JPH01226A - 高抗張力無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、高抗張力無方向性電磁鋼板の製造方法に係わ
り、高速回転機用の低鉄損で強度の高い磁性材料および
電磁開閉器用の耐摩耗性に優れた磁性材料として好適な
ものを製造する方法に関する。

（従来の技術） 従来、回転機器に要求されていた回転数は、高々１０万
ｒｐ−程度であり、ロークー（回転子）用材料には積層
された電磁鋼板が用いられてきた。

最近、２０〜３０万ｒｐ−もの超高速回転が要求される
ようになり、ローターに加わる遠心力が、電磁鋼板の強
度を上回る可能性が出てきた。

このため超高速回転機には、通常、電磁鋼板の代わりに
充分な強度を持つ鋳鋼製のソリッドロークーが使用され
る。しかし、この場合、鋳鋼ブロックからローターを削
り出すという複雑な加工工程が必要になるためコストが
高く、しかも積層タイプに比べ渦電流損失が大きく、電
動機の効率が著しく低下するという問題点が生じる。

また、電磁開閉器はその用途上、使用するにつれて接触
面が摩耗するため、電磁特性だけでなく耐摩耗性の優れ
た磁性材料が望まれる。

このようなニーズに対応して、最近では高抗張力を有す
る無方向性電磁鋼板について検討され、いくつか提案さ
れている９例えば、特開昭６０−２３８４２１号公報は
、Ｓｉを３．５〜７．０％と高め、さらにＭｎ　：　０
．１〜１１．５％、Ｎｉ　：　０．１〜２０．０％、Ｃ
ｏ：０．５〜２０．０％、Ｔｉ：０．５〜３．０％、ｗ
：ｏ、ｏｓ〜３．０％、ＭＯ：０．０５〜３．０％、Ａ
Ｊ：０．５〜１３．０％の固溶体強化成分の１種または
２！！以上を１．０〜２０．０％含有させたスラブを素
材とし、熱延後、熱延板に１００〜６００℃の温間圧延
を繰返して最終板厚に圧延し、焼鈍し、抗張力が５０ｋ
ｇ／Ｍ”以上の高抗張力無方向性電磁鋼板を製造する方
法である。

これは圧延の困難な高Ｓｉ含有量としているので、面倒
な温間圧延を必須としているが、圧延時に板破断の発生
が多くなる恐れがあり、生産性の低下、歩留りの低下を
もたらすなど改善の余地がある。

特開昭６１−８４３６０号公報ではＮｉ：３〜２０％、
Ｍｏ　：　０．２〜５．０％、ＡＮ　：　０．１〜２．
０％、Ｔｉ！０．１％〜１．０％、Ｃｒ１．０〜１０．
０％を含有する高速回転電動機用の高抗張力軟磁性材料
が提案されている。これは特にＮｉを、またＭｏ、Ｃｒ
を多量に含有しているために極めて高価な材料となる。

さらに特開昭６１−９５２０号公報はＳｉ；２．５〜７
．０％と、Ｔｉ：０．０５〜３．０％、Ｗ＋０．０５〜
３．０％、Ｍｏ　：　０．０５〜３．０％、Ｎｉ＋０．
１〜２０．０％、Ａｌ：ｏ、ｓ〜１３．０％の１種また
は２種以上を１．０〜２０．０％含有する溶鋼から、急
冷凝固法により高抗張力無方向性ｔｊｉＪ板を製造せん
とするものである。これはプロセスが特殊であるために
、通常の電磁鋼板の製造設備では製造できず、工業的に
生産することがむずかしいと考えられる。

（発明が解決しようとする問題点） このように、高抗張力の無方向性電磁鋼板の製造につい
て提案がなされているが、通常の電磁鋼板製造設備を用
いて、工業的に安定して製造するまでに到っていないと
いうのが実情である。

さらに高抗張力無方向性電磁鋼板は前述の如く超高速回
転電動機器および電磁開閉器用材料として使用されるの
で、高抗張力である他に、鉄損が低く、かつ磁束密度が
すぐれている必要がある。

本発明は、抗張力ＴＳが６０ｋｇ／ａｓ”以上の高強度
で、耐摩耗性をもつとともに、磁束密度Ｂ５０が１．６
０７以上のすぐれた磁気特性を兼ね備えた高抗張力無方
向性電磁鋼板を、例えば冷間圧延時に板破断等のトラブ
ルを生じることなく、安定してオンラインで製造するこ
とを目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明者達は前記目的を達成すべく種々実験し検討を重
ねてきた。即ち本発明はｃ：ｏ、ｏｔ％超０．１０％以
下、Ｓｉ＋２．０％以上３．５％以下、Ｍｎ：ｏ、１％
以上ｉｏ、ｏ％以下、ｐ：ｏ、３ｏ％未満、Ａｍ！：０
．０３％以上１．５０％以下、Ｂ：ｏ、ｏｔ。

％以下さらに必要に応じてＮｉ：６．０％以下、Ｃｒ：
５．０％以下、Ｍｏ：５．０％以下、Ｃｕ：０．４％以
下の１種または２種以上を含有し、残部が鉄および不可
避的不純物からなるスラブを、熱間圧延し、熱延仕上出
口から巻取り間を平均冷却速度で８００℃／分以上で急
冷し、６００°Ｃ以下の温度で巻取り、熱延板または冷
間圧延途中中間板を６００°Ｃ以上１０００℃以下の温
度で脱炭焼鈍し、Ｃ含有量を０．００５％以下に減じる
とともに、鋼組織を均質化し、その後、冷間圧延し、焼
鈍して、高抗張力でかつ磁気特性のすぐれた無方向性電
磁鋼板の製造法で、板破断などのトラブルを生ぜずに安
定した製造方法である。

Ｃは磁気特性を劣化させるので製品板の段階では０．０
０５％以下にすることが望ましいが、スラブの段階まで
は鋼中の酸素含有量を経済的に減じ、介在物を少なくす
るためにＣが含有されていてもよく、そのためには０．
０１％超の含有が必要である。一方、その含有量が余り
にも多くなると、脱炭焼鈍に要する時間が長くなり、内
部酸化を生じることもあるので０．１０％以下とする。

Ｓｉは鋼の固有抵抗を高めて渦電流を凍らし、鉄損を低
下せしめるとともに、抗張力を高めるが、添加量が２．
０％未満ではその効果が小さい、また３、５％を超える
と鋼を脆化させ、さらに製品の磁束密度を低下させるた
め３．５％以下とする。

Ｍｎは鋼の抗張力を高めるとともに、固有抵抗を高め鉄
ｉＭを低下させるが、０．１％未満では効果が少なく、
１０．０％を超えると製品の磁束密度が低下　するので
、０．１〜１０．０％とする。好ましくは１．０％８１
〜５．０％である。

Ｐは抗張力を高める効果の著しい元素であるが、０．３
％を超えると脆化が激しく、工業的規模での熱延、冷延
等の処理が困難になるため、上限を０．３０％とする 鋼板から鉄心などの製品を打抜きまたは剪断ままの端面
で使用する場合、１５０℃以上の雰囲気に長時間さらさ
れると、Ｐｏ、０３％超で見掛は上、伸び劣化を生じる
ことがある。

これは高張力鋼板の破断面が比較的マイクロクラックを
内在しやすいことおよび歪時効等に起因すると考えられ
る。

従って用途上、時効後の伸びが問題になる場合、■平滑
かつ歪の残留しない端面加工法を採用する。

■サンドペーパーで打抜き、剪断の表面層を除去する等
が有効である。

また成分的にＰｏ、０３％以下とすれば、上記問題は生
じない。

ＡＪは脱酸剤として、少なくとも０．０３％は必要であ
り、またＡＮを含有させることにより、強度が向上し、
固有抵抗増加により鉄損も低下するが、１．５０％を超
えると脆化が問題になるため、０．０３〜１．５０％と
する。

Ｂは結晶粒界に偏析、Ｐの粒界偏析による脆化を抑制す
る効果があるが、０．０１０％を超えると著しく脆化す
るため、上限を０．０１０％とする。

さらに必要に応じてＮｉｓ　Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕの中から
１種または２種以上を含有して抗張力の向上を図ること
ができる。

Ｎｉは磁気特性への悪影響が少なく、抗張力向上に有効
であるが、０．３％未満では効果が少なく、６．０％超
では磁束密度の低下が大きいので添加する場合、０．３
〜６．０％とする。

Ｃｒ、Ｍｏ、Ｃｕとも磁気特性への悪影響が少なくて抗
張力、降伏強さを向上させる作用があり、このためには
、Ｃｒは５．０％以下、ＭＯは５．０％以下、Ｃｕは０
．４０％以下の範囲で含有する必要がある。

前記成分を含み、残部が鉄および不可避的不純物からな
る鋼スラブは、転炉で溶製され、連続鋳造あるいは造塊
−分塊圧延により製造される。

鋼スラブは公知の方法で加熱され、ついで例えば０．５
〜３．５龍の板厚に熱間圧延される。熱間圧延の仕上出
口から巻取りまでの冷却速度の制御は、ｗ４板の冷延性
を高めるために重要であり、平均冷却速度８００℃／分
以上で冷却する。

さらに巻取温度も重要で６００℃以下で巻取る。

この範囲以外の条件、すなわち平均冷却速度が８００℃
／分未満の冷却、または６００℃超の温度で巻取った場
合、脆化し、その後の冷間圧延時に板破断だが多発する
。

熱間圧延後は熱延板または冷間圧延の途中の中間板を脱
炭焼鈍する。該焼鈍は６００℃以上１０００℃以下の温
度で温潤雰囲気で行い、Ｃ含有量を例えばｏ、ｏｏｓ％
以下に減じて磁気特性の向上を図るとともに、鋼板位置
による鋼組織の不均一を解消し、この面からの磁気特性
の向上と安定化を図る。このためには６００℃以上で焼
鈍する必要がある。

一方、この温度が余りにも高くみえると７結晶粒が粗大
化し、抗張力が低下し、目的の高抗張力が得られないの
で１０００℃以下とする。

その後、冷間圧延し、例えば０．２〜１．□ｓｍの板厚
にし、７００℃以上９００℃以下の温度で５秒以上１５
分間以下の焼鈍を行う。

冷延板の焼鈍は７００℃未満または５秒未満では、鉄損
の低下と磁束密度の向上を図る十分な焼鈍効果があられ
れず、また圧延＆Ｉｌ織が残ったり平坦度が改善されな
いまま残る。９００℃または１５分を超えると結晶粒が
粗大化するため強度が低下し、高抗張力鋼板とならない
。

この冷延板の焼鈍においても、脱炭を行なってもよい。

この場合には焼鈍の前半から中間にかけて脱戻し、鋼板
はドライ雰囲気で焼鈍することが望ましい。

（実施例） 実施例１ Ｃ：０．０３２５％、Ｓｉ：３．１％、Ｍｎ：１．４％
、Ｐ：０．１００％、Ａｎ！：０．６５８％、Ｂ：０．
００４４％を含有し、残部が鉄および不可避的不純物か
らなる鋼スラブ供試材Ａと、さらにＮｉを１．４５％、
Ｃｒを０．５％、Ｍｏを０．１％、Ｃｕを０．３％含有
し、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼スラブ供
試材Ｂを、熱間圧延で板厚２．０鶴とし、熱延仕上げ圧
延〜巻取までの平均冷却速度を５００〜ｂ 〜６００℃の範囲で変化させた熱延板を、脱炭焼純によ
りＣを０．００３５％とし、冷間圧延で板厚０．５謹−
にしたあと、（６５０〜９２５）　℃ｘ３０秒間のｔＡ
鈍を行い、機械的性質およびＷ１５１５０の鉄損と８５
０の磁束密度を測定した。

なお、磁気測定には３０　ａｓ　Ｘ　３２０鶴のエプス
クイン試験片（圧延方向および直角方向半量ずつ）を用
いた。また熱延板の結晶粒界のＰ偏析濃度をオージェ分
析装置で分析した。

結果を第１表に示す、。

（以下余白′、次頁へつづく） 第１表に示された結果から明らかなように、本発明の条
件にて製造した試料Ａ５、Ａ７、Ａ９、Ｂｌｌ、Ｂ１３
：Ｂ１４は板破断を生じることなく圧延され、降伏強さ
ＹＰは６３〜６７　ｋｇ／　ｗｒ”、抗張力ＴＳは７４
〜７５　ｋｇ　／　ｗ”で高い強度特性をもち、さらに
鉄ｔＪ！Ｗ１５１５０、磁束密度Ｂ５０とも優れている
。

実施例２ ！ｌｌ［ｆｌ　％テＣ：　０　、０１〜０　、１０９１
ｉ、Ｓｉ：１，５〜３．１１％、Ｍｎ：０．０４％〜１
１．０％、Ｐ：０．００５〜０．５０ｉ％、Ａｌ：０．
００１〜２．０％、Ｂ：　０．０００〜０．０１００％
、その他Ｎ　ｌ　ｓ　Ｃｒ　ｓＭｏ、Ｃｕの一部を含有
し、残部が鉄および不可避的不純物から鋼スラブ供試材
を熱間圧延で、板Ｊ’！２．０ｍｍ、熱延仕上げ圧延〜
巻取までの冷却速度を２０００℃／分、巻取温度を４０
０℃で処理し、熱延板焼鈍あるいは冷間圧延途中の中間
板で００．００２５％まで脱炭した鋼板を、最終板Ｊ！
！０．５ｍｍに冷却し、７５０℃×３０秒間の焼鈍を施
したあと機械的性質および磁気特性を測定した。

なお、磁気特性３０　ａｍ　Ｘ　３２０鶴のエプスタイ
ン試験片を圧延方向および直角方向がらそれぞれ半量ず
つ剪断してＷｌ　５１５０の鉄損と８５０の磁束密度を
測定した。

結果を第２表に示す。

（以下余白、次頁へつづく） 第２表に示された結果から明らかなように、本発明の条
件で製造した試料１〜９は、板破断を生じることなく圧
延され、降伏強さＹＰは６１〜６５ｋｇ／ｍ”、抗張力
ＴＳは７０〜７５　ｋｇ／ｍ”、高い強度特性をもち、
さらに鉄損Ｗｌ　５１５０、磁束密度Ｂ５０も優れてい
る。

（発明の効果） 以上のように、本発明によると、高強度で耐摩耗性を有
し、磁気特性のすぐれた超高速回転機および電磁開閉器
用材料に好適な無方向性型ｉａａ板が、安定して製造さ
れる。

代理人　弁理士　茶　野　木　立　夫

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量％で Ｃ：０．０１％超０．１０％以下 Ｓｉ：２．０％以上３．５％以下 Ｍｎ：０．１％以上１０．０％以下 Ｐ：０．３０％未満 Ａｌ：０．０３％以上１．５０％以下 Ｂ：０．０１０％以下 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、熱間圧延し、熱延仕上出口から巻取り間の平均冷
   却速度を８００℃／分以上として冷却し、６００℃以下
   の温度にて巻取り、熱延板または冷間圧延途中の中間板
   を、６００℃以上１０００℃以下の温度で脱炭焼鈍し、
   冷間圧延し、７００℃以上９００℃以下の温度で、５秒
   以上１５分間以下の焼鈍を行うことを特徴とする高抗張
   力無方向性電磁鋼板の製造方法。
2. （２）重量％で Ｃ：０．０１％超０．１０％以下 Ｓｉ：２．０％以上３．５％以下 Ｍｎ：０．１％以上１０．０％以下 Ｐ：０．３０％未満 Ａｌ：０．０３％以上１．５０％以下 Ｂ：０．０１０％以下 さらにＮｉ：６．０％以下 Ｃｒ：５．０％以下 Ｍｏ：５．０％以下 Ｃｕ：０．４０％以下 の１種または２種以上を含有し、残部が鉄および不可避
   的不純物からなるスラブを、熱間圧延し、熱延仕上出口
   から巻取り間を平均冷却速度８００℃／分以上として冷
   却し、６００℃以下の温度で巻取り、熱延板または冷間
   圧延途中の中間板を６００℃以上１０００℃以下の温度
   で脱炭焼鈍し、冷間圧延し、７００℃以上９００℃以下
   の温度で５秒以上１５分間以下の焼鈍を行うことを特徴
   とする高抗張力無方向性電磁鋼板の製造方法。