JP7028337B2 - 無方向性電磁鋼板とそれを用いた積層コアの製造方法 - Google Patents

無方向性電磁鋼板とそれを用いた積層コアの製造方法 Download PDF

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Description

本発明は、無方向性電磁鋼板とそれを用いた積層コアの製造方法に関するものであり、特に連続打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板に関するものである。
電気機器、特に、無方向性電磁鋼板がその鉄心材料として使用される回転機、中小型変圧器、電装品等の分野においては、高効率化、小型化の要請が強まっている。
無方向性電磁鋼板の性能特性のうち、鉄損低減についてみると、一般には、電気抵抗増大による渦電流損低減の観点から、ＳｉあるいはＡｌ等の含有量を高める方法がとられてきた。高磁束密度化についても、種々の改善技術が提案されている。
一方、無方向性電磁鋼板が、回転機等の鉄心として電気機器に使用される場合には、加工時の磁気特性変化を考慮する必要がある。特に、無方向性電磁鋼板が鉄心素材として打ち抜き加工を受ける場合には、打ち抜き端面やカシメ部等の形状が、鉄心性能に影響をおよぼすばかりではなく、鉄心としての積層性、成形性を左右する。すなわち、鉄心として所定の形状に成形されなければ、無方向性電磁鋼板の素材としての磁気特性を発揮することはできない。
電気機器鉄心材料として優れた磁気特性を有するとともに、電気機器鉄心への成形を容易にする打ち抜き加工性にも優れた無方向性電磁鋼板が、種々提案されている。
特許文献１は、打ち抜き加工性に優れ、高い降伏応力（４００ＭＰａ以上）を有する無方向性電磁鋼板に関するものであり、質量％で、Ｓｉ：１．５％以上３．５％以下、Ｍｎ：１．５％以下、Ａｌ：０．２％以上３．０％以下、Ｍｇ：０．０００３％以上０．００５０％以下、又は、更に、Ｔｉ：０．００１０％以上０．０１０％以下、Ｃ：０．００１０％以上０．０１０％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、製品板の結晶粒径ｄが５μｍ以上４０μｍ以下で、ｄ≦５０×（Ｓｉ＋０．５Ａｌ－２）の関係を満たすことを特徴とする無方向性電磁鋼板が開示されている。
特許文献２は、強度に優れた無方向性電磁鋼板を、モータコアの打抜き加工および鋼板製造における歩留まりや生産性を犠牲にすることなく提供することを目的として、質量％で、Ｃ：０．０１％以上０．０５％以下、Ｓｉ：２．０％以上４．０％以下、Ｍｎ：０．０５％以上０．５％以下、Ａｌ：３．０％以下、Ｎｂ：０．０１％以上０．０５％以下を含有し、残部Ｆｅ及び不可避不純物からなり、ＭｎとＣの含有量が質量％でＭｎ≦０．６－１０×Ｃを満たし、かつ、鋼板の再結晶部分の面積率が５０％以上、引張試験における降伏強度が６５０ＭＰａ以上、破断伸びが１０％以上、鉄損Ｗ１０／４００が７０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板が開示されている。
特許文献３は、電気機器鉄心への成形を容易にする打ち抜き加工性にも優れた無方向性電磁鋼板を提供することを目的とし、Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：１．０％以上３．０％以下、Ａｌ：０．１％以上３．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．０％以下を含有し、０．２≦Ａｌ／（Ｓｉ＋Ａｌ）≦０．６を満たし、残部Ｆｅおよび不可避不純物元素よりなる鋼成分を有し、かつ、降伏比が０．６以上、ビッカース硬度が２００以下である無方向性電磁鋼板が開示されている。
特許文献４は、コアの形状に打ち抜き加工した際に、板が撓んだり、腰折れが発生する問題を解消するため、質量％で、Ｃ：０．０５％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓｉ：５％以下、Ｍｎ：５％以下、Ａｌ：３％以下、Ｓ：０．０２％以下およびＮ：０．０１％以下を含み、Ｘ線積分反射強度の理論強度に対する比Ｐ（ｈｋｌ）（（ｈｋｌ）は板面内での（ｈｋｌ）面の方位）を用いて、ＴＰ値＝Ｐ（２２２）／Ｐ（２００）が１．３以上であり、かつ再結晶率が２０％以下である無方向性電磁鋼板が開示されている。
特開２００５－１１３１５８号公報 特開２００８－０５０６８５号公報 特開２０１１－１４０６８３号公報 特開２００８－２０２０７０号公報
ＥＶ（電気自動車）やＨＥＶ（ハイブリッド車）などエコカーの駆動モータ用鉄心のほとんどは、厚さ０．３０ｍｍ以下の薄い無方向性電磁鋼板の積層体（積層コア）であり、その製造では、順送り金型による連続打ち抜き方法が生産性の高い方法として広く採用されている。最近ではさらに生産性を向上させるため連続打ち抜き速度（順送り打ち抜き中における鋼板の搬送速度）を速める傾向にある。しかし、特許文献１～４に記載された無方向性電磁鋼板では、高速打ち抜き中に搬送中の鋼板が搬送面および打ち抜き金型が設置されている水平面から離脱（板が搬送面上で搬送方向と垂直な上下方向にばたつく）することがあり、搬送速度を低下させる必要が生じるため生産性の向上を阻害するばかりでなく、打ち抜き位置に適切に搬送されない場合は打ち抜き加工でのトラブルが発生して生産性を大きく低下させることにもなることが判明した。
本発明は、高速で連続打ち抜きを行うに際しても鋼板の上記搬送性を向上できる、無方向性電磁鋼板とそれを用いた積層コアの製造方法を提供することを目的とする。
無方向性電磁鋼板を用いて高速で連続打ち抜きを行うに際して鋼板の搬送性が悪化する原因として、鋼板の座屈強度が不十分であることと推定した。そして、座屈強度を向上するためには、鋼板の降伏強度とヤング率をともに高い値とすることが有効であると着想した。さらにこの効果は、ＭｎまたはＣの含有量が比較的高い鋼種で発現しやすいことを知見した。
上記推定に基づいて、ＭｎおよびＣの含有量を特定した鋼板において、鋼板の降伏強度とヤング率をともに高い値としたところ、高速で連続打ち抜きを行うに際して鋼板の搬送性を向上することができた。
本発明は、上記知見に基づいてなされたものであり、その要旨とするところは以下のとおりである。
［１］質量％で、Ｓｉ：２．０～５．０％、Ｍｎ：０．４～５．０％、Ａｌ≦３．０％、Ｃ：０．０００８～０．０１００％、Ｎ≦０．００３０％、Ｓ≦０．００３０％、Ｔｉ≦０．００６０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、
ＭｎとＣの含有量の積が０．００４～０．０５質量％２の範囲内であり、
圧延方向の降伏強度が６００ＭＰａ以上、圧延方向のヤング率が２００ＧＰａ以上であることを特徴とする無方向性電磁鋼板。
［２］さらに質量％で、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｂの１種以上を合計で０．００１～０．５０％含有することを特徴とする［１］に記載の無方向性電磁鋼板。
［３］［１］又は［２］に記載の連続打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板を素材として、順送り金型を用いて積層コアを製造するに際し、鋼板の搬送速度Ｖ（ｍ／ｓ）が下記（１）式を満たすことを特徴とする積層コアの製造方法。
Ｖ：ＶMIN～ＶMAX （１）
ＶMAX＝（１／２５）√(ｔ2×Ｅ×ＹＳ） （２）
ＶMIN＝（１／２５）√(ｔ2×１２００００） （３）
ただし、ｔ：電磁鋼板の板厚（ｍｍ）、Ｅ：電磁鋼板の圧延方向のヤング率（ＧＰａ）、ＹＳ：電磁鋼板の圧延方向の降伏強度（ＭＰａ）
［４］製造した積層コアを７５０～９００℃で歪取焼鈍することを特徴とする［３］に記載の積層コアの製造方法。
本発明は、無方向性電磁鋼板の圧延方向の降伏強度を６００ＭＰａ以上、圧延方向のヤング率を２００ＧＰａ以上とすることにより、高速で連続打ち抜きを行うに際して鋼板の搬送性を向上することができる。
特許文献１～４に記載の発明は、いずれも鋼板の打ち抜き性の向上を目的としている。特許文献１は、打ち抜き性として、高強度化に伴って鋼板がもろくなり、生産性や歩留まりが著しく悪化することを問題としており、４００ＭＰａ以上の降伏応力を持ちながら材料の脆化をもたらさないものを提示している。特許文献２は、打ち抜き性として、打ち抜き加工したモータコアに割れが生じ、歩留りや生産性が悪化することを問題とし、降伏強度が６５０ＭＰａ以上、破断伸びが１０％以上とするものを提示している。特許文献３は、打ち抜き性として、打ち抜き端面やカシメ部等の形状を、鉄心として所定の形状に形成されることを目的とし、降伏比が０．６以上、ビッカース硬度が２００以下とするものを提示している。特許文献４は、打ち抜き性として、コアの形状に打ち抜き加工した際に、打ち抜き時の折れなどによって打ち抜き後に積層するための搬送が難しくなるところを問題とし、鋼板を片持ち梁の状態にて自由端の垂れ量を計測し、垂れ量の少ないものを提示している。
それに対して、本発明が目的とする高速打ち抜きに際しては、打ち抜きでの折れなどによる打ち抜き後の搬送性の低下の問題ではなく、打ち抜き位置までの鋼板の搬送性が問題となることをはじめて知見した。そして、本発明が対象とする、連続打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板とは、連続打ち抜き時に打ち抜き位置までの鋼板の搬送性に優れている無方向性電磁鋼板を意味する。
そして、本発明者が詳細に検討した結果として、本発明が目的とする、連続打ち抜き時に打ち抜き位置までの鋼板の搬送性に優れている無方向性電磁鋼板とするためには、鋼板の圧延方向の降伏強度が６００ＭＰａ以上であるとともに、圧延方向のヤング率が２００ＧＰａ以上であることが必要とされることをはじめて知見した。降伏強度を向上して６００ＭＰａ以上とすることにより、材料の弾性域を広げ、これによって搬送中での折れを回避することができる。同時にヤング率を２００ＧＰａ以上とすることにより、弾性域内での変形を低減することができ、装置振動、共振などによる鋼板のバタツキ（振動）を抑制することができる。降伏強度については、好ましくは６２０ＭＰａ以上、さらに好ましくは７１５ＭＰａ以上である。また、ヤング率については、好ましくは２０５ＧＰａ以上、さらに好ましくは２１０ＧＰａ以上である。なお、本発明において規定する「降伏強度」は、引張試験において上降伏点が現れない鋼板においては「０．２％耐力」を「降伏強度」とする。また、引張試験において上降伏点が現れる鋼板においては「上降伏点」を「降伏強度」とする。また、本発明において規定する「ヤング率」の測定方法は、特に限定されるものではなく、公知の測定方法を利用したものである。具体的には、「ヤング率」は、通常の引張試験で得た変位－荷重曲線において、直線的な関係を示す弾性変形領域の傾きから求める。
なお、ここでの降伏強度およびヤング率は、打ち抜き時のものであり、皮膜つきの電磁鋼板で測定したものである。皮膜によって生じる、降伏強度およびヤング率の変化は極僅かであり、無視できる。
次に、本発明の鋼成分の限定理由について述べる。なお、％は質量％を意味する。本発明鋼板におけるＳｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃ、Ｎ、Ｓ、Ｔｉ含有量範囲としては、基本的には無方向性電磁鋼板として知られている従来の成分組成範囲から大きく隔たるものではないが、特にＭｎとＣの含有量を特定範囲内で制御することが特徴となる。
Ｓｉは、電気抵抗を増大させて渦電流損を減少させることにより、鉄損を低減する作用のある成分である。この作用を奏するためには、２．０％以上含有させる必要がある。一方、その含有量が増えると、磁束密度が低下し、コスト高ともなるので、５．０％以下とする。
Ｍｎは、Ｃと共に含有することで高速打抜き時の鋼板のバタツキを抑制する効果がある。その効果を得るには、Ｍｎ含有量を０．４％以上とする。また、Ｍｎは電気抵抗を増大させて渦電流損を減少させるとともに、一次再結晶集合組織を改善してヒステリシス損を減少させ、磁束密度も向上させる効果を有する。Ｍｎ含有量が多すぎると、焼鈍時の結晶粒成長性そのものが低下し、ヒステリシス損が増大するので、５．０％以下とする。好ましくは、Ｍｎ含有量は１．０％以上４．６％以下、さらに好ましくは、１．６～４．２％、さらに好ましくは２．２～３．８％とする。
Ｃは、Ｍｎと共に含有することで高速打抜き時の鋼板のバタツキを抑制する効果がある。その効果を得るには、０．０００８％以上必要である。しかし、含有量が０．０１００％を超えると、磁気時効による鉄損劣化が顕著になる。好ましくは、０．００２１～０．００９０％、さらに好ましくは０．００４１～０．００８０％である。
さらに、ＭｎとＣの含有量は、それぞれの含有量の積が０．００４～０．０５質量％２の範囲内であるものとする。積が０．００４未満では、以下で説明するようなＭｎとＣの相互作用が機能しないと考えられ、十分な発明効果を得ることができない。積の上限は上記の各元素の上限から決定される。好ましくは０．００６～０．０４質量％２、さらに好ましくは０．００８～０．０３質量％２の範囲とする。
ＭｎとＣが比較的高濃度で共存する場合に本発明の効果が発現する理由は明確ではないが以下のように考えている。ＭｎとＣは鋼中では互いに引き合う相互作用（いわゆるＭｎ－Ｃダイポール）を有することが知られており、Ｃの長距離拡散を抑制する効果がある。一方、Ｃは内部摩擦による振動抑制効果を持つことが知られている。本発明においてＭｎは、Ｃの長距離拡散を抑制し、Ｃの短距離移動に起因する内部摩擦を介した振動抑制効果を増幅させるものと推測される。その効果は、ＭｎとＣの引力相互作用に加えて、転位（格子欠陥）とＣの引力相互作用が複合することによる相乗作用と推察される。
Ａｌも、Ｓｉと同様に電気抵抗を増大させて渦電流損を減少させることにより、鉄損を低減する作用のある成分であり、飽和磁束密度に対する磁束密度の比率を高め、磁束密度を向上させる作用も奏する。Ａｌ含有量が多すぎると、飽和磁束密度そのものが低下し、磁束密度の低下を招くので、Ａｌ含有量を３．０％以下とする。Ａｌ含有量は０．１％以上とすると好ましいが、Ａｌは含有しなくても良い。
Ｎは、窒化物を生成し、鉄損特性を劣化させるので、０．００３０％以下とする。Ｓは、硫化物を形成し、鉄損特性を劣化させるので、０．００３０％以下とする。Ｔｉは、ＴｉＮ、ＴｉＳ，およびＴｉＣなど様々な析出物を生成し、鉄損特性を劣化させるだけでなく、本発明において重要な役割を有すると考えられるＣを炭化物として完全に固定してしまい、発明効果への有用な作用を消失させてしまうので、０．００６０％以下とする。
本発明の無方向性電磁鋼板は、選択成分として、さらに質量％で、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｂの１種以上を合計で０．００１～０．５０％含有してもよい。Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｂは、それぞれ再結晶集合組織の形成に影響を及ぼし、鋼板の磁気特性向上に有意な効果を発揮し、それら効果は含有量０．００１％以上で発現する。一方、含有量が多すぎると再結晶集合組織板への影響が飽和するので、含有量上限を合計で０．５０％とする。
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。
本発明の無方向性電磁鋼板は、製鋼、熱間圧延（あるいは、熱間圧延、熱延板焼鈍）、酸洗、冷間圧延、仕上焼鈍からなる通常の工程で製造できる。熱間圧延の製造条件についても、特別の条件を必要とするものではなく、例えば、熱延のスラブ加熱温度については１０００～１２００℃、巻取り温度は７００℃以下の標準的な条件でよい。冷間圧延についても、特別の条件を必要としない。
本発明鋼板の製造において、仕上焼鈍の条件を調整することにより、降伏強度とヤング率を本発明範囲内とすることができる。仕上焼鈍温度を例えば７４０℃以下と低くすることにより、降伏強度とヤング率をともに増大することができる。一方、仕上焼鈍温度が低すぎると、鋼板の平坦度不良を来すことがある。そこで、本発明の成分組成を有する鋼板について、成分組成毎に、鋼板の平坦度を良好に保持しつつ、本発明の降伏強度とヤング率を満たす仕上焼鈍温度を決定することができる。
また、特に仕上焼鈍の冷却速度を制御することが本発明効果の発現にとって有利に作用する。具体的には６００～１００℃の温度域の平均冷却速度を６０℃／ｓ以下としてもよく、さらに６００～３５０℃の温度域の平均冷却速度ＣＲ１を４０℃／ｓ以下、３５０～１００℃の温度域の平均冷却速度ＣＲ２を４０℃／ｓ以上、かつＣＲ２－ＣＲ１＞０℃／ｓとすることが好ましい。さらに好ましくはＣＲ２－ＣＲ１≧２０℃／ｓとする。このような冷却パターンが好ましい理由は明確ではないが、ＭｎおよびＣを所定量含む本発明鋼板において効果が見られ、特にヤング率の上昇に有効となることから、Ｃの短距離移動に影響を及ぼして振動抑制効果を発揮するＭｎとＣの相互作用との関連が考えられる。
おそらく３５０℃以上では平均冷却速度を４０℃／ｓ以下とすることでＣの拡散によりＭｎ－Ｃ対が生成して鋼板搬送時の振動抑制効果が得られるのに対し、３５０℃以下では平均冷却速度を４０℃／ｓ未満とするとＭｎ－Ｃ対から炭化物が生成してしまい振動抑制効果が失われるものと推察する。
本発明の無方向性電磁鋼板を用いて高速打ち抜きを行うに際して、鋼板の搬送速度をどこまで高速化できるかについて試験を行った。
なお、ここで、鋼板の搬送速度とは、打ち抜きにかかる時間を含まない、純粋に鋼板を搬送するためだけにかかる時間で、搬送距離を除したものである。これは、高速打ち抜き工程において、鋼板が打ち抜きされる際に、鋼板は静止しているためである。概して、この鋼板の搬送速度は、高速打ち抜き工程における、全体の打ち抜き速度（打ち抜きにかかる時間と、純粋に鋼板を搬送する時間とを含んで計算したもの）の１．１～１．５倍程度である。
質量％で、Ｓｉ：３．２％、Ｍｎ：１．０％、Ａｌ：０．７％、残部Ｆｅ及び不可避不純物らなる成分を有する無方向性電磁鋼板を製造した。熱間圧延、冷間圧延を経て板厚０．１０～０．３０ｍｍとし、冷間圧延後の仕上焼鈍温度を種々変更することにより、降伏強度が３５０～８５０ＭＰａの間、ヤング率が１７０～２３０ＧＰａの間にある鋼板を製造した。
鋼板の板幅は、特に制限を受けるものではないが、一般的な打ち抜き装置での取り扱いを考慮して、板幅を３００ｍｍ～５００ｍｍとした。
鋼板の板厚は、概して薄いほど搬送時のバタツキが生じやすい。そのため、ここでの鋼板の板厚の範囲は、一般的な厚さである０．２５ｍｍから比較的薄めな０．１０ｍｍとした。
高速打ち抜きについては、順送り金型を用いて積層コアを製造するに際し、搬送速度を１～４ｍ／ｓの範囲内で変動させた。
試験の結果、バタツキを起こさずに連続打ち抜きを実行できる鋼板の搬送速度の限界（ＶMAX）は、鋼板の降伏強度とヤング率が上記本発明範囲内にある場合、板厚、ヤング率および降伏強度の特定の関数（（１／２５）√(ｔ2×Ｅ×ＹＳ））で表現できることを知見した。つまり、鋼板の搬送速度Ｖ（ｍ／ｓ）が下記（２）式により得られるＶMAXを超えない場合であれば、高速打ち抜きにおける搬送性が良好であることが判明した。
ＶMAX＝（１／２５）√(ｔ2×Ｅ×ＹＳ） （２）
ただし、ｔ：電磁鋼板の板厚（ｍｍ）、Ｅ：電磁鋼板の圧延方向のヤング率（ＧＰａ）、ＹＳ：電磁鋼板の圧延方向の降伏強度（ＭＰａ）
一方で、降伏強度とヤング率が本発明の下限である、降伏強度：６００ＭＰａ、ヤング率２００ＧＰａにおいて、上記（１）式のＶMAXは（１／２５）√(ｔ2×１２００００）となり、この搬送速度を上限とした操業が可能となる。逆の見方をすると、本発明鋼板では搬送速度を（１／２５）√(ｔ2×１２００００）以上に高速化できる点が特徴と言える。本発明においては、上記の降伏応力とヤング率が本発明鋼板の下限である場合の搬送速度の限界をＶMINとする。
ＶMIN＝（１／２５）√(ｔ2×１２００００） （３）
そして、本発明鋼板を搬送速度ＶMIN以上、ＶMAX以下の範囲で行う連続打ち抜き、つまり式（１）を満たす積層コアの製造方法を発明とする。
Ｖ：ＶMIN～ＶMAX （１）
即ち、本発明の積層コアの製造方法においては、材質が適切に制御された本発明鋼板を用い、従来は困難であった高速の搬送速度を適切に採用して連続打ち抜きを行うことが可能となる。なお、当然のことながら、実際の運用において、打ち抜き工程での鋼板の搬送速度を、ＶＭＩＮより低くしても、バタツキ等の搬送性の問題は生じることはない。一例として、打ち抜き工程の前後の工程の処理速度が律速となる場合、打ち抜き工程での搬送速度をＶＭＩＮより低くしてもよい。
注意を要するのは、本発明鋼板が必要とする降伏強度およびヤング率を充足しない鋼板においても、上記ＶMINおよびＶMAXで規定される搬送速度の範囲が存在することである。例えば、ヤング率は本発明を充足しないほど低い場合でも降伏強度のみが十分に高くなっていれば、ＶMAXの値はＶMINよりも十分に高い値となり、式（１）を充足する搬送速度が存在することになる。ただしこのような鋼板では式（１）の範囲内の搬送速度であっても搬送性に問題を生ずることとなる。これは本発明効果の発現には、鋼成分に加え、降伏強度とヤング率の両方を同時に満足することが必要となるためである。
本発明の無方向性電磁鋼板を用いて積層コアを製造した後、鉄損の少ないコアとするため、製造した積層コアを７５０～９００℃で歪取焼鈍する。これにより、製造した積層コアの歪が消失してコア鉄損が低減し、高効率モータを製造することが可能となる。歪取焼鈍温度が７５０℃未満では、鋼板の結晶粒径が十分に成長せず細粒となる。一方、歪取焼鈍温度が９００℃を超えると積層した鋼板同士が固着してコア鉄損が増加する。このため、歪取焼鈍温度を７５０～９００℃の範囲とした。歪取焼鈍の焼鈍雰囲気は酸化性のガス濃度を少なくすることが好ましい。
転炉で溶製した溶鋼を連続鋳造して、表１に示す成分組成を有するスラブとし、常法にて熱間圧延、熱延後焼鈍、冷間圧延を行い、板厚０．２５ｍｍから０．１０ｍｍの冷延板とした。この冷延板に、表１に示す温度と冷却速度で仕上焼鈍を行い、無方向性電磁鋼板とし、スリット加工により板幅４１０ｍｍの鋼帯を採取した。仕上焼鈍雰囲気は窒素１００％とした。製造した無方向性電磁鋼板について、圧延方向の降伏強度と圧延方向のヤング率を測定し、表２に示した。なお、参考例Ｎｏ．２０、２８については、仕上焼鈍温度が低すぎて鋼板の平坦度が不良となったので、以降の高速打ち抜き性の評価、鉄損の評価は行わなかった。すべての実施例において、Ｎ含有量は０．００３０％以下、Ｓ含有量は０．００３０％以下、Ｔｉ含有量は０．００６０％以下であった。
高速搬送性の評価については、順送り金型を用いて積層コアを製造するに際し、搬送速度を板厚０．２５ｍｍの鋼板については２．０～４．０ｍ／ｓの範囲内で、板厚０．１５ｍｍの鋼板については１．５～２．５ｍ／ｓの範囲内で、板厚０．１０ｍｍの鋼板については０．８～１．７ｍ／ｓの範囲内で変動させた。高速搬送性の評価については、バタツキがなく正常な打ち抜きおよび積層が実行できた例を良好として表２に「○」と表示し、それ以外を不良として表２に「×」と表示した。「×」と表示した不良コアの例としては、積層コアの積厚方向に一部段差が発生するなどの形状不良、または後工程モータ組立時のコアかしめ外れ（割れ）がある。不良コアとなる原因として、鋼板にバタツキが生じることが考えられる。バタツキとは、鋼板に変形や座屈などが生じることにより、鋼板が搬送面および打ち抜き金型が設置されている水平面より垂直な上下方向へ離脱することである。搬送性については、ＶMIN以下とＶMAX以下のいずれの搬送速度においても不具合が発生しない場合を合格と判断した。ＶMIN以下とＶMAX以下の少なくとも一方の搬送速度において不具合が発生した場合は不合格と判断し、「×」に下線を付している。
なお、表２でＮｏ．１～１９（板厚０．２５ｍｍのシリーズ）では、搬送速度２．０ｍ／ｓでいずれも「○」であり、それより遅い搬送速度については、不具合を生じることはないので、試験は行なわず「－」と表示した。同様に、Ｎｏ.２１～２７（板厚０．１５ｍｍのシリーズ）でも、搬送速度１．５ｍ／ｓより遅い搬送速度については、不具合を生じることはないので、試験は行なわず「－」と表示した。
Figure 0007028337000001
Figure 0007028337000002
《板厚０．２５ｍｍ》
本発明例Ｎｏ．１～１４については、降伏強度とヤング率がともに本発明範囲内にあり、ＶMIN以上ＶMAX以下の搬送速度において高速搬送性が良好であった。それに対して比較例Ｎｏ．１５はＭｎ×Ｃが本発明範囲から外れ、比較例Ｎｏ．１６、１７は仕上焼鈍温度が高すぎ、降伏強度とヤング率の一方又は両方が本発明範囲を外れた。このため計算で得られるＶMINはＶMAXよりも高い値となる。結果としてＶMIN以下の搬送速度においても、搬送性に不具合を生じた。比較例Ｎｏ．１８、１９はＭｎ×Ｃが本発明範囲から外れ、ヤング率が本発明範囲を外れるため、ＶMAX以下の搬送速度において良好な搬送ができない。
《板厚０．１５ｍｍ》
本発明例Ｎｏ．２１～２６については、降伏強度とヤング率がともに本発明範囲内にあり、鋼板の搬送速度をＶMIN以上ＶMAX以下の範囲で高速としても、高速搬送性が良好であった。それに対して比較例Ｎｏ．２７はＭｎ×Ｃが本発明範囲から外れ、ヤング率が本発明範囲を外れ、結果としてＶMAX以下の範囲での搬送速度において、搬送性に不具合を生じた。
《板厚０．１０ｍｍ》
本発明例Ｎｏ．２９～３０については、降伏強度とヤング率がともに本発明範囲内にあり、鋼板の搬送速度をＶMIN以上ＶMAX以下の範囲で高速としても、高速搬送性が良好であった。
問題を生じない最高の搬送速度で打ち抜かれた部材により積層コアを製造し、８００℃で歪取焼鈍を行った。積層コアについて、鉄損については、バックヨーク部にＢコイルと励磁コイルを巻き、疑似リングとして評価し、鉄損Ｗ10/200（Ｗ／ｋｇ）を表２に示した。鉄損Ｗ10/200が５Ｗ／ｋｇ以下であれば良好と判定した。本発明例、比較例のいずれも、鉄損は実用上問題のない範囲であったが、発明例の方が鉄損が良好となる傾向が見られた。これは本発明鋼では搬送速度上限までの尤度があり評価限界以上の精度で打ち抜きが良好であったためか、仕上焼鈍時に本実施例の条件で降伏強度およびヤング率を高めに制御した本発明鋼板を歪取焼鈍で粒成長させた場合の結晶組織変化（結晶方位および結晶粒径）が鉄損にとって好ましい方向に作用したためと考えられる。

Claims (4)

  1. 質量％で、Ｓｉ：２．０～５．０％、Ｍｎ：０．４～５．０％、Ａｌ≦３．０％、Ｃ：０．０００８～０．０１００％、Ｎ≦０．００３０％、Ｓ≦０．００３０％、Ｔｉ≦０．００６０％を含有し、残部がＦｅ及び不可避不純物からなり、
    ＭｎとＣの含有量の積が０．００４～０．０５質量％２の範囲内であり、
    圧延方向の降伏強度が６００ＭＰａ以上、圧延方向のヤング率が２００ＧＰａ以上であることを特徴とする連続打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板。
  2. さらに質量％で、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｓｂの１種以上を合計で０．００１～０．５０％含有することを特徴とする請求項１に記載の連続打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板。
  3. 請求項１又は請求項２に記載の連続打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板を素材として、順送り金型を用いて積層コアを製造するに際し、鋼板の搬送速度Ｖ（ｍ／ｓ）が下記（１）式を満たすことを特徴とする積層コアの製造方法。
    Ｖ：ＶMIN～ＶMAX （１）
    ＶMAX＝（１／２５）√(ｔ2×Ｅ×ＹＳ） （２）
    ＶMIN＝（１／２５）√(ｔ2×１２００００） （３）
    ただし、ｔ：電磁鋼板の板厚（ｍｍ）、Ｅ：電磁鋼板の圧延方向のヤング率（ＧＰａ）、ＹＳ：電磁鋼板の圧延方向の降伏強度（ＭＰａ）
  4. 製造した積層コアを７５０～９００℃で歪取焼鈍することを特徴とする請求項３に記載の積層コアの製造方法。
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