JP2000045040A - 切削性が良好で鉄損の少ない無方向性電磁鋼板 - Google Patents
切削性が良好で鉄損の少ない無方向性電磁鋼板Info
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Abstract
法精度の向上を目的として切削加工する用途に適した、
切削加工性を有し、なおかつ、鉄損の低い電磁鋼板を提
供する。 【解決手段】 C:0.01%以下、Si:0.1〜
3.5%、Mn:0.1〜1.0%、P:0.2%以
下、S:0.002〜0.040%、Al:0.1〜
1.0%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなる電磁鋼板であって、圧延方向と平行な断面におけ
る非金属介在物のうち、最大粒子径が0.1μm以上2
0μm以下のMnS単体およびMnSにAlNやAl2
O3が複合したMnS系介在物を、1〜50個/mm2含
ませることによって、切削加工に際し必要十分な切削加
工性を有し、鉄損の低いセミプロセス電磁鋼板が得られ
る。
Description
使用される無方向性電磁鋼板のうち、鋼板を打ち抜き、
積層して鉄心としたのち、形状修正または寸法精度の向
上を目的として、積層した鉄心を切削加工する用途に用
いられる切削性が良好で鉄損の少ない無方向性電磁鋼板
に関する。
少なく、かつ低振動で回転させるには、電動機を構成す
る各部品に高い寸法精度が要求される。高い寸法精度に
は、回転子鉄心の外径寸法、軸挿入穴の寸法精度および
固定子鉄心の内径寸法精度も含まれ、非常に重要であ
る。これらの寸法精度を向上させるには、回転子および
固定子の鉄心を打ち抜いた後の寸法精度の高いことが重
要である。
層後の鉄心に高精度の切削加工を施し、目的の寸法に修
正する方法がある。このように切削加工によって寸法を
修正する場合は、材料となる電磁鋼板の切削加工性が重
要である。しかしながら、従来の電磁鋼板は、積層後の
鉄心に高精度の切削加工を施すことは考慮していない。
また、切削加工性を改善することも行われていない。
は、鉄心の材料である無方向性電磁鋼板の鉄損の低いこ
とが要求される。例えば、需要家が所定の形状に打ち抜
き、歪取り焼鈍を行って磁気特性を現出させるセミプロ
セス製品の場合であっても、歪取り焼鈍後の鉄損の低い
ものが要求される。歪取り焼鈍後の鉄損を低くするに
は、歪取り焼鈍における結晶粒の成長をできるだけ促進
する必要がある。
る方法としては、下記の方法が知られている。 (a) 特開昭56−38420号公報に開示のよう
に、C:0.05%以下、SiあるいはSiとAlの和
が1.5%以下、Mn:0.1〜1%、P:0.2%以
下、残部Feおよび不可避的不純物よりなる鋼塊もしく
は連続鋳造したスラブを、熱間圧延の終了温度を{89
1−900(C%)+50(Si%)−88(Mn%)
+190(P%)+380(Al%)}℃で表される温
度と、{882−5750(C%)+5880(C%)
2+50(Si%)−82(Mn%)+170(P%)
+380(Al%)}℃で表される温度の中央値と75
0℃との間の温度範囲内となし、かつ、巻取り温度を6
80℃以上とし、最終工程でスキンパス等の低圧下率の
調質圧延を実施し、これによって付与された残留歪エネ
ルギーの作用によって、需要家での歪取り焼鈍において
結晶粒の成長促進を図る。 (b) 特開昭63−255323号公報に開示のよう
に、冷延鋼帯を再結晶温度以上で連続焼鈍したのち、2
50℃以下まで平均冷却速度15℃/秒以上で冷却し、
調質圧延を実施し、これによって付与された残留歪エネ
ルギーの作用によって、需要家での歪取り焼鈍において
結晶粒の成長促進を図る。 (c) 特開平6−108149号公報に開示のよう
に、C、N、S、Ti、Zr、Nb、V、As、Mo、
Cr、W、Oなど、歪取り焼鈍における結晶粒の成長を
妨げる働きを有する不可避的不純物の鋼中含有量を制限
することによって、需要家での歪取り焼鈍における結晶
粒の成長を容易にする。 (d) C:0.15%以下、Si:0.1un1.0
%、Sol.Al:0.001〜0.005%、Mn:
1.5%以下、S:0.008%以下、N:0.01%
以下、T.O:0.02%以下、残部Feおよび不可避
的不純物よりなる無方向性電磁鋼板において、製品中の
SiO2、MnO、Al2O3の3種の介在物の総重量に
対するMnOの重量の割合を、15%以下とすると共
に、SiO2の重量の割合を75%以上とすることによ
って、需要家での歪取り焼鈍において結晶粒の成長促進
を図り、鉄損を低下させる。
(a)〜(d)の方法は、材料である電磁鋼板の打ち抜
き積層後の切削加工性について全く着目していない。し
かも、本発明者らが電磁鋼板の切削加工性の改善に有効
な析出物であると考えるMnSについて、その必要性に
ついて言及していない。また、前記(a)(b)の方法
は、通常の冷間圧延に比較し、小さな歪を調質圧延によ
り付与することを特徴とするため、電磁鋼板全体に均一
な歪を付与することが困難である。このため、需要家で
の打ち抜き加工に際し、残留歪の不均一による反りの問
題が発生し易いという欠点があり、高い寸法精度は望む
ことはできない。
性電磁鋼板のうち、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、
積層して鉄心としたのち、形状修正または寸法精度の向
上を目的として切削加工するに際し、必要とする切削加
工性を有し、なおかつ、低鉄損の電磁鋼板を提供するこ
とにある。
の固有抵抗値を上昇させて鉄損を低下させるのに効果的
な元素であるSi、Mn、Alの添加量と、切削加工性
の改善に効果的な非金属介在物であるMnS単体および
MnS系介在物の析出と密接な関係をもつSの添加量と
を、適正な範囲に規定することによって、切削加工性と
磁気特性がともに優れた電磁鋼板を得ることができると
の知見を得た。
向性電磁鋼板は、C:0.01%以下、Si:0.1〜
3.5%、Mn:0.1〜1.0%、P:0.2%以
下、S:0.002〜0.040%、Al:0.1〜
1.0%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなる。そして、本発明においては、MnS単体および
MnS系介在物の最適な大きさのものの個数を特定する
ことによって、切削加工性と磁気特性とを両立させるこ
とを特徴としている。このため、本発明の無方向性電磁
鋼板は、圧延方向と平行な断面における非金属介在物の
うち、最大粒子径が0.1μm以上20μm以下のMn
S単体およびMnSにAlNやAl2O3が複合したMn
S系介在物を、1〜50個/mm2含むこととしてい
る。
0.1〜3.5%、Mn:0.1〜1.0%、P:0.
2%以下、S:0.002〜0.040%、Al:0.
1〜1.0%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純
物からなる鋼板が、圧延方向と平行な断面における非金
属介在物のうち、最大粒子径が0.1μm以上20μm
以下のMnS単体およびMnSにAlNやAl2O3が複
合したMnS系介在物を、1〜50個/mm2含むこと
によって、切削加工性が良好で、鉄損の少ない無方向性
電磁鋼板を得ることができる。
分を限定した理由は、下記のとおりである。Cは、炭化
物を析出して磁気時効による磁気特性の劣化を招く有害
な元素で、少ないほど好ましいが、脱炭コストによる経
済性を勘案して、上限を0.01%以下とした。
成分として有用であるが、0.1%未満ではその効果が
十分でなく、また、3.5%を超えると冷間圧延が困難
となるため、0.1〜3.5%とした。
結晶粒の成長に有害な微細な硫化物の析出を抑える働き
があり、また、Siと同様に固有抵抗値を高めて鉄損を
下げる元素としても有用であるが、0.1%未満ではそ
の効果が十分でなく、1.0%を超えると最終焼鈍での
結晶粒の成長性が悪化するとともに、材料コストの上昇
を招くため、0.1〜1.0%とした。
り、0.2%を超えると熱間圧延性が著しく低下し、熱
間圧延が不能となるため、0.2%以下とした。
され、最終焼鈍での結晶粒の成長に有害な微細な硫化物
の析出を押さえ、切削性を改善する働きがあるが、0.
002%未満では切削性の改善が十分でなく、0.04
0%を超えると微細な硫化物が析出し、最終焼鈍での結
晶粒の成長を抑制して鉄損が上昇するため、0.002
〜0.040%とした。
次ぎのとおりである。 C:0.001%以下、P:0.01%を含有する鋼中
のSi、Mn、Alの含有量を図1に示すように変化さ
せた3種類について、S含有量が0.001%、0.0
015%、0.0020%、0.0030%、0.00
50%、0.010%、0.015%、0.020%、
0.040%、0.060%となるよう通常の方法で溶
製したのち、連続鋳造してスラブとした。この各スラブ
は、1150℃に再加熱したのち、通常の方法によって
熱間圧延し、板厚2.3mmの熱延コイルに仕上げた。
各熱延コイルは、通常の方法によって酸洗し、必要に応
じて延板焼鈍を施したのち、通常の方法によって冷間圧
延し、板厚0.5mmの冷間鋼帯とし、850℃で連続
焼鈍したものを供試材として使用した。
m、内径30mmの孔あき円板をそれぞれ100枚打ち
抜き、これを積層してかしめたのち、旋盤を用いて内径
を0.5mm切削加工し、採取した切り屑1個当たりの
平均重量を測定し、切り屑が小さいほど切削性が良好と
判断し、切り屑重量0.2g/個以下を切削性良好と定
めた。そして、S含有量と切り屑重量との関係を求め
た。その結果を図1に示す。なお、旋盤での切削加工条
件は、使用したバイトが住友電工株式会社製、品番T1
2A、旋盤の回転数は500rpm、送り量は0.15
mm/回転であった。
2時間焼鈍し、JISC2550に規定の電磁鋼板試験
方法に準じて磁気試験を行い、周波数50Hz、最大磁
束密度1.5Tの時の鉄損(W15/50)で評価し、鉄損
(W15/50)が3.5w/kg以下の範囲を鉄損の良好
な範囲と定めた。そして、S含有量と鉄損(W15/50)
との関係を求めた。その結果を図2に示す。
%以上とすることによって、切削性が良好となることが
確認された。また、図2に示すように、S含有量を0.
040%以下とすることによって、鉄損(W15/50)が
良好であることが確認された。
値を高め、鉄損を減少させる元素として有用であるが、
0.1%未満ではその効果が十分でなく、1.0%を超
えると最終焼鈍での結晶粒の成長性が悪化するととも
に、材料コストの悪化を招くため、0.1〜1.0%と
した。
SにAlNやAl2O3が複合したMnS系介在物の最大
粒子径と個数を特定することによって、磁気特性と切削
性とを両立させることを特徴としている。このため、圧
延方向と平行な断面における非金属介在物のうち、最大
粒子径が0.1μm以上20μm以下のMnS単体およ
びMnSにAlNやAl2O3が複合したMnS系介在物
の個数を、1〜50個/mm2に限定した。MnS単体
およびMnS系介在物の最大粒子径の範囲を0.1μm
以上20μm以下としたのは、0.1μm未満では十分
な切削性改善効果が得られず、20μmを超えると介在
物が内部欠陥または表面傷となり鋼板の品質上問題が発
生するからである。
は、圧延方向と平行な断面であればよく、特に限定され
ないが、圧延方向と平行に垂直切断した切断面を用いる
のが一般的である。圧延方向と平行な断面における最大
粒子径が0.1μm以上20μm以下のMnS単体およ
びMnSにAlNやAl2O3が複合したMnS系介在物
の個数を、1〜50個/mm2に限定した根拠は、下記
のとおりである。 C:0.001〜0.004%、Si:0.2〜0.3
%、Mn:0.1〜0.3%、P:0.07〜0.09
%、S:0.005〜0.025%、Al:0.2〜
0.4%を含有するスラブに、熱間圧延および冷間圧延
を施し、板厚0.5mmとした冷間鋼帯を850℃で1
分間焼鈍したものを供試材として使用した。
0mm、内径30mmの孔あき円板をそれぞれ100枚
打ち抜き、これを積層してかしめたのち、前記と同条件
で旋盤を用いて内径を0.5mm切削加工し、採取した
切り屑1個当たりの平均重量を測定し、切り屑重量0.
2g/個以下を切削性良好と判定した。
ば、圧延方向と平行に垂直切断した切断面おける最大粒
子径が0.1μm以上20μm以下の、MnS単体およ
びMnSにAlNやAl2O3が複合したMnS系介在物
の個数を、JISG0555に規定の鋼の非金属介在物
の顕微鏡試験方法に準じて測定した。そして、最大粒子
径が0.1μm以上20μm以下のMnS単体およびM
nSにAlNやAl2O3が複合したMnS系介在物の個
数と切り屑重量との関係を求めた。その結果を図3に示
す。
0℃で2時間焼鈍し、JISC2550に規定の電磁鋼
板試験方法に準じて磁気試験を行い、周波数50Hz、
最大磁束密度1.5Tの時の鉄損(W15/50)を測定し
た。そして、最大粒子径が0.1μm以上20μm以下
のMnS単体およびMnSにAlNやAl2O3が複合し
たMnS系介在物の個数と鉄損との関係を求めた。その
結果を図4に示す。
m以上20μm以下のMnS単体およびMnSにAlN
やAl2O3が複合したMnS系介在物の個数が、1個/
mm2未満ではMnS単体およびMnSにAlNやAl2
O3が複合したMnS系介在物が十分なチップブレーカ
としての効果を発揮せず、切削性の改善が十分でない。
また、図4に示すように、最大粒子径が0.1μm以上
20μm以下のMnS単体およびMnSにAlNやAl
2O3が複合したMnS系介在物の個数が、50個/mm
2を超えると介在物によって最終焼鈍での結晶粒の成長
が妨げられ、鉄損が悪化する。このため、粒子径が0.
1μm以上20μm以下のMnS単体およびMnSにA
lNやAl2O3が複合したMnS系介在物の個数を、1
〜50個/mm2とした。
といった比較的粒子径が大きいMnS単体およびMnS
系介在物を所定の個数得るには、熱間圧延前のスラブ加
熱温度を低温加熱とし、スラブ加熱時にMnSが固溶し
加熱終了後に微細なMnSとして再析出するのを防ぐた
め、熱間圧延前のスラブ加熱温度は1180℃以下であ
ることが好ましい。更に鉄損を下げたい場合は、スラブ
加熱温度は1150℃以下の低温加熱であることが好ま
しい。
常の方法で溶製したのち、連続鋳造してスラブとした。
この各スラブは、1150℃に再加熱したのち、通常の
方法により熱間圧延し、板厚2.3mmの熱延コイルに
仕上げた。各熱延コイルは、通常の方法により酸洗した
のち、必要に応じて熱延板焼鈍を施した後に、通常の方
法により冷間圧延して板厚0.5mmの冷延鋼帯とし、
850℃で連続焼鈍した。
m、内径30mmの孔あき円板に打ち抜き、100枚を
積層してかしめたのち、前記と同条件で旋盤を用いて内
径を0.5mm切削加工し、採取した切り屑1個当たり
の平均重量で評価した。切り屑が小さいほど切削性が良
好と判断し、切り屑重量0.2g/個以下を切削性良好
と判定した。その結果を表2に示す。
0℃で2時間焼鈍し、JISC2550に規定の電磁鋼
板試験方法に準じて磁気試験を行い、周波数50Hz、
最大磁束密度1.5Tの時の鉄損(W15/50)で評価し
た。また、各供試材を圧延方向と平行に垂直切断した切
断面における最大粒子径0.1μm以上20μm以下の
MnS単体およびMnSにAlNやAl2O3が複合した
MnS系介在物の個数は、JISG0555に規定の鋼
の非金属介在物の顕微鏡試験方法に準じて測定した。そ
の結果を表2に示す。
は、本発明の条件を満たすため、歪取り焼鈍後の鉄損値
が低く、かつ切削性も良好である。これに対し、鋼N
o.7は、C量が高いため、鋼No.1に比較して鉄損
が高いという問題がある。鋼No.8は、Si量不足の
ため、鋼No.1に比較して鉄損が高いという問題があ
る。鋼No.9は、Mn量不足のため、鋼No.1に比
較して鉄損が高いという問題がある。鋼No.10は、
Al量不足のため、鋼No.1に比較して鉄損が高いと
いう問題がある。鋼No.11は、S量が高いため、切
削性は良好であるが、介在物個数が多く、鉄損が高いと
いう問題がある。鋼No.12は、S量不足のため、鉄
損が低いが、介在物個数が少なく、切削性が悪いという
問題がある。鋼No.13は、熱間圧延中にクラックが
生じ、圧延不可であった。
o.1〜6は、鉄損値が低く、かつ切削性も良好であ
る。これに対し、本発明の条件を満足させない鋼No.
7〜13は、鉄損または切削性のいずれか一方または両
方に問題が発生し、鋼No.13においては、熱間圧延
不可であった。
学成分をC:0.01%以下、Si:0.1〜3.5
%、Mn:0.1〜1.0%、P:0.2%以下、S:
0.002〜0.040%、Al:0.1〜1.0%を
含有し、残部がFeおよび不可避的不純物に限定すると
ともに、圧延方向と平行な断面における非金属介在物の
うち、最大粒子径が0.1μm以上20μm以下のMn
S単体およびMnSにAlNやAl2O3が複合したMn
S系介在物を、1〜50個/mm2含むことによって、
切削加工に際し必要十分な切削加工性を有し、鉄損の低
いセミプロセス電磁鋼板である。鋼板を積層して鉄心と
したのち、形状修正または寸法精度の向上のため、切削
加工する用途で使用すると、高い回転精度で、低振動
で、かつ高効率の電動機の製造が可能となり、エネルギ
ー消費量を低減することができる。
均重量と切削性良好範囲との関係を示すグラフである。
グラフである。
nS単体およびMnSにAlNやAl2O3が複合したM
nS系介在物の個数と切削加工により発生する切り屑の
平均重量と切削性良好範囲との関係を示すグラフであ
る。
nS単体およびMnSにAlNやAl2O3が複合したM
nS系介在物の個数と鉄損と鉄損良好範囲との関係を示
すグラフである。
Claims (1)
- 【請求項1】 C:0.01%以下、Si:0.1〜
3.5%、Mn:0.1〜1.0%、P:0.2%以
下、S:0.002〜0.040%、Al:0.1〜
1.0%を含有し、残部がFeおよび不可避的不純物か
らなる電磁鋼板であって、圧延方向と平行な断面におけ
る非金属介在物のうち、最大粒子径が0.1μm以上2
0μm以下の、MnS単体およびMnSにAlNやAl
2O3が複合したMnS系介在物を、1〜50個/mm2
含むことを特徴とする切削性が良好で鉄損の少ない無方
向性電磁鋼板。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP22542798A JP4258859B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 切削性が良好で鉄損の少ない無方向性電磁鋼板 |
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JP22542798A JP4258859B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 切削性が良好で鉄損の少ない無方向性電磁鋼板 |
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JP4258859B2 JP4258859B2 (ja) | 2009-04-30 |
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ID=16829208
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-
1998
- 1998-07-24 JP JP22542798A patent/JP4258859B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JP4258859B2 (ja) | 2009-04-30 |
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