(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スラブの熱間圧延を行って熱延鋼板を得る工程と、
前記熱延鋼板の冷間圧延を行って冷延鋼板を得る工程と、
前記冷延鋼板の焼鈍を行う工程と、
を有し、
前記スラブは、
質量％で、
Ｃ：０．００３％以下、
Ｓｉ：３．５％以下、
Ａｌ：１％以上３．５％以下、
Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有し、
前記熱延鋼板を行う工程は、厚さが１５ｍｍ以上のスラブの仕上げ圧延を５００℃〜６００℃で行う工程を有し、
前記冷間圧延における圧下率は９０％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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無方向性電磁鋼板は、電気自動車用モータ及び電気機器用モータ等に使用されている。電気自動車用モータに用いられる無方向性電磁鋼板には、電気自動車用モータの小型化及びそれに伴う高トルク化の観点から、全周方向の磁束密度の向上が要求されている。無方向性電磁鋼板の全周方向の磁束密度の向上を目的とした種々の技術が提案されている（特許文献１〜４）。
【０００３】
しかしながら、従来の無方向性電磁鋼板では、特殊な製造条件に伴う製造コストの顕著な上昇がなければ全周方向の磁束密度を十分に向上させることはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−４５６１３号公報
【特許文献２】特開２０１０−４７７８５号公報
【特許文献３】特開２０１０−１５５７号公報
【特許文献４】特開２０１１−１１１６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、製造コストの上昇を抑制しながら全周方向の磁束密度を向上することができる無方向性電磁鋼板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】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するため、以下を要旨とするものである。
【０００７】
スラブの熱間圧延を行って熱延鋼板を得る工程と、
前記熱延鋼板の冷間圧延を行って冷延鋼板を得る工程と、
前記冷延鋼板の焼鈍を行う工程と、
を有し、
前記スラブは、
質量％で、
Ｃ：０．００３％以下、
Ｓｉ：３．５％以下、
Ａｌ：１％以上３．５％以下、
Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、かつ
残部：Ｆｅ及び不純物、
で表される化学組成を有し、
前記熱延鋼板を行う工程は、厚さが１５ｍｍ以上のスラブの仕上げ圧延を５００℃〜６００℃で行う工程を有し、
前記冷間圧延における圧下率は９０％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。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、スラブの組成及び熱間圧延の条件等が適切であるため、製造コストの上昇を抑制しながら全周方向の磁束密度を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】全周方向の磁束密度Ｂ５０の測定結果を示す図である。
【図２】磁気特性の面内異方向性の測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
まず、本発明の実施形態に想到した経緯について説明する。
【００１１】
本発明者らは、表１に示す化学組成を有するスラブを用いて無方向性電磁鋼板を作製した。粗圧延によりスラブの厚さを４０ｍｍとし、仕上げ圧延温度は表２に示す温度とし、冷間圧延の圧下率は９０％とし、仕上げ焼鈍の温度は８００℃とした。仕上げ圧延温度は、最終スタンドの出側温度である。スラブの残部はＦｅ及び不純物である。その後、各試料の圧延面から板厚の１／１０だけ深い面における｛１００｝＜０ｖｗ＞方位、｛１１１｝＜ｕｖｗ＞方位及び｛４１１｝＜１４８＞方位の集積度を測定した。また、リング磁気測定により各試料の磁束密度Ｂ５０及び飽和磁束密度Ｂｓを測定した。リング磁気測定により全周方向の平均的な磁束密度を測定することができる。ここで、磁束密度Ｂ５０とは、５０００Ａ／ｍの磁場における磁束密度、飽和磁束密度Ｂｓとは、５００００Ａ／ｍの磁場における磁束密度である。これらの結果を表２及び図１に示す。以下、｛１００｝＜０ｖｗ＞方位をＣｕｂｅ方位ということがあり、圧延面から板厚の１／１０だけ深い面を１／１０層ということがある。
【００１２】
【表１】
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【００１３】
【表２】
0006679958.tif 000003
【００１４】
表２及び図１に示すように、仕上げ圧延温度が８４０℃の試料Ｎｏ．１及びＮｏ．２の間では、Ａｌ含有量が高い試料Ｎｏ．２において全周方向の平均的な磁束密度Ｂ５０が０．０６Ｔ高く、Ｂ５０／Ｂｓの値が０．０６高い。仕上げ圧延温度が５５０℃〜５６８℃の試料Ｎｏ．３及びＮｏ．４の間では、Ａｌ含有量が高い試料Ｎｏ．４において全周方向の平均的な磁束密度Ｂ５０が０．１１Ｔ高く、Ｂ５０／Ｂｓの値が０．０８高い。組織に着目すると、仕上げ圧延温度が５５０℃〜５６８℃の試料Ｎｏ．３及びＮｏ．４の間では、試料Ｎｏ．４において｛１１１｝＜ｕｖｗ＞の集積度が低く、Ｃｕｂｅ方位の集積度が極めて高いのに対し、仕上げ圧延温度が８４０℃の試料Ｎｏ．１及びＮｏ．２の間では、試料Ｎｏ．２において｛１１１｝＜ｕｖｗ＞の集積度が低いものの、Ｃｕｂｅ方位の集積度は若干高いだけである。以上のことから、Ａｌは、仕上げ圧延温度が低い場合に全周方向の平均的な磁束密度Ｂ５０及びＢ５０／Ｂｓの値を向上させる作用を有することが明らかである。
【００１５】
試料Ｎｏ．４の電子線後方散乱回折（electron backscatter diffraction：ＥＢＳＤ）測定を行った結果、Ｃｕｂｅ方位から３０°以内の方位が全体の９０％以上になっている。また、試料Ｎｏ．４のＸ線回折（X-ray diffraction：ＸＲＤ）測定を行った結果、１／１０層、１／２層の主方位がＣｕｂｅ方位になっている。ここで、１／２層とは、圧延面から板厚の１／２だけ深い面である。これらの結果から、Ａｌ含有量が高いスラブを用い、仕上げ圧延温度を低くすることで、｛１１１｝＜ｕｖｗ＞方位及び｛４１１｝＜１４８＞方位の再結晶が抑制され、Ｃｕｂｅ方位の再結晶が促進されると考えられる。
【００１６】
試料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の磁気特性の面内異方向性の測定も行った。この測定では、圧延方向から０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°の方向における磁束密度Ｂ５０を測定した。この結果を図２に示す。図２に示すように、試料Ｎｏ．４の面内異方向性が最も低い。すなわち、最大値（４５°方向）と最小値（９０°方向）との差が０．０４Ｔ以下である。これは、｛１１１｝＜ｕｖｗ＞方位及び｛４１１｝＜１４８＞方位の集積度が低下するためである。
【００１７】
そして、本発明者らは、Ａｌ含有量が高いスラブを用い、仕上げ圧延温度を低くすることで、優れた全周磁束密度Ｂ５０が得られることに想到した。
【００１８】
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
【００１９】
本発明の実施形態に係る無方向性電磁鋼板の製造方法では、スラブの熱間圧延を行って熱延鋼板を得、熱延鋼板の冷間圧延を行って冷延鋼板を得、冷延鋼板の焼鈍を行う。スラブは、質量％で、Ｃ：０．００３％以下、Ｓｉ：３．５％以下、Ａｌ：１％〜３．５％、Ｍｎ：０．１％〜３．０％、Ｓ：０．００３０％以下、かつ残部：Ｆｅ及び不純物、で表される化学組成を有する。熱延鋼板を行う際には、厚さが１５ｍｍ以上のスラブの仕上げ圧延を５００℃〜８００℃で行う。冷間圧延における圧下率は９０％以上である。
【００２０】
ここで、スラブの化学組成について説明する。以下の説明において、無方向性電磁鋼板又は鋼に含まれる各元素の含有量の単位である「％」は、特に断りがない限り「質量％」を意味する。不純物としては、鉱石やスクラップ等の原材料に含まれるもの、製造工程において含まれるもの、が例示される。
【００２１】
（Ｃ：０．００３％以下）
Ｃは、鉄損を高めたり、磁気時効を引き起こしたりする。従って、Ｃ含有量は低ければ低いほどよい。このような現象は、Ｃ含有量が０．００３％超で顕著である。このため、Ｃ含有量は０．００３％以下とする。
【００２２】
（Ｓｉ：３．５％以下）
Ｓｉは、鉄損の低減に寄与するが、Ｓｉ含有量が３．５％超では、磁束密度が低下したり、硬度の過度な上昇により打ち抜き加工性が低下したり、冷間圧延が困難になったりする。従って、Ｓｉ含有量は３．５％以下とする。
【００２３】
（Ａｌ：１％〜３．５％）
Ａｌは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減する。Ａｌは、低温で仕上げ圧延を行う場合に、仕上げ焼鈍における｛１１１｝＜ｕｖｗ＞方位及び｛４１１｝＜１４８＞方位の再結晶を抑制し、Ｃｕｂｅ方位の再結晶を促進する。Ａｌ含有量が１％未満では、これらの作用効果を十分に得られない。従って、Ａｌ含有量は１％以上とする。一方、Ａｌ含有量が３．５％超では、磁束密度が低下したり、降伏比を低下させて、打ち抜き加工性を低下させたりする。従って、Ａｌ含有量は３．５％以下とする。
【００２４】
（Ｍｎ：０．１％〜３．０％）
Ｍｎは、電気抵抗を増大させて、渦電流損を減少させ、鉄損を低減する。Ｍｎ含有量が高いほど、ＭｎＳの析出温度が高くなり、析出してくるＭｎＳが大きなものとなる。このため、Ｍｎ含有量が高いほど、仕上げ焼鈍における再結晶及び結晶粒の成長を阻害する粒径が１００ｎｍ程度の微細なＭｎＳが析出しにくい。Ｍｎ含有量が０．１％未満では、これらの作用効果を十分に得られない。従って、Ｍｎ含有量は０．１％以上とする。一方、Ｍｎ含有量が３．０％超では、仕上げ焼鈍において結晶粒が十分に成長せず、鉄損が増大する。従って、Ｍｎ含有量は３．０％以下とする。
【００２５】
（Ｓ：０．００３０％以下）
Ｓは、必須元素ではなく、例えば鋼中に不純物として含有される。Ｓは、微細なＭｎＳの析出により、仕上げ焼鈍における再結晶及び結晶粒の成長を阻害する。従って、Ｓ含有量は低ければ低いほどよい。このような鉄損の増加は、Ｓ含有量が０．００３０％超で顕著である。このため、Ｓ含有量は０．００３０％以下とする。
【００２６】
Ｓｉ含有量を［Ｓｉ］、Ａｌ含有量を［Ａｌ］、Ｍｎ含有量を［Ｍｎ］としたとき、「［Ｓｉ］＋２［Ａｌ］−［Ｍｎ］」の値が２．０％以上であることが好ましい。この値が２．０％未満では、α−γ変態が存在する化学成分系となり、仕上げ焼鈍中にα−γ変態が生じて十分な磁気特性が得られないことがある。
【００２７】
次に、製造方法の諸条件について説明する。
【００２８】
（仕上げ圧延に供するスラブの厚さ：１５ｍｍ以上）
仕上げ圧延に供するスラブの厚さが１５ｍｍ未満では、鋳造工程でのスラブの生産性を阻害する。従って、仕上げ圧延に供するスラブの厚さは１５ｍｍ以上とする。
【００２９】
（仕上げ圧延の温度：５００℃〜８００℃）
仕上げ圧延の温度が５００℃未満では、熱間圧延で歪が高まり、硬度が増加し冷間圧延できなくなる。従って、仕上げ圧延の温度は５００℃以上とする。仕上げ圧延の温度が８００℃超では、十分な全周方向の磁束密度が得られない。従って、仕上げ圧延の温度は８００℃以下とする。仕上げ圧延の温度は、最終スタンドの出側温度である。
【００３０】
（冷間圧延の圧下率：９０％以上）
冷間圧延の圧下率が９０未満では、仕上げ焼鈍によるＣｕｂｅ方位の結晶の成長が不十分となる。従って、冷間圧延の圧下率は９０％以上とする。
【００３１】
このような本実施形態によれば、スラブの組成及び熱間圧延の条件等が適切であるため、製造コストの上昇を抑制しながら全周方向の磁束密度を向上することができる。
【００３２】
なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【実施例】
【００３３】
次に、本発明の実施例について説明する。実施例での条件は、本発明の実施可能性及び効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明は、この一条件例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。
【００３４】
本発明者らは、表３に示す化学組成を有するスラブの熱間圧延、冷間圧延及び仕上げ焼鈍を行って種々の無方向性電磁鋼板を作製した。熱間圧延において仕上げ圧延に供したスラブの厚さ、仕上げ圧延温度及び冷間圧延の圧下率を表４に示す。仕上げ焼鈍の温度は８００℃とした。
【００３５】
【表３】
0006679958.tif 000004
【００３６】
【表４】
0006679958.tif 000005
【００３７】
その後、各試料の１／１０層における｛１００｝＜０ｖｗ＞方位、｛１１１｝＜ｕｖｗ＞方位及び｛４１１｝＜１４８＞方位の集積度を測定した。また、リング磁気測定により各試料の全周方向の平均的な磁束密度Ｂ５０、飽和磁束密度Ｂｓを測定し、飽和磁束密度Ｂｓで規格化した磁束密度Ｂ５０、つまりＢ５０／Ｂｓを算出した。これらの結果を表５に示す。表５中の下線は、その数値等が所望の範囲から外れていることを示す。
【００３８】
【表５】
0006679958.tif 000006
【００３９】
表５に示すように、試料Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１６及びＮｏ．１７では、化学組成及び製造条件が本発明の範囲内にあるため、Ｂ５０／Ｂｓの値が０．８９以上である。
【００４０】
試料Ｎｏ．１３では、仕上げ圧延温度が低すぎたため、冷間圧延を行うことができない。試料Ｎｏ．１４では、仕上げ圧延温度が高すぎたため、Ｂ５０／Ｂｓの値が低い。試料Ｎｏ．１５では、冷間圧延の圧下率が低すぎたため、Ｂ５０／Ｂｓの値が低い。試料Ｎｏ．１８では、仕上げ圧延温度が低すぎたため、冷間圧延を行うことができない。試料Ｎｏ．１９では、仕上げ圧延温度が高すぎたため、Ｂ５０／Ｂｓの値が低い。試料Ｎｏ．２０では、冷間圧延の圧下率が低すぎたため、Ｂ５０／Ｂｓの値が低い。試料Ｎｏ．２１では、Ｓｉ含有量が高すぎたため、冷間圧延を行うことができない。試料Ｎｏ．２２では、Ａｌ含有量が低すぎたため、Ｂ５０／Ｂｓの値が低い。試料Ｎｏ．２３では、Ａｌ含有量が高すぎたため、降伏比が低く、打ち抜き加工性が低い。更にＡｌ含有量が高すぎたため、酸洗で熱延板の表面スケールが除去できない。試料Ｎｏ．２４、Ｎｏ．２５、Ｎｏ．２８及びＮｏ．２９では、Ａｌ含有量が低すぎ、冷間圧延の圧下率が低すぎたため、Ｂ５０／Ｂｓの値が低い。試料Ｎｏ．２６、Ｎｏ．３０及びＮｏ．３１では、冷間圧延の圧下率が低すぎたため、Ｂ５０／Ｂｓの値が低い。
【図１】
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【図２】
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