JPS6389621A

JPS6389621A - 平板状リニアパルスモ−タ用コア材の製造方法

Info

Publication number: JPS6389621A
Application number: JP61235142A
Authority: JP
Inventors: Motoyuki Miyahara; 宮原　征行; Yoichiro Okano; 岡野　洋一郎; Masakazu Kumigawa; 汲川　雅一
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1986-10-01
Filing date: 1986-10-01
Publication date: 1988-04-20
Anticipated expiration: 2010-08-30
Also published as: JPH0781165B2

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】皮栗よｑ肌尻分野本発明は、平板状リニアパルスモータ用コア材の製造方
法に関し、詳しくは、フロッピーディスク、タイプライ
タ、プリンタ等におけるヘッド駆動用平板状リニアパル
スモータに用いられる磁気特性にすぐれる板厚１．０ｆ
１以上のコア材の製造方法に関する。

従来ｑ技五リニアパルスモータは、主として可動子、ステータ・コ
イル及び永久磁石から構成されており、可動子には歯が
、また、ステータには溝、孔或いは歯がそれぞれ多数形
成されていて、永久磁石及びコイルによって形成される
磁束をこれらの歯や溝部分に集中し、吸引力を発生させ
ると同時に、吸引力の発生する位置を移動させることに
よって、可動子をピッチ駆動させる。このようなリニア
パルスモークに要求される特性としては、推力、可動子
の位置決め精度、位置のシーク時間、ダンピング特性、
鉄損等を挙げることができる。尚、ダンビング特性にす
ぐれるとは、可動子が目標の位置に到達してから、振動
が整定するまでの時間が短いことをいう。

従来、リニアパルスモータの可動子は、板厚０゜３〜０
．７ｍｍ程度の電Ｍ１鋼板を打ち抜き、積層後、ピンに
よる締め付は固定、かしめ固定等にて組み立てられてい
る。しかし、かかるリニアパルスモータ用可動子におい
ては、電磁鋼板を積層するため、板厚偏差に起因する歯
部の積層ずれが発生しやすく、更に、積層後の締め付け
をピンにて行なう場合は、ピン穴の公差に起因する歯部
の位置ずれが発生しやすいので、歯部の精度をそろえる
ことが困難であり、その結果、リニアパルスモータの推
力、可動子の位置決め精度、シーク時間等のばらつきが
発生する。

一方、所謂オフィス・オートメーション機器の小型化及
び薄肉化の要求が高まるにつれて、これら機器に組み込
まれるリニアパルスモークに対する小型化及び薄肉化の
要求も強まっているが、しかし、従来の上記したような
積層構造によれば、薄肉化に自ずから限界がある。更に
、情報の高密度化に対応して、可動子の移動ピッチ、即
ち、歯のピッチが小さくなる傾向にあり、従来のような
打ち抜き積層型では、歯の精度を高度に維持するのが困
難である。

そこで、既に、モータ特性にすぐれ、且つ、薄肉化を達
成するために、平板状リニアパルスモータが開発されて
いる。この平板状リニアパルスモータは、電磁鋼板を打
ち抜き積層することなく、板厚１．Ｏｎ以上、通常、２
．０〜４．Ｏｎのように板厚の大きいケイ素鋼板に歯、
溝、孔等を機械加工によって設けた可動子及びステータ
を用いる点に特徴を有し、このようにして、高性能及び
低鉄損を確保するものである。

が解°　しようとする間　点しかし、上記のように、板厚の大きいケイ素鋼板の製造
においては、次のような問題がある。即ち、電磁鋼板は
、通常、連続焼鈍設備を用いて焼鈍されるが、板厚が大
きく、特に、約２ｆ１以上もある場合には、設備能力上
、連続焼鈍設備の適用が困難であり、一方、厚板を通板
するために、設備を改造するには、多額の設備投資を必
要とする。

他方、箱焼鈍を適用する場合には、タイトコイル焼鈍で
は、高温焼鈍した場合に、板が相互に焼付きを起こして
、アンコイル時に板形状が悪化する。

オーブンコイル焼鈍によれば、焼鈍後にコイルを巻取る
際に、所謂腰折れが発生し、同様に、板形状が悪化する
。

そこで、本発明者らは、上記した問題を解決するために
鋭意研究した結果、用いる熱延綱板の成分を所定の範囲
とすると共に、所定の圧下率で一次冷間圧延した後、焼
付きの起こらない温度範囲で箱焼鈍して、所定の粒径を
有する再結晶組織を得、かかる鋼板を所定の圧下率で二
次冷間圧延し、引続いて磁性焼鈍を施すことによって、
磁気特性にすぐれるリニアパルスモータ用コア材を得る
ことができることを見出して、本発明に至ったものであ
る。

問題点を解決するための手本発明による平板状リニアパルスモータ用の板厚１．０
鰭以上のコア材の製造方法は、重量％にてＣ０．０２％
以下、Ｓｉ０．５〜３．５％、Ｍｎ　　０．０５〜１．０％、Ｐ　　０１１％以下、ｓ　　　ｏ、ｏｉ％以下、ＡＮ　　１．０％以下、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を熱間圧延し、
必要に応じて熱延板を焼鈍し、酸洗した後、圧下率３０
〜６０％にて一次冷間圧延し、次いで、６００〜７００
℃の温度にて箱焼鈍を施して、粒度番号８以下の再結晶
組織とした後、圧延率３〜１５％にて二次冷間圧延し、
磁性焼鈍を施して、粒度番号３以下の粗粒組織とするこ
とを特徴とする。

先ず、本発明の方法において、用いる綱の化学成分につ
いて説明する。

リニアパルスモータの推力やシーク時間等に影響を及ぼ
すコア材の特性として、磁束密度が挙げられる。この磁
束密度が高いほど、すぐれたモ−夕特性を得ることがで
きる。

先ず、Ｇ　　　０．００３〜０．０３１％、Ｓｉ１．０％、Ｍｎ０．２５％、Ｐ　　　０．０１０％、Ｓ　　　０．００７％、Ａｆ　　０．００２％、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を常法にて熱間
圧延し、板厚５．０ｍｍに仕上げ、脱スケールした後、
板厚２．５Ｎに冷間圧延し、このようにして得た冷延鋼
板を６６０℃にて２時間焼鈍し、粒度番号７．０の再結
晶組織とした後、６％の冷延率にて冷間圧延し、次いで
、この冷延鋼板を８００℃で２時間、磁性焼鈍を施した
。このようにして得た鋼板から試験片を製作し、５０Ｈ
ｚでの磁束密度を測定した結果を第１図に示す。

明らかなように、Ｃ量は磁束密度に大きい影響を及ぼし
、Ｃ量が少ないほど、磁束密度Ｂ、は増大し、Ｃｉｔが
０．０２％以下のときにＢ、が１．３０Ｔを越える。本
発明においては、かかる結果に基づいて、Ｃ量を０．０
２％以下とする。このように、Ｃ量は少ないほど好まし
いが、製鋼技術上、通常、０．００１％程度は含有され
る。

Ｓｔもモータ特性に重要な影響を及ぼす、即ち、Ｓｉは
綱の固有抵抗を増大させ、磁束変動時にコア材に発生す
る渦電流を抑制し、以ってモータの鉄損を改善すると共
に、磁束密度の放ち上がり特性を向上させて、モータの
移動特性を向上させる。

かかる効果を有効に得るために、Ｓｔは少なくとも０．
５％添加することが必要である。しかし、過多に添加す
るときは、冷間圧延が困難となるので、Ｓｉの添加量の
上限は３．５％とする。

Ｍｎは、本発明においては、鋼の熱間脆性を避けるため
に、０．０５％以上が添加される。前述した磁束密度の
向上の観点からは、添加量が少ないほどよいが、１．０
％までは許容される。１．０％を越えるときは、磁束密
度の減少が特に顕著である。

Ｐは、Ｓｉと同様に、鋼中に固溶して、その固有抵抗を
増大させる効果を有する。しかし、０．１％を越えて過
多に添加しても、上記効果が飽和するので、添加量は０
．１％以下に規制される。

Ｓは、Ｍｎと結合して、ＭｎＳを析出し、これは磁束密
度の低下を招くので、Ｓは０．０１％以下とされる。

Ａｌは、ＡＩ！Ｎとして析出することによって、Ｎを固
定すると同時に、Ｓｔと同様に、鋼の固有抵抗を増大さ
せる効果を有する。従って、モータ特性に対して、Ｓｔ
と同様に好ましい影響を与える元素であって、本発明に
おいては、望ましくは０．１０％以上が添加される。し
かし、１．０％を越えるときは、耐火物の著しい劣化を
招くので、製鋼上、好ましくないのみならず、冷間圧延
性も劣化するので、Ａｌ添加量は１．０％以下とする。

−方、ＡＩＮが微細に析出すると、再結晶焼鈍時の結晶
粒成長性が抑制されるため、ＡＩ！Ｎの微細析出を回避
する目的でＡ１を無添加としてもよい。

本発明は、かかる化学成分を有する鋼片を常法にて熱間
圧延し、酸洗した後、圧下率３０〜６０％にて一次冷間
圧延し、引き続いて６００〜７０θ℃の温度にて箱焼鈍
を施し、粒度番号８以下の再結晶ｍ織とした後、圧延率
３〜１５％にて二次冷間圧延し、次いで、磁性焼鈍を施
して、粒度番号３以下の粗粒組織とすることによって、
磁気特性にすぐれる平板状リニアパルスモータ用コア材
を製造するものである。

本発明に従って、板形状が悪化せず、且つ、良好な磁気
特性を有するコア材を得るためには、−次冷延率及び箱
焼鈍の条件、焼鈍後の結晶粒度、二次冷延率を所定の範
囲とすることが必要である。

即ち、本発明よれば、これらの条件を制御して、磁性焼
鈍時に粒度番号３以下の粗大結晶組織を得ることによっ
て、保磁力を低下させることができる。

コア材の鉄損は、主として、渦電流損と履歴損とからな
り、本発明においては、前述したＳｔ、Ｐ及びＡ１等の
添加よって渦電流損を低下させ、他方、磁性焼鈍による
結晶粒の粗大化によって、履歴損を低下させる。ここに
、履歴損は、保磁力によって評価することができる。

先ず、−次冷延率と箱焼鈍の条件及び焼鈍後の結晶粒度
について説明する。後に詳細に説明するように、二次冷
延、磁性焼鈍後に保磁力を小さくするためには、結晶粒
を大きくすることが必要であり、そのためには、−次冷
延、焼鈍後の結晶粒を大きくすることが必要である。−
次冷延、箱焼鈍後の結晶粒は、−次冷延率の低減及び高
温焼鈍によって大きくすることができる。

尚、焼鈍方式に関しては、板厚が１．０１以上、特に、
２．０〜４．　Ｏｗのように厚板の場合には、前述した
ように、設備能力上、連続焼鈍法の適用が困難であるの
で、箱焼鈍法による。一般に、箱焼鈍法には、オーブン
コイル焼鈍法とタイトコイル焼鈍法とが知られているが
、オーブンコイル焼鈍法によるときは、厚板の場合、腰
折れが避けられないので、本発明においては、タイトコ
イル焼鈍法によるのが有利である。

従って、本発明においては、コイル焼鈍法において、焼
付きの発生しない低温領域にて、しかも、結晶粒の大き
くなる一次冷延条件を調査した。

先ず、７００℃を越える温度にて箱焼鈍するときは、焼
付きが発生するので、焼鈍温度の上限を７００℃とする
。−次冷間圧延の冷延率を低くすると、焼鈍後の結晶粒
が大きくなり、−次冷延率を６０％以下とするとき、焼
鈍温度が７００℃以下であっても、焼鈍後の結晶粒度番
号が８以下となる。従って、本発明においては、−次冷
延率の上限を６０％とする。他方、焼鈍温度が６００℃
よりも低い場合は、焼鈍後の結晶粒度番号が８を越える
ため、焼鈍温度の下限を６００℃とする。

また、−次冷延率が３０％よりも少ない場合は、再結晶
温度が上昇するため、粒度番号８以下の組織を得るため
には、焼鈍温度は７００℃を越える。

しかし、焼鈍温度が７００℃を越える場合は、前述した
ように、焼付きが発生するので、−次冷延率は３０％以
上とする。

次に、Ｃ０．００６％、Ｓｉ１．１％、Ｍｎ０．２３％、Ｐ　　　　０．０１３％、Ｓ　　　　０．００５％、Ａｔｔ　　　０．００４％残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を常法にて熱間
圧延し、板厚５．０鶴に仕上げ、脱スケールした後、板
厚２．０　ｍｍに冷間圧延し、このようにして得た冷延
鋼板を５８０〜８００℃の範囲の温度にて１時間焼鈍し
、その後、５％の冷延率にて冷間圧延し、引き続いて、
７５０℃で２時間、磁性焼鈍を施した。このようにして
得た焼鈍板から試験片を製作し、これについて、磁性焼
鈍後の結晶粒度及び保磁力に及ぼす一次冷延及び焼鈍後
の結晶粒度の影響を第２図に示す。

明らかなように、−次冷間圧延及び焼鈍後の結晶粒度は
、磁性焼鈍後の結晶粒度及び保磁力に大きい影響を及ぼ
す。−次冷延、焼鈍後の結晶粒度番号が小さいほど、即
ち、結晶粒径が大きいほど、磁性焼鈍後の結晶粒度番号
が小さくなり、即ち、結晶粒径が大きくなり、−次冷延
、焼鈍後の結晶粒度番号が８以下であるとき、磁性焼鈍
後、結晶粒度番号が３以下となり、且つ、保磁力Ｈｃ、
ｓが６０Ａ／ｍ以下となる。

次に、第２図の場合と同じ成分組成の鋼片を用い、同様
にして、板厚２．　Ｏｗｍに冷間圧延した後、７００℃
で２時間焼鈍を施した。粒度番号は７．４であった。こ
の焼鈍板に０〜３０％の範囲の圧下率にて二次冷間圧延
を行ない、引き続いて、温度８００℃にて２時間磁性焼
鈍を施した。かかる焼鈍仮について、磁性焼鈍後の結晶
粒度に及ぼす二次冷間圧延の圧下率の影響を第３図に示
す。

二次冷間圧延の圧下率が３％よりも少ないときは、混粒
組織となるのに対して、３％以上のとき、均一な粗粒組
織を得ることができる。特に、二次冷間圧延の圧下率が
３〜１５％の範囲にあるとき、粒度番号３以下の粗粒組
織を得ることができる。

なかでも、二次冷間圧延の圧下率が３〜１０％の範囲に
あるとき、粒度番号は２以下である。このように、低圧
下領域においては、混粒が発生しやすいので、本発明に
おいては、二次冷間圧延の圧下率は３〜１５％の範囲と
し、特に、５〜１０％の範囲にあることが好ましい。

本発明において、コア材は、通常、板厚１．０鶴以上と
される。平板状リニアパルスモータは、コア材に発生す
る磁束を歯部等に集中して推力を得るものである。ここ
に、所定の推力を確保するために必要とされる磁束を達
成するためには、板厚、コイルの巻数、コイルに流れる
電流の大きさが調整されるが、板厚については、一般に
１．０鶴以上が要求されるからである。

磁性焼鈍は、通常、７５０〜９５０℃で０．５〜３時間
、加熱することによって行なわれる。この磁性焼鈍は、
コア材の機械加工の前後のいずれに行なってもよい、し
かし、一般に、塑性歪が導入されるときは、磁気特性が
劣化するので、コア材の塑性歪みを完全に除去する観点
からは、機械加工の後に磁性焼鈍を施すのが好ましい。

光貝Ω匿果以上のように、本発明によれば、所定の化学成分を有す
る熱間圧延鋼板の一次冷間圧延、箱焼鈍及び二次冷間圧
延の条件を調整することによって粗粒組織とし、か（し
て、磁気特性にすぐれるリニアパルスモーク用コア材を
製造することができる。

ス」１匹以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこ
れら実施例により何ら限定されるものではない。

実施例１第１表に示す成分を有する鋼片Ａ及びＢをそれぞれ常法
に従って板厚５１ｍに熱間圧延し、酸洗した後、第２表
に示す条件にて一次冷間圧延し、引き続いてタイトコイ
ル箱焼鈍を施し、その後、二次冷間圧延し、次いで、８
００℃で２時間磁性焼鈍を施した。このようにして得た
コア材の特性を第２表に示す。

本発明の方法によれば、磁性焼鈍後の結晶粒度が３以下
であって、すぐれた磁気特性を有している。

これに対して、比較例１は、製造条件は本発明の方法と
同じであって、磁性焼鈍後に結晶粒度３以下を得たが、
ｃｌが高いために、磁気特性に劣る。比較例３は、焼鈍
温度が高いので、焼鈍後の結晶粒度番号は８以下である
が、焼付きの発生が顕著であって、コイルを巻戻したと
き、板形状が悪化したため、次工程の処理が不可能であ
った。

比較例４は、−次冷間圧延の冷延率が高く、焼鈍後の結
晶粒度番号が８を越え、その結果、磁性焼鈍後の結晶粒
度番号が３を越えるので、磁気特性に劣る。また、比較
例５は、二次冷間圧延の冷延率が高く、この場合も、磁
性焼鈍後の結晶粒度番号が３を越えるので、磁気特性が
劣化している。

実施例２第１表に示す成分を有する鋼片Ｃを常法に従って板厚４
．５寵に熱間圧延し、８００℃で２分間加熱して熱延板
を焼鈍し、酸洗した後、第３表に示す条件にて一次冷間
圧延、タイトコイル箱焼鈍、二次冷間圧延を施し、次い
で、８５０℃で２時間磁性焼鈍を施した。このようにし
て得たコア材の特性を第３表に示す。

本発明の方法によれば、磁性焼鈍後の結晶粒度が３以下
であって、保磁力が改善されている。

これに対して、比較法２は２次冷延率が高いため、比較
法４は１次冷延率が高いため、それぞれ結晶粒度番号が
３より大きく、保磁力が改善されていない、比較法３は
、焼鈍温度が高温のため、焼付きが発生し、コイル巻戻
し時に板形状が悪化したため、次工程の処理を見送った
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、磁性焼鈍後の冷延鋼板について、Ｃ量と５０
Ｈｚでの磁束密度との関係を示すグラフ、第２図は、磁
性焼鈍後の冷延鋼板について、−次冷延及び焼鈍後の結
晶粒度と磁性焼鈍後の結晶粒度及び保磁力との関係を示
すグラフ、第３図は、磁性焼鈍後の冷延鋼板について、
二次冷間圧延における圧下率と磁性焼鈍後の結晶粒度と
の関係を示すグラフである。特許出願人　　株式会社神戸製鋼所代理人　弁理士　　牧　野　逸　部第１図Ｃ−＋（ダ０己第２図グ攻＞衾閉凪屹、競鈍ル社度番号第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）重量％にてＣ０．０２％以下、Ｓｉ０．５〜３．５％、Ｍｎ０．０５〜１．０％、Ｐ０．１％以下、Ｓ０．０１％以下、Ａｌ１．０％以下、残部鉄及び不可避的不純物よりなる鋼片を熱間圧延し、
必要に応じて熱延板を焼鈍し、酸洗した後、圧下率３０
〜６０％にて一次冷間圧延し、次いで、６００〜７００
℃の温度にて箱焼鈍を施して、粒度番号８以下の再結晶
組織とした後、圧延率３〜１５％にて二次冷間圧延し、
磁性焼鈍を施して、粒度番号３以下の粗粒組織とするこ
とを特徴とする平板状リニアパルスモータ用の板厚１．
０ｍｍ以上のコア材の製造方法。