(57)【要約】【課題】  電気機器鉄心材料等として使用される磁気特性の優れた電磁鋼を提供する。【解決手段】  質量％で、Ｓｉ：０．１〜３．５％、Ｓ：０．００１〜０．０２％、Ｃｒ：１０％以下、Ａｌ：０．０２７〜０．０４０％、Ｃａ：１５〜６０ｐｐｍを含有し、Ｃ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｎｉ：０．２％以下、Ｍｏ：０．２％以下、Ｃｕ：０．２％以下、Ｎ：１５０ｐｐｍ以下とし、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、Ｃａ／Ｓ：０．６以下、Ｃａ／Ａｌ：０．０７〜０．１６、および介在物融点を１５００℃以下とすることを特徴とする磁気特性の優れた電磁鋼。【選択図】    なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｓｉ：０．１〜３．５％、
Ｓ：０．００１〜０．０２％、
Ｃｒ：１０％以下、
Ａｌ：０．０２７〜０．０４０％、
Ｃａ：１５〜６０ｐｐｍ、
を含有し、
Ｃ：０．０２％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｎｉ：０．２％以下、
Ｍｏ：０．２％以下、
Ｃｕ：０．２％以下、
Ｎ：１５０ｐｐｍ以下、
とし、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、Ｃａ／Ｓ：０．６以下、Ｃａ／Ａｌ：０．０７〜０．１６、および介在物融点を１５００℃以下とすることを特徴とする磁気特性の優れた電磁鋼。
【請求項２】
請求項１に加えて、さらにＰｂ：０．０１〜０．２０％添加することを特徴とする磁気特性の優れた電磁鋼。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電気機器鉄心材料等として使用される磁気特性の優れた電磁鋼に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に電気機器の効率化は電力エネルギーの低減のためにも必要なことである。このため、直流・交流用電磁弁鉄心材等の磁気特性、特に磁化特性の優れた電磁鋼が望まれている。例えば特許第２９７１０８０号公報（特許文献１）に開示されているように、脱酸元素としてＡｌを用い、同時に硫化物形成元素としてＣａをＳとの重量比である一定範囲内で含有させ、ＭｎＳとＡｌＮの析出を同時に抑制し、かつ、磁性に有害なＡｌ2 Ｏ3 のＢ系介在物をＡｌ2 Ｏ3 −ＣａＯ系のＣ系介在物に形態制御して磁気特性を向上させる磁気特性の優れた無方向性電磁鋼板が提案されている。
【０００３】
また、特公昭４７−２５２４７号公報（特許文献２）に開示されているように、Ｃ：０．０４％以下、Ｓｉ：０．４％以下、Ｍｎ：１．０％以下、残部Ｆｅおよび不純物よりなる純鉄にＣａを０．００１０〜０．０１００％を添加含有せしめ、Ｃａを溶鉄に添加する時は溶鉄中の酸素、硫黄、その他の不純物の脱除能力が大で、清浄度の高い磁性純鉄を得ることができる快削電磁純鉄が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２９７１０８０号公報
【特許文献２】特公昭４７−２５２４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１は磁気特性に有害なＡｌ2 Ｏ3 をＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 に介在物制御させて特性を改善したものであるが、融点を制御した成分設計思想ではなく、また、Ａｌ量０．００５〜０．０２６％では均一な低融点介在物ができず、高融点な介在物を生成して特性を低下させるため、特性改善としては十分でない。また、特許文献２はＡｌレスでＣａの単独添加により清浄度向上により磁気特性を改善させたもので、積極的に介在物を生成させて、適切な清浄度に調整し磁気特性、被削性を改善させたものではなく、磁気特性としては十分でないという問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述したような問題を解消するために、発明者らは鋭意開発を進めた結果、素地中の非金属介在物であるＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系介在物の融点を１５００℃以下に制御し、熱間圧延の際、磁気特性に有害な非金属介在物を延伸させて微細化を図ることにより高い磁気特性を得ることができる電磁鋼を提供するものである。
【０００７】
その発明の要旨とするところは、
（１）質量％で、Ｓｉ：０．１〜３．５％、Ｓ：０．００１〜０．０２％、Ｃｒ：１０％以下、Ａｌ：０．０２７〜０．０４０％、Ｃａ：１５〜６０ｐｐｍ、を含有し、
Ｃ：０．０２％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｐ：０．０３０％以下、Ｎｉ：０．２％以下、Ｍｏ：０．２％以下、Ｃｕ：０．２％以下、Ｎ：１５０ｐｐｍ以下、とし、残部Ｆｅおよび不可避的不純物からなり、かつ、Ｃａ／Ｓ：０．６以下、Ｃａ／Ａｌ：０．０７〜０．１６、および介在物融点を１５００℃以下とすることを特徴とする磁気特性の優れた電磁鋼。
（２）前記（１）に加えて、さらにＰｂ：０．０１〜０．２０％添加することを特徴とする磁気特性の優れた電磁鋼にある。
【発明の効果】
【０００８】
以上述べたように、本発明により直流・交流用電磁弁鉄心材や良好な軟磁化特性が必要な部品等の特性としての高磁束密度化を図ることができる磁性特性の優れた電磁鋼が可能となり、工業上極めて有利な材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る化学成分組成の限定理由を説明する。
Ｃ：０．０２％以下
Ｃは、磁気特性を悪化させる成分であるので、０．０２％以下とする。
Ｓｉ：０．１〜３．５％
Ｓｉは、脱酸、介在物制御のため必要な元素で、０．１％以上とする。高い固有抵抗が必要な場合は必要に応じて含有量を増量させる。しかし、３．５％を超えると脆化による製造性を悪化させることから、その上限を３．５％とした。
【００１０】
Ｍｎ：０．５％以下
Ｍｎは、脱酸のため必要な元素であるが、磁気特性を悪化させる成分であるので、その上限を０．５％とした。
Ｐ：０．０３０％以下
Ｐは、磁気特性を悪化させる成分であるので、その上限を０．０３０％とした。
Ｓ：０．００１〜０．０２％
Ｓは、被削性を向上させるために必要な成分で、０．００１％以上とする。しかし、０．０２％を超えると磁気特性を悪化させるために、その上限を０．０２％とした。
【００１１】
Ｎｉ：０．２％以下
Ｎｉは、磁気特性を悪化させる成分であるので、その上限を０．２％とした。
Ｃｒ：１０％以下
Ｃｒは、耐食性を向上させる成分であり、必要に応じて含有量を増加させる。しかし、１０％を超える場合は、低級酸化物として介在物中に混入し介在物融点の制御が困難となるので、その上限を１０％とした。なお、材料として電磁軟鉄や３％珪素鋼を選択する場合には不純物レベルとする。
【００１２】
Ｍｏ：０．２％以下
Ｍｏは、磁気特性を悪化させる成分である。従って、その上限を０．２％とした。
Ｃｕ：０．２％以下
Ｃｕは、Ｍｏと同様に、磁気特性を悪化させる成分である。従って、その上限を０．２％とした。
【００１３】
Ａｌ：０．０２７〜０．０４０％
Ａｌは、脱酸および介在物制御のために必要な成分であり、その作用のためには０．０２７％以上含有させることが必要である。一方、その含有量が０．０４０％を超えると脱酸効果が飽和し、コスト高になるため、その上限を０．０４０％とした。
【００１４】
Ｃａ：１５〜６０ｐｐｍ
Ｃａは、介在物制御のために必要な成分であり、低融点介在物を生成させるため１５ｐｐｍ以上添加する。しかし、６０ｐｐｍを超える添加はその効果が飽和し、コスト高になるため、その範囲を１５〜６０ｐｐｍとした。
【００１５】
Ｎ：１５０ｐｐｍ以下
Ｎは、磁気特性を悪化させる成分である。従って、その上限を１５０ｐｐｍとした。
Ｐｂ：０．０１〜０．２０％
Ｐｂは、被削性を向上させる成分で、所望の被削性を得るために必要に応じて適当量含有させる。しかし、０．０１％以上で効果があるが、０．２０％を超えるとその効果が飽和し、コスト高になるため、その上限を０．２０％とした。
【００１６】
Ｃａ／Ｓ：０．６以下
Ｃａ／Ｓは、製造性のため制限を設ける。０．６を超えるとＣａＳ生成が多量となり鋳造の際にノズル閉塞を生じ易くなり鋳造困難となるため、その上限を０．６とした。
【００１７】
Ｃａ／Ａｌ：０．０７〜０．１６
Ｃａ／Ａｌは、本発明の最大の特徴とする介在物制御のために必要な条件である。しかし、０．０７％未満では介在物中のＡｌ濃度が増し１５００℃以下の低融点介在物が生成しない。また、０．１６を超えると介在物中のＣａ濃度が増し所望の低融点介在物が生成しない。従って、その範囲を０．０７〜０．１６とした。
【００１８】
上述したような成分組成として、素地中のＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系非金属介在物の融点を１５００℃以下に制御し熱間圧延を行うと、介在物が延伸されて微細化し、磁気特性が向上する。介在物融点が１５００℃を超えると、介在物の延伸効果が得られにくくなり、磁気特性の向上効果が得られない。さらに圧延温度が８００℃未満となると非金属介在物が延伸しにくくなって微細化されにくくなるので、８００℃以上で圧延することが望ましい。このように、本発明は、Ａｌ、ＣａおよびＣａ／Ａｌを極めて狭い範囲に規定して介在物の融点を制御することにより磁気特性を高めたものである。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
表１に示した成分組成の鋼を１００ｋｇ真空誘導溶解炉で溶解し、インゴットに鋳造し、φ２０に鍛伸し、８００〜９００℃で焼鈍し、１３ｍｍ×９ｍｍ×５ｍｍの磁気リングを作製した。それを８５０℃で真空磁気焼鈍し、直流磁気測定装置で磁束密度を測定した結果を表２に示す。また、介在物融点は焼鈍後の素材断面を研磨し、エネルギー分散型Ｘ線分析装置にて基材中の介在物を任意に１０ケ所分析し、融点をＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 の三元系状態図から求め平均化して求めたものである。
【００２０】
【表１】
2006225674.tif 000002
【００２１】
【表２】
2006225674.tif 000003
【００２２】
表２に示すように、Ｎｏ．１〜２、Ｎｏ．６〜７、Ｎｏ．１１〜１３は本発明鋼であり、Ｎｏ．３〜５、Ｎｏ．８〜１０、Ｎｏ．１４〜１６は比較鋼である。比較鋼Ｎｏ．３、比較鋼Ｎｏ．８および比較鋼Ｎｏ．１４は、Ａｌが低いため、低融点介在物が生成せず、融点の高い介在物が散見されるようになり、融点が１５００℃を超えたため、磁気特性が悪かった。また、Ｃａ／Ａｌが低い、比較鋼Ｎｏ．４、比較鋼Ｎｏ．９および比較鋼Ｎｏ．１５は、融点の高いＣａＯ−２Ａｌ2 Ｏ3 が散見されるようになり、融点が１５００℃を超えたため磁気特性が悪かった。
【００２３】
Ｃａ／Ａｌが高い、比較鋼Ｎｏ．５、比較鋼Ｎｏ．１０、および比較鋼Ｎｏ．１６は、融点の高いＣａＯ、２ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＳｉＯ2 、２ＣａＯ−ＳｉＯ2 が散見されて融点が１５００℃を超えるため磁気特性が悪かった。これに対し、本発明鋼であるＮｏ．１〜２、Ｎｏ．６〜７、Ｎｏ．１１〜１３は、いずれも融点が１５００℃以下の介在物が生成している。その結果、いずれの特性にも優れていることが分かる。
【００２４】
上述したように、Ａｌ、ＣａおよびＣａ／Ａｌを極めて狭い範囲に規定して、素地中の非金属介在物であるＳｉＯ2 −ＣａＯ−Ａｌ2 Ｏ3 系介在物の融点を１５００℃以下に制御し、熱間圧延の際、磁性に有害な非金属介在物を延伸させて微細化することにより極めて優れた磁気特性を有する電磁鋼を得ることことを可能にした。
特許出願人  山陽特殊製鋼株式会社
代理人    弁理士    椎  名    彊