JP2002030397A - 無方向性電磁鋼板とその製造方法 - Google Patents
無方向性電磁鋼板とその製造方法Info
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Abstract
50Hz磁束密度1.5Tでの鉄損が3.0W/kg 以下、かつ表面ヴ
ィッカース硬度が220 以下の無方向性電磁鋼板とその製
造方法を提供する。 【解決手段】 C:0.01%以下、Si:3.0 %以下、M
n:1.0 %以上4.0 %以下、S:0.01%以下、酸可溶A
l:1.0 %以上3.0 %以下、P:0.1 %以下、N:0.005
%以下、残部不可避不純物よりなり、[Si]≦[Al]+[M
n]([ ]内は各元素の質量%) の式を満たし鋼組成を有す
るスラブを1300℃以下の温度で加熱し熱間圧延を行った
後、600 〜1000℃の熱延板焼鈍を行うか、あるいは熱延
まま冷間圧延を1回または中間焼鈍をはさんで2回以上
行い、最終板厚を0.10mm以上0.65mm以下に仕上げ、次い
で700 〜1150℃での連続焼鈍にて仕上げ焼鈍を行い、必
要によりさらに、有機または、有機および無機の複合物
よりなる表面コーティングを鋼板表面に形成する。
Description
とその製造方法に関する。より詳述すれば、エアコンの
コンプレッサに使用されるハーメティックモータ、パソ
コンのハードディスクなどに使用されるスピンドルモー
タ、ハイブリッド自動車や電気自動車の主モータやスタ
ータジェネレータ用のモータ、掃除機や真空ポンプなど
に用いられる高速回転モータ、多極モータであるサーボ
モータなど、主として高効率モータに使用される高性能
電磁鋼板とその製造方法に関する。
トランスに使用されるが、近年、環境問題とエネルギー
問題で火力発電所あるいは自動車から排出されるCO2 、
窒素酸化物等の削減が求められている。
は、消費電力の削減のためにモータの高効率化が求めら
れ、また自動車のエンジンのかわりに電気モータで駆動
する電気自動車やエンジンと電気モータを組み合わせる
ことで排出ガスを削減したハイブリッド電気自動車が開
発されている。
ータが強く求められている。従来技術では、たとえばエ
アコン用のコンプレッサのハーメティックモータにおい
て、誘導モータの鉄心として使用される電磁鋼板はJIS
で規定された50A1300 程度であった。かかる鋼板は、鉄
損が悪く、効率の低いものであるが、Siの含有量が低い
ため、打抜性は良好で、超硬金型の研磨までに300 〜40
0 万パンチは可能であった。
率化とともに永久磁石を使用した同期モータが主流とな
り、また効率改善のためにSiを多量に含有した電磁鋼板
の使用が主流となってきた。これらの用途に用いられる
電磁鋼板はたとえば特開昭57−35626 号公報などに提案
されたJIS 35A230相当の電磁鋼板や、特開平8−60252
号公報や特開平8−49044 号公報などで提案された高周
波特性に優れた薄物電磁鋼板がある。しかし、いずれも
Siを多用するために[Si]>[Al]+[Mn]となりヴィッカー
ス硬度の上昇を招き、例えばモータコア製造において図
1に示すように打抜き性の低下で金型の摩耗が著しく金
型研磨コストの上昇をまねき生産性の低下は免れなかっ
た。
性の両者の優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法
を提供することである。より具体的には、本発明の課題
は、インバータなどの非正弦波励磁による磁気特性が、
400Hz 磁束密度1.5Tでの鉄損70W/kg以下、50Hz磁束密度
1.5Tでの鉄損3.0W/kg 以下であり、かつ表面ヴィッカー
ス硬度が220 以下の無方向性電磁鋼板とその製造方法を
提供することである。
めに、本発明者らは、成分コントロールと表面ヴィッカ
ース硬さのコントロールを行うことで加工性と磁気特性
の両者の優れた無方向性電磁鋼板が得られることを知っ
た。
りなるスラブを熱間圧延を行った後、酸洗し冷間圧延を
行い、あるいは熱延板の焼鈍を行ってから酸洗そして冷
間圧延を行って、所定の板厚まで一回または中間焼鈍を
はさみ2回以上の冷間圧延によって仕上げた後、連続焼
鈍を行い、使用用途によっては、表面に無機バインダー
を含む樹脂あるいは樹脂のみよりなる有機−無機の複合
あるいは有機コーティングを施すことにある。
1.0 %以上4.0 %以下、S:0.01%以下、酸可溶Al:1.
0 %以上3.0 %以下、P:0.1 %以下、N:0.0050%以
下、残部Feおよび不可避不純物よりなり、[Si]≦[Al]+
[Mn]([ ]内は各元素の質量%)の式を満たして化学組成
を有し、最終製品の板厚が0.10mm以上0.65mm以下で、か
つ硬さがヴィッカース硬度荷重1kg測定で220 を越えな
い無方向性電磁鋼板。
ブを1300℃以下の温度で加熱して熱間圧延を行った後、
600 〜1000℃の熱延板焼鈍を行うか、あるいは熱延まま
冷間圧延を1回または中間焼鈍をはさんで2回以上の冷
間圧延を行い、最終板厚を0.10mm以上0.65mm以下に仕上
げ、次いで700 〜1150℃での連続焼鈍にて表面ヴィッカ
ース硬度が荷重1kgで測定して220 を越えないように仕
上げ焼鈍を行うことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製
造方法。
または、有機樹脂および無機バインダの複合物よりなる
表面コーティングを鋼板表面に形成する、上記(2) 記載
の無方向性電磁鋼板の製造方法。
び製造条件を上述のように規定したが、その限定理由を
以下に示す。なお、化学組成を規定する「%」はとくに
ことわりがない限り、「質量%」である。化学組成 C:0.01%を越えて含有すると磁気時効が起こり磁気特
性を劣化させるため0.01%以下とする。好ましくは0.00
5 %以下とする。
3.0 %を越えて含有させるとヴィッカース硬度の上昇を
招くため、3.0 %以下とした。好ましくは2.2 %以下で
ある。
1.0 %未満では効果がなく、4.0 %を越えて添加すると
冷間圧延が困難となるため、1.0 %以上、4.0 %以下と
した。好ましくは、1.5 %以上4.0 %以下である。さら
に好ましくは、2.0 %以上4.0 %以下である。
め、Sは0.01%以下とした。好ましくは、0.005 %以下
である。 酸可溶Al:磁気特性を改善するのに重要な元素である
が、1.0 %未満では効果がなく、3.0 %を超えて含有す
ると硬さの著しい上昇を招き冷間圧延が困難となるた
め、1.0 %以上、3.0 %以下とした。好ましくは1.2 %
以上2.5 %以下である。
を改善するのに重要であるが、0.1%を越えて含有する
と冷間圧延時の破断を引き起こすため、0.1 %以下とし
た。また、0.005 %未満では打抜き性確保の効果が薄く
なるので、好ましくは、0.005 %以上とした。
と結合してAlN を形成し結晶粒を微細化させ磁気特性の
劣化を招くので、Nを0.0050%以下とした。 [Si]≦[Al]+[Mn]: 再結晶組織においてSi、Al、Mnの存
在は鉄損を低減させるために固有抵抗を増加させるが、
その添加により硬さが上昇する。鉄損低減と硬さ上昇と
をバランスさせるべく該当の式を満たすとき、ヴィッカ
ース硬さが220以下を満足させることができることを知
り、Si含有量をAlとMnとの合計含有量以下に制限した。
b、Sn、Zr等の元素が微量存在していてもよい。 製品板厚:0.10mm未満では圧延のコスト高となり、また
占積率の低下が著しく、0.65mmを越えると高周波鉄損の
増加が著しいので0.10mm以上0.65mm以下とした。
下の温度で加熱し通常の熱間圧延を行う。1300℃を越え
た加熱温度は鋼中のMnS を溶解させ磁気特性の劣化を招
く。圧延性を確保するために、好ましくは1100〜1250℃
である。
めに熱延板焼鈍を行ってもよい。熱延板焼鈍温度は600
℃未満では効果がなく、1100℃を越えると結晶粒が過度
に粗大化し、冷間圧延時に破断等のトラブルを引き起こ
す。
を行ってから冷間圧延を行うが、このときの冷間圧延は
1回または中間焼鈍をはさみ2回以上行い、上述のよう
に0.1mm 〜0.65mmと所定の厚みに仕上げる。
う。仕上焼鈍温度が700 ℃未満では再結晶組織が十分得
られず磁気特性は不良となりかつ硬さの上昇を招く。11
50℃超では結晶粒が著しく粗大化しモータコア抜き加工
の際、割れを生じ加工性が劣るので1150℃以下とする。
好ましくは、950 〜1150℃である。
は、鋼板表面に樹脂のみあるいは、アクリル樹脂、ポリ
エステル樹脂、ビニル樹脂等の有機樹脂とクロム、マグ
ネシウム、アルミニウム、モリブデン等の各元素の酸化
物または水酸化物、あるいは硫化物、さらにはホウ酸、
珪酸等の無機バインダーの混合物からなる表面コーティ
ングを施す。有機樹脂単独の表面コーティングを例えば
厚さ0.1 〜1.0 μm行ってもよい。
ラブを、同表中に示した条件にて、加熱して、板厚さ
1.6〜2.8mm にまで熱間圧延を行い、酸洗後、熱延板焼
鈍を行いあるいは行わずに、冷間圧延を行い、それぞれ
表中の板厚に仕上げた。冷間圧延の際の中間焼鈍は、80
0 〜1000℃に加熱することで行った。
結晶焼鈍による仕上げ焼鈍を行ってから、アクリル樹脂
エマルジョン、クロムおよびマグネシウムの酸化物、ほ
う酸よりなる膜厚0.4 μmの表面コーティングをロール
コータ方式により鋼板表面に形成させた。
片を適宜採取して次のような要領で磁気特性および打抜
き性( 表面硬度で代用) を評価した。磁気特性は、可聴
周波数25cmエプスタイン試験枠を用い、非正弦波のうち
PWM (パルス幅変調) によりキャリア周波数3kHz 、
励磁周波数50Hzと400 Hzで磁束密度1.5Tの時の鉄損をJI
S C-2550の方法に従い測定した。
損W15/50は3W/kg以下、W15/400 は70W/kg以下を良好と
した。結果は同じく表1にまとめて示す。
0Hz における磁束密度1.5Tでの鉄損70W/kg以下、50Hzに
おける磁束密度1.5Tでの鉄損3.0W/kg 以下であり、かつ
表面ヴィッカース硬度が220 以下の無方向性電磁鋼板が
得られ、高効率モータの製作を経済的にも可能とするの
であって、実用上の本発明の意義は大きい。
る。
Claims (3)
- 【請求項1】質量%で、 C:0.01%以下、Si:3.0 %以下、Mn:1.0 %以上4.0
%以下、S:0.01%以下、酸可溶Al:1.0 %以上3.0 %
以下、P:0.1 %以下、N:0.0050%以下、残部Feおよ
び不可避不純物よりなり、[Si]≦[Al]+[Mn]([ ]内は各
元素の質量%)の式を満たす化学組成を有し、最終製品
の板厚が0.10mm以上0.65mm以下で、かつ硬さがヴィッカ
ース硬度荷重1kg測定で220 を越えない無方向性電磁鋼
板。 - 【請求項2】 請求項1記載の化学組成を有するスラブ
を1300℃以下の温度で加熱して熱間圧延を行った後、60
0 〜1000℃の熱延板焼鈍を行うか、あるいは熱延まま冷
間圧延を1回または中間焼鈍をはさんで2回以上の冷間
圧延を行い、最終板厚を0.10mm以上0.65mm以下に仕上
げ、次いで700 〜1150℃での連続焼鈍にて表面ヴィッカ
ース硬度が荷重1kgで測定して220 を越えないように仕
上げ焼鈍を行うことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製
造方法。 - 【請求項3】 前記仕上げ焼鈍を行ってから有機樹脂ま
たは、有機樹脂および無機バインダの複合物よりなる表
面コーティングを鋼板表面に形成する、請求項2記載の
無方向性電磁鋼板の製造方法。
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2000212870A JP2002030397A (ja) | 2000-07-13 | 2000-07-13 | 無方向性電磁鋼板とその製造方法 |
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Cited By (9)
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-
2000
- 2000-07-13 JP JP2000212870A patent/JP2002030397A/ja active Pending
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