JP7355234B2 - 電磁軟鉄 - Google Patents
電磁軟鉄 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7355234B2 JP7355234B2 JP2022518878A JP2022518878A JP7355234B2 JP 7355234 B2 JP7355234 B2 JP 7355234B2 JP 2022518878 A JP2022518878 A JP 2022518878A JP 2022518878 A JP2022518878 A JP 2022518878A JP 7355234 B2 JP7355234 B2 JP 7355234B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- less
- soft iron
- electromagnetic soft
- magnetic properties
- machinability
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 54
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 20
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 5
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 3
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 3
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000004993 emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 238000005242 forging Methods 0.000 description 2
- 238000005098 hot rolling Methods 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 2
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001035 Soft ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009841 combustion method Methods 0.000 description 1
- 238000009749 continuous casting Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 238000004949 mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000005491 wire drawing Methods 0.000 description 1
- 238000004846 x-ray emission Methods 0.000 description 1
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/005—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing rare earths, i.e. Sc, Y, Lanthanides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/12—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing tungsten, tantalum, molybdenum, vanadium, or niobium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/14—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing titanium or zirconium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/16—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing copper
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C2202/00—Physical properties
- C22C2202/02—Magnetic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は、被削性と磁気特性に優れた電磁軟鉄に関するものである。
近年、地球環境を保護する観点から、省資源・省エネルギー化が世界的に求められており、電気機器の分野においても、省エネルギーを目的として、高効率化や小型化が積極的に進められている。このような背景から、自動車等に用いられる電装部品においても、省電力化と外部磁界に対する応答速度の向上などが求められている。
外部磁界に応答しやすい材料として、純鉄系電磁軟鉄が通常使用されている。この電磁軟鉄には、Ｃ量がおおよそ０．０１質量％以下の鋼材が用いられ、熱間圧延後に伸線加工等を行って得られた棒鋼に、鍛造や切削加工等を施して電装部品として製造されるのが一般的である。
ここで、部品加工において、電磁軟鉄が有する軟質なフェライト単相組織は、切削加工性が非常に劣ることが知られている。よって、電磁軟鉄に対しては、磁気特性に加えて、加工性能に優れることも重要になってきている。
例えば、特許文献１では、ＭｎＳを鋼中に分散させるに際し、そのサイズと個数を制御することにより、磁気特性と被削性に優れた軟磁性鋼材を製造する技術が開示されている。
特許文献２では、ＦｅＳ析出物のサイズや密度を制御する、冷間鍛造性、被削性および磁気特性に優れた軟磁性鋼材に関する技術が開示されている。
特許文献１や特許文献２に記載の技術は、ＭｎＳまたはＦｅＳの単独効果による被削性向上の技術である。しかしながら、これら析出物（ＭｎＳ、ＦｅＳ）の増量は磁気特性の劣化を招く、おそれがある。従って、さらに高いレベルにて磁気特性と被削性を両立するには、技術的な限界があった。
本発明は、かかる事情に鑑みなされたものであり、従来のＭｎＳ等による被削性向上技術だけでは実現できなかった、高いレベルでの磁気特性と被削性の両立を達成する技術について提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、発明者らが鋭意検討したところ、ＭｎＳｅを活用することによって、磁気特性を劣化させることなしに被削性の向上が図れることを新たに見出した。
本発明は、上記の新規な知見に基づき、さらに検討を重ねた末に完成されたものであり、その要旨構成は、以下の通りである。
１．質量％で、
Ｃ：０．０２％以下、
Ｓｉ：０．１５％以下
Ｍｎ：０．０１％以上０．５０％以下、
Ｐ：０．００２％以上０．０２０％以下、
Ｓ：０．００１％以上０．０５０％以下、
Ａｌ：０．０５％以下、
Ｎ：０．０１００％以下および
Ｓｅ：０．００１％以上０．３０％以下
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物の成分組成を有する電磁軟鉄。
１．質量％で、
Ｃ：０．０２％以下、
Ｓｉ：０．１５％以下
Ｍｎ：０．０１％以上０．５０％以下、
Ｐ：０．００２％以上０．０２０％以下、
Ｓ：０．００１％以上０．０５０％以下、
Ａｌ：０．０５％以下、
Ｎ：０．０１００％以下および
Ｓｅ：０．００１％以上０．３０％以下
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物の成分組成を有する電磁軟鉄。
２．前記成分組成は、さらに、質量％で、
Ｃｕ：０．２０％以下、
Ｎｉ：０．３０％以下、
Ｃｒ：０．３０％以下、
Ｍｏ：０．１０％以下、
Ｖ：０．０２％以下、
Ｎｂ：０．０２％以下および
Ｔｉ：０．０３％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、前記１に記載の電磁軟鉄。
Ｃｕ：０．２０％以下、
Ｎｉ：０．３０％以下、
Ｃｒ：０．３０％以下、
Ｍｏ：０．１０％以下、
Ｖ：０．０２％以下、
Ｎｂ：０．０２％以下および
Ｔｉ：０．０３％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、前記１に記載の電磁軟鉄。
３．前記成分組成は、さらに、質量％で、
Ｐｂ：０．３０％以下、
Ｂｉ：０．３０％以下、
Ｔｅ：０．３０％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１００％以下、
Ｚｒ：０．２００％以下および
ＲＥＭ：０．０１００％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、前記１または２に記載の電磁軟鉄。
Ｐｂ：０．３０％以下、
Ｂｉ：０．３０％以下、
Ｔｅ：０．３０％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１００％以下、
Ｚｒ：０．２００％以下および
ＲＥＭ：０．０１００％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、前記１または２に記載の電磁軟鉄。
本発明によれば、磁気特性および被削性に優れた純鉄系の電磁軟鉄を安定して提供することができる。
以下、本発明の一実施形態による純鉄系の電磁軟鉄について説明する。
まず、純鉄系の電磁軟鉄の成分組成における、各成分の限定理由について述べる。なお、本明細書において、各成分元素の含有量を表す「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味する。
まず、純鉄系の電磁軟鉄の成分組成における、各成分の限定理由について述べる。なお、本明細書において、各成分元素の含有量を表す「％」は、特に断らない限り「質量％」を意味する。
Ｃ：０．０２％以下
Ｃ量が０．０２％を超えると、磁気時効により鉄損が著しく劣化するため、Ｃは０．０２％以下に制限する。なお、Ｃ量は０．００１％未満にしても磁気特性への影響は飽和する一方、０．００１％未満にまでＣ量を低減するには精錬コストの上昇が伴うため、Ｃ量は０．００１％以上であることが好ましい。好ましくは、０．００１％以上０．０１５％以下、より好ましくは０．００１％以上０．０１０％以下である。
Ｃ量が０．０２％を超えると、磁気時効により鉄損が著しく劣化するため、Ｃは０．０２％以下に制限する。なお、Ｃ量は０．００１％未満にしても磁気特性への影響は飽和する一方、０．００１％未満にまでＣ量を低減するには精錬コストの上昇が伴うため、Ｃ量は０．００１％以上であることが好ましい。好ましくは、０．００１％以上０．０１５％以下、より好ましくは０．００１％以上０．０１０％以下である。
Ｓｉ：０．１５％以下
Ｓｉは、脱酸元素として有効な元素である。Ｓｉ含有量が０．１５％を超えると、フェライトを硬化させて冷間での加工性が低下する。このため、Ｓｉは、含有されてもよいが、その含有量は０．１５％以下とする。好ましくは、０．１０％以下である。なお、Ｓｉは、０％であってもよいのは勿論である。
Ｓｉは、脱酸元素として有効な元素である。Ｓｉ含有量が０．１５％を超えると、フェライトを硬化させて冷間での加工性が低下する。このため、Ｓｉは、含有されてもよいが、その含有量は０．１５％以下とする。好ましくは、０．１０％以下である。なお、Ｓｉは、０％であってもよいのは勿論である。
Ｍｎ：０．０１％以上０．５０％以下
Ｍｎは、固溶強化による強度向上に有効であることに加え、Ｓと結合したＭｎＳおよびＳｅと結合したＭｎＳｅが鋼中に分散することで被削性の改善に有効な元素である。そのためには、０．０１％以上の含有量とする。一方、過剰な添加は磁気特性を劣化させるため、０．５０％以下とする。好ましくは、０．０５％以上０．４０％以下である。より好ましくは、０．１５％以上０．３５％である。
Ｍｎは、固溶強化による強度向上に有効であることに加え、Ｓと結合したＭｎＳおよびＳｅと結合したＭｎＳｅが鋼中に分散することで被削性の改善に有効な元素である。そのためには、０．０１％以上の含有量とする。一方、過剰な添加は磁気特性を劣化させるため、０．５０％以下とする。好ましくは、０．０５％以上０．４０％以下である。より好ましくは、０．１５％以上０．３５％である。
Ｐ：０．００２％以上０．０２０％以下
Ｐは、比較的少量の添加でも大幅な固溶強化能が得られる。そのためには、０．００２％以上の含有量とする。一方、過剰な添加は冷間での加工性を害するため、上限を０．０２０％とする。好ましくは０．００２％以上０．０１５％以下である。
Ｐは、比較的少量の添加でも大幅な固溶強化能が得られる。そのためには、０．００２％以上の含有量とする。一方、過剰な添加は冷間での加工性を害するため、上限を０．０２０％とする。好ましくは０．００２％以上０．０１５％以下である。
Ｓ：０．００１％以上０．０５０％以下
Ｓは、鋼中でＭｎＳを形成し、被削性の向上に寄与する。その効果を発現するには０．００１％以上の添加が必要である。一方、０．０５０％を超える添加は、冷間での加工性を劣化させる。したがって、Ｓ量は０．００１％以上０．０５０％以下とする。好ましくは、０．００５％以上０．０４５％以下、より好ましくは０．０１０％以上０．０４０％以下である。
Ｓは、鋼中でＭｎＳを形成し、被削性の向上に寄与する。その効果を発現するには０．００１％以上の添加が必要である。一方、０．０５０％を超える添加は、冷間での加工性を劣化させる。したがって、Ｓ量は０．００１％以上０．０５０％以下とする。好ましくは、０．００５％以上０．０４５％以下、より好ましくは０．０１０％以上０．０４０％以下である。
Ａｌ：０．０５％以下
Ａｌは、鋼中のＮと結合し、微細なＡｌＮを形成する。この微細なＡｌＮは結晶粒の成長を阻害し、磁気特性を劣化させるため、０．０５％以下にする必要があり、０．０１０％以下であることが好ましく、０．００５％以下であることがより好ましい。なお、Ａｌは、０％であってもよいのは勿論である。
Ａｌは、鋼中のＮと結合し、微細なＡｌＮを形成する。この微細なＡｌＮは結晶粒の成長を阻害し、磁気特性を劣化させるため、０．０５％以下にする必要があり、０．０１０％以下であることが好ましく、０．００５％以下であることがより好ましい。なお、Ａｌは、０％であってもよいのは勿論である。
Ｎ：０．０１００％以下
Ｎは、その含有量が０．０１００％を超えると、冷間での加工性や磁気特性を劣化させるため、０．０１００％を上限とした。好ましくは、０．００１５％以上０．００９０％以下である。なお、Ｎは、０％であってもよいのは勿論である。
Ｎは、その含有量が０．０１００％を超えると、冷間での加工性や磁気特性を劣化させるため、０．０１００％を上限とした。好ましくは、０．００１５％以上０．００９０％以下である。なお、Ｎは、０％であってもよいのは勿論である。
Ｓｅ：０．００１％以上０．３０％以下
Ｓｅは、鋼中のＭｎと結合し、ＭｎＳｅを形成する。これは被削性を向上させる効果があり、その効果を得るためには０．００１％以上の添加が必要である。一方、０．３０％以上の添加は、磁気特性や鋳造性の劣化を招くので、０．３０％を上限とした。好ましくは０．００１％以上０．１０％以下、より好ましくは、０．００１％以上０．０５％以下である。
Ｓｅは、鋼中のＭｎと結合し、ＭｎＳｅを形成する。これは被削性を向上させる効果があり、その効果を得るためには０．００１％以上の添加が必要である。一方、０．３０％以上の添加は、磁気特性や鋳造性の劣化を招くので、０．３０％を上限とした。好ましくは０．００１％以上０．１０％以下、より好ましくは、０．００１％以上０．０５％以下である。
以上、本発明の基本成分について説明した。上記成分以外の残部はＦｅおよび不可避的不純物である。さらに、その他にも必要に応じて、以下に述べる元素のいずれか1種以上を適宜含有させることができる。
Ｃｕ：０．２０％以下
Ｎｉ：０．３０％以下
Ｃｒ：０．３０％以下
Ｍｏ：０．１０％以下
Ｖ：０．０２％以下
Ｎｂ：０．０２％以下
Ｔｉ：０．０３％以下
Ｃｕ，ＮｉおよびＣｒは、主に固溶強化により強度上昇に寄与し、その効果を発現するには、それぞれ０．０１％以上の添加が好ましい。しかし、過度の添加は磁気特性を劣化させるため、それぞれ上限を０．２０％、０．３０％および０．３０％とすることが好ましい。
Ｃｕ：０．２０％以下
Ｎｉ：０．３０％以下
Ｃｒ：０．３０％以下
Ｍｏ：０．１０％以下
Ｖ：０．０２％以下
Ｎｂ：０．０２％以下
Ｔｉ：０．０３％以下
Ｃｕ，ＮｉおよびＣｒは、主に固溶強化により強度上昇に寄与し、その効果を発現するには、それぞれ０．０１％以上の添加が好ましい。しかし、過度の添加は磁気特性を劣化させるため、それぞれ上限を０．２０％、０．３０％および０．３０％とすることが好ましい。
また、Ｍｏ、Ｖ、ＮｂおよびＴｉは、主に析出強化により強度上昇に寄与し、その効果を発現するには、それぞれ０．００１％、０．０００１％、０．０００１％および０．０００１％以上の添加が好ましい。しかし、過度の添加は磁気特性を劣化させるため、それぞれ上限を０．１０％、０．０２％、０．０２％および０．０３％とすることが好ましい。
さらに本発明では、以下の元素のいずれか１種以上を含むことができる。
Ｐｂ：０．３０％以下
Ｂｉ：０．３０％以下
Ｔｅ：０．３０％以下
Ｃａ：０．０１００％以下
Ｍｇ：０．０１００％以下
Ｚｒ：０．２００％以下
ＲＥＭ：０．０１００％以下
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｍｇ、ＺｒおよびＲＥＭは、被削性向上に寄与する元素である。それぞれ効果を発現するには、Ｐｂは０．００１％以上、Ｂｉは０．００１％以上、Ｔｅは０．００１％以上、Ｃａは０．０００１％以上、Ｍｇは０．０００１％以上、Ｚｒは０．００５％以上およびＲＥＭは０．０００１％以上の添加が好ましい。しかし、過剰な添加は磁気特性に劣化を引き起こすため、それぞれＰｂは０．３０％以下、Ｂｉは０．３０％以下、Ｔｅは０．３０％以下、Ｃａは０．０１００％以下、Ｍｇは０．０１００％以下、Ｚｒは０．２００％以下、ＲＥＭは０．０１００％以下とすることが好ましい。
Ｐｂ：０．３０％以下
Ｂｉ：０．３０％以下
Ｔｅ：０．３０％以下
Ｃａ：０．０１００％以下
Ｍｇ：０．０１００％以下
Ｚｒ：０．２００％以下
ＲＥＭ：０．０１００％以下
Ｐｂ、Ｂｉ、Ｔｅ、Ｃａ、Ｍｇ、ＺｒおよびＲＥＭは、被削性向上に寄与する元素である。それぞれ効果を発現するには、Ｐｂは０．００１％以上、Ｂｉは０．００１％以上、Ｔｅは０．００１％以上、Ｃａは０．０００１％以上、Ｍｇは０．０００１％以上、Ｚｒは０．００５％以上およびＲＥＭは０．０００１％以上の添加が好ましい。しかし、過剰な添加は磁気特性に劣化を引き起こすため、それぞれＰｂは０．３０％以下、Ｂｉは０．３０％以下、Ｔｅは０．３０％以下、Ｃａは０．０１００％以下、Ｍｇは０．０１００％以下、Ｚｒは０．２００％以下、ＲＥＭは０．０１００％以下とすることが好ましい。
本発明における成分組成のうち、上記以外の成分はＦｅおよび不可避的不純物である。
本発明に係る純鉄系電磁軟鉄の好適な製造方法について述べる。
上記成分組成を有する溶鋼を、通常の転炉、電気炉等の溶製方法で溶製し、通常の連続鋳造や分塊法により鋼素材とする。次いで、鋼素材を必要に応じ加熱し、鋼片圧延、棒線圧延等の熱間圧延により電磁軟鉄とする。上記の加熱、圧延条件は特に限定されないが、要求される材質に応じて適宜決定すればよく、例えば、その後の部品成形のための鍛造や機械加工等に有利となるように、組織制御を行えばよい。なお、本発明の電磁軟鉄は、切削加工性に優れることから、電磁軟鉄の形状としては、切削加工が施される用途において主に使用されている、棒、ロッド、線のいずれかの形状であることが好ましい。
上記成分組成を有する溶鋼を、通常の転炉、電気炉等の溶製方法で溶製し、通常の連続鋳造や分塊法により鋼素材とする。次いで、鋼素材を必要に応じ加熱し、鋼片圧延、棒線圧延等の熱間圧延により電磁軟鉄とする。上記の加熱、圧延条件は特に限定されないが、要求される材質に応じて適宜決定すればよく、例えば、その後の部品成形のための鍛造や機械加工等に有利となるように、組織制御を行えばよい。なお、本発明の電磁軟鉄は、切削加工性に優れることから、電磁軟鉄の形状としては、切削加工が施される用途において主に使用されている、棒、ロッド、線のいずれかの形状であることが好ましい。
また、各元素の含有量は、スパーク放電発光分光分析法、蛍光Ｘ線分析法、ＩＣＰ発光分光分析法、ＩＣＰ質量分析法、燃焼法等により求めることができる。
その他の製造条件は、鋼材の一般的な製造方法に従えばよい。
その他の製造条件は、鋼材の一般的な製造方法に従えばよい。
次に、本発明の実施例について説明する。なお、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
表１に示した成分組成を含有する鋼を溶製後、約１２００℃で熱間鍛造を行い、その後、９５０℃での焼鈍処理を行って、直径２５ｍｍの棒鋼を製造した。得られた棒鋼について、以下に示す手法に従って磁気特性、冷間加工性および被削性の評価を行った。評価結果を表２に示す。
表１に示した成分組成を含有する鋼を溶製後、約１２００℃で熱間鍛造を行い、その後、９５０℃での焼鈍処理を行って、直径２５ｍｍの棒鋼を製造した。得られた棒鋼について、以下に示す手法に従って磁気特性、冷間加工性および被削性の評価を行った。評価結果を表２に示す。
［磁気特性］
磁気特性は、ＪＩＳ Ｃ２５０４に準拠して測定した。すなわち、上記棒鋼（素材）から、リング状試験片を採取し、７５０℃で２ｈ保持する磁気焼鈍を施した。その後、リング試験片に、励起巻線（１次巻線２２０ターン）、検出巻線（２次巻線１００ターン）を巻いて試験に供した。磁束密度は、直流磁化測定装置を用いてＢ－Ｈ曲線を測定し求めた。具体的には、最高到達磁界が１０，０００Ａ／ｍの磁化過程における１００および３００Ａ／ｍでの磁束密度を求めた。それぞれ、１．２０Ｔおよび１．５０Ｔ以上あれば磁気特性に優れるといえる。
磁気特性は、ＪＩＳ Ｃ２５０４に準拠して測定した。すなわち、上記棒鋼（素材）から、リング状試験片を採取し、７５０℃で２ｈ保持する磁気焼鈍を施した。その後、リング試験片に、励起巻線（１次巻線２２０ターン）、検出巻線（２次巻線１００ターン）を巻いて試験に供した。磁束密度は、直流磁化測定装置を用いてＢ－Ｈ曲線を測定し求めた。具体的には、最高到達磁界が１０，０００Ａ／ｍの磁化過程における１００および３００Ａ／ｍでの磁束密度を求めた。それぞれ、１．２０Ｔおよび１．５０Ｔ以上あれば磁気特性に優れるといえる。
また、保磁力は、上記と同様の巻線を施したリング状試験片を用いて、直流磁気特性試験装置を使用し、反転磁化力±４００Ａ／ｍで測定を行った。保磁力が６０Ａ/ｍ以下であれば、磁気特性に優れるといえる。
［冷間加工性］
冷間加工性は、限界据え込み率で評価した。すなわち、限界据え込み率は、上記棒鋼の周面から直径の１／２の深さ位置から、直径１５ｍｍおよび高さ２２．５ｍｍ、かつ側面に深さ０．８ｍｍおよびノッチ底Ｒ０．１５の切欠きを有する、試験片を採取し、この試験片を用い圧縮加工を行った。試験片のノッチ底に幅０．５ｍｍ以上の割れが発生するまで逐次圧縮を行った。このときの据え込み率を限界据え込み率とした。
限界据え込み率が５５％以上であれば、冷間加工性に優れているといえる。
冷間加工性は、限界据え込み率で評価した。すなわち、限界据え込み率は、上記棒鋼の周面から直径の１／２の深さ位置から、直径１５ｍｍおよび高さ２２．５ｍｍ、かつ側面に深さ０．８ｍｍおよびノッチ底Ｒ０．１５の切欠きを有する、試験片を採取し、この試験片を用い圧縮加工を行った。試験片のノッチ底に幅０．５ｍｍ以上の割れが発生するまで逐次圧縮を行った。このときの据え込み率を限界据え込み率とした。
限界据え込み率が５５％以上であれば、冷間加工性に優れているといえる。
［被削性］
被削性は、工具の逃げ面摩耗量を測定して評価した。具体的には、ＮＣ旋盤を用いて、直径２５ｍｍの棒鋼を超硬母材のコーティング工具にて、切込み量０．２ｍｍ、送り速度０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、周速３００ｍ／ｍｉｎ、湿式で、切削長１０００ｍの切削加工を行った後の、工具の逃げ面摩耗量を測定することで評価した。逃げ面摩耗量３５μｍ以下であれば、被削性に優れるといえる。
被削性は、工具の逃げ面摩耗量を測定して評価した。具体的には、ＮＣ旋盤を用いて、直径２５ｍｍの棒鋼を超硬母材のコーティング工具にて、切込み量０．２ｍｍ、送り速度０．１５ｍｍ／ｒｅｖ、周速３００ｍ／ｍｉｎ、湿式で、切削長１０００ｍの切削加工を行った後の、工具の逃げ面摩耗量を測定することで評価した。逃げ面摩耗量３５μｍ以下であれば、被削性に優れるといえる。
Claims (3)
- 質量％で、
Ｃ：０．０２％以下、
Ｓｉ：０．１５％以下、
Ｍｎ：０．０１％以上０．５０％以下、
Ｐ：０．００２％以上０．０２０％以下、
Ｓ：０．００１％以上０．０５０％以下、
Ａｌ：０．０５％以下、
Ｎ：０．０１００％以下および
Ｓｅ：０．００１％以上０．３０％以下
を含有し、残部が鉄および不可避的不純物の成分組成を有する、ＭｎＳｅが分散された、電磁軟鉄。 - 前記成分組成は、さらに、質量％で、
Ｃｕ：０．２０％以下、
Ｎｉ：０．３０％以下、
Ｃｒ：０．３０％以下、
Ｍｏ：０．１０％以下、
Ｖ：０．０２％以下、
Ｎｂ：０．０２％以下および
Ｔｉ：０．０３％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項１に記載の電磁軟鉄。 - 前記成分組成は、さらに、質量％で、
Ｐｂ：０．３０％以下、
Ｂｉ：０．３０％以下、
Ｔｅ：０．３０％以下、
Ｃａ：０．０１００％以下、
Ｍｇ：０．０１００％以下、
Ｚｒ：０．２００％以下および
ＲＥＭ：０．０１００％以下
のうちから選ばれる１種または２種以上を含有する、請求項１または２に記載の電磁軟鉄。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020181788 | 2020-10-29 | ||
| JP2020181788 | 2020-10-29 | ||
| PCT/JP2021/039162 WO2022091984A1 (ja) | 2020-10-29 | 2021-10-22 | 電磁軟鉄 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPWO2022091984A1 JPWO2022091984A1 (ja) | 2022-05-05 |
| JP7355234B2 true JP7355234B2 (ja) | 2023-10-03 |
Family
ID=81383917
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2022518878A Active JP7355234B2 (ja) | 2020-10-29 | 2021-10-22 | 電磁軟鉄 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230374637A1 (ja) |
| EP (1) | EP4239094A1 (ja) |
| JP (1) | JP7355234B2 (ja) |
| CN (1) | CN116529405A (ja) |
| WO (1) | WO2022091984A1 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015113937A1 (en) | 2014-01-28 | 2015-08-06 | Tata Steel Ijmuiden B.V. | Process for producing an elc or ulc steel slab, strip or sheet, and to a slab, strip or sheet produced thereby |
| JP2018012883A (ja) | 2016-07-11 | 2018-01-25 | 大同特殊鋼株式会社 | 軟磁性合金 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4220616B1 (ja) * | 1965-03-15 | 1967-10-14 | ||
| JPS4725247B1 (ja) * | 1968-06-17 | 1972-07-10 | ||
| JPH08100244A (ja) * | 1994-09-30 | 1996-04-16 | Daido Steel Co Ltd | 軟質磁性材料 |
| JP4464889B2 (ja) | 2005-08-11 | 2010-05-19 | 株式会社神戸製鋼所 | 冷間鍛造性、被削性および磁気特性に優れた軟磁性鋼材、並びに磁気特性に優れた軟磁性鋼部品 |
| JP4515355B2 (ja) | 2005-08-18 | 2010-07-28 | 株式会社神戸製鋼所 | 高磁界での磁気特性と被削性に優れた軟磁性鋼材および高磁界での磁気特性に優れた軟磁性鋼部品 |
-
2021
- 2021-10-22 EP EP21886102.9A patent/EP4239094A1/en active Pending
- 2021-10-22 US US18/248,524 patent/US20230374637A1/en active Pending
- 2021-10-22 WO PCT/JP2021/039162 patent/WO2022091984A1/ja active Application Filing
- 2021-10-22 CN CN202180072276.9A patent/CN116529405A/zh active Pending
- 2021-10-22 JP JP2022518878A patent/JP7355234B2/ja active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015113937A1 (en) | 2014-01-28 | 2015-08-06 | Tata Steel Ijmuiden B.V. | Process for producing an elc or ulc steel slab, strip or sheet, and to a slab, strip or sheet produced thereby |
| JP2018012883A (ja) | 2016-07-11 | 2018-01-25 | 大同特殊鋼株式会社 | 軟磁性合金 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116529405A (zh) | 2023-08-01 |
| WO2022091984A1 (ja) | 2022-05-05 |
| US20230374637A1 (en) | 2023-11-23 |
| JPWO2022091984A1 (ja) | 2022-05-05 |
| EP4239094A1 (en) | 2023-09-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20160329139A1 (en) | Ultra-low cobalt iron-cobalt magnetic alloys | |
| KR920004678B1 (ko) | 뛰어난 직류 자기 특성 및 뛰어난 교류 자기 특성을 가진 Ni-Fe계 합금판의 제조방법 | |
| JP2006328461A (ja) | 軟磁性鋼材 | |
| JP2013049918A (ja) | 電磁ステンレス鋼及びその製造方法 | |
| JP7355234B2 (ja) | 電磁軟鉄 | |
| JP2006328462A (ja) | 軟磁性鋼材 | |
| JP2017128784A (ja) | 軟磁性鋼部品の製造方法 | |
| JP2003055745A (ja) | 被削性と磁気特性に優れた軟磁性低炭素鋼材及びその製法、並びに該鋼材を用いた軟磁性低炭素鋼部品の製法 | |
| JP7239075B1 (ja) | 電磁軟鉄棒鋼 | |
| WO2022091985A1 (ja) | 電磁軟鉄 | |
| WO2023084756A1 (ja) | 電磁軟鉄 | |
| JP6192291B2 (ja) | らせんコア用無方向性電磁鋼板およびその製造方法 | |
| JP2023164092A (ja) | 電磁軟鉄 | |
| JP4646872B2 (ja) | 軟磁性鋼材、並びに軟磁性部品およびその製造方法 | |
| JP4772703B2 (ja) | 磁気特性に優れた電磁軟鉄製部品並びに電磁軟鉄製部品用棒線材及びその製造方法 | |
| JP4398639B2 (ja) | 被削性と磁気特性に優れた軟磁性鋼材および磁気特性に優れた軟磁性鋼部品ならびに軟磁性鋼部品の製造方法 | |
| CN118139999A (zh) | 电磁软铁钢棒 | |
| JP7427722B2 (ja) | 被削性に優れた析出硬化型軟磁性フェライト系ステンレス鋼 | |
| WO2012077631A1 (ja) | 複合磁性材用素材及び複合磁性材 | |
| US20230257859A1 (en) | Soft magnetic member and intermediate therefor, methods respectively for producing said member and said intermediate, and alloy for soft magnetic member | |
| JP4360347B2 (ja) | 軟磁性鋼材 | |
| JP4222111B2 (ja) | 被削性および低磁場磁気特性に優れた棒鋼又は線材およびその製造方法 | |
| JP2004300516A (ja) | 磁気特性に優れたフェライト系ステンレス用素材及び冷間鍛造品並びにその製造方法 | |
| JP5339009B1 (ja) | 複合磁性材素材及び複合磁性部材 | |
| JP2013224482A (ja) | 複合磁性材素材の製造方法及び複合磁性材の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20220323 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230404 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230519 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20230822 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20230904 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7355234 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |