料となる無方向性電磁鋼板が、表面に絶縁被膜等を有している場合は、これを除去した後に測定する。
無方向性電磁鋼板の絶縁被膜等を除去する方法としては、例えば、次の方法が挙げられる。
まず、絶縁被膜等を有する無方向性電磁鋼板を、水酸化ナトリウム水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液に順に浸漬後、洗浄する。最後に、温風で乾燥させる。これにより、後述の絶縁被膜が除去された珪素鋼板を得ることができる。
上記した鋼成分は、鋼の一般的な分析方法によって測定すればよい。例えば、鋼成分は、ＩＣＰ−ＡＥＳ（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ−Ａｔｏｍｉｃ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を用いて測定すればよい。なお、ＣおよびＳは燃焼−赤外線吸収法を用い、Ｎは不活性ガス融解−熱伝導度法を用い、Ｏは不活性ガス融解−非分散型赤外線吸収法を用いて測定すればよい。
（無方向性電磁鋼板の磁気特性）
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、モータコア用として、圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向の３つの方向に優れた磁気特性を有する。
磁化力５０００Ａ／ｍで励磁した場合の、上記３つの方向の平均の磁束密度Ｂ５０について、歪取焼鈍による磁束密度Ｂ５０の劣化代が、０．０１０Ｔ以下であることがよい。
具体的には、磁化力５０００Ａ／ｍで励磁した場合の圧延方向の磁束密度と、圧延直角方向の磁束密度と、圧延４５°方向の磁束密度との平均を磁束密度Ｂ５０としたとき、歪取焼鈍前の磁束密度Ｂ５０と歪取焼鈍後の磁束密度Ｂ５０の差の絶対値が、０．０１０Ｔ以下であることが好ましい。
歪取焼鈍前後の磁束密度Ｂ５０の差は、好ましくは０．００８Ｔ以下、より好ましくは０．００５Ｔ以下、さらに好ましくは０．００２Ｔ以下である。歪取焼鈍前後の磁束密度Ｂ５０の差の下限は、特に限定されないが、０であればよい。この下限は０に近いほどよく、例えば、下限が０．００１Ｔであってもよい。
磁束密度を劣化させる｛１１１｝再結晶粒は１／２ｔ部、磁束密度を改善させる｛１００｝再結晶粒は１／１０ｔ部に多い。従来の無方向性電磁鋼板は１／２ｔ部にはＡｌＮが少なかったため、｛１１１｝再結晶粒が優先的に歪取焼鈍によって粒成長し、磁束密度を劣化させていた。本実施形態ではＡｌＮを１／２ｔ部にも析出させることが可能となったため、｛１００｝粒と｛１１１｝粒との粒成長速度が相対的にほぼ同等となったことで歪取焼鈍後の｛１００｝粒の集積度が高まり、歪取焼鈍による磁束密度劣化代が０．０１０Ｔ以下に抑えられたと考えられる。
電磁鋼板の磁気特性は、ＪＩＳ Ｃ ２５５６：２０１５に規定されている単板磁気特性試験法（Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｈｅｅｔ Ｔｅｓｔｅｒ：ＳＳＴ）に基づいて測定すればよい。０°および９０°方向であれば、例えば、圧延方向に対して５５ｍｍ角の試料を切断して採取し、圧延方向と圧延直角方向について、鋼板を磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した場合の磁束密度を単位：Ｔ（テスラ）で測定して求めればよい。４５°方向であれば、圧延方向に対して４５°方向に５５ｍｍ角試料を切断して採取し、試験片の長さ方向と幅方向について磁束密度を測定し、それぞれの平均値を求めればよい。また、鋼板を５０Ｈｚで磁束密度１．５Ｔに磁化した時の鉄損Ｗ１５／５０を求めればよい。
（無方向性電磁鋼板としての他の特徴）
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の珪素鋼板の厚みは、用途等に応じて適宜調整すればよく、特に限定されるものではない。珪素鋼板の平均厚みが、製造上の観点から、０．１０ｍｍ〜０．５０ｍｍであることがよく、０．１５ｍｍ〜０．５０ｍｍが好ましい。特に、磁気特性と生産性のバランスの観点からは、平均厚みが０．１５ｍｍ〜０．３５ｍｍであることが好ましい。
また、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、珪素鋼板の表面に絶縁被膜を有していてもよい。本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の表面に形成する絶縁被膜は、特に限定されず、公知のものの中から、用途等に応じて選択すればよい。
例えば、絶縁被膜は、有機系被膜、または無機系被膜のいずれであってもよい。有機系被膜としては、例えばポリアミン系樹脂；アクリル樹脂；アクリルスチレン樹脂；アルキッド樹脂；ポリエステル樹脂；シリコーン樹脂；フッ素樹脂；ポリオレフィン樹脂；スチレン樹脂；酢酸ビニル樹脂；エポキシ樹脂；フェノール樹脂；ウレタン樹脂；メラミン樹脂等が挙げられる。
また、無機系被膜としては、例えば、リン酸塩系被膜；リン酸アルミニウム系被膜等が挙げられる。さらに、前記の樹脂を含む有機−無機複合系被膜等が挙げられる。
上記絶縁被膜の平均厚みは、特に限定されないが、片面当たりの平均膜厚として０．０５μｍ〜２μｍであることが好ましい。
＜無方向性電磁鋼板の製造方法＞
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、前述のように、従来の無方向性電磁鋼板を製造するために行っていた仕上げ熱延後の熱延板焼鈍に代わって、仕上げ熱延後冷却途中で温度および時間を特定の条件で制御する保熱処理を行い、さらに仕上げ焼鈍時の加熱速度を制御することで得られる。
図２は、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法を例示する流れ図である。本実施形態では、成分組成を調整した溶鋼を鋳造し、熱間圧延し、熱間圧延後の冷却時に保熱処理し、酸洗し、冷間圧延し、次いで、仕上げ焼鈍を施して珪素鋼板を製造する。さらに、珪素鋼板の上層に、絶縁被膜を設けて無方向性電磁鋼板を製造する。
以下、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の好ましい製造方法の一例について説明する。
本実施形態の無方向性電磁鋼板の好適な製造方法の一例は、質量％で、Ｃ：０．００３０％以下、Ｓｉ：０．０１％〜３．５０％、Ａｌ：０．００１０％〜２．５００％、Ｍｎ：０．０１％〜３．００％、Ｐ：０．１８０％以下、Ｓ：０．００３０％以下、Ｎ：０．００３０％以下、Ｂ：０．００２０％以下、Ｓｂ：０〜０．０５００％、Ｓｎ：０〜０．２０００％、Ｃｕ：０〜１．００％、ＲＥＭ：０〜０．０４００％、Ｃａ：０〜０．０４００％、Ｍｇ：０〜０．０４００％を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるスラブを鋳造する鋳造工程と、熱間圧延（熱延）する熱間圧延工程（熱延工程）と、熱間圧延後の冷却途中の鋼板に保熱を施す保熱工程と、酸洗する酸洗工程と、冷間圧延（冷延）する冷間圧延工程（冷延工程）と、冷間圧延後の鋼板に仕上げ焼鈍する仕上げ焼鈍工程と、を有する。
なお、保熱工程では、保熱温度を７００〜９５０℃且つ保熱時間を１０分〜３時間に制御する。加えて、仕上げ焼鈍工程では、加熱時の平均昇温速度を３０〜２００℃／秒に制御する。
保熱工程および仕上げ焼鈍工程の２つの工程条件の両方を満足することで、仕上げ焼鈍後に、板厚方向の１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部の３カ所におけるＡｌＮ析出物の分布状態を表す上記ＰＤＲが５０％以下となる珪素鋼板が得られる。その結果、無方向性電磁鋼板として、歪取焼鈍前後での磁束密度差が０．０１０Ｔ以下に抑えられる。
以下、主な工程について説明する。
（熱間圧延工程）
化学組成が調整されたスラブを加熱して熱間圧延する。熱延前のスラブの加熱温度は特に限定されるものではないが、コスト等の観点から１０００℃〜１３００℃とすることがよい。
加熱後のスラブに対し粗圧延を施した後、仕上げ圧延を施す。粗圧延を終了し、仕上げ圧延を開始する時点で、鋼板の厚さは２０ｍｍ〜１００ｍｍとし、さらに、仕上げ圧延の最終圧延温度ＦＴを９００℃以上とすることが望ましく、９５０℃以上とすることがより望ましい。仕上げ圧延の最終圧延温度ＦＴを９５０℃以上とし、熱延剪断歪を入りやすくすることで、仕上げ焼鈍後の｛１００｝再結晶粒を増加させることができる。
（保熱工程）
熱間圧延後の冷却途中で、熱延鋼板を保熱する。保熱処理では、保熱温度を７００〜９５０℃とし、保熱時間（均熱時間）を１０分〜３時間とする。この保熱処理と後述の仕上げ焼鈍との両方を制御することで、板厚方向の１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部の３カ所におけるＡｌＮ析出物の個数密度の最大値と最小値との比率である上記のＰＤＲが５０％以下となる。保熱条件がＡｌＮ析出物に影響を与える理由は明確ではないが、以下のように考えられる。
従来の製造方法では、熱間圧延工程後に熱延鋼板を巻取り、巻取りコイルを室温まで保熱することなしに冷却し、その後、均熱温度９５０〜１０５０℃とし、均熱時間５分以内とし、窒素と水素とが混合した雰囲気中で熱延板焼鈍を施す。この条件で焼鈍された熱延焼鈍板は、鋼板の板厚方向の中央部にＡｌＮが析出しない。
一方、本実施形態では、熱間圧延後の冷却途中で、熱延鋼板を、窒素が多く含まれる大気中で、７００〜９５０℃の温度範囲で１０分〜３時間保持する。そのため、窒素が鋼板の板厚方向の中央部まで侵入して、この中央部でＡｌＮが析出しやすくなると考えられる。特に、保熱処理の均熱時間を１０分〜３時間とし、従来の熱延板焼鈍よりも長時間の焼鈍を施すことで、鋼板の表面から板厚方向の中央部まで均一にＡｌＮを析出させることができると考えられる。
例えば、保熱処理での均熱は、熱間圧延後に熱延鋼板を巻取り、巻き取ったコイルを、コイルカバー内あるいはコイルボックス内で保持することにより実施すればよい。この際、コイルが保熱温度内で保持されるように制御すればよい。所定の均熱時間が経過した後、コイルをコイルカバーまたはコイルボックスから取り出して保熱を終了すればよい。
（冷間圧延工程）
次に、保熱処理後に室温まで冷却し、必要に応じて酸洗した鋼板に冷延を施す。冷延の圧下率は特に限定されない。一般的な条件として、冷延工程における合計圧下率（冷延の全圧下率）で７５％以上（好ましくは８０％以上、より好ましくは８５％以上）となるように施すことがよい。特に薄手の電磁鋼板とするのであれば、全圧下率は９０％以上とすることができる。冷延の全圧下率は、圧延機の能力や板厚精度など製造管理を考慮すれば、９５％以下であることが好ましい。
（仕上げ焼鈍工程）
次に、冷延後の鋼板に仕上げ焼鈍を施す。
仕上げ焼鈍の加熱時の平均昇温速度を３０〜２００℃／秒とする。平均昇温速度を制御することで、板厚方向の１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部の３カ所におけるＡｌＮ析出物の個数密度の最大値と最小値との比率である上記のＰＤＲが５０％以下となる。昇温条件がＡｌＮ析出物に影響を与える理由は明確ではないが、以下のように考えられる。
従来の製造方法では、特に熱延板焼鈍を行わずに熱延後の冷却途中で保熱処理を行う製造方法では、鋼板の再結晶組織および結晶粒径を制御し、且つ鋼中のＡｌＮ個数密度を好ましく低減するために、仕上げ焼鈍の加熱時の平均昇温速度を３０℃／秒未満に制限していた。
一方、本実施形態では、仕上げ焼鈍の加熱時の平均昇温速度を３０℃／秒以上に制御する。鋼中のＡｌＮは、仕上げ焼鈍中に溶解しやすく、特に加熱時の昇温速度に影響を受けやすいと考えられる。昇温速度が３０℃／秒未満では、ＡｌＮが溶解しやすく、特にＡｌＮが鋼板の深さに応じて不均一に溶解するため、鋼板の板厚方向におけるＡｌＮ分布の均一性が失われる。仕上げ焼鈍の加熱時の平均昇温速度を３０℃／秒以上に制御することで、ＡｌＮの分布状態を表す上記ＰＤＲを好ましく制御できる。
仕上げ焼鈍の加熱時の平均昇温速度は、４０℃／秒以上であることが好ましいく、５０℃／秒以上であることがさらに好ましい。また、平均昇温速度の上限は、特に制限されないが、安定な操業のために２００℃／秒とすればよい。平均昇温速度の上限は、１００℃／秒であることが好ましい。なお、平均昇温速度は、加熱開始温度（室温）から後述の均熱温度まで加熱するに要する時間に基づいて求めればよい。
なお、仕上げ焼鈍の加熱時の平均昇温速度を３０〜２００℃／秒とすることで、歪取焼鈍前の｛１００｝方位の集積度が高まり、｛１１１｝方位の集積度が低減する。そのため、ＳＲＡによる磁束密度Ｂ５０の劣化代は小さくなる。
仕上げ焼鈍の均熱温度は、仕上げ焼鈍ままで十分に低い鉄損とする場合には、８００℃〜１２００℃の範囲とすることがよい。均熱温度は、再結晶温度以上の温度であればよいが、８００℃以上とすることで、十分な粒成長を起し、鉄損を低下させることができる。この観点では、好ましくは８５０℃以上である。
一方、均熱温度の上限は、焼鈍炉の負荷を考慮し１２００℃とすることがよく、好ましくは１０５０℃である。
また、仕上げ焼鈍の均熱時間は、粒径、鉄損、磁束密度、強度などを考慮した時間で行えばよく、例えば、５ｓｅｃ以上を目安とすることができる。一方、１２０ｓｅｃ以下であれば、結晶粒成長が適度になる。そのため、均熱時間は５ｓｅｃ〜１２０ｓｅｃとすることがよい。この範囲であると、例えば、その後の徐加熱による追加熱処理を行って粒成長をさせたとき、磁気特性が劣位となることを回避する効果が得られる結晶方位が残存しやすくなる。
また、最終的に歪取り焼鈍（ＳＲＡ）などの徐加熱による追加熱処理を行う場合、結晶粒が成長し、鉄損を低くできるため、仕上げ焼鈍の均熱温度を８００℃未満としていても問題はない。この場合は、追加熱処理により磁束密度が劣位となることを回避する効果が顕著に発揮される。この場合、一部に未再結晶組織が残存していても、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板の特徴的な結晶方位を有することが可能である。そのため、仕上げ焼鈍の均熱の下限温度が、例えば、６４０℃であってもよい。仕上げ焼鈍の均熱温度を低くして、微細な結晶組織または一部未再結晶組織とした鋼板は、強度が高いので、高強度無方向性電磁鋼板としても有用である。
本実施形態に係る無方向性電磁鋼板を得るために、上記の工程以外に、従来の無方向性電磁鋼板の製造工程と同様に、仕上げ焼鈍工程後の珪素鋼板の表面に絶縁被膜を設ける絶縁被膜形成工程を設けてもよい。絶縁被膜形成工程の各条件は、従来の無方向性電磁鋼板の製造工程と同様の条件を採用してもよい。
絶縁被膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、前述の樹脂または無機物を溶剤に溶解した絶縁被膜形成用組成物を調製し、当該絶縁被膜形成用組成物を、珪素鋼板の表面に公知の方法で均一に塗布することにより絶縁被膜を形成することができる。
以上の工程を有する製造方法によって、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板が得られる。
本実施形態によれば、磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板が得られる。そのため、本実施形態に係る無方向性電磁鋼板は、電気機器の各種コア材料、特に、回転機、中小型変圧器、電装品等のモータのコア材料として好適に適用できる。
次に、実施例により本発明の一態様の効果を更に具体的に詳細に説明するが、実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
＜実施例１＞
化学組成を調整したスラブから、各工程での製造条件を制御して珪素鋼板を製造し、この珪素鋼板上に平均厚さが１μｍのりん酸系の絶縁被膜を形成して無方向性電磁鋼板を製造した。化学組成を表１および表２に示し、製造条件を表３および表４に示す。なお、上記の製造時、厚みが４０ｍｍになるように粗熱延を施し、また、冷延後の鋼板の板厚が、すべて０．３５ｍｍとなるように冷間圧延を施した。
製造した無方向性電磁鋼板を、既述の方法にしたがって観察し、珪素鋼板の板厚方向におけるＡｌＮの分布を調査した。その結果を表５および表６に示す。
また、製造した無方向性電磁鋼板を用いて、磁束密度Ｂ５０を測定した。歪取焼鈍の前後おける圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向の３つの方向の平均磁束密度Ｂ５０を求め、歪取焼鈍前と歪取焼鈍後との差ΔＢ５０を求めた。歪取焼鈍前の平均磁束密度Ｂ５０が１．５８Ｔ以上の場合を合格とし、またΔＢ５０が０．０１０Ｔ以下の場合を合格とした。
ここで、圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向の３つの方向の平均磁束密度Ｂ５０は、磁化力５０００Ａ／ｍで励磁した場合の磁束密度により求める。具体的には、圧延方向に沿う方向（０°）、圧延方向に沿う方向と垂直な方向（９０°）、および圧延方向に沿う方向と４５°傾いた方向（４５°）の３つの方向について磁束密度を測定し、３つの方向の平均値を求めればよい。
また、製造した無方向性電磁鋼板を用いて、鉄損Ｗ１５／５０を測定した。２００℃×２時間の時効の前後おける圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向の３つの方向の平均鉄損Ｗ１５／５０を求め、時効前と時効後との差ΔＷ１５／５０を求めた。時効前の平均鉄損Ｗ１５／５０が３．５０Ｗ／ｋｇ以下の場合を合格とし、またΔＷ１５／５０が０．４Ｗ／ｋｇ以下の場合を合格とした。
なお、磁束密度および鉄損は、次の方法で測定すればよい。鋼板から５５ｍｍ角の試料を切断して採取し、Ｓｉｎｇｌｅ Ｓｈｅｅｔ Ｔｅｓｔｅｒ（ＳＳＴ）により、Ｂ５０（鋼板を磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した場合の鋼板の磁束密度、単位：Ｔ（テスラ））及びＷ１５／５０（鋼板を５０Ｈｚで磁束密度１．５Ｔに磁化した時の鉄損）を測定すればよい。
表１〜表６に、製造条件、製造結果、および評価結果を示す。なお、表中で下線を付した数値は、本発明の範囲外にあることを示す。また、表中で、珪素鋼板の成分組成の「−」は、合金化元素を意図的に添加していないか、または含有量が測定検出下限以下であることを示す。
表に示すように、試験Ｎｏ．Ｂ１〜Ｂ１９である本発明例は、珪素鋼板の成分組成およびＡｌＮの析出状態が好ましく制御されているので、無方向性電磁鋼板として磁気特性に優れていた。
一方、表に示すように、試験Ｎｏ．ｂ１〜ｂ１７である比較例は、珪素鋼板の成分組成またはＡｌＮの析出状態の何れかが好ましく制御されていないので、無方向性電磁鋼板として磁気特性が満足できなかった。
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本発明の上記態様に係る無方向性電磁鋼板によれば、歪取り焼鈍（ＳＲＡ）前後の磁束密度の変化代が小さい無方向性電磁鋼板を提供することができる。特に、圧延方向、圧延直角方向、および圧延４５°方向の３つの方向の平均について、歪取焼鈍前の磁束密度Ｂ５０と歪取焼鈍後の磁束密度Ｂ５０の差が０．０１０Ｔ以下である無方向性電磁鋼板を提供できる。よって、産業上の利用可能性が高い。
１ 無方向性電磁鋼板
３ 珪素鋼板（母材鋼板）
５ 絶縁被膜（張力被膜）
１１ 打抜き部材
１３ 積層体
１５ ティース部
１７ ヨーク部
１００ モータコア

Claims (3)

  1. 珪素鋼板と、絶縁被膜とを備える無方向性電磁鋼板において、
    前記珪素鋼板が、化学組成として、質量％で、
    Ｓｉ：０．０１％〜３．５０％、
    Ａｌ：０．００１０％〜２．５００％、
    Ｍｎ：０．０１％〜３．００％、
    Ｃ：０．００３０％以下、
    Ｐ：０．１８０％以下、
    Ｓ：０．００３０％以下、
    Ｎ：０．００３０％以下、
    Ｂ：０．００２０％以下
    を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなり、
    前記珪素鋼板の板厚をｔとしたとき、前記珪素鋼板の表面から板厚方向に１／１０ｔ部、１／５ｔ部、および１／２ｔ部の３カ所におけるＡｌＮ析出物の個数密度の最大値と最小値との比率を表す下記（式１）のＰＤＲが５０％以下である
    ことを特徴とする無方向性電磁鋼板。
    ＰＤＲ＝（最大値−最小値）／最小値×１００ ・・・ （式１）
  2. 前記珪素鋼板が、化学組成として、質量％で、更に、
    Ｓｂ：０．０５００％以下、
    Ｓｎ：０．０１００％〜０．２０００％
    の少なくとも１種を含有する
    ことを特徴とする請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
  3. 前記珪素鋼板が、化学組成として、質量％で、更に、
    Ｃｕ：０〜１．００％、
    ＲＥＭ：０〜０．０４００％、
    Ｃａ：０〜０．０４００％、
    Ｍｇ：０〜０．０４００％
    の少なくとも１種を含有する
    ことを特徴とする請求項１または２に記載の無方向性電磁鋼板。
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