JPS60106915A - 打抜き性の優れたセミプロセス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】 技　術　分　野 この発明は、平坦度が良好なだけでなく打抜き加工性に
愛れ、しかも打抜き後の形状便化が極めて少ないセミプ
ロセス電磁鋼板４板の製造技術に関するものである。

従　来　技　術 低級電磁鋼板は、主に家電製品用の小型モーターやＥＩ
ココアどの小型トランスに使用されている。この種鋼板
においては、通常Ｓｉ色有凪は低く、ｉｔ、磁特性とし
ては鉄損値よりも磁束密度に優れることが必要とされる
。また打抜き加工性が良いこと、低価格であること、さ
らには自動種層されるため、板厚精度が高いことや鋼板
の平坦度が良いことなど、打抜き・＠層作業性にも優れ
ることが要求される。

そしてこの棹の鋼板としては、ユーザー側で所定の形状
に打抜きついで積層したのち、歪取り焼鈍を施して所定
の磁気特性を付与する、いわゆるセミプロセス電ｍ　鋼
板が主に使用されている。このセミプロセス電ＦｉＢ鋼
板は、打抜き加工後に施す歪取り焼鈍によって、該加工
により導入された歪の除去と結晶粒成長による磁気特性
の付与とを図るものであるから、打抜き加工前における
鋼板の磁気特性はあまり問題とされず、むしろ上述した
ような打抜き作業性および種層作業性の方が問題とされ
る。

かかる打抜き作業において、被打抜き材すなわち鋼板は
軟かすぎてもまた硬すぎても良好な作業性は得られず、
往って銅板硬度には滴正値があり、その値は通常ビッカ
ース硬度で８０〜１８０といわれている。ところでこの
種の鋼板は、前述したとおりｓｉ色有ｈ１が低いため焼
鈍後の鋼板の硬変が十分でなく、打抜き時にかえりが発
生し、しばしばトラブルを起こしていた。また上記の問
題の解決を図るべく圧下率５〜１５％程度のスキンパべ
圧延を施してから打抜き加工を行う場合は、逆に硬度が
高くなり過ぎて、ダイスの損耗が著しく、ダイス寿命を
劣化させる結果となっていた。さらに圧延材の場合は、
鋼板内各部での加工量にばらつきがあるため、鋼板の圧
延坤び率が場所によって異なり、甚しい場合には腹沖び
や耳沖びと叶称される圧延方向のうねりを伴った起伏が
鋼板に出現して、平坦度が劣化するだけでなく、打扱き
作業や間層作業を損うところにも問題を残してい總とこ
ろで鋼板の硬度は、冷廷後が最も高く、その後の焼鈍に
よって軟化するのであるが、焼鈍温度が高い程軟化も著
しいことを考慮すると、適当な温度で焼鈍すれば適切な
硬度が得られるわけである。またその際鋼板に張力をか
けて焼鈍を行うことにより、上記したような腹沖びや耳
卯びなどの形状不良も矯正されることが知られている。

実際、セミプロセス電磁鋼板においては、前述したよう
に予め高温焼鈍によって結晶粒の成長を促進し、磁気特
性を向上させておく必要はないので、６００〜８５０°
Ｃ，２分程度の軽焼鈍を施すこと、は、以ｎｉＪから行
われている。

しかしながらかかる軽焼鈍を、単に温度と時間で管理す
る従来方式では、依然として軽焼鈍後の硬度のばらつき
が大きく、また平坦度か改善されない場合もしばしば発
生していたのである。

上記の問題の解決策として、特開昭５８−８７１２１号
公報において、４００’Ｃ以上、再結晶温度未満の温度
範囲において０　、８５　ｋｇ７Ｍｍ”以上の張力をか
けて連続焼鈍炉内を通板させる方法が提案されている。

しかしながらこの方法では硬度が概して高過ぎる場合が
多く、シかも最大の問題は、ユーザー側で所定の形状に
打抜きついで積層する工程において、打抜き後のハソ状
が不安定であるため、間層時にガイド穴の位置がずれて
Ｎ４１？ｉが不可能となる場合があり、またたとえ積層
できたとしても、積層部端面の凹凸が著しいため占積率
の著しい低下を今儀なくされる場合もあるということで
ある。

かかる現象は、ｌｉ′１層後の歪取り焼鈍によってさら
に甚しくなり、それ故たとえばモーターでは、固定子、
回転千間の間隙のばらつきや、Ｅエコアにおける鉄心接
合部の間隙の増加などによる腸性劣化をもたらしていた
のである。

発明の端緒 発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、冷間圧延後の軽焼鈍におけるＷ１板の再結晶組織
につき、 ■未再結晶部分を残存させない ■再結晶粒の平均粒度を細かくする ■炉内鋼板張力を適正に保つ の８条件を併せて満足することにより、１掲した問題点
の悉くを解決できることを見出した。

発明の構成 この発明は、上記の知見に由来するものである。

すなわちこの発明は、Ｏ＋　ｏ、ｏａ重量％ｃ以下単に
％で示す）以下、Ｓｉ　：　０．５％以下、Ｍｎ：０．
１〜１．０％、Ａｔ　：　０，８％以下、ｐ　：　０．
０２〜０．１％およびＳ　：　０．０４％以下を含有す
る組成になる鋼スラブを熱間圧延し、ついで１回または
中間焼鈍を挾む２回の冷間圧延を施して最終板厚とした
のち、連続焼鈍炉で軽焼鈍を施す一連の工程′よりなる
セミプロセス゛邂ｍｔｉ板のＷ遣方法において、 連続焼鈍炉における炉内鋼板りカ＝０．８〜１．５に９
／ｍ２（１Ｄ　下ニｍ　ｔ’ｋ　ｙＭ度：　５５０〜７
００℃、焼鈍時間＝０．５〜８．０　ｍｉｎの範囲にお
いて、平均粒径が１５μｍ以下の完全再結晶領域とする
軽焼鈍を行うこと を特徴とする打抜き性のしれたセミプロセス電磁鋼板の
製造方法である。

以下この発明を由来するに至った実験結果に皓き、この
発明を具体的に説明する。

さて発明者らは、、ｆｐ！、＆の変動に関する要因を解
析した結果、鋼板の再結晶率や再結晶粒径が最も大きな
鋼板硬変変動要因であることをグ止めた。

すなわち鋼中のＯ，Ｓ、Ｎおよび０などの不純物含有量
や焼鈍時におけるヒートサイクルなどもやはり鋼板の硬
度に１神を及ぼすのではあるが、これらはいずれも鋼板
の再結晶率や再結晶粒径を介して影響を及ぼしてくるの
であり、従って再結晶率や再結晶粒径を制御することに
よって、第１図に示したようにほぼ一砂的に鋼板硬度を
決定できることが判明したのである。

第１図に鋼板の再結晶率および平均結晶粒径が鋼板の硬
度に及ぼす影響についてθＮべた結果を示す。

同図に示したところから明らかなように、セミプロセス
電磁鋼板において好適とされる硬度範囲であるＨｖ：　
８０〜１４０を得るためには、再結晶率５０％以上もし
くは平均結晶粒径２０μｍ以下（再結晶率１００％のと
き）となる焼鈍処理を施すことが必要である。

次にｗ４板の平坦度に及はす、再結晶率、平均結晶粒径
および鋼板す力（ｋｇ／＋ｎｆＡ”　）の影響について
ｎべた結果を、第２図に整理して示す。なお鋼板の平坦
度は急峻度（筐波高さ÷波ピッチ×１００（％）で表わ
される）で評価するものとし、良好な打抜き作業性や積
層作業性のためには急峻ｑ１％以下が必要とされる。

第２図に示された結果から明らかなように、良好な打抜
き、積層作秦に必要な１％以下の急峻度を得るためには
、再結晶率が５０％以上もしくは平均結晶粒径２０μｍ
以下（再結晶率１００％のとき）であってかつ鋼板炉内
張力をＱ、３　Ｑ　ｋｇ／ｌｏｎ”以上とする必要があ
ることがわかった。

次に、打抜き加工後さらには歪取り焼鈍後における打抜
き材の形状が一定しないという問題については、種々θ
翔査の結果、Ｗ４飯の残留歪の異方性に起因しているこ
とが判明した。

すなわち圧延板は、高温で焼鈍を受ける程加工歪が解放
されて残留歪が減少していくのであるが、未再結晶の状
態つまり回復焼鈍の段階では、完全再結晶の状態に比較
して残留歪量は依然として大きい。しかも圧延方向と該
方向に面直な方向とでは、歪城に異方性があるため機械
的性質についても異方性が存在する。ところでｖｉ４＆
中に歪が残留する場合その歪は打抜き加工によって解放
されるので、ｍ＆は加工後一般に収縮する。ここに残留
歪量は圧延方向に大きく、それ故打抜き後の鋼板の収縮
石も圧延方向で大きい。この結果、鋼板の収縮欺に強い
異方性がもたらされ菰のである。

かかる意味から鋼板は、完全に再結晶化させることによ
って、残留歪を棒刀低減し、併せてその異方性を解消さ
せることが望ましいわけである。

そこで発明者らは、第２図に示した成績をイｔＩた各試
料から直径１００ｓａφ中の円板に打抜き、打抜き後の
形状の良否について趣べた。なお形状の良否は、圧延方
向と圧延直角方向における鋼板収縮率の比つまり収縮比
で評価するものとし、この収縮比が２以下であれば事実
上問題はないことを確めた。

第８図より、打抜き加工後に良好な形状が安定して確保
できるのは、再結晶率１ｏｏ％すなわち完全再結晶領域
で、かつ平均結晶粒径が１５μｍ以下、しかも炉内鋼板
張力が１　、５　ｋｙ　／ｌｎｓ”以下の場合であるこ
とが判明した。

なお第８図に示したところにおいて、平均結晶粒径が２
０μｍ以上でしかも炉内張力が高い場合に異方性が大き
いのは、結晶粒径が大きくなって伸び易くなったところ
に、炉内張力によって鋼板の長手方向に張力による歪が
加わったためと考えられる。また丹結晶率１００％未満
では収縮比が好ましくない理由は、一つには圧延時に導
入された歪の除去が不完全なことに起因するためと考え
られる。

以上第１ｔ２および８図に示した結果がら明らかなよう
に、打抜き加工に好適な硬さをそなえ、かつ平坦度が良
好で、しかも打抜き加工後の形状変化が疹めて少ないセ
ミプロセス電磁鋼板を得るためには、該鋼板の製造過程
における冷間圧延後の軽焼鈍として、炉内鋼板張カニ０
．８〜１．５に９／−の下に、平均粒径が１６μｍ以下
の完全再結晶組織となる焼鈍処理を施すことが肝要なわ
けである。

ところで上記した要件とくに平均粒径は、種々の要因た
とえば鋼成分、加熱速度および均熱温度などにより微妙
な影響を受けるため、所定の結晶粒径を得るには、単に
焼鈍温度と焼鈍時間とを規定しただけでは一義的には定
まらない。しかしながら所定の組織を得るための必要条
件としてのツ、１゛ε鈍条件を掲げると次のとおりであ
る。

（１）焼鈍温度：５５０〜７００　’にの発明の成分系
において５５０’Ｃ未満では、完全再結晶が難しく、一
方７００″Ｃを超えると結晶粒成長が甚しく適切な焼鈍
時間が採れない。

（２）焼鈍時間二０．６〜８　ｍｉｎ この発明の成分系において、上記焼鈍温腐域で、完全再
結晶を実現し得るためには少なくとも０．５分は焼鈍時
間が必要であるが、８分を超えると、結晶粒の粗大化を
招くシ、操業性も劣化させるので好ましくない。

次にこの発明において、鋼板の素材成分を前記のとおり
に限定した理由について説明する。

ｏ　：　ｏ、ｏ　ａ％以下 Ｃは１この種鋼板においては、磁気特性に悪影響を与え
るので極力低減することが好ましいが、０１０８％まで
なら許容できる。

Ｓｉ　ｓ　Ｏ，５％以下 Ｓｌは、比抵抗を上げて鉄損値を改善するのに、有用な
元素であるが、あまりに多用に含有されると飽和磁束密
度を低下させ、またコストアップの要因ともなるので、
０．５　％以下の範囲で添加することとした。

Ｍｎ　：　０．１〜１．０％ Ｉｎは、熱間加工性の改善のためには、少くとも０．１
％を１６？とするが、一方で１．０％を超えると磁気特
性の劣化を招くので、０．１〜１．０％の範囲に限定し
た。

Ａｌ　：　０．８％以下 Ａｌは、鉄損値の改善に有効に寄与するが、多量に含有
されるとＳｉ同躇飽和磁束蜜度の低下をもたらし、また
コストアップの要因ともなるので０．８％までの範囲で
添加することとした。

Ｐ　＋　０．０２〜０．１％ Ｐは、硬度を高めるのに有用な元素であるが、０．０２
％未満ではその添加効果に乏しく、一方０．１％を超え
ると冷間加工性の劣化を招くので、０．０２〜０．１％
の範囲で添加することとした。

Ｓ　！　０．０４％以下 Ｓは、磁気特性にとって有害な成分であるので、極力低
減することが望ましいが、０．０４％までなら許容でき
る。

さて上記の如く成分調整された鋼スラブは、１回の冷間
圧延または中間焼鈍を挾む２回の冷間圧延を施して最終
板厚としたのち、軽焼鈍を行うが、前述した如くこの軽
焼鈍において、平均結晶粒径１６μｍ以下の完全再結晶
組織とするわけである。

ここに軽焼鈍は、５５０〜７００°Ｃ，０，５〜８．０
ｍ１ｎの範囲において上記の要件を満足する適切な条件
で施すのであるが、一般にＯ，Ｓ、Ｏ，Ｎなどの不純物
成分量が低くなるに従って、焼鈍温度を下げると共に焼
鈍時間を短縮し、かつ加熱速度を増大させるようにする
ことが望ましい。また連続焼鈍炉内における鋼板の張力
については、良好な平坦度を得るためには前掲第２図に
示したとおり０．８１１９／８１１”以上の蒙力が必要
であるが、一方で打抜き後の形状の安定化のためには、
１．５　ｋｇ／ｌｒｙ”以下に抑制することが肝要であ
る。

続いて連続焼鈍後の鋼板は、必要に応じコーティング処
理が施されて製品となるのである。

実　施　例 ０　：　０．０２０％、Ｓｉ　ｓ　０．１５％、Ｉｎ　
：　０．２５％、ｌｔ　：　ｏ、ｏ　０２％、ｐ　：　
ｏ、ｏ　’ｙ　ｏ％およびＳ二０．０２１１％を含有す
る組成になる銅スラブを、熱間圧延して厚み２．６簡の
熱延９ＩｌＩ板とし、ついで１回の冷間圧勉により最終
板厚０．５０１１ｍの冷延鋼板とした。この９７ｇ４板
を（ａ）、（ｂ）、（０）および（ｄ）に４分割し、連
続焼鈍炉でそれぞれ４６０℃、５５０℃、６５０℃およ
び７５０’Ｃ１７）各温度でそれぞれ２分間の軽焼鈍処
理を施した。なおこのときの炉内鋼板す力は０．５０　
ｋｇ／ｍ”とした。

得られた各鋼板のミクｐ組織の再結晶率、再結晶粒の平
均粒廣、網板硬変、急峻度で表わされる鋼板の５Ｆ坦度
、さらには１００鰭φ円板の打抜きによる鋼板収縮度の
圧廷方同と圧延１１角方向とでの異方性（収縮比）につ
いて調べた結果を、表１にまとめて示す。

表１に示した結果から明らかなように、この発明に従い
得られた鋼板（Ｃｆ）は、再結晶率１００％であってか
つ平均結晶粒径がＩＩＩｐｍ以下の適正な再結晶組織か
らなり、適切な硬変を号するだけでなく、鋼板の急峻度
ならびに収縮比が極めて低い浸れた特性をそなえている
。

発明の効果 かくしてこの発明によれば、打抜き加工に適切な硬度お
よび良好な平坦度をそなえ、しかも該加工後さらには引
続く歪取り焼鈍後においても形状の変化がほとんどない
セミプロセスｍｒＪＨ鋼板を、安定して４１Ｍすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、鋼板の硬度に及ばず再結晶率および平均結晶
粒径の影響を示したグラフ、 第２図は、鋼板の平坦度に及ぼす、再結晶率、平均結晶
粒径および炉内鋼板張力の影響を示したグラフ、 第８図は、打抜き後の鋼板の形状変化に及ｔｒす再結晶
率、平均結晶粒径および炉内鋼板張力の１蕃を示したグ
ラフである。 特許出願人　川崎製鉄株式会社 ゛）、　゛ 第１図 再糸台晶率（％）　手均舶晶鮎径ψ町 （再舶晶牟ｆθθＸ） 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｊ　Ｇ　＋　０．０８重量多以下、 Ｓｉ　：　０．５重量％以下、 Ｍｎ　＋　ｏ、ｉ　〜１．０　ＭＭ＜％、Ａ７　＋　０
   ．８重量％以下、 Ｐ　：　０，０２〜０．１重量％およびｓ　：　ｏ、ｏ
   ４Ｍ１ｉ１％以下 を含有する組成になる鋼スラブを熱間圧延し、ついで１
   回または中間焼鈍を挾む２回の冷間圧延を施して最終板
   厚としたのち、連続焼鈍炉で軽焼鈍を施す一連の工程よ
   りなるセミプロセス電磁鋼板の製造方法において、 連続焼鈍炉における炉内＃ｌ４Ｉｌ！張カニ０．８〜１
   ．５１ｃ９／ｍ”の下に焼鈍温度：５５０〜７００°Ｃ
   １焼鈍時間：　０．５〜ａ、ｏ　ｍｉｎ　（７）範囲ニ
   オイて、平均粒径が１１１１μｍ以下の完全再結晶組織
   とする軽焼鈍を行うこと を特徴とする打抜き性の擾れたセミプロセス電ｒｉｎｗ
   ４板の製造方法。