JP3501002B2 - 飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板 - Google Patents
飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板Info
- Publication number
- JP3501002B2 JP3501002B2 JP00721299A JP721299A JP3501002B2 JP 3501002 B2 JP3501002 B2 JP 3501002B2 JP 00721299 A JP00721299 A JP 00721299A JP 721299 A JP721299 A JP 721299A JP 3501002 B2 JP3501002 B2 JP 3501002B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron loss
- steel sheet
- saturation magnetization
- less
- oriented electrical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【従来の技術】高効率エアコン用モータや電気自動車用
モータのコア材には省エネルギーの観点から低鉄損特性
が要求されるため、一般にSi＋Al＝４％程度の最高級電
磁鋼板が使用されている。 【０００２】 【発明が解決使用とする課題】ところで、このようなモ
ータにおいては、小型化および高トルク化の観点からモ
ータの設計磁束密度を非常に高くするケースがある。例
えば、電気自動車用モータにおいては、ティース部の設
計磁束密度を1.9〜2.0Ｔ程度とする場合もある。このよ
うな用途に、飽和磁化の低いSi＋Al＝４％程度の電磁鋼
板を使用した場合には、磁束の漏洩が生じる可能性があ
る。このため、従来の最高級電磁鋼板では期待されるほ
どモータの効率が向上しないという問題点を有してい
る。 【０００３】一方、飽和磁化確保の観点からは、上述の
モータコア材として低Si電磁鋼板を使用することも考え
られる。しかし、この場合には、磁束の漏洩は防止でき
るものの鉄損が大幅に増大するので、モータの高効率化
を達成することは不可能である。 【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、飽和磁化が高く、しかも低鉄損である無方向性
電磁鋼板を提供することを課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、SiとAl
の少なくとも一方をSi＋Alで3.5％以下含有させ、Ｓ含
有量を0.0009％以下とし、かつ Sb を0.001〜0.05％含有
させることにより、飽和磁化が高く、しかも低鉄損であ
る無方向性電磁鋼板を得ることにある。 【０００６】 すなわち、前記課題は、重量％で、Ｃ：
0.005％以下、Si：1.0〜3.0％、Mn：0.05〜1.0％、Ｐ：
0.2％以下、Ｎ： 0.005 ％以下、 Al：0.1〜1.0％、SiとAl
の少なくとも一方をSi＋Alで3.5％以下、Ｓ： 0.0009 ％
以下、 Sb を 0.001 〜 0.05 ％含有し、残部が実質的にFeで
ある飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板（請求
項１）により解決される。 【０００７】ここに、「残部が実質的にFeである」と
は、本発明の作用効果を無くさない限り、不可避不純物
をはじめとする他の微量元素を含むものが本発明の範囲
に含まれることを意味する。なお、本明細書において
は、特に断らない限り、鋼の成分を示す％は重量％であ
り、ppmも重量ppmである。 【０００８】 （発明に至る経緯と、Si＋Al、Ｓ、Sb の
限定理由） 本発明者らは、飽和磁化が高く、しかも低鉄損である無
方向性電磁鋼板を得るために鋭意検討を行った。以下、
本発明を実験結果に基づいて詳細に説明する。 【０００９】最初に、飽和磁化に及ぼすSi、Al量の影響
を調査するため、Ｃ：0.0015％、Mn：0.15％、Ｐ：0.01
％、Ｎ：0.0018%、Ｓ：0.002％とし、Si＋Al量を1〜4％
とした鋼を実験室にて真空溶解し、熱延後、酸洗を行っ
た。引き続きこの熱延板にSi＋Al＝１〜２％の鋼種につ
いては740℃×３hr、Si＋Al＝２〜３％の鋼種について
は800℃×３hr、Si＋Al＝３〜４％の鋼種については890
℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その後、板厚0.35mmまで
冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2雰囲気で1000℃×２min間
の仕上焼鈍を行った。 【００１０】図１に、このようにして得られたサンプル
のSi＋Al量とＪ500（磁化力50000Ａ/ｍでの磁化）との
関係を示す。ここで、Ｊ500の測定は、25cmエプスタイ
ン枠の1次側コイルの巻き数を1700turnとすることによ
り行った。飽和磁化をＪ500で評価したのは、磁化力500
00Ａ/ｍ以上では磁化の増大が認められなかったためで
ある。○印に対応する測定点のSi＋Al量は、左から、1.
0、1.4、2.0、2.6、3.0、3.2、3.38、3.48、4.0％であ
る。 【００１１】図１よりSi＋Al≦3.5％とすることにより
2.0Ｔ以上のＪ500が得られることがわかる。以上のこと
より、本発明においては、Si＋Al量を3.5％以下とす
る。 【００１２】なお、本実験において磁気特性の一般的な
評価項目であるＢ50（磁化力5000Ａ／ｍにおける磁束密
度）に関しても測定を行ったが、Ｂ50はSi、Al量以外に
熱延板の組織および仕上焼鈍後の組織等の影響も受ける
ため、Ｂ50の高い材料が必ずしもＪ500の高い材料とな
っておらず、Ｂ50の高い材料をそのまま高飽和磁化材と
して用いることは適切でないことも判明した。 【００１３】ところで、Si＋Al≦3.5％の鋼板において
は、Si＋Al＞3.5％の鋼板に比べ固有抵抗が低下するこ
とから渦電流損が増大し、全鉄損が増大することとな
る。このため、従来Si＋Al＞3.5％の電磁鋼板が使用さ
れていた電気機器にSi＋Al≦3.5％の鋼板を使用した場
合には鉄損増大に起因する効率低下が問題となる。そこ
で、Si＋Al≦3.5％の鋼板の低鉄損化を図るべく鋼中の
不純物低減に関して検討を行った。 【００１４】まず、鉄損に及ぼすＳの影響を調査するた
め、Ｃ：0.0015％、Si：2.80％、Mn：0.18％、Ｐ：0.01
％、Al：0.30％、Ｎ：0.0018％としＳ量をtr.〜15ppmの
範囲で変化させた鋼を実験室にて真空溶解し、熱延後、
酸洗を行った。引き続きこの熱延板に100％Ｈ2雰囲気で
890℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その後、板厚0.35mm
まで冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2雰囲気で950℃×２mi
n間の仕上焼鈍を行った。 【００１５】図２に、このようにして得られたサンプル
のＳ含有量と鉄損Ｗ15/50の関係を示す（図中×印）。
図２より、Ｓ含有量を低減することにより、鉄損が徐々
に低減することがわかる。これは、Ｓ含有量の低減によ
り粒成長性が向上したためである。 【００１６】しかし、Ｓ含有量を０ppm近くにしたとし
ても、鉄損は2.5Ｗ／kg程度にしかならない。本発明者
らは、さらに鉄損を低下する方法がないかと考え、光学
顕微鏡にて組織観察を行った。その結果、Ｓ≦９ppmの
領域で鋼板表層に顕著な窒化層が認められた。これに対
し、Ｓ＞９ppmの領域では窒化層は軽微となっていた。
この窒化層は窒化雰囲気で行った熱延板焼鈍時および仕
上焼鈍時に生じたものと考えられる。 【００１７】このＳ低減に伴う窒化反応促進の原因に関
しては次のように考えられる。すなわち、Ｓは表面およ
び粒界に濃化しやすい元素であることから、Ｓ＞９ppm
の領域では、Ｓが鋼板表面へ濃化し、熱延板焼鈍時およ
び仕上焼鈍時の窒素の吸着を抑制しており、一方、Ｓ≦
９ppmの領域ではＳによる窒素吸着の抑制効果が低下し
たためと考えられる。 【００１８】本発明者らは、この極低Ｓ材において顕著
に生じる窒化層が鋼板表層部の結晶粒の成長を妨げ、鉄
損の低下を抑制するのではないかと考えた。このような
考えの下に、本発明者らは窒素吸着の抑制が可能でかつ
極低Ｓ材の優れた粒成長性を妨げることのない元素を添
加することができれば、極低Ｓ材の鉄損はさらに低減す
るのではないかという着想を抱き、種々の検討を加えた
結果、Sbの極微量添加が有効であることを発見した。 【００１９】図２に、前記×印で示したサンプルの成分
に40ppmのSbを添加したサンプルについて同一の条件で
試験をした結果を○印で示す。○印に対応する測定点の
Ｓ量は、左から、１、２、６、７、８、９、11.2、14pp
mである。Sbの鉄損低減効果に着目すると、S＞11ppmの
領域では、Sb添加により鉄損は0.02〜0.04Ｗ／kg程度し
か低下しないが、S≦９ppmの領域では、Sb添加により鉄
損は0.20Ｗ／kg程度低下しており、この間、Ｓ量に応じ
てSb添加による鉄損の低減効果に臨界的な性質が認めら
れる。そして、Ｓ＝９ppmに至って、この臨界的効果が
飽和する。また、このサンプルではＳ量によらず窒化層
は認められなかった。これはSbが鋼板表層部に濃化し窒
素の吸着を抑制したためと考えられる。このような、Sb
の鉄損低減効果における臨界的性質に鑑みて、本発明に
おいては、Ｓ含有量の範囲を９ppm以下に限定する。 【００２０】次にSbの最適添加量を調査するため、Ｃ：
0.0015％、Si：2.70％、Mn：0.15％、Ｐ：0.010％、A
l：0.30％、Ｓ：0.0004％、Ｎ：0.0018％とし、Sb量をt
r.〜600ppmの範囲で変化させた鋼を実験室にて真空溶解
し、熱延後、酸洗を行った。引き続きこの熱延板に100
％Ｈ2雰囲気で890℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その
後、板厚0.35mmまで冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2雰囲
気で950℃×２min間の仕上焼鈍を行った。 【００２１】図３に、Sb量と鉄損Ｗ15/50の関係を示
す。○印に対応する点のSb量は、左から、０、12、25、
35、45、60、81、96、250、340、430、620ppmである。
図３より、Sb含有量が10ppm以上の領域で鉄損が低下
し、Ｗ15/50＝2.05Ｗ／kgが達成されることがわかる。
しかし、Sb含有量をさらに増加し、Sb＞50ppmとなった
場合には、鉄損は再び増大することもわかる。 【００２２】 このSb＞50ppmの領域での鉄損増大原因
を調査するため、光学顕微鏡による組織観察を行った。
その結果、表層細粒組織は認められなかったものの、平
均結晶粒径が若干小さくなっていた。この原因は明確で
はないが、Sbが粒界に偏析しやすい元素であるため、Sb
の粒界ドラッグ効果により粒成長性が低下したものと考
えられる。但し、Sbを600ppmまで含有させてもSbフリー
鋼と比べると鉄損は良好である。以上のことより、請求
項１の発明においては、Sb 含有量は 10ppm 以上とし、ま
た、鉄損の観点より 50ppm 以下に限定する。 【００２３】 【００２４】 【００２５】（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
あるため、下限を1.0％とする。一方、3.0％を超えると
飽和磁化が低下するため上限を3.0％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、1.0％以上になると飽和磁化を
低下させるので0.05〜1.0％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。 【００２６】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、1.0％を超えると飽和磁化が低下するため
上限を1.0％とする。また、0.1％未満の場合にはAlＮが
微細化し粒成長性が低下するため下限を0.1％とする。 【００２７】 （製造方法） 本発明においては、Si＋Al、Ｓ、Sb 含有量をはじめとし
て、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、通常の無方向性電磁鋼板の製造に用いられる温度で
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。次いで一回の冷間圧延、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。 【００２８】 【実施例】表１に示す鋼を用い、転炉で吹練した後に脱
ガス処理を行うことにより所定の成分（表１の鋼成分値
は重量％）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、表１に示
す条件で熱延板焼鈍を施した。その後、板厚0.35mmまで
冷間圧延を行い、表１に示す仕上焼鈍条件で焼鈍を行っ
た。鉄損測定は25cmエプスタイン試験片を用いて行っ
た。また、磁化Ｊ500の測定は25cmエプスタイン枠の1次
コイルを1700turnとすることにより行った。各鋼板の磁
気特性を表１に併せて示す。 【００２９】 表１より、各成分値が請求項１に記載さ
れる範囲にある本発明鋼（No.１〜No. ３）は、比較鋼に
比して、磁化Ｊ500の高さと鉄損Ｗ15/50の低さの両方を
兼ね備えていることがわかる。 【００３０】 これに対し、No. ４〜 No. ７の鋼板は、 Sb
の値が本発明の範囲より高いので、鉄損Ｗ 15/50 が高く
なっている。また、No.14の鋼板は、Si＋Al、Ｓ、Sb の
値が本発明の範囲を外れており、No.15の鋼板はSi＋Al
の値が本発明の範囲を外れているので、いずれも磁化Ｊ
500が低い。No.16〜No.20の鋼板は、いずれもSb の範囲
が本発明の範囲を外れており、この他にNo.16の鋼板はS
iとＳが、No.17とNo.18の鋼板はＳが本発明の範囲を外
れているので、いずれも鉄損Ｗ15/50が高くなってい
る。 【００３１】No.21の鋼板は、Alが本発明の範囲を超え
ているので磁化Ｊ500が低い。No.22の鋼板は、Mnが本発
明の範囲を下回っているので、鉄損Ｗ15/50が高くなっ
ている。これに対し、No.23の鋼板はMnが本発明の範囲
を超えているので、磁化Ｊ500が低い。No.24の鋼板は、
Ｃが本発明の範囲を超えているので、鉄損Ｗ15/50が高
く、磁化Ｊ500が低い。No.25の鋼板は、Ｎが本発明の範
囲を超えているので、鉄損Ｗ15/50が高く、磁化Ｊ500が
低い。 【００３２】 【表１】 【００３３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明は、重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：
1.0〜3.0％、Mn：0.05〜1.0％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ： 0.
005 ％以下、Al：0.1〜1.0％、SiとAlの少なくとも一方
をSi＋Alで3.5％以下、Ｓ： 0.0009 ％以下、 Sb を 0.001 〜
0.005 ％含有し、残部が実質的にFeである無方向性電磁
鋼板であるので、飽和磁化が高く、しかも低鉄損であ
る。 【００３４】本発明に係る無方向性電磁鋼板は、電気自
動車用のモータコア等、高飽和磁化と低鉄損が必要とさ
れる電気材料として広く使用するのに好適である。
モータのコア材には省エネルギーの観点から低鉄損特性
が要求されるため、一般にSi＋Al＝４％程度の最高級電
磁鋼板が使用されている。 【０００２】 【発明が解決使用とする課題】ところで、このようなモ
ータにおいては、小型化および高トルク化の観点からモ
ータの設計磁束密度を非常に高くするケースがある。例
えば、電気自動車用モータにおいては、ティース部の設
計磁束密度を1.9〜2.0Ｔ程度とする場合もある。このよ
うな用途に、飽和磁化の低いSi＋Al＝４％程度の電磁鋼
板を使用した場合には、磁束の漏洩が生じる可能性があ
る。このため、従来の最高級電磁鋼板では期待されるほ
どモータの効率が向上しないという問題点を有してい
る。 【０００３】一方、飽和磁化確保の観点からは、上述の
モータコア材として低Si電磁鋼板を使用することも考え
られる。しかし、この場合には、磁束の漏洩は防止でき
るものの鉄損が大幅に増大するので、モータの高効率化
を達成することは不可能である。 【０００４】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
もので、飽和磁化が高く、しかも低鉄損である無方向性
電磁鋼板を提供することを課題とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明の骨子は、SiとAl
の少なくとも一方をSi＋Alで3.5％以下含有させ、Ｓ含
有量を0.0009％以下とし、かつ Sb を0.001〜0.05％含有
させることにより、飽和磁化が高く、しかも低鉄損であ
る無方向性電磁鋼板を得ることにある。 【０００６】 すなわち、前記課題は、重量％で、Ｃ：
0.005％以下、Si：1.0〜3.0％、Mn：0.05〜1.0％、Ｐ：
0.2％以下、Ｎ： 0.005 ％以下、 Al：0.1〜1.0％、SiとAl
の少なくとも一方をSi＋Alで3.5％以下、Ｓ： 0.0009 ％
以下、 Sb を 0.001 〜 0.05 ％含有し、残部が実質的にFeで
ある飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板（請求
項１）により解決される。 【０００７】ここに、「残部が実質的にFeである」と
は、本発明の作用効果を無くさない限り、不可避不純物
をはじめとする他の微量元素を含むものが本発明の範囲
に含まれることを意味する。なお、本明細書において
は、特に断らない限り、鋼の成分を示す％は重量％であ
り、ppmも重量ppmである。 【０００８】 （発明に至る経緯と、Si＋Al、Ｓ、Sb の
限定理由） 本発明者らは、飽和磁化が高く、しかも低鉄損である無
方向性電磁鋼板を得るために鋭意検討を行った。以下、
本発明を実験結果に基づいて詳細に説明する。 【０００９】最初に、飽和磁化に及ぼすSi、Al量の影響
を調査するため、Ｃ：0.0015％、Mn：0.15％、Ｐ：0.01
％、Ｎ：0.0018%、Ｓ：0.002％とし、Si＋Al量を1〜4％
とした鋼を実験室にて真空溶解し、熱延後、酸洗を行っ
た。引き続きこの熱延板にSi＋Al＝１〜２％の鋼種につ
いては740℃×３hr、Si＋Al＝２〜３％の鋼種について
は800℃×３hr、Si＋Al＝３〜４％の鋼種については890
℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その後、板厚0.35mmまで
冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2雰囲気で1000℃×２min間
の仕上焼鈍を行った。 【００１０】図１に、このようにして得られたサンプル
のSi＋Al量とＪ500（磁化力50000Ａ/ｍでの磁化）との
関係を示す。ここで、Ｊ500の測定は、25cmエプスタイ
ン枠の1次側コイルの巻き数を1700turnとすることによ
り行った。飽和磁化をＪ500で評価したのは、磁化力500
00Ａ/ｍ以上では磁化の増大が認められなかったためで
ある。○印に対応する測定点のSi＋Al量は、左から、1.
0、1.4、2.0、2.6、3.0、3.2、3.38、3.48、4.0％であ
る。 【００１１】図１よりSi＋Al≦3.5％とすることにより
2.0Ｔ以上のＪ500が得られることがわかる。以上のこと
より、本発明においては、Si＋Al量を3.5％以下とす
る。 【００１２】なお、本実験において磁気特性の一般的な
評価項目であるＢ50（磁化力5000Ａ／ｍにおける磁束密
度）に関しても測定を行ったが、Ｂ50はSi、Al量以外に
熱延板の組織および仕上焼鈍後の組織等の影響も受ける
ため、Ｂ50の高い材料が必ずしもＪ500の高い材料とな
っておらず、Ｂ50の高い材料をそのまま高飽和磁化材と
して用いることは適切でないことも判明した。 【００１３】ところで、Si＋Al≦3.5％の鋼板において
は、Si＋Al＞3.5％の鋼板に比べ固有抵抗が低下するこ
とから渦電流損が増大し、全鉄損が増大することとな
る。このため、従来Si＋Al＞3.5％の電磁鋼板が使用さ
れていた電気機器にSi＋Al≦3.5％の鋼板を使用した場
合には鉄損増大に起因する効率低下が問題となる。そこ
で、Si＋Al≦3.5％の鋼板の低鉄損化を図るべく鋼中の
不純物低減に関して検討を行った。 【００１４】まず、鉄損に及ぼすＳの影響を調査するた
め、Ｃ：0.0015％、Si：2.80％、Mn：0.18％、Ｐ：0.01
％、Al：0.30％、Ｎ：0.0018％としＳ量をtr.〜15ppmの
範囲で変化させた鋼を実験室にて真空溶解し、熱延後、
酸洗を行った。引き続きこの熱延板に100％Ｈ2雰囲気で
890℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その後、板厚0.35mm
まで冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2雰囲気で950℃×２mi
n間の仕上焼鈍を行った。 【００１５】図２に、このようにして得られたサンプル
のＳ含有量と鉄損Ｗ15/50の関係を示す（図中×印）。
図２より、Ｓ含有量を低減することにより、鉄損が徐々
に低減することがわかる。これは、Ｓ含有量の低減によ
り粒成長性が向上したためである。 【００１６】しかし、Ｓ含有量を０ppm近くにしたとし
ても、鉄損は2.5Ｗ／kg程度にしかならない。本発明者
らは、さらに鉄損を低下する方法がないかと考え、光学
顕微鏡にて組織観察を行った。その結果、Ｓ≦９ppmの
領域で鋼板表層に顕著な窒化層が認められた。これに対
し、Ｓ＞９ppmの領域では窒化層は軽微となっていた。
この窒化層は窒化雰囲気で行った熱延板焼鈍時および仕
上焼鈍時に生じたものと考えられる。 【００１７】このＳ低減に伴う窒化反応促進の原因に関
しては次のように考えられる。すなわち、Ｓは表面およ
び粒界に濃化しやすい元素であることから、Ｓ＞９ppm
の領域では、Ｓが鋼板表面へ濃化し、熱延板焼鈍時およ
び仕上焼鈍時の窒素の吸着を抑制しており、一方、Ｓ≦
９ppmの領域ではＳによる窒素吸着の抑制効果が低下し
たためと考えられる。 【００１８】本発明者らは、この極低Ｓ材において顕著
に生じる窒化層が鋼板表層部の結晶粒の成長を妨げ、鉄
損の低下を抑制するのではないかと考えた。このような
考えの下に、本発明者らは窒素吸着の抑制が可能でかつ
極低Ｓ材の優れた粒成長性を妨げることのない元素を添
加することができれば、極低Ｓ材の鉄損はさらに低減す
るのではないかという着想を抱き、種々の検討を加えた
結果、Sbの極微量添加が有効であることを発見した。 【００１９】図２に、前記×印で示したサンプルの成分
に40ppmのSbを添加したサンプルについて同一の条件で
試験をした結果を○印で示す。○印に対応する測定点の
Ｓ量は、左から、１、２、６、７、８、９、11.2、14pp
mである。Sbの鉄損低減効果に着目すると、S＞11ppmの
領域では、Sb添加により鉄損は0.02〜0.04Ｗ／kg程度し
か低下しないが、S≦９ppmの領域では、Sb添加により鉄
損は0.20Ｗ／kg程度低下しており、この間、Ｓ量に応じ
てSb添加による鉄損の低減効果に臨界的な性質が認めら
れる。そして、Ｓ＝９ppmに至って、この臨界的効果が
飽和する。また、このサンプルではＳ量によらず窒化層
は認められなかった。これはSbが鋼板表層部に濃化し窒
素の吸着を抑制したためと考えられる。このような、Sb
の鉄損低減効果における臨界的性質に鑑みて、本発明に
おいては、Ｓ含有量の範囲を９ppm以下に限定する。 【００２０】次にSbの最適添加量を調査するため、Ｃ：
0.0015％、Si：2.70％、Mn：0.15％、Ｐ：0.010％、A
l：0.30％、Ｓ：0.0004％、Ｎ：0.0018％とし、Sb量をt
r.〜600ppmの範囲で変化させた鋼を実験室にて真空溶解
し、熱延後、酸洗を行った。引き続きこの熱延板に100
％Ｈ2雰囲気で890℃×３hrの熱延板焼鈍を施し、その
後、板厚0.35mmまで冷間圧延し、10％Ｈ2-90％Ｎ2雰囲
気で950℃×２min間の仕上焼鈍を行った。 【００２１】図３に、Sb量と鉄損Ｗ15/50の関係を示
す。○印に対応する点のSb量は、左から、０、12、25、
35、45、60、81、96、250、340、430、620ppmである。
図３より、Sb含有量が10ppm以上の領域で鉄損が低下
し、Ｗ15/50＝2.05Ｗ／kgが達成されることがわかる。
しかし、Sb含有量をさらに増加し、Sb＞50ppmとなった
場合には、鉄損は再び増大することもわかる。 【００２２】 このSb＞50ppmの領域での鉄損増大原因
を調査するため、光学顕微鏡による組織観察を行った。
その結果、表層細粒組織は認められなかったものの、平
均結晶粒径が若干小さくなっていた。この原因は明確で
はないが、Sbが粒界に偏析しやすい元素であるため、Sb
の粒界ドラッグ効果により粒成長性が低下したものと考
えられる。但し、Sbを600ppmまで含有させてもSbフリー
鋼と比べると鉄損は良好である。以上のことより、請求
項１の発明においては、Sb 含有量は 10ppm 以上とし、ま
た、鉄損の観点より 50ppm 以下に限定する。 【００２３】 【００２４】 【００２５】（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
あるため、下限を1.0％とする。一方、3.0％を超えると
飽和磁化が低下するため上限を3.0％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、1.0％以上になると飽和磁化を
低下させるので0.05〜1.0％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。 【００２６】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、1.0％を超えると飽和磁化が低下するため
上限を1.0％とする。また、0.1％未満の場合にはAlＮが
微細化し粒成長性が低下するため下限を0.1％とする。 【００２７】 （製造方法） 本発明においては、Si＋Al、Ｓ、Sb 含有量をはじめとし
て、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、通常の無方向性電磁鋼板の製造に用いられる温度で
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。次いで一回の冷間圧延、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。 【００２８】 【実施例】表１に示す鋼を用い、転炉で吹練した後に脱
ガス処理を行うことにより所定の成分（表１の鋼成分値
は重量％）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、表１に示
す条件で熱延板焼鈍を施した。その後、板厚0.35mmまで
冷間圧延を行い、表１に示す仕上焼鈍条件で焼鈍を行っ
た。鉄損測定は25cmエプスタイン試験片を用いて行っ
た。また、磁化Ｊ500の測定は25cmエプスタイン枠の1次
コイルを1700turnとすることにより行った。各鋼板の磁
気特性を表１に併せて示す。 【００２９】 表１より、各成分値が請求項１に記載さ
れる範囲にある本発明鋼（No.１〜No. ３）は、比較鋼に
比して、磁化Ｊ500の高さと鉄損Ｗ15/50の低さの両方を
兼ね備えていることがわかる。 【００３０】 これに対し、No. ４〜 No. ７の鋼板は、 Sb
の値が本発明の範囲より高いので、鉄損Ｗ 15/50 が高く
なっている。また、No.14の鋼板は、Si＋Al、Ｓ、Sb の
値が本発明の範囲を外れており、No.15の鋼板はSi＋Al
の値が本発明の範囲を外れているので、いずれも磁化Ｊ
500が低い。No.16〜No.20の鋼板は、いずれもSb の範囲
が本発明の範囲を外れており、この他にNo.16の鋼板はS
iとＳが、No.17とNo.18の鋼板はＳが本発明の範囲を外
れているので、いずれも鉄損Ｗ15/50が高くなってい
る。 【００３１】No.21の鋼板は、Alが本発明の範囲を超え
ているので磁化Ｊ500が低い。No.22の鋼板は、Mnが本発
明の範囲を下回っているので、鉄損Ｗ15/50が高くなっ
ている。これに対し、No.23の鋼板はMnが本発明の範囲
を超えているので、磁化Ｊ500が低い。No.24の鋼板は、
Ｃが本発明の範囲を超えているので、鉄損Ｗ15/50が高
く、磁化Ｊ500が低い。No.25の鋼板は、Ｎが本発明の範
囲を超えているので、鉄損Ｗ15/50が高く、磁化Ｊ500が
低い。 【００３２】 【表１】 【００３３】 【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係る発明は、重量％で、Ｃ：0.005％以下、Si：
1.0〜3.0％、Mn：0.05〜1.0％、Ｐ：0.2％以下、Ｎ： 0.
005 ％以下、Al：0.1〜1.0％、SiとAlの少なくとも一方
をSi＋Alで3.5％以下、Ｓ： 0.0009 ％以下、 Sb を 0.001 〜
0.005 ％含有し、残部が実質的にFeである無方向性電磁
鋼板であるので、飽和磁化が高く、しかも低鉄損であ
る。 【００３４】本発明に係る無方向性電磁鋼板は、電気自
動車用のモータコア等、高飽和磁化と低鉄損が必要とさ
れる電気材料として広く使用するのに好適である。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Si+Al量とＪ500との関係を示す図である。
【図２】 Ｓ量と仕上焼鈍後の磁気特性との関係を示す
図である。 【図３】 Sb量と仕上焼鈍後の磁気特性との関係を示す
図である。
図である。 【図３】 Sb量と仕上焼鈍後の磁気特性との関係を示す
図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平５−234736（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−179856（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−295936（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01F 1/12 - 1/38
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 重量％で、Ｃ： 0.005 ％以下、 Si ： 1.0 〜
3.0 ％、 Mn ： 0.05 〜 1.0 ％、Ｐ： 0.2 ％以下、Ｎ： 0.005 ％
以下、 Al ： 0.1 〜 1.0 ％、 Si と Al の少なくとも一方を Si ＋
Al で 3.5 ％以下、Ｓ： 0.0009 ％以下、 Sb を 0.001 〜 0.005
％含有し、残部が実質的に Fe である飽和磁化が高く鉄損
の低い無方向性電磁鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00721299A JP3501002B2 (ja) | 1998-02-13 | 1999-01-14 | 飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10-46307 | 1998-02-13 | ||
| JP4630798 | 1998-02-13 | ||
| JP00721299A JP3501002B2 (ja) | 1998-02-13 | 1999-01-14 | 飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11297522A JPH11297522A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3501002B2 true JP3501002B2 (ja) | 2004-02-23 |
Family
ID=26341481
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00721299A Expired - Fee Related JP3501002B2 (ja) | 1998-02-13 | 1999-01-14 | 飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3501002B2 (ja) |
-
1999
- 1999-01-14 JP JP00721299A patent/JP3501002B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11297522A (ja) | 1999-10-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100345706B1 (ko) | 자기적특성이우수한무방향성전기강판및그제조방법 | |
| JP4123629B2 (ja) | 電磁鋼板およびその製造方法 | |
| WO2020188812A1 (ja) | 無方向性電磁鋼板 | |
| JP3501002B2 (ja) | 飽和磁化が高く鉄損の低い無方向性電磁鋼板 | |
| JP2888226B2 (ja) | 鉄損の低い無方向性電磁鋼板 | |
| JP2000017330A (ja) | 鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| KR950003293B1 (ko) | 자기특성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 | |
| JP2004115858A (ja) | 磁気特性に優れた方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| JP3883029B2 (ja) | 軟磁性鋼板 | |
| JP3915108B2 (ja) | 軟磁性鋼板 | |
| JP2888229B2 (ja) | 高周波用無方向性電磁鋼板 | |
| JP3424178B2 (ja) | 鉄損の低い無方向性電磁鋼板 | |
| JPH1112701A (ja) | 鉄損の低い無方向性電磁鋼板 | |
| JPH11131196A (ja) | 鉄損の低い無方向性電磁鋼板 | |
| KR100398389B1 (ko) | 자기적특성이우수한무방향성전기강판의제조방법 | |
| JPH11293426A (ja) | 疲労特性に優れた無方向性電磁鋼板 | |
| JPH11124626A (ja) | 鉄損の低い無方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| JP2888227B2 (ja) | 高周波モータ用電磁鋼板 | |
| JP3766745B2 (ja) | 磁性焼鈍後の鉄損の低い無方向性電磁鋼板 | |
| JP3964964B2 (ja) | 低磁場特性ｂ１の優れたセミプロセス無方向性電磁鋼板の製造方法 | |
| JP4123505B2 (ja) | 高周波特性に優れた無方向性電磁鋼板 | |
| JPH0324250A (ja) | 面内異方性の小さい無方向性電磁鋼板 | |
| JPH1192890A (ja) | 鉄損の低い無方向性電磁鋼板及びその製造方法 | |
| JP2000054085A (ja) | 鉄損が低く打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板 | |
| JP2001081536A (ja) | 低磁場特性に優れた無方向性電磁鋼板 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3501002 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071212 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081212 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091212 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101212 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101212 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111212 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121212 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131212 Year of fee payment: 10 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |