JPH10183247A - 低磁化力での磁束密度が高い無方向性電磁鋼板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 低磁化力での磁束密度の高い素材を提供す
る。 【解決手段】 重量% で、C ≦0.010%、0.1%≦Si≦2.0
%、Mn≦1.5%、Al≦1.0%、P ≦0.15% 、S ≦0.01% 、N
≦0.01% 、必要に応じNi、Sn、Cuを含有し、残部はFe及び
不可避的不純物からなる鋼を、熱間圧延後、そのまま熱
延板焼鈍なしに、もしくは熱延板焼鈍、もしくは、自己
焼鈍を施し、一回または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間
圧延をおこなった後、焼鈍を行ない、引続きスキンパス
冷延後に焼鈍を施す無方向性電磁鋼板の製造方法におい
て、スキンパス前の結晶粒径が、20μm 以上50μm 未満
の場合には3%以上12% 以下、または、50μm 以上200 μ
m 以下の場合は、12% ≧スキンパス率[%] ≧0.04×スキ
ンパス前結晶粒径[ μm]+1の条件でスキンパス冷延する
ことを特徴とする低磁化力での磁束密度が高い無方向性
電磁鋼板の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、低磁化力での磁束
密度が高い無方向性電磁鋼板の製造方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、鉄損を下げる目的で、スキンパス
冷延がおこなわれてきた。そのうち、スキンパス冷延前
の結晶粒径が開示されている従来技術として、以下の先
行技術が挙げられる。特開平2-179823号公報では、冷延
後の仕上連続焼鈍を再結晶以上〜平均結晶粒径20μm 未
満となる条件でおこなった後、3 〜15% の最終スキンパ
ス冷延を施す無方向性電磁鋼板の製造方法が提示されて
いる。

【０００３】また、特開平1-191741号公報では、熱延板
を焼鈍後、3 〜15% スキンパス冷延し、さらに熱延板を
焼鈍し、冷間圧延する無方向性電磁鋼板の製造方法が提
示されている。これは、熱延板にスキンパス冷延した
後、熱延板の結晶粒径をある値以上にし、磁性を改善す
る技術である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】モータの高効率化の要
求が高まるにつれ、モータの設計磁束密度を下げてでも
高効率化をはかるモータが必要になってきた。その結
果、それらモータに使用される無方向性電磁鋼板に対し
て、低磁化力での磁束密度の高い素材が求められるよう
になってきた。この要求を満足するには、最終製品（ス
キンパス冷延に続く焼鈍後の材料）の結晶粒径を十分に
粗大化する必要がある。

【０００５】ところが、特開平2-179823号公報や特開平
1-191741号公報に開示されているような従来の技術で
は、この要求に応えられない。特開平2-179823号公報の
方法では、スキンパス冷延に続く焼鈍後の結晶粒径が充
分に粗大にならず、低磁化力での磁束密度が向上しな
い。また、特開平1-191741号公報では、熱延板の結晶粒
径は粗大化するものの最終製品の粒径を粗大化する技術
ではない。

【０００６】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明者らは、
上記問題に鑑み、鋭意検討を行った結果、スキンパス冷
延前の結晶粒径とスキンパス冷延圧下率を制御すること
により、上記課題を解決できることを究明した。その内
容は以下の通りである。重量% で、C ≦0.010%、0.1%≦
Si≦2.0%、Mn≦1.5%、Al≦1.0%、P ≦0.15% 、S ≦0.01
% 、N ≦0.01%、を含有し、残部はFe及び不可避的不純
物からなる鋼を、熱間圧延後、そのまま熱延板焼鈍なし
に、もしくは熱延板焼鈍、もしくは、自己焼鈍を施し、
一回または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延をおこな
った後、焼鈍を行ない、引続きスキンパス冷延後に焼鈍
を施す無方向性電磁鋼板の製造方法において、スキンパ
ス前の結晶粒径が、20μm 以上50μm 未満の場合にはス
キンパス冷延率3%以上12% 以下、または、50μm 以上20
0 μm 以下の場合は、12% ≧スキンパス冷延率[%] ≧0.
04×スキンパス前結晶粒径[ μm]+1の条件でスキンパス
冷延することを特徴とする低磁化力での磁束密度が高い
無方向性電磁鋼板の製造方法である。

【０００７】また、上記鋼に重量% で、Ni≦2.0%、Sn≦
0.50% 、Cu≦1.0%を含有することを特徴とする上記記載
の低磁化力での磁束密度が高い無方向性電磁鋼板の製造
方法である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の詳細を説明する。
まず、本発明の成分限定理由について述べる。C は、鉄
損を増加させる有害な成分で、磁気時効の原因となるの
で、0.010%以下とする。

【０００９】Siは周知のように鉄損を下げるのに有効な
元素であり、この効果を得るためには0.1%以上含有させ
る必要がある。一方、その含有量が増えると磁束密度が
低下し、また、圧延作業性の劣化、仕上げ焼鈍温度の上
昇を招き、さらにはコスト高ともなるので2.0%以下とす
る。MnはSiと同様に鉄損を下げるのに有効な元素ではあ
るが、1.5%超になると磁束密度が下がるので1.5%以下と
する。Mnが0.05% 以下では磁気特性が劣化するので下限
は0.05% とする。

【００１０】AlはSiと同様に、固有抵抗を高めて鉄損を
下げる効果があるため、含有させても良いが、本発明に
おいてはSiにより固有抵抗を高めればよいので特に下限
はもうけない。一方、Al含有量が増えると磁束密度が低
下するので、1.0%以下とする。また、Alには、固溶N を
低減させ、窒化物の微細析出を抑制する効果ももたせて
いるため、Alの少ない場合にはB を添加し、N をBNの形
で粗大析出させて無害化させることも本発明を損なわな
い。

【００１１】P は、0.15% を越えると鉄損を大きくする
ので0.15% 以下とする。S は0.01% を越えるとMnS など
の硫化物が微細に析出し、仕上げ焼鈍時の粒成長を阻害
し、鉄損を大きくするので0.01% 以下とする。N は0.01
% を越えるとAlN などの窒化物が微細に析出し、仕上げ
焼鈍時の粒成長を阻害し、鉄損を大きくするので0.01%
以下とする。

【００１２】Niは飽和磁化を向上させ、集合組織を改善
するので添加するが、過剰添加はコストアップを招くの
で2%以下とする。Snは集合組織を改善するので添加する
が、過剰添加はコストがアップし、脆性が悪化するので
0.5%以下とする。Cuは集合組織を改善するので添加する
が、過剰添加は熱延時の表面疵が増加するので1.0%以下
とする。

【００１３】なお、Ni、Sn、Cuの下限の量については磁気
特性を左右する集合組織改善効果の観点から、それぞれ
Ni:0.1%、Sn:0.01%、Cu:0.05% を下限とする。次に製造方
法の限定理由について述べる。本発明者らは、スキンパ
ス冷延前の結晶粒径[ μm]とスキンパス冷延率[%] につ
いて検討した結果、図１に示すように両者の間には一定
の関係があることが分った。すなわち、スキンパス圧下
率は、高すぎると、引続く焼鈍において新たに再結晶核
が生成し、スキンパス冷延に続く焼鈍後の結晶粒径が微
細になり、ΔB1が向上しないので12% 以下とする。スキ
ンパス圧下率が低すぎると続く焼鈍において、粒成長の
駆動力が下がり、スキンパス冷延に続く焼鈍後の結晶粒
径が粗大化せず、ΔB1が向上しないので3%以上とする。
スキンパス冷延前の粒径が小さすぎると、スキンパス冷
延に続く焼鈍で粒成長する核が増加し、スキンパス冷延
に続く焼鈍後の結晶粒径が微細になるために、20μm 以
上とする。スキンパス冷延前の粒径を大きくしすぎる
と、スキンパス冷延あとの形状が悪化するので200 μm
以下とする。それら効果の間には、実施例で示すよう
に、スキンパス冷延前の結晶粒径が50〜200 μm のとき
は12% ≧スキンパス冷延率[%] ≧0.04×スキンパス前結
晶粒径[ μm]+1の範囲で良好となるのでこの範囲とす
る。ここで、B1とは、H が100[A/m]での磁束密度[T] を
示す。また、ΔB1とは、冷延、焼鈍後の材料を、スキン
パス冷延を行なわずに焼鈍したときのB1と、スキンパス
冷延を行なって焼鈍したときのB1の差を意味する。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）以下に実施例を示す。出発素材を表1 に示
す成分の鋼とし、工程を、熱延、冷延、焼鈍、スキンパ
ス冷延後、750 ℃で2 時間保定後、炉冷とした。

【００１５】

【表１】

【００１６】表2 にスキンパス冷延前の結晶粒径とスキ
ンパス冷延圧下率を様々に変化させた時のΔB1を示す。
スキンパス冷延前の粒径が20μm 以上50μm 未満の場合
には、スキンパス冷延圧下率を3%以上12% 以下とするこ
とにより、ΔB1が向上することがわかる。また、50μm
以上200 μm 以下の場合は、12% ≧スキンパス率[%]≧
0.04×スキンパス前結晶粒径[ μm]+1とすることにより
ΔB1が向上する。

【００１７】

【表２】

【００１８】（実施例２）出発素材を表3 に示す成分の
鋼とし、実施例1 と同様の工程で無方向性電磁鋼板を製
造した。表４に示すようにNi、Sn、Cuを添加しても実施
例1 と同様の効果があることがわかる。

【００１９】

【表３】

【００２０】

【表４】

【００２１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、低
磁化力での磁束密度が高い無方向性電磁鋼板が得られ、
高効率モータ用鉄心材料として用いられる無方向性電磁
鋼板に対する要望に十分にこたえることができ、その工
業的効果は非常に大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】スキンパス冷延前の結晶粒径とスキンパス冷延
圧下率の関係を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量% で、 C ≦0.010%、 0.1%≦Si≦2.0%、 Mn≦1.5%、 Al≦1.0%、 P ≦0.15% 、 S ≦0.01% 、 N ≦0.01% 、 を含有し、残部はFe及び不可避的不純物からなる鋼を、
   熱間圧延後、そのまま熱延板焼鈍なしに、もしくは熱延
   板焼鈍、もしくは、自己焼鈍を施し、一回または中間焼
   鈍を挟む二回以上の冷間圧延をおこなった後、焼鈍を行
   ない、引続きスキンパス冷延後に焼鈍を施す無方向性電
   磁鋼板の製造方法において、スキンパス前の結晶粒径
   が、 20μm 以上50μm 未満の場合には、スキンパス冷延率3%
   以上12% 以下、または、 50μm 以上200 μm 以下の場合は、12% ≧スキンパス冷
   延率[%] ≧0.04×スキンパス前結晶粒径[ μm]+1の条件
   でスキンパス冷延することを特徴とする低磁化力での磁
   束密度が高い無方向性電磁鋼板の製造方法。
2. 【請求項２】 重量% で、更に前記鋼が、 Ni≦2.0%、 Sn≦0.50% 、 Cu≦1.0%、 を含有することを特徴とする請求項1 記載の低磁化力で
   の磁束密度が高い無方向性電磁鋼板の製造方法。