JP2000129410A

JP2000129410A - 磁束密度の高い無方向性電磁鋼板

Info

Publication number: JP2000129410A
Application number: JP10309332A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Oda; 善彦尾田; Nobuo Yamagami; 伸夫山上; Yasushi Tanaka; 靖田中
Original assignee: NKK Corp; Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1998-10-30
Filing date: 1998-10-30
Publication date: 2000-05-09

Abstract

(57)【要約】【課題】一冷圧プロセスによって製造可能な、磁束密
度の高い無方向性電磁鋼板を提供する。【解決手段】重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：4.0％
以下、Mn：0.05〜1.5％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％
以下、Al：2.0％以下、Ｓ：0.02％以下、Co：0.1〜５％
を含有することを特徴とする磁束密度の高い無方向性電
磁鋼板。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【従来の技術】近年、モータの省エネルギーの観点よ
り、コア材として使用される無方向性電磁鋼板には、よ
り鉄損の低い材料が求められるようになっている。鉄損
を低減するためにはSi+Al量を高めることが効果的であ
り、このことから、省エネルギーを追求するモータには
Si+Al量が１〜３％程度の中・高級電磁鋼板が使用され
ている。

【０００２】しかし、Si、Alは非磁性体であることから
Si、Alを多量に添加した材料では磁束密度が低下する。
コア材の磁束密度が低下した場合には、鉄心の寸法を大
きくする必要があり、モータが大型化する問題点があっ
た。このことから、中・高グレードの電磁鋼板において
も、より磁束密度の高い材料が求められるようになって
いる。

【０００３】中、高グレード材の磁束密度を高める手法
として特開昭５３−６６８１６号公報にはＣ:0.02％以
下、Si：1.6〜3.5％、Al：0.2〜2.5％、Mn：0.1〜1.0
％、Ｓ：0.005％以下、Ｏ：0.0025％以下の鋼において
熱間圧延後20％以上の冷間圧延を行い、900〜1050℃で
２〜15minの中間焼鈍を行い、引き続き45〜70％の冷間
圧延を行い、930〜1050℃で２〜15minの仕上焼鈍を施す
磁束密度の高い無方向性珪素鋼板の製造方法が開示され
ている。

【０００４】

【発明が解決すべき課題】しかしながら、特開昭５３−
６６８１６号公報に記載される技術のように、二冷圧法
にて電磁鋼板を製造した場合には一冷圧法に比べ、中間
焼鈍、二次冷圧というプロセスが増えるため、コストの
著しい増大と製造期間の長時間化という問題を有してい
た。このため、従来の一冷圧プロセスによって製造可能
な、磁束密度が高い鋼板が求められていた。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑みなされたも
のであり、一冷圧プロセスによって製造可能な、磁束密
度の高い無方向性電磁鋼板を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、Coを0.
1〜5％の範囲で含有させるすることにより、一冷圧プロ
セスによって製造される無方向性電磁鋼板においても、
磁束密度を高めることにある。すなわち、前記課題を解
決するための第１の手段は、重量％で、Ｃ：0.005％以
下、Si：4.0％以下、Mn：0.05〜1.5％、Ｐ：0.2％以
下、Ｎ：0.005％以下、Al：2.0％以下、Ｓ：0.02％以
下、Co：0.1〜５％を含有することを特徴とする磁束密
度の高い無方向性電磁鋼板（請求項１）である。

【０００７】また、前記課題を解決するための第２の手
段は、重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：4.0％以下、M
n：0.05〜1.5％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％以下、A
l：2.0％以下、Ｓ：0.02％以下、Co：0.1〜５％を含有
することを特徴とする磁束密度の高い無方向性電磁鋼板
（請求項２）である。

【０００８】なお、残部が実質的にFeであるとは、不可
避不純物の他、本発明の作用効果を無くさない限り、他
の微量元素を含有するものが、本発明の範囲に入ること
を意味する。なお、本明細書、図面において、鋼の組成
を示す％は、特に断らない限り重量％であり、ppmも重
量ppmである。

【０００９】（発明に至る経緯とCoの限定理由）本発明
者らは、一冷圧プロセスによって製造される無方向性電
磁鋼板の磁束密度をさらに向上させる手法に関し鋭意検
討した結果、Coを0.1〜5％の範囲で含有させることによ
り、磁束密度が大幅に向上することを見いだした。

【００１０】以下、本発明を実験結果に基づいて詳細に
説明する。最初に、磁束密度に及ぼすCoの影響を調査す
るため、Ｃ：0.0025％、Si：2.85％、Mn：0.20％、Ｐ：
0.01％、Al：0.31％、Ｎ：0.0021％とし、Co量をtr.〜
８％の範囲で変化させた鋼を実験室にて真空溶解してス
ラブを製造し、熱延後、酸洗を行った。引き続きこの熱
延板に75％Ｈ₂-25％Ｎ₂雰囲気で830℃×３hrの熱延板焼
鈍を施した。その後、板厚0.35mmまで冷間圧延し、10％
Ｈ₂-90％Ｎ₂雰囲気で900℃×１min間の仕上焼鈍を行っ
た。

【００１１】図１に、このようにして得られたサンプル
のCo量と磁束密度Ｂ₅₀の関係、図２にCo量と硬度の関係
を示す。ここで、磁気特性は外径45mm、内径33mmのリン
グサンプルを用い、一次100turn、二次100turnの巻線を
施して周波数50Hzにて測定を行った。また、硬度はビッ
カース硬度計により荷重500gにて測定を行った。

【００１２】図１より、Coを0.1％以上とした場合に大
幅な磁束密度向上が達成されることがわかる。この原因
は明確でないが、Coが冷延焼鈍時の集合組織形成に影響
を与え、磁気特性に好ましい（１００）および（１１
０）面が増大したためと考えられる。以上のことより本
発明に於いては、Co量の範囲を0.1％以上に限定する。

【００１３】しかし、Co量が５％以上となった場合には
磁束密度は高いものの、図２に示すように硬度（ＨＶ）
が高くなり、打ち抜き性を劣化させるため、上限を５％
とする。

【００１４】（その他の成分の限定理由）次に、その他
の成分の限定理由について説明する。Ｃ：Ｃは磁気時効の問題があるため0.005％以下とす
る。 Si： Siは鋼板の固有抵抗を上げるために有効な元素で
あるが、4.0％を超えると飽和磁束密度の低下に伴い磁
束密度が低下するため上限を4.0％とする。 Mn： Mnは熱間圧延時の赤熱脆性を防止するために、0.
05％以上必要であるが、1.5％以上になると磁束密度を
低下させるので0.05〜1.5％とする。Ｐ：Ｐは鋼板の打ち抜き性を改善するために必要な元
素であるが、0.2％を超えて添加すると鋼板が脆化する
ため0.2％以下とする。Ｎ：Ｎは、含有量が多い場合にはAlＮの析出量が多く
なり、鉄損を増大させるため0.005％以下とする。 Al： AlはSiと同様、固有抵抗を上げるために有効な元
素であるが、2.0％を超えると飽和磁束密度の低下に伴
い磁束密度が低下するため上限を2.0％とする。Ｓ：Ｓは多く含まれると鉄損を増大させるため、上限
を0.02％とする。

【００１５】（製造方法）本発明においては、Coをはじ
め所定の成分が所定の範囲内であれば、製造方法は通常
の無方向性電磁鋼板を製造する方法でかまわない。すな
わち、転炉で吹練した溶鋼を脱ガス処理し所定の成分に
調整し、引き続き鋳造、熱間圧延を行う。熱間圧延時の
仕上焼鈍温度、巻取り温度は特に規定する必要はなく、
無方向性電磁鋼板を製造する一般的な温度でかまわな
い。また、熱延後の熱延板焼鈍は行っても良いが必須で
はない。次いで１回の冷間圧延、もしくは中間焼鈍をは
さんだ２回以上の冷間圧延により所定の板厚とした後
に、最終焼鈍を行う。

【００１６】

【実施例】鋼を転炉で吹練した後に脱ガス処理を行うこ
とにより、表１に示す所定の成分に調整後、鋳造し、ス
ラブを1140℃で１hr加熱した後、板厚2.0mmまで熱間圧
延を行った。熱延仕上げ温度は800℃とした。巻取り温
度は550℃とした。巻取り後75％Ｈ₂-25％Ｎ₂雰囲気にて
860℃×３hrの熱延板焼鈍を施した。その後、板厚0.35m
mまで冷間圧延を行い、10％Ｈ₂-90％Ｎ₂雰囲気中にて95
0℃×１minの仕上焼鈍を施した。

【００１７】磁気測定はリング試験片を用いて行った。
また、ビッカース硬度は荷重500gにて測定を行った。各
鋼板の磁気特性（鉄損Ｗ_15/50と磁束密度Ｂ₅₀）及び硬
度を表１に併せて示す。

【００１８】

【表１】

【００１９】表１より、鋼板成分のうちCoをはじめ他の
所定の成分を本発明範囲に制御した本発明鋼の場合に、
仕上焼鈍後の磁束密度（Ｂ₅₀）の高い鋼板が得られるこ
とがわかる。

【００２０】これに対し、No.5の鋼板は、Coの範囲が本
発明の範囲を下回っているので、磁束密度が低くなって
いる。No.6の鋼板は、逆に、Coの範囲が本発明の範囲を
上回っているので、磁束密度は高いものの、硬度が高く
なっている。No.7の鋼板は、Coの範囲が本発明の範囲内
にあるので、磁束密度は高いものの、Ｃの範囲が本発明
の範囲を超えているので、鉄損が高く、かつ磁気時効の
問題を有している。

【００２１】No.8の鋼板は、Siの範囲が本発明の範囲を
超えているので、磁束密度が低くなっている。No.9の鋼
板は、Mnの範囲が本発明の範囲を超えているので、磁束
密度が低くなっている。No.10の鋼板は、Alの範囲が本
発明の範囲を超えているので、磁束密度が低くなってい
る。No.11の鋼板は、Ｎの範囲が本発明の範囲を超えて
いるので、鉄損が高く、かつ、磁束密度が低くなってい
る。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において
は、Coを0.1〜5％の範囲で添加することにより、一冷圧
プロセスによって製造される無方向性電磁鋼板において
も磁束密度を高めることができる。本発明に係る無方向
性電磁鋼板は、モーターやトランスのコア材等、高い磁
束密度が要求される電気材料として広く使用するのに適
当である。

【図面の簡単な説明】

【図１】Co量と仕上焼鈍後の磁束密度（Ｂ₅₀）との関係
を示す図である。

【図２】Co量と仕上焼鈍後の硬度との関係を示す図であ
る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：4.0％
以下、Mn：0.05〜1.5％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％
以下、Al：2.0％以下、Ｓ：0.02％以下、Co：0.1〜５％
を含有することを特徴とする磁束密度の高い無方向性電
磁鋼板。
【請求項２】重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：4.0％
以下、Mn：0.05〜1.5％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ：0.005％
以下、Al：2.0％以下、Ｓ：0.02％以下、Co：0.1〜５％
を含有し、残部が実質的にFeよりなることを特徴とする
磁束密度の高い無方向性電磁鋼板。