(57)【要約】【課題】本発明は、高周波鉄損を十分に低減し、または加工性を十分に向上させることができる無方向性電磁鋼板を、優れた生産性において、低コストで製造することをを目的とする。【解決手段】  表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の中心板と、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の二枚の表層板とを、表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施すことにより製造された無方向性電磁鋼板であって、中心板および表層板は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なり、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域が直接接合されたことを特徴とする無方向性電磁鋼板。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の中心板と、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の二枚の表層板とを、前記表面が互いに接するように前記中心板を前記二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施すことにより製造された無方向性電磁鋼板であって、
前記中心板および前記表層板は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なり、
前記中心板に対応する領域および前記二枚の表層板に対応する領域が直接接合されたことを特徴とする無方向性電磁鋼板。
【請求項２】
前記中心板および前記表層板は、質量％で、Ｓｉ含有量が０．１％以上３．５％以下異なることを特徴とする請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項３】
前記中心板に対応する領域および前記二枚の表層板に対応する領域の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、前記中心板および前記二枚の表層板に対応する三つの領域の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たすことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項４】
前記中心板および前記表層板は、質量％で、Ｓｉ：１．０％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：ｔｒ．または０．１％以上３．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項５】
中心層および前記中心層を挟む二つの表層が直接接合された無方向性電磁鋼板であって、
前記中心層および前記二つの表層の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、前記中心層および前記二つの表層の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たし、
前記中心層および前記表層は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なることを特徴とする無方向性電磁鋼板。
【請求項６】
前記中心板および前記表層板は、質量％で、Ｓｉ含有量が０．１％以上３．５％以下異なることを特徴とする請求項５に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項７】
前記中心層および前記表層は、質量％で、Ｓｉ：１．０％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：ｔｒ．または０．１％以上３．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項８】
請求項１から請求項４のいずれかに記載の無方向性電磁鋼板の製造方法であって、
前記中心板と、前記二枚の表層板とを、前記表面が互いに接するように前記中心板を前記二枚の表層板で挟んで積層することで積層鋼板を得る積層工程と、
前記積層鋼板に冷間圧延を施す冷間圧延工程と、
前記冷間圧延後の積層鋼板に仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程と、
を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項９】
前記冷間圧延工程において、冷間圧延の開始から終了まで鋼板の温度を３００℃以上４５０℃以下に保って冷間圧延を施すか、または圧延ロールを用いた通電加熱により鋼板の温度を上昇させて３００℃以上４５０℃以下の温度まで到達させることを特徴とする請求項８に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電気機器等に使用される電磁鋼板は、インバータ駆動の普及および高周波での駆動の普及により、省エネルギー化の観点等から、高周波域での更なる高効率化が求められている。
例えば、インバータの高調波による鉄損が低い無方向性電磁鋼板やインバータ回路にリアクトルとして高調波を除去する鉄心が使用されていることから、数ｋＨｚから数十ｋＨｚを基底周波数とするインバータの半導体から発生する高調波を除去する用途で鉄損が低い無方向性電磁鋼板の要請が高まっている。
【０００３】
さらに、インバータのパワーデバイスに使用される半導体がＳｉからＳｉＣに移行しつつあり、半導体基底周波数が高周波化しつつある。これにより波形制御は向上するが、インバータ出力波形に含有される、インダクタンスとキャパシタンスにより除去しきれない高調波成分はより高周波化するため、高周波鉄損の低い無方向性電磁鋼板が求められている。さらに、鉄損が低く、加工性を向上させた無方向性電磁鋼板も求められていた。
【０００４】
このような状況から、高周波鉄損の低減あるいは加工性の向上を実現した無方向性電磁鋼板を実用化するために従来から様々な技術が採用されている。
【０００５】
具体的には、高周波鉄損低減のための薄手化を行った場合に生じる打ち抜き回数の増加等の課題を解決するために、薄手鋼板を接着により積層して打ち抜き工程に供される通常の厚さに製造した積層型の鋼板が採用されている。例えば、特許文献１には、接着絶縁層を介して薄手鋼板を積層した鋼板が記載されている。また、特許文献２には、２以上の薄手鋼板が接着層を介して接着されている積層鉄心用接着鋼板であって少なくとも片面に接着層組成物からなる皮膜を備えた鋼板が記載されている。しかし、これらの技術では、接着により積層する前に薄手鋼板の表面に接着皮膜を塗布して適度な程度に焼き付ける焼鈍工程が必要であるため生産性に劣る課題があった。さらに、薄手鋼板を接着前に予め準備する必要があり、製造コスト面でも課題があった。
【０００６】
また、Ｓｉ含有量を増加させて比抵抗を増加させることで渦電流損を減少させた高Ｓｉ鋼板が用いられている。そして、このような高Ｓｉ鋼板の加工性を向上させる技術として、例えば、特許文献３および４に記載されているように、連続鋼塊を製造する際に静磁場を負荷し、Ｓｉ量の異なる溶鋼を供給する第１の技術、表層もしくは中心層に該当する鋼塊のいずれか片方を先に凝固させ、その後他方の成分の溶鋼をその鋼塊に周囲に凝固させる２段階凝固、すなわち２回の凝固により複層鋼塊を製造し、その後鋼塊又は熱延板の状態でＳｉの拡散焼鈍を行う第２の技術、Ｓｉ含有量を低減した表層および高Ｓｉの中心層を有する鋼板を、熱延板を圧着圧延で形成することで製造する第３の技術といった３通りの技術が採用されている。しかしながら、高周波下では表皮効果により鉄損発生域が鋼板表層付近に集中するので、この技術ではＳｉ含有量を低減した表層において比抵抗が低減していることで高周波鉄損が増加する課題があった。
また、これらの技術では、第１の技術においては、連続鋼塊を製造する場合は板厚方向の成分を精密に制御するために鋳造速度を低下させねばならないため、生産性が低下する。第２の技術では、複層鋼塊を製造する場合は前述のように２回の凝固を行う必要があるため鋼塊製造の生産性が低下するとともに、連続鋳造の適用が困難となり、鋳造段階での生産性向上が困難な課題がある。加えて、鋼塊もしくは熱延板の拡散焼鈍を行うため生産性が低下する。第３の技術では、熱延板圧着圧延の後、混合層形成のため、熱延板焼鈍によりＳｉの拡散焼鈍を行うので、拡散焼鈍のために生産性が低下する。
【０００７】
以上のように、特許文献３および特許文献４の技術では生産性が不十分であった。このように特許文献３および特許文献４の生産性が不十分である原因は、Ｓｉ含有量の異なる層の間に混合層を設けるために拡散工程を必要とするからである。
【０００８】
そこで、高周波下における表皮効果を利用して高周波鉄損を低減するために、拡散により表層のＳｉ含有量を増加させて表層の比抵抗を増加させた鋼板が採用されている。例えば、特許文献５には、化学気相蒸着法（ＣＶＤ）を用いた浸珪処理でＳｉを拡散させることにより鋼板表層のＳｉ含有量を増加させる技術が記載されている。また、特許文献６には、気相浸珪法の他、液相浸珪法および固相浸珪法を用いて、拡散により鋼板表層のＳｉ含有量を増加させることによって、高周波鉄損を低減し、直流磁気特性を向上させた電磁鋼板が記載されている。さらに、特許文献７には、高温かつ長時間の浸珪処理での拡散により鋼板表層のＳｉ含有量を増加させる技術が記載されている。しかしながら、これらの技術では、浸珪処理での拡散により鋼板表層のＳｉ含有量を増加させるために、高温長時間の処理が必要となるため生産性に劣る課題があった。さらにこのような処理に耐え得る特殊な設備への投資費用により製造コストが増加する課題があった。
【０００９】
したがって、特許文献１〜７に記載された技術では、高周波鉄損の低減あるいは加工性の向上を実現した無方向性電磁鋼板を、優れた生産性において、低コストで製造することができなかった。このため、近年急速に需要が増加する、高周波鉄損を十分に低減し、または加工性を十分に向上させた無方向性電磁鋼板の供給量や製造コストの面において課題が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−２０１５５１号公報
【特許文献２】特開２０００−１７３８１５号公報
【特許文献３】特開平８−１６５５２０号公報
【特許文献４】特開平６−５７３８６号公報
【特許文献５】特公平５−０４９７４４号公報
【特許文献６】特開２０１２−２５１１９１号公報
【特許文献７】特開２０１６−１０４９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、高周波鉄損を十分に低減し、または加工性を十分に向上させることができる上、優れた生産性において、低コストで製造することができる無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上述したような状況を踏まえ、上述した課題を解決する手法について鋭意研究を行った。
【００１３】
まず、発明者らは、表面の算術平均粗さＲａが大きい鋼板どうしを積層した上で冷間圧延を施した場合には、接触面において局部的に応力集中が発生することに着目して研究を行った。その結果、従来は、表面の算術平均粗さＲａが大きい鋼板どうしを積層した場合には鋼板間の接触面積が減少するといった理由から、それらを積層した上で冷間圧延を施す製造方法は用いられていなかったにもかかわらず、中心板と二枚の表層板とを、算術平均粗さＲａを大きくして適切な範囲内に制御した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施した場合には、中心板および二枚の表層板の圧着が効果的に行われることを見出した。
【００１４】
さらに、このように製造される無方向性電磁鋼板において、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域の二つの境界面の算術平均粗さと、中心板および二枚の表層板に対応する三つの領域の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径とが、所定の関係を満たす場合には、高周波鉄損の低減作用が得られることをさらに見出した。この場合に、高周波鉄損の低減作用が得られるのは、平均結晶粒径が最小の平均結晶粒径である領域の結晶粒内に形成される磁壁の移動が、これらの境界面の作用によって抑制される結果、高周波励磁下で急速に鉄損に占める割合が増加する渦電流損の増加が抑制されるからであると推察した。
【００１５】
本発明はこれらの知見を元になされたものであり、その要旨は、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の中心板と、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の二枚の表層板とを、上記表面が互いに接するように上記中心板を上記二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施すことにより製造された無方向性電磁鋼板であって、上記中心板および上記表層板は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なり、上記中心板に対応する領域および上記二枚の表層板に対応する領域が直接接合されたことを特徴とする無方向性電磁鋼板である。
【００１６】
また、他の要旨は、上記中心板および上記表層板は、質量％で、Ｓｉ含有量が０．１％以上３．５％以下異なることを特徴とする上述した無方向性電磁鋼板である。
【００１７】
また、他の要旨は、上記中心板に対応する領域および上記二枚の表層板に対応する領域の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、上記中心板および上記二枚の表層板に対応する三つの領域の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たすことを特徴とする上述した無方向性電磁鋼板である。
【００１８】
また、他の要旨は、上記中心板および上記表層板は、質量％で、Ｓｉ：１．０％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：ｔｒ．または０．１％以上３．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする上述した無方向性電磁鋼板である。
【００１９】
また、他の要旨は、中心層および上記中心層を挟む二つの表層が直接接合された無方向性電磁鋼板であって、上記中心層および上記二つの表層の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、上記中心層および上記二つの表層の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たし、上記中心層および上記表層は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なることを特徴とする無方向性電磁鋼板である。
【００２０】
また、他の要旨は、上記中心板および上記表層板は、質量％で、Ｓｉ含有量が０．１％以上３．５％以下異なることを特徴とする上述した無方向性電磁鋼板である。
【００２１】
また、他の要旨は、上記中心層および上記表層は、質量％で、Ｓｉ：１．０％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：ｔｒ．または０．１％以上３．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする上述した無方向性電磁鋼板である。
【００２２】
また、他の要旨は、上述した無方向性電磁鋼板の製造方法であって、上記中心板と、上記二枚の表層板とを、上記表面が互いに接するように上記中心板を上記二枚の表層板で挟んで積層することで積層鋼板を得る積層工程と、上記積層鋼板に冷間圧延を施す冷間圧延工程と、上記冷間圧延後の積層鋼板に仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程と、を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法である。
【００２３】
さらに、他の要旨は、上記冷間圧延工程において、冷間圧延の開始から終了まで鋼板の温度を３００℃以上４５０℃以下に保って冷間圧延を施すか、または圧延ロールを用いた通電加熱により鋼板の温度を上昇させて３００℃以上４５０℃以下の温度まで到達させることを特徴とする上述した無方向性電磁鋼板の製造方法である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、高周波鉄損を十分に低減し、または加工性を十分に向上させることができる上、優れた生産性において、低コストで製造することができる無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明における中心板および二枚の表層板の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明における積層鋼板および本発明の無方向性電磁鋼板の一例を示す概略断面図である。
【図３】図２（ｂ）のＸ部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。
【００２７】
Ａ．無方向性電磁鋼板
本発明の無方向性電磁鋼板は、第１実施形態および第２実施形態に大別することができる。以下、第１実施形態および第２実施形態について別々に説明する。
【００２８】
Ａ−１．第１実施形態
第１実施形態の無方向性電磁鋼板は、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の中心板と、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の二枚の表層板とを、表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施すことにより製造された無方向性電磁鋼板であって、中心板および表層板は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なり、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域が直接接合されたことを特徴とする。
【００２９】
第１実施形態の無方向性電磁鋼板の一例について図面を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明における中心板および二枚の表層板の一例を示す概略断面図である。また、図２（ａ）は、本発明における積層鋼板の一例を示す概略断面図である。また、図２（ｂ）は、本発明の無方向性電磁鋼板の一例を示す概略断面図である。さらに、図３は、図２（ｂ）のＸ部分の拡大図である。
【００３０】
図１（ａ）〜（ｃ）に示されるように、表層板４Ａは、表面４Ａｓの算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。中心板２は、表面２ｓの算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。表層板４Ｂは、表面４Ｂｓの算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。また、表層板４Ａおよび表層板４ＢそれぞれのＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板２のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９％質量以下多くなっている。これにより、表層板４Ａおよび表層板４Ｂそれぞれの平均結晶粒径は、中心板２よりも小さくなっている。
【００３１】
図２（ｂ）に示される無方向性電磁鋼板１０は、表層板４Ａと、中心板２と、表層板４Ｂとを、図２（ａ）に示されるように、算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の表面が互いに接するように中心板２を表層板４Ａおよび表層板４Ｂで挟んで積層することで得られる積層鋼板６に冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施すことにより製造されたものである。また、無方向性電磁鋼板１０においては、表層板４Ａおよび表層板４Ｂに対応する領域４Ａ’および領域４Ｂ’それぞれの平均結晶粒径は、中心板に対応する領域２’よりも小さくなっており、領域４Ａ’および領域４Ｂ’それぞれの抵抗率は、領域２’よりも高くなっている。また、領域４Ａ’および領域４Ｂ’は領域２’と直接接合されている。
【００３２】
第１実施形態の無方向性電磁鋼板が製造される時には、中心板の表面の算術平均粗さＲａおよび二枚の表層板の表面の算術平均粗さＲａを２．５μｍ以上１５μｍ以下に制御した上で、算術平均粗さＲａを制御した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施す。このため、冷間圧延時には、中心板および二枚の表層板の接触面において圧延ロールによる圧下力が微視的に不均一に表層板と中心板に負荷される。これにより、中心板および二枚の表層板の接触面において局部的に応力集中が発生する結果、中心板および二枚の表層板の圧着が効果的に行われる。よって、生産性に劣り、製造コストが高い接着皮膜による積層方法を用いることなく中心板および二枚の表層板を接合することができる。
【００３３】
また、第１実施形態の無方向性電磁鋼板は、中心板および表層板を別々に化学組成を制御した上で圧着することにより製造可能である。このため、生産性に劣り、製造コストが高い拡散での表層の成分の調整を行うことなく、例えば、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９％質量以下多くなるように制御するだけで、無方向性電磁鋼板において表層板に対応する領域（表層）の平均結晶粒径を中心板に対応する領域（中心層）よりも小さくし、表層板に対応する領域の抵抗率を中心板に対応する領域よりも高くすることができる。よって、生産性に劣り、製造コストが高い製造方法によらず、高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損を十分に低減することができる。
【００３４】
さらに、生産性に劣る方法での成分の調整を行うことなく、例えば、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９％質量以下多くなるように制御するだけで、無方向性電磁鋼板において表層板に対応する領域（表層）の平均結晶粒径を中心板に対応する領域（中心層）よりも大きくして、無方向性電磁鋼板の加工性を十分に向上させることもできる。
【００３５】
したがって、第１実施形態によれば、高周波鉄損を十分に低減し、または加工性を十分に向上させることができる上、優れた生産性において、低コストで製造することができる。
【００３６】
以下、第１実施形態の無方向性電磁鋼板における各構成について説明する。
【００３７】
１．中心板および二枚の表層板
（１）中心板
中心板は、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。
【００３８】
ｉ．表面の算術平均粗さＲａ
中心板の表面の算術平均粗さＲａは、２．５μｍ以上１５μｍ以下とする。滑らか過ぎても粗過ぎても、中心板および二枚の表層板の圧着が効果的に行われずに、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域が剥離し易くなる。また、滑らか過ぎると鉄損の低減作用が十分に得られず、粗過ぎても鉄損の低減作用が十分に得られない。同様の理由から、３．５μｍ以上１３．５μｍ以下とすることが好ましく、中でも５μｍ以上１０μｍ以下とすることが好ましい。
【００３９】
また、中心板の表面の算術平均粗さＲａは、鋼板の圧延方向に垂直な断面の観察で測定する。具体的には、観察断面において、表面の板厚方向の位置座標を０．０１μｍの精度以上の精度で測定して、Ｒａを求める。板厚方向の位置座標を測定する時には、表面と平行な方向に連続する２ｍｍに亘る範囲において０．１μｍピッチで測定して、合計で２０００個の位置座標を測定する。これを少なくとも５箇所で実施する。そして、各箇所についての算術平均粗さＲａを、各箇所で測定した合計で２０００個の位置座標の絶対値を平均することにより算出する。そして、各箇所についてのＲａ算出値の平均値をＲａとして求める。また、断面の観察には、例えば、光学顕微鏡、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）等を用いる。また、板厚方向の位置座標の測定には、例えば、画像処理等を用いる。
【００４０】
ｉｉ．化学組成
（ｉ）化学組成
中心板の化学組成としては、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではなく、例えば、一般的な無方向性電磁鋼板における母鋼板の化学組成を用いることができる。中心板の化学組成としては、質量％でＳｉ：１．０％以上４．５％以下、Ｍｎ：０．１％以上１．５％以下、Ａｌ：ｔｒ．または０．１％以上３．０％以下を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなるものが好ましい。ここで、「ｔｒ．」とは、該当する元素を意図的に含有させていないことを意味する。
【００４１】
以下、中心板の各成分の好ましい含有量を説明する。以下において、成分の含有量は質量％での値である。
【００４２】
ａ．Ｓｉ
Ｓｉ含有量は１．０％以上４．５％以下とすることが好ましい。
【００４３】
Ｓｉは比抵抗を増加させる作用を有しているので、鉄損低減に寄与する。このため、鉄損低減の観点から、Ｓｉ含有量は１．０％以上とすることが好ましく、中でも１．５％以上、特に２．０％以上とすることが好ましい。一方、磁気特性および圧延製造性を改善し、仕上げ焼鈍温度の上昇を抑制する観点から、Ｓｉ含有量は４．５％以下とすることが好ましく、中でも４．２％以下、特に４．０％以下とすることが好ましい。
【００４４】
ｂ．Ｍｎ
Ｍｎ含有量は０．１％以上１．５％以下とすることが好ましい。
【００４５】
Ｍｎも比抵抗を増加させる作用を有しているので、鉄損低減に寄与する。このため、鉄損低減の観点から、Ｍｎ含有量は０．１％以上とすることが好ましく、中でも０．５％以上とすることが好ましい。多過ぎると再結晶組織を微細化させ鉄損を増加させるため、１．５％以下とすることが好ましく、中でも１．０％以下とすることが好ましい。
【００４６】
ｃ．Ａｌ
中心板は、Ａｌを意図的に含有させていないものでもよいし、Ａｌを意図的に含有させたものでもよい。
【００４７】
中心板がＡｌを含有する場合には、鉄損低減の観点から、Ａｌ含有量は０．１％以上３．０％以下とすることが好ましく、中でも０．３％以上２．４％以下、特に０．９％以上２．３％とすることが好ましい。
【００４８】
ｄ．残部
中心板の残部はＦｅおよび不可避的不純物である。
【００４９】
中心板は、本発明の作用効果を損なわない範囲で、不可避的に混入する各種元素である不可避的不純物を含むものでもよい。不可避的不純物としては、Ｃ、Ｎ、Ｓのほか、Ｔｉ、Ｎｂ、Ａｓ、Ｚｒ等が挙げられる。
【００５０】
Ｃ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．００３％以下とすることが好ましく、中でも０．００２％以下、特に０．００１％以下とすることが好ましい。０．００１％以下とすることにより、特に秀逸な磁気特性を得ることができる。
【００５１】
Ｎ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．００３％以下とすることが好ましく、中でも０．００２％以下、特に０．００１％以下とすることが好ましい。０．００１％以下とすることにより、特に秀逸な磁気特性を得ることができる。
【００５２】
Ｓ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．００３％以下とすることが好ましく、中でも０．００２％以下、特に０．００１％以下とすることが好ましい。０．００１％以下とすることにより、特に秀逸な磁気特性を得ることができる。
【００５３】
Ｔｉ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．００４％以下とすることが好ましく、中でも０．００３％以下とすることが好ましい。特に秀逸な磁気特性を得るためには、特に０．００２％以下とすることが好ましく、０．００２％以下とすることがより好ましい。
【００５４】
Ｎｂ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．００３％以下とすることが好ましく、中でも０．００２％以下、特に０．００１％以下とすることが好ましい。０．００１％以下とすることにより、特に秀逸な磁気特性を得ることができる。
【００５５】
Ａｓ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．００３％以下とすることが好ましく、中でも０．００２％以下、特に０．００１％以下とすることが好ましい。０．００１％以下とすることにより、特に秀逸な磁気特性を得ることができる。
【００５６】
Ｚｒ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．００３％以下とすることが好ましく、中でも０．００２％以下、特に０．００１％以下とすることが好ましい。０．００１％以下とすることにより、特に秀逸な磁気特性を得ることができる。
【００５７】
Ｐ含有量は、磁気特性を改善する点から、０．２５％以下とすることが好ましく、中でも０．１５％以下とすることが好ましい。特に秀逸な磁気特性を得るためには、特に０．１０％以下とすることが好ましく、０．０５％以下とすることがより好ましい。
【００５８】
不可避不純物全体の含有量は、磁気特性を改善する点から、０．１％以下とすることが好ましく、中でも０．０５％以下とすることが好ましい。
【００５９】
（ｉｉ）化学組成の測定方法
中心板における各元素の含有量は、元素の種類に応じて、一般的な方法を用いて、一般的な測定条件により測定することができる。
【００６０】
Ｓｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｎｂ、およびＺｒの含有量は、例えば、ＩＣＰ−ＭＳ法（誘導結合プラズマ質量分析法）を用いて測定することができる。Ａｓ含有量は、例えば、ＡＡ法（フレームレス原子吸光法）により測定することができる。ＣおよびＳの含有量は、例えば、燃焼赤外線吸収法により測定することができる。Ｎ含有量は、加熱融解−熱伝導法により測定することができる。
【００６１】
中心板に絶縁被膜その他の層が形成されていない場合には、中心板の一部を切子状にして秤量し、測定用試料とする。中心板に絶縁被膜その他の層が形成されている場合には、一般的な方法により予め絶縁被膜その他の層を除去した上で、中心板の一部を切子状にして秤量し、測定用試料とする。
【００６２】
ＩＣＰ−ＭＳ法を用いる場合には、上記測定用試料を酸に溶解し、必要に応じて加熱することにより酸溶解液とする。そして、当該酸に溶解した際の残渣を、濾紙回収して別途アルカリ等に融解し、融解物を酸で抽出して溶液化する。当該溶液と当該酸溶解液とを混合し、必要に応じて希釈することにより、ＩＣＰ−ＭＳ法測定用溶液とすることができる。
【００６３】
ｉｉｉ．製造方法
中心板は、例えば、上述した化学組成を有するスラブに熱間圧延を施すか、または熱間圧延および熱延板焼鈍をこの順に施し、これより得られた鋼板の表面の算術平均粗さＲａを２．５μｍ以上１５μｍ以下となるように制御することにより製造される。
【００６４】
熱間圧延の各種条件は特に限定されるものではなく、一般的な条件に従って施せばよい。
また、熱延板焼鈍の各種条件は特に限定されるものではなく、一般的な条件に従って施せばよい。
【００６５】
上記鋼板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内となるように制御する方法としては、例えば、所定の表面粗度に加工したロールで上記鋼板を軽圧下し、その表面粗度を予め所定の値に調整するといった方法、ショットブラストによる表面粗度の制御といった方法、レーザー照射による表面粗度の制御といった方法、プラズマ照射による表面粗度の制御といった方法等が挙げられる。もちろん、第１実施形態における上記鋼板の表面の算術平均粗さＲａの制御の方法は上述の方法に限定されるものではない。
【００６６】
ｉｖ．その他
中心板の板厚は、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、０．３ｍｍ以上１．２ｍｍ以下とすることが好ましく、中でも０．５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とすることが好ましい。薄過ぎると冷間圧延の安定性に課題が生じるからであり、厚過ぎると積層鋼板としての鉄損低減効果が不十分となり課題が生じるからである。
【００６７】
また、中心板の平均結晶粒径は、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、３０μｍ以上３００μｍ以下とすることが好ましく、中でも５０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましい。小さ過ぎると無方向性電磁鋼板において中心板に対応する領域でのヒステリシス損が増加し鉄損が増加する課題が生じるからであり、大き過ぎると打ち抜き性などの加工性に課題が生じるからである。
【００６８】
中心板の平均結晶粒径は、中心板で観察される複数の結晶粒について、投影面積に対する同一面積の円の直径をそれぞれ測定し、平均した値を意味する。
【００６９】
なお、中心板においては、中心板を二枚の表層板で挟んで積層して冷間圧延を施す時に、特段の接着皮膜を表面に形成しておく必要がない。また、積層圧延板の接着を促進する接着皮膜のごとき物質を中心板の表面に付与する必要はない。なぜなら、積層圧延後の仕上焼鈍時に、接着を促進する接着皮膜のごとき物質が化学変化し、積層した鋼板の剥離の原因ともなりかねないからである。
【００７０】
また、中心板は、表面に酸化膜、特に外部酸化膜が形成されていないものが好ましく、表面に酸化膜が形成されているとしても、酸化膜、特に外部酸化膜は薄いものが好ましい。そして、酸化膜が形成されていない中心板、または表面に形成されている酸化膜が薄い中心板を積層して冷間圧延を施すためには、例えば、表面に形成されている酸化膜の一部または全部を事前に化学的または物理的方法等で除去した上で、中心板を積層圧延に供する方法等を用いることができる。
【００７１】
なお、中心板の表面に形成されている酸化膜を事前に化学的方法で除去した場合には、除去後の中心板の表面は湿潤となる場合が多いので、乾燥後、酸化膜が再形成されないうちに積層圧延に供することが好ましい。
【００７２】
また、中心板の表面に形成されている酸化膜を事前に化学的または物理的方法等で除去する場合には、酸化膜を化学的または物理的方法等で除去すると同時に、中心板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内に制御する方法を用いてもよい。これにより、製造工程を簡略化することができる。なお、中心板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内に制御する方法としては、酸化膜を化学的または物理的方法等で除去すると同時に制御する方法に限定されるものではない。
【００７３】
酸化膜を事前に除去する化学的方法としては、例えば、公知の酸洗技術等を用いることができる。また、酸化膜を事前に除去する物理的方法としては、例えば、硬度の高いブラシを用いたデスケーリング、圧延ロールによる軽圧下による酸化被膜の破壊等の公知の方法等を用いることができる。なお、酸化膜を事前に除去する方法は、これらの方法に限定されるものではない。
【００７４】
さらに、第１実施形態においては、中心板の表面に酸化膜が形成されていたとしても、中心板を積層圧延に供する前に酸化膜の一部または全部を除去する処理を必ずしも行わなくてもよい。多少の酸化膜が中心板の表面に形成されていたとしても、表層板および中心板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内に制御している場合には、積層圧延の際の局所的な接触部の応力集中により表面の酸化膜は破壊され、酸化膜の下の金属面が直接接する効果が得られるからである。
【００７５】
（２）二枚の表層板
二枚の表層板のそれぞれは、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。
【００７６】
ｉ．表面の算術平均粗さＲａ
表層板の表面の算術平均粗さＲａについては、測定方法も含め、上述した中心板の表面の算術平均粗さＲａと同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００７７】
ｉｉ．化学組成
表層板のＳｉ含有量は、質量％で、２．５％以上とすることが好ましい。高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損をさらに低減することができるからである。
【００７８】
表層板の化学組成については、上述した点を除いて、測定方法も含め、上述した中心板の化学組成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００７９】
ｉｉｉ．製造方法
表層板は、例えば、上述した化学組成を有するスラブに熱間圧延を施すか、または熱間圧延および熱延板焼鈍をこの順に施し、これより得られた鋼板の表面の算術平均粗さＲａを２．５μｍ以上１５μｍ以下となるように制御することにより製造される。
【００８０】
熱間圧延の各種条件は特に限定されるものではなく、一般的な条件に従って施せばよい。
また、熱延板焼鈍の各種条件は特に限定されるものではなく、一般的な条件に従って施せばよい。
【００８１】
上記鋼板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内となるように制御する方法は、上述した中心板の製造方法における制御方法と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００８２】
ｉｖ．その他
表層板の板厚は、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、０．２ｍｍ以上０．７ｍｍ以下とすることが好ましく、中でも０．３ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。薄過ぎると表皮効果が不十分で本発明の意図する低鉄損効果が得られないからであり、厚過ぎると冷間圧延に課題が生じるからである。
【００８３】
また、表層板の平均結晶粒径は、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、１０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましく、中でも５０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。小さ過ぎると仕上焼鈍後の鉄損が増大するからであり、大き過ぎると冷間圧延の際に冷延速度を向上できないなどの課題が生じるからである。
【００８４】
表層板の平均結晶粒径は、表層板で観察される複数の結晶粒について、投影面積に対する同一面積の円の直径をそれぞれ測定し、平均した値を意味する。
【００８５】
第１実施形態の無方向性電磁鋼板を高周波用途で使用することを想定する場合には、表層板の板厚は、積層圧延後の成品において得られる表層板に対応する領域の厚さが、無方向性電磁鋼板の材質で定まる電気抵抗率や使用周波数等から予め計算可能な表皮深さとなるように設定することが好ましい。
【００８６】
なお、表層板においては、中心板を二枚の表層板で挟んで積層して冷間圧延を施す時に、特段の接着皮膜を表面に形成しておく必要がない。また、積層圧延板の接着を促進する接着皮膜のごとき物質を表層板の表面に付与する必要はない。なぜなら、積層圧延後の仕上焼鈍時に、接着を促進する接着皮膜のごとき物質が化学変化し、積層した鋼板の剥離の原因ともなりかねないからである。
【００８７】
また、表層板は、表面に酸化膜、特に外部酸化膜が形成されていないものが好ましく、表面に酸化膜が形成されているとしても、酸化膜、特に外部酸化膜は薄いものが好ましい。そして、酸化膜が形成されていない表層板、または表面に形成されている酸化膜が薄い表層板を積層して冷間圧延を施すためには、例えば、表面に形成されている酸化膜の一部または全部を事前に化学的または物理的方法等で除去した上で、表層板を積層圧延に供する方法等を用いることができる。
【００８８】
なお、表層板の表面に形成されている酸化膜を事前に化学的方法で除去した場合には、除去後の表層板の表面は湿潤となる場合が多いので、乾燥後、酸化膜が再形成されないうちに積層圧延に供することが好ましい。
【００８９】
また、表層板の表面に形成されている酸化膜を事前に化学的または物理的方法等で除去する場合には、酸化膜を化学的または物理的方法等で除去すると同時に、表層板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内に制御する方法を用いてもよい。これにより、製造工程を簡略化することができる。なお、表層板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内に制御する方法としては、酸化膜を化学的または物理的方法等で除去すると同時に制御する方法に限定されるものではない。
【００９０】
酸化膜を事前に除去する化学的方法としては、例えば、公知の酸洗技術等を用いることができる。また、酸化膜を事前に除去する物理的方法としては、例えば、硬度の高いブラシを用いたデスケーリング、圧延ロールによる軽圧下による酸化被膜の破壊等の公知の方法等を用いることができる。なお、酸化膜を事前に除去する方法は、これらの方法に限定されるものではない。
【００９１】
さらに、第１実施形態においては、表層板の表面に酸化膜が形成されていたとしても、表層板を積層圧延に供する前に酸化膜の一部または全部を除去する処理を必ずしも行わなくてもよい。多少の酸化膜が表層板の表面に形成されていたとしても、表層板および中心板の表面の算術平均粗さＲａを上述した範囲内に制御している場合には、積層圧延の際の局所的な接触部の応力集中により表面の酸化膜は破壊され、酸化膜の下の金属面が直接接する効果が得られるからである。
【００９２】
（３）中心板および表層板の関係
ｉ．化学組成の関係
中心板および表層板は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なるものである。このような中心板および表層板の化学組成の関係としては、二枚の表層板のうちの少なくとも一方の当該合計の含有量が、質量％で中心板の当該合計の含有量と０．１％以上７．９％以下異なるものであれば特に限定されるものはないが、通常は、二枚の表層板の両方の当該合計の含有量が、同じように、質量％で中心板の当該合計の含有量と０．１％以上７．９％以下異なるものである。以下において、成分の含有量は質量％での値である。
【００９３】
このような中心板および表層板の化学組成の関係としては、図１（ａ）および（ｃ）に示される表層板４Ａおよび表層板４Ｂのように、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多いものが好ましい。該含有量の差を０．１％以上とすることにより、中心板の化学組成および表層板の化学組成を別々に制御して、表層板の平均結晶粒径を中心板よりも小さくすることができる。このため、無方向性電磁鋼板において、表層板に対応する領域の平均結晶粒径を中心板に対応する領域よりも小さくし、表層板に対応する領域の抵抗率を中心板に対応する領域よりも高くすることができる。これにより、高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損を十分に低減することができる無方向性電磁鋼板を、優れた生産性において、低コストで製造することができるからである。なお、鉄損低減ならびに磁気特性および圧延製造性の観点から、該含有量の差は７．９％以下とする。
【００９４】
また、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多い化学組成の関係としては、中でも１．０％以上７．９％以下多いものが好ましく、特に２．０％以上７．９％以下多いものが好ましい。高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損をさらに低減することができるからである。
【００９５】
また、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多い化学組成の関係としては、表層板のＳｉ含有量が中心板のＳｉ含有量よりも０．１％以上３．５％以下多いものが好ましく、特に表層板のＳｉ含有量が中心板のＳｉ含有量よりも１．０％以上３．５％以下多いものが好ましい。該含有量の差をこれらの下限以上とすることにより、効果的に表層板の平均結晶粒径を中心板よりも小さくすることができるため、効果的に高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損を低減することができるからである。該含有量の差をこの上限以下とすることが、鉄損低減ならびに磁気特性および圧延製造性の観点から好ましいからである。さらに、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多い化学組成の関係としては、中でも表層板のＳｉ含有量が２．５％以上であるものが好ましい。高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損をさらに低減することができるからである。
【００９６】
さらに、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多い化学組成の関係としては、表層板のＭｎ含有量が中心板のＭｎ含有量よりも０．１％以上１．４％以下多いもの、または表層板がＡｌを意図的に含有させたものである場合において、表層板のＡｌ含有量が中心板のＡｌ含有量よりも０．１％以上３．０％以下多いものが好ましい。これらの含有量の差をこれらの下限以上とすることにより、効果的に表層板の平均結晶粒径を中心板よりも小さくすることができるため、効果的に高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損を低減することができるからである。これらの含有量の差をこれらの上限以下とすることが、鉄損低減の観点から好ましいからである。
【００９７】
一方、上述したような中心板および表層板の化学組成の関係としては、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下少ないものでもよい。この場合には、該含有量の差を０．１％以上とすることにより、中心板の化学組成および表層板の化学組成を別々に制御して、表層板の平均結晶粒径を中心板よりも大きくすることができる。このため、無方向性電磁鋼板製造時の鋼板の加工性を向上させることができる。また、無方向性電磁鋼板において、表層板に対応する領域の平均結晶粒径を中心板に対応する領域よりも大きくして、加工性を十分に向上させることができる。これにより、加工性を十分に向上させた無方向性電磁鋼板を、優れた生産性において、低コストで製造することができる。なお、鉄損低減ならびに磁気特性および圧延製造性の観点から、該含有量の差は７．９％以下とする。
【００９８】
さらに、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下少ない化学組成の関係としては、表層板のＳｉ含有量が中心板のＳｉ含有量よりも０．１％以上３．５％以下少ないものが好ましく、特に表層板のＳｉ含有量が中心板のＳｉ含有量よりも１．０％以上３．５％以下少ないものが好ましい。該含有量の差をこれらの下限以上とすることにより、効果的に表層板の平均結晶粒径を中心板よりも大きくすることができるため、効果的に無方向性電磁鋼板の加工性を十分に向上させることができるからである。該含有量の差をこの上限以下とすることが、鉄損低減ならびに磁気特性および圧延製造性の観点から好ましいからである。
【００９９】
ｉｉ．平均結晶粒径の関係
表層板および中心板の平均結晶粒径の関係としては、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、図１（ａ）および（ｃ）に示される表層板４Ａおよび表層板４Ｂのように、表層板の平均結晶粒径が中心板よりも小さいものが好ましい。無方向性電磁鋼板において、表層板に対応する領域の抵抗率を中心板に対応する領域よりも高くすることができるからである。
なお、表層板の平均結晶粒径を中心板よりも小さくするためには、例えば、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなるように制御すればよい。
【０１００】
また、表層板および中心板の平均結晶粒径の関係としては、表層板の平均結晶粒径が中心板よりも大きくてもよい。これにより、無方向性電磁鋼板製造時の鋼板の加工性を向上させることができる。また、無方向性電磁鋼板において、表層板に対応する領域の平均結晶粒径が中心板に対応する領域よりも大きくなり、無方向性電磁鋼板の加工性を十分に向上させることができる。
なお、表層板の平均結晶粒径を中心板よりも大きくするためには、例えば、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなるように制御すればよい。
【０１０１】
２．無方向性電磁鋼板
無方向性電磁鋼板は、中心板と、二枚の表層板とを、算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に、冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施すことにより製造された無方向性電磁鋼板であって、中心板および表層板は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なり、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域が直接接合されたものである。
【０１０２】
第１実施形態の無方向性電磁鋼板は、それぞれ中心板および二枚の表層板を準備して、中心板の表面の算術平均粗さＲａおよび二枚の表層板の表面の算術平均粗さＲａを２．５μｍ以上１５μｍ以下に制御した上で、算術平均粗さＲａを制御した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施すことにより製造される。このため、冷間圧延時には、中心板および二枚の表層板の接触面において圧延ロールによる圧下力が微視的に不均一に表層板と中心板に負荷されることにより、中心板および二枚の表層板の接触面において局部的に応力集中が発生する結果、中心板および二枚の表層板の圧着が効果的に行われる。この結果、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域が直接接合された無方向性電磁鋼板を提供することができる。
【０１０３】
しかしながら、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域が直接接合された第１実施形態の無方向性電磁鋼板において、上述したような製造方法によりもたらされる特徴は、物の構造又は特性により直接特定することが不可能である。
【０１０４】
まず、中心板および二枚の表層板のそれぞれの表面の算術平均粗さＲａは、上述した範囲内のいずれかの値であればよく、一意的な値ではない。また、中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に施す冷間圧延の方法、条件、および圧下率は、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域が直接接合された無方向性電磁鋼板を得ることができるものであれば、特に限定されるものではない。さらに、中心板および表層板は、化学組成が異なる場合にはその硬度も異なるものとなる。したがって、例えば、上述したような製造方法によりもたらされる特徴を直接特定し得るかとも思われる物の構造又は特性（例えば、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域の境界面の算術平均粗さ等）は、中心板および表層板の表面の算術平均粗さＲａ、冷間圧延の方法、条件、および圧下率、ならびに中心板および表層板の硬度の組み合せ次第で、いかようなものにもなり得る。そして、上述したような製造方法によりもたらされる特徴を、物の構造又は特性上、明確に直接特性する表現も存在しない。したがって、第１実施形態の無方向性電磁鋼板において上述したような製造方法によりもたらされる特徴は、物の構造又は特性により直接特定することが不可能である。
【０１０５】
なお、本発明の無方向性電磁鋼板においては、圧延方向断面の金属組織観察または成分分布観察により、結晶粒径（結晶粒の投影面積に対する同一面積の円の直径）が不連続に変化している位置、または成分分布が不連続に変化している位置を見出し、これらの位置をもって、中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面を定めることが可能である。そして、後述するように、当該境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）が所定の関係を満たすことを特定することにより、本発明の無方向性電磁鋼板の好ましい物の構造を特定することができる。
【０１０６】
（１）算術平均粗さＲａＡＶＥおよび最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮの関係
無方向性電磁鋼板においては、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、中心板および二枚の表層板に対応する三つの領域の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たすことが好ましい。
【０１０７】
中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面は、例えば、平均結晶粒径や化学組成等が相違する二つの領域の境界面として判別されるものである。なお、境界面の判別は、光学顕微鏡、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）等を用いて鋼板の断面を観察することにより行われる。また、電界放出型電子線マイクロアナライザー（ＦＥ−ＥＰＭＡ）により、一定領域の元素分布マッピングを行うことでも上記境界面の特定は行われる。さらにこれらの装置による測定結果を画像処理して境界面の判別を行ってもよい。
なお、本発明で行う中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面の判別の方法は、以上の例に限定されるものではない。
【０１０８】
また、算術平均粗さＲａＡＶＥは、上述した二つの境界面それぞれについて求めたカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さを平均したものである。各境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さは、鋼板の圧延方向に垂直な断面の観察で測定する。具体的には、観察断面において、各境界面の板厚方向の位置座標を０．０１μｍの精度以上の精度で測定して、当該算術平均粗さを求める。板厚方向の位置座標を測定する時には、表面と平行な方向に連続する２ｍｍに亘る範囲において０．１μｍピッチで測定して、合計で２０００個の位置座標を測定する。これを少なくとも５箇所で実施する。そして、各箇所についてのカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さを、各箇所で測定した合計で２０００個の位置座標の絶対値を平均することにより算出する。そして、各箇所についての当該算術平均粗さの算出値の平均値を、各境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さとして求める。また、断面の観察には、例えば、光学顕微鏡、透過電子顕微鏡（ＴＥＭ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、電子線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）、電界放出型電子線マイクロアナライザー（ＦＥ−ＥＰＭＡ）等を用いる。また、板厚方向の位置座標の測定には、例えば、画像処理等を用いる。
【０１０９】
また、無方向性電磁鋼板における各領域の平均結晶粒径は、無方向性電磁鋼板における各領域で観察される複数の結晶粒について、投影面積に対する同一面積の円の直径をそれぞれ測定し、平均した値を意味する。
【０１１０】
図２（ｂ）および図３に示される無方向性電磁鋼板１０においては、中心板２に対応する領域２’ならびに表層板４Ａおよび４Ｂに対応する領域４Ａ’および４Ｂ’の二つの境界面１０ｂのカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、中心板２に対応する領域２’の平均結晶粒径ｄ２、表層板４Ａに対応する領域４Ａ’の平均結晶粒径ｄ４Ａ、および表層板４Ｂに対応する領域４Ｂ’の平均結晶粒径ｄ４Ｂのうちの最小の平均結晶粒径ｄ４Ａ（ｄＭＩＮ）（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たしている。
【０１１１】
図２（ｂ）および図３に示される無方向性電磁鋼板１０のように、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たす場合には、高周波鉄損の低減作用が得られる。このような作用が得られるのは、この場合において、中心板および二枚の表層板に対応する三つの領域のうちの平均結晶粒径が最小である領域の結晶粒内に形成される磁壁の移動が、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域の二つの境界面の作用によって抑制される結果、高周波励磁下で急速に鉄損に占める割合が増加する渦電流損の増加が抑制されるからであると推察される。
【０１１２】
算術平均粗さＲａＡＶＥと最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮとは、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たすものであれば特に限定されないが、上記式を満たす範囲において、ＲａＡＶＥは２．５μｍ以上９μｍ以下の範囲内であるものが好ましく、中でも３．５μｍ以上７．５μｍ以下の範囲内であるものが好ましい。下限は鉄損値低減の観点から好ましい範囲が定まり、上限は、本発明の効果であるＲａＡＶＥを適切にすることで高周波の磁壁移動速度を制御し、高周波励磁で鉄損に占める割合が増加する異常渦電流損を低減する本発明の効果をより発揮させるために好ましい範囲として定まるからである。
【０１１３】
無方向性電磁鋼板においては、図２（ｂ）および図３に示される無方向性電磁鋼板１０のように、表層板に対応する領域の平均結晶粒径が最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮであることが好ましい。表層板に対応する領域の抵抗率を中心板に対応する領域よりも高くすることができるので、高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損を十分に低減することができるからである。
【０１１４】
また、中心板に対応する領域の平均結晶粒径が最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮでもよい。無方向性電磁鋼板製造時の鋼板の加工性が向上する。
【０１１５】
（２）その他
無方向性電磁鋼板において、中心板に対応する領域の化学組成については、上述した中心板の化学組成と同様であるため、ここでの説明を省略する。また、表層板に対応する領域の化学組成については、上述した表層板の化学組成と同様であるため、ここでの説明を省略する。さらに、中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の化学組成の関係については、上述した「１．中心板および二枚の表層板  （３）中心板および表層板の関係  ｉ．化学組成の関係」の項目に記載された中心板および表層板の化学組成の関係と同様であり、当該項目に記載された中心板の化学組成および表層板の化学組成はそれぞれ中心板に対応する領域の化学組成および表層板に対応する領域の化学組成に対応する。このため、このような中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の化学組成の関係については、ここでの説明を省略する。
【０１１６】
無方向性電磁鋼板において、中心板に対応する領域の厚さは、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、０．０５ｍｍ以上０．５０ｍｍ以下とすることが好ましく、中でも０．１ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とすることが好ましい。薄過ぎると表皮効果が十分に得られず鉄損低減が不十分であるからであり、厚過ぎると同じく表皮効果が十分に得られず鉄損低減が不十分であるからである。
【０１１７】
また、一枚の表層板に対応する領域の厚さは、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、０．０５ｍｍ以上０．３ｍｍ以下とすることが好ましく、中でも０．０７ｍｍ以上０．２ｍｍ以下とすることが好ましい。薄過ぎると表皮効果が十分得られず鉄損低減が不十分であるからであり、厚過ぎると冷間圧延の際に圧延速度を向上できないなどの冷延性課題が生じたり成品の加工性に課題が生じるからである。
【０１１８】
また、中心板に対応する領域の平均結晶粒径は、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、３０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましく、中でも５０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましい。小さ過ぎると鉄損が増大するからであり、大き過ぎると成品の加工性に課題が生じるからである。
【０１１９】
また、表層板に対応する領域の平均結晶粒径は、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、３０μｍ以上２００μｍ以下とすることが好ましく、中でも４０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。小さ過ぎると鉄損が増大するからであり、大き過ぎると冷間圧延の速度を向上できないなどの課題が生じたり、成品の加工性に課題が生じるからである。
【０１２０】
また、表層板に対応する領域の平均結晶粒径は、図２（ｂ）および図３に示される表層板に対応する領域４Ａ'のように、中心板に対応する領域よりも小さいことが好ましい。表層板に対応する領域の抵抗率を中心板に対応する領域よりも高くすることができるからである。
【０１２１】
また、表層板に対応する領域の平均結晶粒径は、中心板に対応する領域よりも大きくてもよい。無方向性電磁鋼板の加工性を十分に向上させることができる。
【０１２２】
さらに、無方向性電磁鋼板の板厚は、０．１ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下とすることが好ましく、中でも０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とすることが好ましい。薄過ぎると占積率が低下するからであり、厚過ぎると鉄損が増大するからである。
【０１２３】
３．その他
積層鋼板については、後述する「Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法」の項目に記載された積層鋼板と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１２４】
また、冷間圧延の条件については、後述する「Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法」の項目に記載された冷間圧延の条件と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１２５】
また、仕上げ焼鈍の条件については、後述する「Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法」の項目に記載された仕上げ焼鈍の条件と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１２６】
さらに、第１実施形態の無方向性電磁鋼板は、後述する「Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法」の項目に記載された製造方法により製造されるものである。
【０１２７】
Ａ−２．第２実施形態
第２実施形態の無方向性電磁鋼板は、中心層および中心層を挟む二つの表層が直接接合された無方向性電磁鋼板であって、中心層および二つの表層の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、中心層および二つの表層の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たし、中心層および表層は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なることを特徴とする。
【０１２８】
第２実施形態の無方向性電磁鋼板の一例について上述した図２（ｂ）および図３を参照しながら説明する。図２（ｂ）および図３に示される無方向性電磁鋼板は、第１実施形態の無方向性電磁鋼板の一例および第２実施形態の無方向性電磁鋼板の一例の両方に該当するものである。
【０１２９】
図２（ｂ）および図３に示される無方向性電磁鋼板１０においては、中心層２’（中心板２に対応する領域２’）ならびに中心層２’を挟む表層４Ａ’（表層板４Ａに対応する領域４Ａ’）および表層４Ｂ’（表層板４Ｂに対応する領域４Ｂ’）が直接接合されている。また、表層４Ａ’および表層４Ｂ’それぞれのＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、質量％で、中心層２’のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっている。これにより、表層４Ａ’および表層４Ｂ’それぞれの平均結晶粒径は、中心層２’よりも小さくなっており、表層４Ａ’および表層４Ｂ’それぞれの抵抗率は、中心層２’よりも高くなっている。さらに、中心層２’ならびに表層４Ａ’および表層４Ｂ’の二つの境界面１０ｂのカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、中心層２’の平均結晶粒径ｄ２、表層４Ａ’の平均結晶粒径ｄ４Ａ、および表層４Ｂ’の平均結晶粒径ｄ４Ｂのうちの最小の平均結晶粒径ｄ４Ａ（ｄＭＩＮ）（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たしている。
【０１３０】
図２（ｂ）および図３に示される無方向性電磁鋼板１０のように、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たす場合には、高周波鉄損の低減作用が得られる。このような作用が得られるのは、この場合において、中心層および二つの表層のうちの平均結晶粒径が最小である領域の結晶粒内に形成される磁壁の移動が、中心層および二つの表層の二つの境界面の作用によって抑制される結果、高周波励磁下で急速に鉄損に占める割合が増加する渦電流損の増加が抑制されるからであると推察される。
【０１３１】
また、第２実施形態の無方向性電磁鋼板においては、例えば、表層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を中心層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９質量％以下多くなるように制御するだけで、表層の平均結晶粒径を中心層よりも小さくし、表層の抵抗率を中心層よりも高くすることができる。よって、高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損を十分に低減することができる。
【０１３２】
さらに、例えば、中心層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を表層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９質量％以下多くなるように制御するだけで、表層の平均結晶粒径を中心層よりも大きくして、無方向性電磁鋼板の加工性を十分に向上させることもできる。
【０１３３】
したがって、第２実施形態によれば、高周波鉄損を十分に低減し、または加工性を十分に向上させることができる。
【０１３４】
以下、第２実施形態の無方向性電磁鋼板における各構成について説明する。
【０１３５】
１．中心層および二つの表層
（１）中心層
中心層の化学組成については、上述した第１実施形態における中心板の化学組成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１３６】
中心層の厚さおよび平均結晶粒径については、上述した「Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （２）その他」の項目に記載された中心板に対応する領域の厚さおよび平均結晶粒径と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１３７】
（２）二つの表層
表層の化学組成については、上述した第１実施形態における表層板の化学組成と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１３８】
表層の厚さおよび平均結晶粒径については、上述した「Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （２）その他」の項目に記載された表層板に対応する領域の厚さおよび平均結晶粒径と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１３９】
（３）中心層および表層の関係
中心層および表層は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なるものである。このような中心層および表層の化学組成の関係については、上述した「Ａ−１．第１実施形態  １．中心板および二枚の表層板  （３）中心板および表層板の関係  ｉ．化学組成の関係」の項目に記載された中心板および表層板の化学組成の関係と同様であり、当該項目に記載された中心板の化学組成および表層板の化学組成はそれぞれ中心層の化学組成および表層の化学組成に対応する。このため、このような中心層および表層の化学組成の関係については、ここでの説明を省略する。
【０１４０】
２．無方向性電磁鋼板
無方向性電磁鋼板においては、中心層および二つの表層の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）と、中心層および二つの表層の平均結晶粒径のうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）とが、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たし、中心層および表層は、質量％で、Ｓｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が０．１％以上７．９％以下異なる。
【０１４１】
中心層および表層の境界面の判別の方法については、上述した「Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （１）算術平均粗さＲａＡＶＥおよび最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮの関係」の項目に記載された中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面の判別の方法と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１４２】
また、算術平均粗さＲａＡＶＥを求める方法については、上述した「Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （１）算術平均粗さＲａＡＶＥおよび最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮの関係」の項目に記載された算術平均粗さＲａＡＶを求める方法と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１４３】
また、無方向性電磁鋼板における各層の平均結晶粒径を求める方法については、上述した「Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （１）算術平均粗さＲａＡＶＥおよび最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮの関係」の項目に記載された各領域の平均結晶粒径を求める方法と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１４４】
また、算術平均粗さＲａＡＶＥについては、上述した「Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （１）算術平均粗さＲａＡＶＥおよび最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮの関係」の項目に記載された算術平均粗さＲａＡＶＥと同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１４５】
無方向性電磁鋼板においては、図２（ｂ）および図３に示される無方向性電磁鋼板１０のように、表層の平均結晶粒径が最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮであることが好ましい。表層の抵抗率を中心層よりも高くすることができるので、高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損を十分に低減することができるからである。
なお、表層の平均結晶粒径を最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮにするためには、例えば、表層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を、中心層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなるように制御すればよい。
【０１４６】
また、中心層の平均結晶粒径が最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮでもよい。無方向性電磁鋼板製造時の鋼板の加工性が向上する。
なお、中心層の平均結晶粒径を最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮにするためには、例えば、中心層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を、表層のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなるように制御すればよい。
【０１４７】
さらに、無方向性電磁鋼板の板厚については、上述した「Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （２）その他」の項目に記載された無方向性電磁鋼板の板厚と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１４８】
３．製造方法
第２実施形態の無方向性電磁鋼板の製造方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、後述する「Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法」の項目に記載された製造方法等が挙げられる。第２実施形態の無方向性電磁鋼板は、該項目に記載された製造方法以外の製造方法により製造されるものでもよい。
【０１４９】
なお、第２実施形態の無方向性電磁鋼板が、後述する「Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法」の項目に記載された製造方法により製造されたものである場合には、第２実施形態の無方向性電磁鋼板は、上述した第１実施形態の無方向性電磁鋼板に該当し、第２実施形態の無方向性電磁鋼板における中心層および二つの表層は、上述した第１実施形態における中心板に対応する領域および表層板に対応する二つの領域にそれぞれ該当する。
【０１５０】
Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法
次に、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。
【０１５１】
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、上述した「Ａ．無方向性電磁鋼板  Ａ−１．第１実施形態」の項目に記載された無方向性電磁鋼板の製造方法であって、上述した中心板と、上述した二枚の表層板とを、上述した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで積層鋼板を得る積層工程と、積層鋼板に冷間圧延を施す冷間圧延工程と、冷間圧延後の積層鋼板に仕上げ焼鈍を施す仕上げ焼鈍工程と、を有することを特徴とする。
【０１５２】
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法の一例について図面を参照しながら説明する。図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明における中心板および二枚の表層板の一例を示す概略断面図である。また、図２（ａ）および（ｂ）は、本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法の一例を示す概略断面図である。さらに、図３は、図２（ｂ）のＸ部分の拡大図である。
【０１５３】
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法の一例においては、まず、図１（ａ）〜（ｃ）に示される表層板４Ａ、中心板２、および表層板４Ｂを準備する。表層板４Ａは、表面４Ａｓの算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。中心板２は、表面２ｓの算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。表層板４Ｂは、表面４Ｂｓの算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の鋼板である。また、表層板４Ａおよび表層板４ＢそれぞれのＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板２のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９質量％以下多くなっている。これにより、表層板４Ａおよび表層板４Ｂそれぞれの平均結晶粒径は、中心板２よりも小さくなっている。
【０１５４】
次に、図２（ａ）に示されるように、表層板４Ａと、中心板２と、表層板４Ｂとを、算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の表面が互いに接するように中心板２を表層板４Ａおよび表層板４Ｂで挟んで積層することで積層鋼板６を得る。
【０１５５】
次に、図２（ｂ）に示されるように、積層鋼板６に冷間圧延を施した後、仕上げ焼鈍を施す。これにより、無方向性電磁鋼板１０を製造する。無方向性電磁鋼板１０においては、表層板４Ａおよび表層板４Ｂに対応する領域４Ａ’および領域４Ｂ’それぞれのＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板に対応する領域２’のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９質量％以下多くなっていることで、領域４Ａ’および領域４Ｂ’それぞれの平均結晶粒径は、領域２’よりも小さくなっており、領域４Ａ’および領域４Ｂ’それぞれの抵抗率は、領域２’よりも高くなっている。また、領域４Ａ’および領域４Ｂ’は領域２’と直接接合されている。
【０１５６】
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法においては、中心板の表面の算術平均粗さＲａおよび二枚の表層板の表面の算術平均粗さＲａを２．５μｍ以上１５μｍ以下に制御した上で、算術平均粗さＲａを制御した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施す。このため、冷間圧延時には、中心板および二枚の表層板の接触面において圧延ロールによる圧下力が微視的に不均一に表層板と中心板に負荷される。これにより、中心板および二枚の表層板の接触面において局部的に応力集中が発生する結果、中心板および二枚の表層板の圧着が効果的に行われる。よって、生産性に劣り、製造コストが高い接着皮膜による積層方法を用いることなく中心板および二枚の表層板を接合することができる。
【０１５７】
また、本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法においては、中心板および表層板を別々に化学組成を制御した上で圧着することにより無方向性電磁鋼板を製造することができる。このため、生産性に劣り、製造コストが高い拡散での表層の成分の調整を行うことなく、例えば、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９質量％以下多くなるように制御するだけで、無方向性電磁鋼板において表層板に対応する領域（表層）の平均結晶粒径を中心板に対応する領域（中心層）よりも小さくし、表層板に対応する領域の抵抗率を中心板に対応する領域よりも高くすることができる。よって、高周波励磁下における表皮効果を利用して高周波鉄損をさらに低減することができる。
【０１５８】
さらに、生産性に劣る方法での成分の調整を行うことなく、例えば、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１質量％以上７．９質量％以下多くなるように制御するだけで、無方向性電磁鋼板において表層板に対応する領域（表層）の平均結晶粒径を中心板に対応する領域（中心層）よりも大きくして、無方向性電磁鋼板の加工性を十分に向上させることもできる。
【０１５９】
したがって、本発明によれば、高周波鉄損を十分に低減し、または加工性を十分に向上させることができる上、優れた生産性において、低コストで製造することができる。
【０１６０】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法における各工程について説明する。
【０１６１】
１．積層工程
積層工程においては、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の中心板と、表面の算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の二枚の表層板とを、算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで積層鋼板を得る。
【０１６２】
中心板および二枚の表層板については、上述した「Ａ．無方向性電磁鋼板  Ａ−１．第１実施形態  １．中心板および二枚の表層板」の項目に記載された中心板および二枚の表層板と同様であるため、ここでの説明を省略する。
【０１６３】
中心板と二枚の表層板とを積層する方法としては、算術平均粗さＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下の表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層する方法であれば特に限定されるものではないが、例えば、圧延前に２つの表層板コイルと１つの中心板のコイルを３つのペイオフリールで巻き出し、これを圧延機にて圧延する直前にピンチロールで積層して張力を加えながら圧延機に噛みこませ積層圧延を行う方法等が挙げられる。
【０１６４】
また、中心板と二枚の表層板とを積層する方法としては、圧延前に中心板と表層板を三層に重ねて予めコイル状に巻取り、これを巻きほどいて圧延に供する方法を用いてもよい。この方法では、コイルに巻き取る際に張力を制御することで、本発明では積層する鋼板に特段の接着層を付与せずともコイル状に巻き取ることが可能である。さらに、この方法では、中心板および二枚の表層板をコイル状に巻き取る際に、５％以上１０％以下の軽い圧下を付与して巻き取ることにより、安定して中心板および二枚の表層板をコイル状に巻き取ることが可能となる。この軽圧下は必ずしも必須ではないが巻取り性を向上させる。
【０１６５】
そして、以上のような中心板と二枚の表層板とを積層する方法等では、積層圧延における表層板と中心板の密着性を向上させるために、鋼板温度を事前に加熱して積層圧延を行うか、もしくは圧延ロールを用いて通電加熱を行い鋼板温度を上昇させて積層圧延を行う方法、または積層圧延前に鋼板表面の酸化物などを除去して鋼板表面の清浄度を向上させてから積層圧延を行う方法を用いてもよい。
【０１６６】
また、以上のような中心板と二枚の表層板とを積層する方法等では、積層の際に、鋼板に微細な振動を付与してもよい。これにより、積層性を向上できる。例をあげれば、可聴周波数以上の高周波の超音波振動を付与しながら鋼板を積層する方法等が例示できる。騒音の課題と積層装置の寿命の課題が解決できるのであれば、より周波数の低い振動を付与しながら積層を行うか、あるいは積層圧延自体を振動を付与しながら行うことでも積層性を向上できる。振動の付与は、安全性を確保しながら先述のピンチロールで行うか、圧延装置そのもので行ってもよい。また、安全性向上のために、これらとは別に振動を付与しながら積層する専用の装置を用いてもよい。
【０１６７】
また、以上のような中心板と二枚の表層板とを積層する方法等では、積層前に、積層により互いに接する表層板と中心板の表面の算術平均粗さＲａの差を予め制御する方法を用いてもよい。この方法により、積層圧延後の表層板と中心板の接着性を制御することが可能である。この方法としては大別して二通りの方法があり、具体的には表面の算術平均粗さＲａの差を予め７μｍ以上とする方法、あるいは５μｍ以内とする方法のどちらの方法でも接着性を向上できる。表面の算術平均粗さＲａの差を予め７μｍ以上にする場合と、表面の算術平均粗さＲａの差を予め５μｍ以内にする場合の両方で接着性を向上させるメカニズムについては未だ明確ではないが、本発明者らは、表面の算術平均粗さＲａの差を予め７μｍ以上にする場合は、表面粗度の差により金属接触部分の圧力が上昇することが原因であり、表面の算術平均粗さＲａの差を予め５μｍ以内にする場合は、金属接触部分の接触箇所が接触圧力を低下させない程度において増加することが原因ではないかと推察している。これらの原因については発明者らは鋭意調査中である。本発明の積層方法は、もちろん以上に例示した方法に限定されるものではない。
【０１６８】
２．冷間圧延工程
冷間圧延工程においては、積層鋼板に冷間圧延を施す。
【０１６９】
冷間圧延工程としては、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、例えば、一回の冷間圧延を施すものでもよいし、中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施すものでもよい。
【０１７０】
冷間圧延条件としては、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、冷間圧延の開始から終了まで鋼板の温度を３００℃以上４５０℃以下に保って冷間圧延を施すか、または圧延ロールを用いた通電加熱により鋼板の温度を上昇させて３００℃以上４５０℃以下の温度まで到達させることが好ましい。高周波鉄損を効果的に低減することができるからである。保持温度または到達温度が３００℃未満である場合には、高周波鉄損を効果的に低減することができず、保持温度または到達温度が４５０℃を超える場合には、積層鋼板表面に酸化層が形成されることにより、鉄損が増加する。
【０１７１】
算術平均粗さＲａを上述した範囲内に制御した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで得られる積層鋼板に冷間圧延を施すことで、中心板および二枚の表層板の接触面において局部的に発生する応力集中が、３００℃以上の保持温度または到達温度で解放されるので、中心板および二枚の表層板の圧着がさらに効果的に行われると推察される。そして、これにより、無方向性電磁鋼板において、中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域の二つの境界面が、中心板および二枚の表層板に対応する三つの領域のうちの平均結晶粒径が最小である領域の結晶粒内に形成される磁壁の移動を効果的に抑制しうる状態になると推察される。この結果、高周波鉄損の低減作用が顕著に得られると推察される。
なお、本発明者らは、このように高周波鉄損の低減作用が顕著に得られる他の原因についても鋭意研究中である。
【０１７２】
冷間圧延では、上述した「Ａ．無方向性電磁鋼板  Ａ−１．第１実施形態  ２．無方向性電磁鋼板  （２）その他」の項目に記載した理由から、鋼板の板厚を０．１ｍｍ以上０．６５ｍｍ以下とすることが好ましく、中でも０．１５ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下とすることが好ましい。
【０１７３】
冷間圧延の圧下率は、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、５０％以上９７％以下とすることが好ましく、中でも６０％以上８８％以下とすることが好ましい。圧下率が小さ過ぎると、仕上げ焼鈍後に適切な磁気特性を達成することが困難となるからである。また、圧下率が大き過ぎると、成品の集合組織を適切に制御出来ず鉄損が増加するからである。
【０１７４】
３．仕上げ焼鈍工程
仕上げ焼鈍工程においては、冷間圧延後の積層鋼板に仕上げ焼鈍を施す。
【０１７５】
仕上げ焼鈍条件としては、本発明の作用効果を得ることができれば特に限定されるものではないが、７００℃以上１１００℃以下の温度域に０．１秒間以上１２０秒間以下保持することが好ましく、中でも７５０℃以上１０５０℃以下の温度域に１０秒間以上６０秒間以下保持することが好ましい。焼鈍時の酸化を防止して鉄損増大を防ぐとともに結晶粒を制御して鉄損を低減する目的からである。
【０１７６】
４．その他の工程
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、上記仕上げ焼鈍工程後に、上記仕上げ焼鈍工程により得られた鋼板表面にコーティング液を塗布し、焼き付けることによって、絶縁被膜を形成する絶縁被膜形成工程を有していてもよい。絶縁被膜形成条件およびコーティング液は、通常通りでよい。
【０１７７】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。上述した実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様の作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１７８】
以下、実施例および比較例を例示して、本発明を具体的に説明する。なお、実施例の条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一例であり、本発明は実施例の条件に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。
【０１７９】
ここで、実施例および比較例において評価に用いる各種の特性について説明する。
【０１８０】
鋼板表面の算術平均粗さＲａ（μｍ）ならびに中心板に対応する領域および二枚の表層板に対応する領域の二つの境界面のカットオフ値２５０μｍとした場合の算術平均粗さＲａＡＶＥ（μｍ）としては、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて断面を観察し、画像処理を用いて板厚方向の位置座標を測定して、上述した方法により求めたものを用いる。
【０１８１】
無方向性電磁鋼板における中心板および二枚の表層板に対応する三つの領域の平均結晶粒径（μｍ）、ならびに単一の鋼板の平均結晶粒径（μｍ）としては、各領域または単一の鋼板で観察される複数の結晶粒について、投影面積に対する同一面積の円の直径をそれぞれ測定して平均した値を用いる。
【０１８２】
無方向性電磁鋼板の鉄損としては、エプスタイン試料に切断し、インバータ励磁時に生じる鉄損を用いる。具体的には、磁束密度１．５Ｔ、周波数５０Ｈｚで磁化した際の鉄損Ｗ１５／５０（Ｗ／ｋｇ）、および磁束密度１．０Ｔ、周波数４００Ｈｚで磁化した際の鉄損Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）を用いる。
【０１８３】
（実施例１）
まず、下記表１に示される鋼種１の化学組成を有し、表面の算術平均粗さＲａが６．０μｍである板厚１．２ｍｍの中心板を準備した。また、下記表１に示される鋼種２の化学組成を有し、表面の算術平均粗さＲａが６．０μｍである板厚０．３ｍｍの表層板を二枚準備した。
なお、このように準備した中心板および二枚の表層板においては、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっている。
【０１８４】
なお、上記中心板は、上記鋼種１の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。また、上記表層板は、上記鋼種２の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。
【０１８５】
次に、準備した中心板と二枚の表層板とを、上述した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで積層鋼板を得た。
【０１８６】
次に、積層鋼板に、板厚０．３ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８３．３％）。次に、冷間圧延後の積層鋼板に９００℃で３０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．１の無方向性電磁鋼板を得た。
【０１８７】
続いて、下記表１に示される鋼種１の化学組成を有し、板厚１．８ｍｍの単一の鋼板を準備した。準備した鋼板に、板厚０．３ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８３．３％）。次に、冷間圧延後の鋼板に９００℃で３０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．２の無方向性電磁鋼板を得た。
【０１８８】
【表１】
2019012777.tif 000003
【０１８９】
鋼板Ｎｏ．１について、ＲａＡＶＥ（μｍ）、中心板および二枚の表層板（第１の表層板および第２の表層板）に対応する三つの領域の平均結晶粒径、ならびにそれらのうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）およびｄＭＩＮ／２０（μｍ）を求めた。また、鋼板Ｎｏ．２について、平均結晶粒径ｄ（μｍ）およびｄ／２０（μｍ）を求めた。鋼板Ｎｏ．１および２について、基底周波数５ＫＨｚにおける鉄損Ｗ１５／５０（Ｗ／ｋｇ）および鉄損Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）を求めた。これらを下記表２に示す。
【０１９０】
【表２】
2019012777.tif 000004
【０１９１】
上記表２に示されるように、鋼板Ｎｏ．１では、鋼板Ｎｏ．２と比較して、Ｗ１５／５０およびＷ１０／４００が低減した。また、Ｗ１０／４００の低減割合はＷ１５／５０よりも大きかった。
なお、鋼板Ｎｏ．１について、電界放出型電子線マイクロアナライザー（ＦＥ−ＥＰＭＡ）を使用して、圧延方向と板面方向に垂直な方向を含む断面において、中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面を判別した上で、中心板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量および表層板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を測定したところ、表層板に対応する領域の当該合計の含有量が、中心板に対応する領域の当該合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっていた。
【０１９２】
（実施例２）
まず、上記鋼種１の化学組成を有し、板厚が１．２ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａが下記表３に示される値となる鋼板Ｎｏ．３〜３０の中心板を準備した。また、上記鋼種２の化学組成を有し、板厚が０．３ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａが下記表３に示される値となる鋼板Ｎｏ．３〜３０の表層板を二枚準備した。
なお、このように準備した中心板および二枚の表層板においては、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっている。
【０１９３】
なお、上記中心板は、上記鋼種１の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。また、上記表層板は、上記鋼種２の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。
【０１９４】
次に、鋼板Ｎｏが同一である中心板と二枚の表層板とを、上述した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで、鋼板Ｎｏ．３〜３０の積層鋼板を得た。
【０１９５】
次に、鋼板Ｎｏ．３〜３０の積層鋼板に、板厚０．３ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８３．３％）。次に、冷間圧延後の鋼板Ｎｏ．３〜２３の積層鋼板に９００℃で３０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．３〜２３の無方向性電磁鋼板を得た。また、冷間圧延後の鋼板Ｎｏ．２４〜３０の積層鋼板に７８０℃で１５秒間保持する仕上げ焼鈍を施し、これにより鋼板Ｎｏ．２４〜３０の無方向性電磁鋼板を得た。
【０１９６】
続いて、上記鋼種１の化学組成を有し、板厚１．８ｍｍの単一の鋼板を準備した。準備した鋼板に、板厚０．３ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８３．３％）。次に、冷間圧延後の鋼板に９００℃で３０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．３１の無方向性電磁鋼板を得た。
【０１９７】
鋼板Ｎｏ．３〜３０について、ＲａＡＶＥ（μｍ）、中心板および二枚の表層板（第１の表層板および第２の表層板）に対応する三つの領域の平均結晶粒径、ならびにそれらのうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）およびｄＭＩＮ／２０（μｍ）を求めた。また、鋼板Ｎｏ．３１について、平均結晶粒径ｄ（μｍ）およびｄ／２０（μｍ）を求めた。鋼板Ｎｏ．３〜３１について、基底周波数５ＫＨｚにおける鉄損Ｗ１５／５０（Ｗ／ｋｇ）および鉄損Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）を求めた。これらを下記表３に示す。
【０１９８】
【表３】
2019012777.tif 000005
【０１９９】
上記表３に示されるように、中心板のＲａおよび表層板のＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下である鋼板では、中心板のＲａまたは表層板のＲａが２．５μｍ未満または１５μｍ超である鋼板および鋼板Ｎｏ．３１と比較して、Ｗ１０／４００が低減した。さらに、中心板のＲａおよび表層板のＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下である鋼板の中でも、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たす鋼板では、Ｗ１０／４００が顕著に低減した。
なお、鋼板Ｎｏ．３〜３０について、電界放出型電子線マイクロアナライザー（ＦＥ−ＥＰＭＡ）を使用して、圧延方向と板面方向に垂直な方向を含む断面において、中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面を判別した上で、中心板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量および表層板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を測定したところ、表層板に対応する領域の当該合計の含有量が、中心板に対応する領域の当該合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっていた。
【０２００】
さらに、表層板と中心板の圧着が確実に行われたかどうかを評価するために、積層鋼板である鋼板Ｎｏ．３〜Ｎｏ．３０および積層を行わない鋼板Ｎｏ．３１において、直径２０ｍｍの円板を仕上焼鈍板から１０万回打ち抜き、打ち抜いた円板の剥離発生率（％）を調査した。打ち抜き試験における剥離発生率を上記表３にあわせて示す。
【０２０１】
上記表３に示されるように、中心板のＲａおよび表層板のＲａが本発明の範囲を満たす積層鋼板および積層を行わない鋼板Ｎｏ．３１では剥離は生じなかった。一方、中心板のＲａおよび表層板のＲａのいずれかもしくは両方が本発明の範囲を満たさない積層鋼板では、いずれも打ち抜き試験を行った円板において剥離が生じた。また、上記表３では読み取ることができないが、剥離は、打ち抜き回数が増えるに従い増加する傾向があった。この理由は、打ち抜き金型の摩耗に伴うクリアランスの最適値からの乖離拡大が原因と推察される。これにより、本発明では金型の摩耗に伴うクリアランスの変化が生じても打ち抜き後の剥離が小さいことも示された。
【０２０２】
（実施例３）
まず、下記表４に示される鋼種３の化学組成を有し、板厚１．２ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａが１３．５μｍである鋼板Ｎｏ．３２〜３８の中心板を準備した。また、下記表４に示される鋼種４の化学組成を有し、板厚０．６ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａが１４．３μｍである鋼板Ｎｏ．３２〜３８の表層板を二枚準備した。
なお、このように準備した中心板および二枚の表層板においては、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっている。
【０２０３】
なお、上記中心板は、上記鋼種３の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。また、上記表層板は、上記鋼種４の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。
【０２０４】
次に、鋼板Ｎｏが同一である中心板と二枚の表層板とを、上述した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで、鋼板Ｎｏ．３２〜３８の積層鋼板を得た。
【０２０５】
次に、鋼板Ｎｏ．３２〜３８の積層鋼板に、板厚０．３ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８７．５％）。この際には、各積層鋼板ごとに、圧延ロールを用いた通電加熱により鋼板の温度を上昇させて下記表５に示される圧延温度まで到達させた。
【０２０６】
次に、冷間圧延後の鋼板Ｎｏ．３２〜３８の積層鋼板に９５０℃で３０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．３２〜３８の無方向性電磁鋼板を得た。
【０２０７】
続いて、上記鋼種３の化学組成を有し、板厚が２．４ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａが０．３μｍである鋼板Ｎｏ．３９〜４５の単一の鋼板を準備した。準備した鋼板Ｎｏ．３９〜４５の鋼板に、板厚０．３ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８７．５％）。この際には、各鋼板ごとに、圧延ロールを用いた通電加熱により鋼板の温度を上昇させて下記表５に示される圧延温度まで到達させた。次に、冷間圧延後の鋼板Ｎｏ．３９〜４５の鋼板に９５０℃で３０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．３９〜４５の無方向性電磁鋼板を得た。
【０２０８】
【表４】
2019012777.tif 000006
【０２０９】
鋼板Ｎｏ．３２〜３８について、ＲａＡＶＥ（μｍ）、中心板および二枚の表層板（第１の表層板および第２の表層板）に対応する三つの領域の平均結晶粒径、ならびにそれらのうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）およびｄＭＩＮ／２０（μｍ）を求めた。また、鋼板Ｎｏ．３９〜４５について、平均結晶粒径ｄ（μｍ）およびｄ／２０（μｍ）を求めた。鋼板Ｎｏ．３２〜４５について、基底周波数１０ＫＨｚにおける鉄損Ｗ１５／５０（Ｗ／ｋｇ）および鉄損Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）を求めた。これらを下記表５に示す。
【０２１０】
【表５】
2019012777.tif 000007
【０２１１】
上記表５に示されるように、中心板のＲａおよび表層板のＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下であり、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たす鋼板Ｎｏ．３２〜３８のいずれもが、単一の板から製造した鋼板Ｎｏ．３９〜４５のうちの圧延温度が同一の鋼板と比較して、Ｗ１５／５０およびＷ１０／４００が低減した。また、Ｗ１０／４００の低減割合はＷ１５／５０よりも大きかった。さらに、鋼板Ｎｏ．３２〜３８の中でも、圧延温度が３００℃以上４５０℃以下である鋼板Ｎｏ．３４〜３６において、Ｗ１０／４００が顕著に低減している。なお、圧延温度が４５０℃を超えた鋼板において、Ｗ１５／５０およびＷ１０／４００が顕著に増加している。
なお、鋼板Ｎｏ．３２〜３８について、電界放出型電子線マイクロアナライザー（ＦＥ−ＥＰＭＡ）を使用して、圧延方向と板面方向に垂直な方向を含む断面において、中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面を判別した上で、中心板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量および表層板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を測定したところ、表層板に対応する領域の当該合計の含有量が、中心板に対応する領域の当該合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっていた。
【０２１２】
（実施例４）
まず、下記表６に示される鋼種５の化学組成を有し、板厚が１．２ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａが下記表７に示される値となる鋼板Ｎｏ．４６〜５２の中心板を準備した。また、下記表６に示される鋼種６の化学組成を有し、板厚が０．４ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａが下記表７に示される値となる鋼板Ｎｏ．４６〜５２の表層板を二枚準備した。
なお、このように準備した中心板および二枚の表層板においては、表層板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量が、中心板のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっている。
【０２１３】
なお、上記中心板は、上記鋼種５の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。また、上記表層板は、上記鋼種６の化学組成を有するスラブに熱間圧延を施した上で、所定の表面粗度に加工したロールで鋼板を軽圧下することにより、その表面の算術平均粗さＲａを制御することにより得る。
【０２１４】
次に、鋼板Ｎｏが同一である中心板と二枚の表層板とを、上述した表面が互いに接するように中心板を二枚の表層板で挟んで積層することで、鋼板Ｎｏ．４６〜５２の積層鋼板を得た。
【０２１５】
次に、鋼板Ｎｏ．４６〜５２の積層鋼板に、板厚０．３５ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８２．５％）。次に、冷間圧延後の鋼板Ｎｏ．４６〜５２の積層鋼板に９５０℃で３０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．４６〜５２の無方向性電磁鋼板を得た。
【０２１６】
続いて、上記鋼種５の化学組成を有し、板厚が２．０ｍｍであり、表面の算術平均粗さＲａがそれぞれ７．０μｍ、１３．０μｍである鋼板Ｎｏ．５３および鋼板Ｎｏ．５４の単一の鋼板を準備した。準備した鋼板Ｎｏ．５３および鋼板Ｎｏ．５４の鋼板に、板厚０．３５ｍｍまで冷間圧延を施した（冷圧率：８２．５％）。次に、冷間圧延後の鋼板Ｎｏ．５３および鋼板Ｎｏ．５４の鋼板に８５０℃で１２０秒間保持する仕上げ焼鈍を施した。これにより、鋼板Ｎｏ．５３および鋼板Ｎｏ．５４の無方向性電磁鋼板を得た。
【０２１７】
【表６】
2019012777.tif 000008
【０２１８】
鋼板Ｎｏ．４６〜５２について、ＲａＡＶＥ（μｍ）、中心板および二枚の表層板（第１の表層板および第２の表層板）に対応する三つの領域の平均結晶粒径、ならびにそれらのうちの最小の平均結晶粒径ｄＭＩＮ（μｍ）およびｄＭＩＮ／２０（μｍ）を求めた。また、鋼板Ｎｏ．５３および鋼板Ｎｏ．５４について、平均結晶粒径ｄ（μｍ）およびｄ／２０（μｍ）を求めた。鋼板Ｎｏ．４６〜５４について、基底周波数１０ＫＨｚにおける鉄損Ｗ１５／５０（Ｗ／ｋｇ）および鉄損Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）を求めた。これらを下記表７に示す。
【０２１９】
【表７】
2019012777.tif 000009
【０２２０】
上記表７に示されるように、中心板のＲａおよび表層板のＲａが２．５μｍ以上１５μｍ以下である鋼板Ｎｏ．４６〜５２のいずれもが、単一の板から製造した鋼板Ｎｏ．５３および鋼板Ｎｏ．５４よりもＷ１５／５０およびＷ１０／４００が低減した。鋼板Ｎｏ．４６〜５２の中でも、ｄＭＩＮ／２０≦ＲａＡＶＥ≦ｄＭＩＮを満たす鋼板Ｎｏ．５０〜５２はさらにすぐれた鉄損特性がＷ１５／５０およびＷ１０／４００において得られた。
なお、鋼板Ｎｏ．４６〜５２について、電界放出型電子線マイクロアナライザー（ＦＥ−ＥＰＭＡ）を使用して、圧延方向と板面方向に垂直な方向を含む断面において、中心板に対応する領域および表層板に対応する領域の境界面を判別した上で、中心板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量および表層板に対応する領域のＳｉ、Ａｌ、およびＭｎの合計の含有量を測定したところ、表層板に対応する領域の当該合計の含有量が、中心板に対応する領域の当該合計の含有量よりも０．１％以上７．９％以下多くなっていた。
【産業上の利用可能性】
【０２２１】
以上で述べたように、本発明によれば、高周波鉄損を十分に低減することができる上、優れた生産性において、低コストで製造することができる無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することができる。よって、本発明は、電磁鋼板の製造を行う産業および電磁鋼板を利用する産業において利用可能性が高いものである。特に、本発明は、小型トランス、高周波用トランス、リアクトル等において高周波下で用いられる鉄心に広く利用可能である。
【符号の説明】
【０２２２】
２      中心板
４Ａ    表層板
４Ｂ    表層板
６      積層鋼板
１０    無方向性電磁鋼板
【図１】
2019012777.tif 000010
【図２】
2019012777.tif 000011
【図３】
2019012777.tif 000012