JPH0696745B2 - 軟質磁性材料の製造方法 - Google Patents

軟質磁性材料の製造方法

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JPH0696745B2
JPH0696745B2 JP63163717A JP16371788A JPH0696745B2 JP H0696745 B2 JPH0696745 B2 JP H0696745B2 JP 63163717 A JP63163717 A JP 63163717A JP 16371788 A JP16371788 A JP 16371788A JP H0696745 B2 JPH0696745 B2 JP H0696745B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は軟質磁性材料、特に誘導電動機、発電機等の回
転子に好適な磁化特性に優れた軟質磁性材料の製造方法
に関する。
〔従来の技術〕 従来、誘導電動機の回転子には、珪素鋼板からなる磁気
鉄板を積層して用いたり、純鉄や軟鋼が用いられる場合
が多い。また、珪素鋼板に較べ強度や靱性を向上させる
ために、特開昭47−905号、特開昭47−906号に示される
ようなCo,Vの添加鋼、特開昭50−9702号に示されるよう
なNi,Cuの添加鋼、或いは特開昭62−196330号に示され
るようなNi,Mo,Al,Ti,Crの添加鋼も開発されている。
また、一般に自動車用発電機の回転子には、材料・製作
コストの面から純鉄や軟鋼が用いられており、特にコス
トや加工性の面から軟鋼が用いられることが多い。この
ような軟鋼の回転子を得る方法として、切削加工等の機
械加工や熱間鍛造による方法のほか、「塑性と加工」
(日本塑性加工学会誌)第28巻第321号に示されるよう
に、棒鋼から冷間鍛造により成型する方法がある。そし
て、これらのうち、熱間鍛造ままや冷間鍛造ままでは十
分な磁気特性が得られないために、熱処理を施すのが一
般的である。
また、所謂電磁鋼板においては、結晶粒を粗くした粗粒
鋼が電磁特性上有利であるため、冷間圧延を利用した粗
粒鋼が特開昭55−152124号、特開昭58−117828号に示さ
れている。また、特開昭58−136718号、特開昭59−1572
59号、特開昭62−77420号、特開昭60−86210号に示され
るような熱間圧延・巻取条件をコントロールして粗粒鋼
を製造する方法も知られている。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、これら従来鋼のうち、特開昭47−905号、特開
昭47−906号、特開昭50−9702号、特開昭62−196330号
に示されるような種々の成分を添加した鋼は、コストが
非常に高くなる難点がある。また、自動車用の部品の製
造に広く用いられている切削加工等の機械加工法ではコ
ストが高く、また、熱間鍛造による方法でも熱処理が必
要であり、工程が複雑になるとともにコストの増大を招
いてしまう。また、「塑性と加工」に示される軟鋼を用
いた冷間成型法や、特開昭55−152124号、特開昭58−11
7828号の方法では、必要な磁気特性を確保するために冷
間加工後の熱処理が必須であり、工程が複雑であるとと
もにコストの増大を招く難点がある。また、特開昭58−
136718号、特開昭59−157259号、特開昭62−77420号で
は、C量を0.02wt%以下に低減することが必要であり、
やはり製造コストに問題がある。さらに、特開昭58−13
6718号、特開昭59−157259号、特開昭62−77420号及び
特開昭60−86210号に示される方法は、熱延以外の製造
プロセス、特に熱間鍛造などには適用が極めて困難であ
る。
本発明は、このような従来の問題に鑑み、発電機等の回
転子用として好適な軟質磁性材料を低コストで製造する
ことができる方法を提供せんとするものである。
〔課題を解決するための手段及び作用〕
このため本発明は、C:0.02〜0.08wt%、Si:0.10wt%以
下、Mn:0.05〜0.50wt%、Al:0.020wt%以下、N:0.0040w
t%以下を含み、残部が実質的にFeからなる鋼を、熱間
加工するに際し、1000℃以上に加熱し、加工終了温度を
1000℃以上とし、その後の冷却速度を0.5℃/sec以下と
することにより、結晶粒径を50μm以上とすることをそ
の特徴とし、これにより最大透磁率(μmax)が4500以
上である軟質磁性材料が得られるようにしたものであ
る。
次に、本発明の限定理由について説明する。
まず、鋼の成分組成を限定した理由は以下の通りであ
る。
Cは強度のほか磁気特性にも大きな影響を与える元素で
あり、なるべく少ないほうが好ましい。しかしながら、
Cを0.02wt%未満とすることは工業的にコストの増大を
招く。一方、Cが0.08wt%を超えると磁気特性が劣化す
る。以上の理由からCは0.02〜0.08wt%とする。但し、
磁気特性上はCの上限を0.05wt%とすることが好まし
い。
Siは電気抵抗を増加させ、鉄損減少の観点から有利な添
加元素の一つである。しかしながら、熱間鍛造により低
コストで製造することを目的とする本発明においては、
コストの面から0.10wt%以下とする。
Mnはコスト、磁気特性の面から少ないほうが好ましく、
0.5wt%を上限とする。但し、Mnを0.05wt%未満にする
ことは、却って工業的なコストの増大を招く。以上の理
由からMnは0.05〜0.5wt%の範囲とする。
AlはNと強い親和力をもつ元素であり、熱間加工後の冷
却中に鋼中にAlNとして析出して結晶粒径の成長を抑制
し、磁気特性を劣化させるため、0.02wt%以下の範囲と
する。
NはAl等と強い親和力をもち、熱間加工後の冷却中に窒
化物を形成し、結晶粒径の成長を抑制するため、0.0040
wt%以下の範囲とする。
以上のような成分組成の鋼の熱間加工における加熱温度
・加工終了温度については、熱間加工をオーステナイト
域にて実施するために、1000℃以上とする。但し、ここ
で初期の加熱オーステナイト粒径を大きくすることが良
好な磁気特性を得る上で望ましいため、加熱温度につい
ては1100℃以上であることが望ましい。
熱間加工後の冷却速度については、0.5℃/secを超える
と十分な粒成長が認められなくなるため、0.5℃/secを
その上限とする。
なお、このように冷却速度を規制する範囲については、
900〜500℃間が徐冷されれば目的とする効果が達成され
るため、操業上に困難が生じる場合には500℃以下の範
囲の徐冷を省略することが可能である。
また、本発明における熱間加工とは、熱間鍛造、熱間圧
延、熱間プレス等を含み、また得られる製品も板に限定
されるものではない。
〔実施例〕
第1表に示す鋼を第2表に示す条件で熱間加工し、得ら
れた材料により製造された回転子の直流磁化特性を調べ
た。その結果を第2表に併せて示す。
これによれば、本発明鋼Aを用いた材料1,2,4はいずれ
も高温で鍛造を終了し徐冷したため、50μm以上の結晶
粒径を示し、μmaxも良好な値となっている。それに対
し、材料3,5は冷却速度が大きいため、また、材料6は
鍛造終了温度が1000℃を下回っているため、結晶粒径が
小さく、磁気特性が劣っている。第1図は結晶粒径がμ
maxに及ぼす影響を示したもので、結晶粒径が50μm以
上になると著しく優れたμmax値が得られることが判
る。本発明鋼B,Cによる材料7,8も、それぞれ高温で鍛造
を終了し徐冷したため50μm以上の結晶粒径を示し、μ
maxも良好な値となっている。Al量の高い比較鋼Dを用
いた材料9では、高温にて鍛造を終了し徐冷したにもか
かわらず結晶粒径は小さく、磁気特性が劣っている。ま
た、C量の高い比較鋼Eによる材料10では、高温にて鍛
造を終了し徐冷したため、結晶粒径は大きくなっている
ものの、C量が高いため磁化特性がやはり劣る。普通鋼
である比較鋼Fによる材料11では、C,N量が高く、高温
で鍛造を終了し徐冷しても結晶粒径が小さく、磁気特性
は著しく劣る。
〔発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、優れた磁化特性
を有する軟質磁性材料を低コストで製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は結晶粒径のμmaxに及ぼす影響を示すグラフで
ある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田川 寿俊 東京都千代田区丸の内1丁目1番2号 日 本鋼管株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−208417(JP,A) 特開 昭60−208418(JP,A) 特開 昭62−54023(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】C:0.02〜0.08wt%、Si:0.10wt%以下、Mn:
    0.05〜0.50wt%、Al:0.020wt%以下、N:0.0040wt%以下
    を含み、残部が実質的にFeからなる鋼を、熱間加工する
    に際し、1000℃以上に加熱し、加工終了温度を1000℃以
    上とし、その後の冷却速度を0.5℃/sec以下とすること
    により、結晶粒径を50μm以上とすることを特徴とす
    る、最大透磁率(μmax)が4500以上である軟質磁性材
    料の製造方法。
JP63163717A 1988-06-30 1988-06-30 軟質磁性材料の製造方法 Expired - Fee Related JPH0696745B2 (ja)

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