JP6813014B2 - 無方向性電磁鋼板およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(実験1)
発明者らは、磁束密度に優れる無方向性電磁鋼板を開発するべく、集合組織の改善に有効なSn、Sbに改めて着目し、Snによる磁束密度向上効果にAlが及ぼす影響を調査した。
さらに、発明者らは、Snの磁束密度向上効果に及ぼす圧下率の影響を調査した。
C:0.0020質量%、Si:2.70質量%、Mn:0.200質量%、P:0.020質量%、S:0.0020質量%、Al:0.3質量%、N:0.0020質量%、As:0.0020質量%、およびB:0.00010質量%に加えて、Sn:0.15質量%もしくは0.001質量%を含有したAl添加鋼と、C:0.0025質量%、Si:3.00質量%、Mn:0.200質量%、P:0.020質量%、S:0.0020質量%、Al:0.001質量%、N:0.0020質量%、As:0.0020質量%、およびB:0.00010質量%に加えて、Sn:0.15質量%もしくは0.001質量%を含有したAlを添加してない鋼の鋼塊を供試材とし、これらを板厚2.0mmまで熱間圧延して、次いで、1000℃×30秒の熱延板焼鈍を施した。
次に、発明者らはSnによる磁束密度向上の効果に微量のBが及ぼす影響を調査した。
C:0.0020質量%、Si:3.00質量%、Mn:0.200質量%、P:0.020質量%、S:0.0020質量%、Al:0.001質量%、N:0.0020質量%、As:0.0020質量%、およびSn:0.15質量%を含有し、これにBを0.00002〜0.00126質量%の範囲で種々に変化させて添加した鋼塊を供試材とし、これらを板厚2.0mmまで熱間圧延した。次いで、1000℃×30秒の熱延板焼鈍を施した。その後、圧下率82.5%、または90.0%で冷間圧延して、それぞれ板厚0.35mmまたは0.20mmの冷延板を取得し、その後、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0005である雰囲気(10%H2-90%N2雰囲気、露点-50℃)で1000℃×10秒の仕上焼鈍を施し、鋼板の磁束密度B50を25cmエプスタイン装置で測定した。
上記の結果は、Asの含有量が0.0050質量%超でも確認されたことから、Snの効果を得るためにはAs量を低減することも重要である。
次に、Alを低減した鋼であって、Sn添加により磁束密度を向上させた材料について、歪取焼鈍後の絶縁被膜の密着性を調査した。
C:0.0020質量%、Si:3.00質量%、Mn:0.200質量%、P:0.020質量%、S:0.0020質量%、Al:0.0010質量%、N:0.0020質量%、Sn:0.10質量%、B:0.00010質量%を含有する鋼塊を供試材とし、熱間圧延して板厚2.0mmの熱延板とし、次いで、1000℃×30秒の熱延板焼鈍を施した後、圧下率82.5%で冷間圧延して板厚0.35mmの冷延板とした。その後、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0005である雰囲気(10%H2-90%N2雰囲気、露点-50℃)で1000℃×10秒の仕上焼鈍を施した。
C:0.0050%以下、
Si:6.00%以下、
Mn:0.050%以上3.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0050%以下、
N:0.0050%以下、
Al:0.0050%以下および
B:0.00030%以下
を含有し、さらに、質量%で、
Sn:0.05%以上0.50%以下および/またはSb:0.05%以上0.50%以下
を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる成分組成を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板。
質量%で、
As:0.0050%以下
を含有することを特徴とする、上記1に記載の無方向性電磁鋼板。
質量%で、
Ca:0.0001%以上0.0300%以下、
REM:0.0001%以上0.0300%以下および
Mg:0.0001%以上0.0300%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする、上記1または2に記載の無方向性電磁鋼板。
C:0.0050%以下、
Si:6.00%以下、
Mn:0.050%以上3.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0050%以下、
N:0.0050%以下、
Al:0.0050%以下および
B:0.00030%以下
を含有し、さらに、質量%で、
Sn:0.05%以上0.50%以下および/またはSb:0.05%以上0.50%以下
を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる成分組成を有する鋼スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とし、
該熱延鋼板を酸洗し、
酸洗を施した前記熱延鋼板に、1回または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、
該冷延鋼板に仕上焼鈍を施した後にコーティングを施す無方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記仕上焼鈍直前の冷間圧延における圧下率が85%以上であることを特徴とする、無方向性電磁鋼板の製造方法。
C:0.0050%以下、
Si:6.00%以下、
Mn:0.050%以上3.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0050%以下、
N:0.0050%以下、
Al:0.0050%以下および
B:0.00030%以下
を含有し、さらに、質量%で、
Sn:0.05%以上0.50%以下および/またはSb:0.05%以上0.50%以下
を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる成分組成を有する鋼スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とし、
該熱延鋼板を酸洗し、
酸洗を施した前記熱延鋼板に、1回または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、
該冷延鋼板に仕上焼鈍を施した後にコーティングを施す無方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記仕上焼鈍は、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0010以上である酸化性雰囲気にて、700℃から500℃までの冷却を1〜300秒かけて行うことを特徴とする、無方向性電磁鋼板の製造方法。
C:0.0050%以下、
Si:6.00%以下、
Mn:0.050%以上3.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0050%以下、
N:0.0050%以下、
Al:0.0050%以下および
B:0.00030%以下
を含有し、さらに、質量%で、
Sn:0.05%以上0.50%以下および/またはSb:0.05%以上0.50%以下
を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる成分組成を有する鋼スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とし、
該熱延鋼板を酸洗し、
酸洗を施した前記熱延鋼板に、1回または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、
該冷延鋼板に仕上焼鈍を施した後にコーティングを施す無方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記仕上焼鈍直前の冷間圧延における圧下率が85%以上であり、
前記仕上焼鈍は、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0010以上である酸化性雰囲気にて、700℃から500℃までの冷却を1〜300秒かけて行うことを特徴とする、無方向性電磁鋼板の製造方法。
質量%で、
As:0.0050%以下
を含有することを特徴とする、上記4から6のいずれかに記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
質量%で、
Ca:0.0001%以上0.0300%以下、
REM:0.0001%以上0.0300%以下および
Mg:0.0001%以上0.0300%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有することを特徴とする、上記4から7のいずれかに記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
Cは、製品板における磁気時効を引き起こすため0.0050%以下に制限する。好ましくは、0.0040%以下である。
Siは、鋼の固有抵抗を高め、鉄損低減に有効な元素である。6.00%を超えて添加すると、著しく脆化して冷間圧延することが困難となるため、上限は6.00%とする。好ましくは1.00%以上5.00%以下の範囲である。
Mnは、熱間圧延時の赤熱脆性を防止するのに有効な元素であるため、0.050%以上含有させる必要がある。しかし、3.00%を超えると冷間圧延性が低下したり、磁束密度の低下を招いたりするため、上限は3.00%とする。好ましくは0.100%以上2.00%以下の範囲である。
Pは、固溶強化能に優れるため、硬さ調整、打抜加工性の改善に有効な元素である。0.100%を超えると、脆化が顕著となるため、上限は0.100%とする。好ましくは0.050%以下である。
Sは、硫化物を生成して、鉄損を増加させる有害元素であるため、上限を0.0050%とする。好ましくは0.0040%以下である。
Nは、窒化物を生成して、鉄損を増加させる有害元素であるため、上限を0.0050%とする。好ましくは0.0040%以下である。
Alは、本発明における重要元素の一つである。0.0050%を超えて含有すると、上述したSnもしくはSb添加による磁束密度向上効果が得られなくなるため、上限を0.0050%とする。好ましくは0.0030%以下である。
Bは、本発明における重要元素の一つである。0.00030%を超えて含有すると、上述したSnもしくはSb添加による磁束密度向上効果が得られなくなるため、上限を0.00030%とする。好ましくは0.00010%以下である。
Sn、Sbは、本発明における重要元素の一つである。本発明による磁束密度の向上効果を得るためには、0.05%以上含有する必要がある。しかし、0.50%を超えると、脆化が顕著となるため、上限は0.50%とする。好ましくは0.05%以上0.20%以下である。
Asは、0.0050%を超えて含有すると、上述したSnもしくはSb添加による磁束密度向上効果が得られなくなるため、上限を0.0050%とする。好ましくは0.0030%以下である。
Ca、REMおよびMgは、いずれもSを固定し、硫化物の微細析出を抑制するため、鉄損低減に有効な元素である。この効果を得るためには、それぞれ0.0001%以上添加する必要がある。しかし、0.0300%を超えて添加しても、上記効果は飽和する。よって、Ca、REM、Mgのうちから選ばれる1種または2種以上を添加する場合は、それぞれ0.0001%以上0.0300%以下の範囲とする。
本発明の無方向性電磁鋼板は、その製造に用いる鋼素材として、Al、Sn、SbおよびBの含有量が上記した範囲内のものを用いる限り、公知の無方向性電磁鋼板の製造方法を用いて製造することができる。例えば、以下の方法、すなわち、転炉あるいは電気炉などの精錬プロセスで上記所定の成分組成に調整した鋼を溶製し、脱ガス設備等で二次精錬し、連続鋳造して鋼スラブとした後、熱間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍した後、酸洗し、冷間圧延し、仕上焼鈍し、さらに歪取焼鈍する方法を採用することができる。
ただし、後述のように、板厚低減のために仕上焼鈍直前の冷間圧延における圧下率を調整することが好ましく、被膜密着性改善のために仕上焼鈍の冷却雰囲気の酸素ポテンシャルを調整することが好ましい。
熱延板焼鈍を施さない場合には、自己焼鈍を施すこともできる。自己焼鈍とは、熱間圧延後の熱間圧延コイル内部に保持された熱による焼鈍のことである。
また、仕上焼鈍直前の冷間圧延における圧下率は85%以上とすることが好ましい。
転炉−真空脱ガス処理の精錬プロセスで、表1に示した成分組成を有するNo.1〜48の鋼を溶製し、連続鋳造法でスラブとした後、スラブを1140℃で1時間加熱し、板厚2.0mmまで熱間圧延を行った。引き続き、上記熱延板に、1000℃×30秒の熱延板焼鈍を施した。その後、該鋼板を酸洗し、表1に示した圧下率で冷間圧延を行った。その後、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0005である雰囲気(10%H2-90%N2雰囲気、露点-50℃)で1000℃×10秒の仕上焼鈍を施した。その際、700〜500℃における冷却を表1に示した条件で行い、鋼板に絶縁被膜を塗布して無方向性電磁鋼板とした。その後、100vol%N2雰囲気で750℃×2時間の歪取焼鈍を行った。
転炉−真空脱ガス処理の精錬プロセスで、表2に示した成分組成を有するNo.49〜67の鋼を溶製し、連続鋳造法でスラブとした後、スラブを1140℃で1時間加熱し、板厚2.0mmまで熱間圧延を行った。引き続き、上記熱延板に、650℃×1時間の自己焼鈍に相当する巻き取り処理を施した。その後、該鋼板を酸洗し、表2に示した圧下率で冷間圧延を行った。その後、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0005である雰囲気(10%H2-90%N2雰囲気、露点-50℃)で1000℃×10秒の仕上焼鈍を施した。その際、700〜500℃における冷却を表2に示した条件で行い、鋼板に絶縁被膜を塗布して無方向性電磁鋼板とした。その後、100vol%N2雰囲気で750℃×2時間の歪取焼鈍を行った。
Claims (3)
- 質量%で、
C:0.0050%以下、
Si:0.99%以上3.05%以下、
Mn:0.050%以上3.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0050%以下、
N:0.0050%以下、
Al:0.0009%以下および
B:0.00030%以下
を含有し、さらに、質量%で、
Sn:0.05%以上0.50%以下および/またはSb:0.05%以上0.50%以下
を含有し、
さらに、
質量%で、
Ca:0.0001%以上0.0300%以下、
REM:0.0001%以上0.0300%以下および
Mg:0.0001%以上0.0300%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる成分組成を有する鋼スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とし、
該熱延鋼板を酸洗し、
酸洗を施した前記熱延鋼板に、1回または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、
該冷延鋼板に仕上焼鈍を施した後にコーティングを施す無方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記仕上焼鈍は、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0010以上である酸化性雰囲気にて、700℃から500℃までの冷却を1〜300秒かけて行うことを特徴とする、無方向性電磁鋼板の製造方法。 - 質量%で、
C:0.0050%以下、
Si:0.99%以上3.05%以下
Mn:0.050%以上3.00%以下、
P:0.100%以下、
S:0.0050%以下、
N:0.0050%以下、
Al:0.0009%以下および
B:0.00030%以下
を含有し、さらに、質量%で、
Sn:0.05%以上0.50%以下および/またはSb:0.05%以上0.50%以下
を含有し、
さらに、
質量%で、
Ca:0.0001%以上0.0300%以下、
REM:0.0001%以上0.0300%以下および
Mg:0.0001%以上0.0300%以下
のうちから選ばれる1種または2種以上を含有し、残部はFeおよび不可避不純物からなる成分組成を有する鋼スラブに熱間圧延を施して熱延鋼板とし、
該熱延鋼板を酸洗し、
酸洗を施した前記熱延鋼板に、1回または中間焼鈍を挟む2回以上の冷間圧延を施して冷延鋼板とし、
該冷延鋼板に仕上焼鈍を施した後にコーティングを施す無方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記仕上焼鈍直前の冷間圧延における圧下率が85%以上であり、
前記仕上焼鈍は、酸素ポテンシャルPH2O/PH2が0.0010以上である酸化性雰囲気にて、700℃から500℃までの冷却を1〜300秒かけて行うことを特徴とする、無方向性電磁鋼板の製造方法。 - 前記成分組成は、さらに、
質量%で、
As:0.0050%以下
を含有することを特徴とする、請求項1または2に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
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