JP5000136B2 - 高強度電磁鋼板およびその形状加工部品とそれらの製造方法 - Google Patents
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Description
以上のような固溶元素による強化を活用するものでは、磁気特性の面からは本質的に飽和磁束密度が低下してしまうため製品板の磁束密度も低くならざるを得ない。また、結晶組織の面からも本質的に組織を微細化してしまうため、高強度化の点では好ましい反面、鉄損が上昇してしまうという問題がある。
(2)質量%で、さらに、Nb:8%以下、Ti:1.0%以下、Ni:5%以下、Cr:15.0%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする(1)に記載の電磁鋼板。
(3)質量%で、さらに、Caを0.5%以下含有することを特徴とする(1)または(2)記載の電磁鋼板。
(4)(1)〜(3)のいずれかの項に記載の電磁鋼板の製造方法において、最終熱処理工程の750℃以上の温度域からの冷却過程において、300℃〜720℃の温度域で5秒以上保持する熱処理を行うことを特徴とする電磁鋼板の製造方法。
(5)前記熱処理の後、800℃を超える温度域に20秒以上保持しないことを特徴とする(4)記載の電磁鋼板の製造方法。
(6)(1)〜(3)のいずれか1項に記載の電磁鋼板を製造する方法において、冷延前の熱延工程で仕上圧延後の冷却過程において450℃〜700℃の温度域での滞留時間を300秒以下とし、かつ、冷延の後の最終熱処理工程の冷却過程において450℃〜700℃の温度域での滞留時間を60秒以下とすることを特徴とする電磁鋼板の製造方法。
(7)質量%で、C:0.06%以下、Si:0.2〜6.5%、Mn:0.05〜3.0%、P:0.30%以下、SまたはSe:0.040%以下、Al:2.50%以下、Cu:0.6〜8.0%、N:0.0400%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼材を形状加工後に熱処理を行うことにより、鋼材の結晶粒の平均直径が30〜300μmであり、かつ、鋼材内部に直径0.001μm以上0.008μm以下のCuからなる金属相を含有し、前記Cuからなる金属相の数密度が20個/μm3以上であることを特徴とする形状加工部品。
(8)質量%で、さらに、Nb:8%以下、Ti:1.0%以下、Ni:5%以下、Cr:15.0%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする(7)記載の形状加工部品。
(9)質量%で、さらに、Caを0.5%以下含有することを特徴とする(7)または(8)記載の形状加工部品。
(10)(7)〜(9)のいずれかの項に記載の形状加工部品の製造方法において、形状加工後に300℃〜720℃の温度域で5秒以上保持する熱処理を行うことを特徴とする形状加工部品の製造方法。
(11)前記熱処理として、最終熱処理工程の750℃以上の温度域からの冷却過程において300℃〜720℃の温度域で5秒以上保持することを特徴とする(10)記載の形状加工部品の製造方法。
(12)前記熱処理の後、700℃を超える温度域に20秒以上保持しないことを特徴とする(10)または(11)記載の形状加工部品の製造方法。
(13)形状加工後に熱処理を行うことにより、該加工部品の引張強度が30MPa以上上昇する、ことを特徴とする(10)〜(12)のいずれかの項に記載の形状加工部品の製造方法。
(14)形状加工後の熱処理を行うことにより、該加工部品の硬度が1.1倍以上に増加する、ことを特徴とする(10)〜(13)のいずれかの項に記載の形状加工部品の製造方法。
Cは磁気特性を劣化させるので0.06%以下とする。高強度化、特に降伏応力の上昇や温間強度、クリープ強度の向上、温間での疲労特性を向上させる観点からは有効な元素である。また集合組織改善に有効に働き、磁性にとって好ましくない{111}方位の発達を抑制し、好ましい{110}や{100}、{114}等の方位の発達を促進する効果もある。この観点からは好ましくは0.04%以下、さらに好ましくは0.0031〜0.0301%、さらに好ましくは0.0051〜0.0221%、さらに好ましくは0.0071〜0.0181%、さらに好ましくは0.0081〜0.0151%である。本発明範囲内であれば緩冷却、低温保持等の熱履歴等により磁気時効もそれほど大きな問題とはならない程度に抑制することも可能である。
Pは抗張力を高める効果の著しい元素であるが、上記のMnと同様、本発明鋼ではあえて添加する必要はない。0.30%を超えると脆化が激しく、工業的規模での熱延、冷延等の処理が困難になるため、上限を0.30%とする。
また、その他の微量元素については、鉱石やスクラップなどから不可避的に含まれる程度の量に加え、様々な目的で添加しても本発明の効果は何ら損なわれるものではない。これらの微量元素についての不可避的な含有量は通常、各元素とも0.005%以下程度であるが、様々な目的で0.01%程度以上に添加することが可能である。この場合もコストや磁気特性の兼ね合いからBi,Mo,W,Sn,Sb,Mg,Ca,Ce,La,Co、その他希土類元素の1種または2種以上を合計で0.5%以下含有することができる。
本発明は結晶組織微細化による強化を利用していないので、鋼板を打ち抜き、モーター部品等に加工する際に材料に導入される歪を回復させ、結晶粒を成長させることで磁性の回復・向上を図るためのSRA(歪取り焼鈍)やその他の目的で行う何らかの熱処理を施しても強度の劣化が小さい。
用途も特に限定されるものではなく、家電または自動車等で用いられるモーターのローター用途の他、強度と磁気特性が求められる全ての用途に適用される。
表2に示された結果から明らかなように、本発明の条件にて製造した試料は冷間圧延工程での圧延性が良好で、硬質で、さらに磁気特性も優れている。
Claims (14)
- 質量%で、C:0.06%以下、Si:0.2〜6.5%、Mn:0.05〜3.0%、P:0.30%以下、SまたはSe:0.040%以下、Al:2.50%以下、Cu:0.6〜8.0%、N:0.0400%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなり、鋼板の結晶粒の平均直径が30〜300μmで、かつ、鋼材内部に直径0.001μm以上0.008μm以下のCuからなる金属相を含有し、前記Cuからなる金属相の数密度が20個/μm3以上であることを特徴とする電磁鋼板。
- 質量%で、さらに、Nb:8%以下、Ti:1.0%以下、Ni:5%以下、Cr:15.0%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1に記載の電磁鋼板。
- 質量%で、さらに、Caを0.5%以下含有することを特徴とする請求項1または2記載の電磁鋼板。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電磁鋼板の製造方法において、最終熱処理工程の750℃以上の温度域からの冷却過程において、300℃〜720℃の温度域で5秒以上保持する熱処理を行うことを特徴とする電磁鋼板の製造方法。
- 前記熱処理の後、800℃を超える温度域に20秒以上保持しないことを特徴とする請求項4記載の電磁鋼板の製造方法。
- 請求項1〜3のいずれか1項に記載の電磁鋼板を製造する方法において、冷延前の熱延工程で仕上圧延後の冷却過程において450℃〜700℃の温度域での滞留時間を300秒以下とし、かつ、冷延の後の最終熱処理工程の冷却過程において450℃〜700℃の温度域での滞留時間を60秒以下とすることを特徴とする電磁鋼板の製造方法。
- 質量%で、C:0.06%以下、Si:0.2〜6.5%、Mn:0.05〜3.0%、P:0.30%以下、SまたはSe:0.040%以下、Al:2.50%以下、Cu:0.6〜8.0%、N:0.0400%以下を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からなる鋼材を形状加工後に熱処理を行うことにより、鋼材の結晶粒の平均直径が30〜300μmであり、かつ、鋼材内部に直径0.001μm以上0.008μm以下のCuからなる金属相を含有し、前記Cuからなる金属相の数密度が20個/μm3以上であることを特徴とする形状加工部品。
- 質量%で、さらに、Nb:8%以下、Ti:1.0%以下、Ni:5%以下、Cr:15.0%以下の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項7記載の形状加工部品。
- 質量%で、さらに、Caを0.5%以下含有することを特徴とする請求項7または8記載の形状加工部品。
- 請求項7〜9のいずれか1項に記載の形状加工部品の製造方法において、形状加工後に300℃〜720℃の温度域で5秒以上保持する熱処理を行うことを特徴とする形状加工部品の製造方法。
- 前記熱処理として、最終熱処理工程の750℃以上の温度域からの冷却過程において300℃〜720℃の温度域で5秒以上保持することを特徴とする請求項10記載の形状加工部品の製造方法。
- 前記熱処理の後、700℃を超える温度域に20秒以上保持しないことを特徴とする請求項10または11記載の形状加工部品の製造方法。
- 形状加工後に熱処理を行うことにより、該加工部品の引張強度が30MPa以上上昇する、ことを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の形状加工部品の製造方法。
- 形状加工後の熱処理を行うことにより、該加工部品の硬度が1.1倍以上に増加する、ことを特徴とする請求項10〜13のいずれか1項に記載の形状加工部品の製造方法。
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