(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：３．０％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｓ：０．００４％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｐ：０．０３％以上０．１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、
３．５％≦Ｓｉ＋ｓｏｌ．Ａｌ＋０．５×Ｍｎ≦５．０％であり、
降伏強度が４００ＭＰａ以上であり、
鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルにおける（２１１）面のピーク半価幅が０．１６°以下である、電磁鋼板。
【請求項２】
質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：３．０％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｓ：０．００４％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｐ：０．０３％以上０．１５％以下、Ｓｎ：０．００１％以上０．１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、
３．５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎ≦５．０％であり、
降伏強度が４００ＭＰａ以上であり、
鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルにおける（２１１）面のピーク半価幅が０．１６°以下である、電磁鋼板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータおよび発電機等の回転機の性能向上に有効な電磁鋼板に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化問題、環境汚染問題、およびエネルギー問題が益々大きな関心を集めている。これらの諸問題の解決に向けて、電気機器に多数使用されるモータおよび発電機の効率向上が重要な課題となっている。具体的には、モータおよび発電機の鉄心材料である電磁鋼板の磁気特性の改善が求められている。
【０００３】
また、パワーエレクトロニクスの進展により、モータおよび発電機の駆動周波数を従来の商用周波域を超える高周波域まで活用するものが増加している。このため、鉄心材料に用いられる電磁鋼板において、低周波域のみならず高周波域での鉄損が低い製品に対する要望が高まっている。特に、エアコンおよび冷蔵庫のコンプレッサーモータ、またはハイブリッド車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＨＥＶ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ：Ｖｅｈｉｃｌｅ：ＥＶ）の駆動モータまたは発電機では、高周波域での鉄損が低く、かつ高磁束密度である電磁鋼板が望まれている。更に、高周波駆動時の高速回転に耐えうる電磁鋼板の材料強度に対する要求も、厳しさを増している。
【０００４】
鉄損（特に、高周波鉄損）を低減するためには、例えば、電磁鋼板を高合金化し、固有抵抗の増加によって渦電流損を低下させることが有効である。また、高合金化による固溶強化は、電磁鋼板の強度上昇にも寄与する。しかし、電磁鋼板の合金量の増加は、磁束密度を低下させるため、低鉄損および高強度と、高磁束密度との両立させることは困難であった。
【０００５】
以上のような問題を解決するために、例えば、以下の特許文献１では、質量％で、Ｓｉ：２．５％〜４．５％と、Ｍｎ：０．００５％〜１．０％とを含み、かつＡｌの含有量が２００ｐｐｍ以下であり、Ｓ、ＮおよびＯの含有量がそれぞれ３０ｐｐｍ以下であり、残部が実質的にＦｅである電磁鋼板であって、平均結晶粒径が０．０５ｍｍ〜０．５０ｍｍであり、かつ｛１１０｝＜００１＞方位からの方位差が２０°以内である結晶粒の面積率が２５％〜７５％であり、さらに引張強度が４００ＭＰａ以上であることを特徴とする、高周波磁気特性および機械強度特性に優れたモータ鉄心用の電磁鋼板が提案されている。
【０００６】
また、特許文献１では、上記の特徴に加えて、質量％で、Ｐ：０．００５％〜０．２０％、Ｎｉ：０．０１％〜３．５０％、Ｓｎ：０．０１％〜０．２０％、Ｓｂ：０．００５％〜０．５０％、Ｃｕ：０．０１％〜０．５０％、およびＣｒ：０．０１％〜１．５０％のうちから選択された少なくとも一種以上の元素をさらに含有する電磁鋼板も提案されている。
【０００７】
また、以下の特許文献２では、質量％で、Ｓｉ：０．８％〜２．５％、Ｍｎ：０．１％〜２．５％、ｓｏｌ．Ａｌ：１．５％以下を含有し、Ｐ：０．００５％〜０．３０％、またはＮｉ：０．０５％〜１．５％の少なくともいずれか１つ以上をさらに含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物よりなり、Ｆｅの質量分率と鋼の密度との積が７．３５以上、磁束密度がＢ５０で１．７０Ｔ以上、降伏強度が３００ＭＰａ以上、かつ、厚さが０．１５ｍｍ以上０．４０ｍｍ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１４６４９１号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１３４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、上記特許文献１に開示された電磁鋼板は、Ａｌ含有量が少ないため、磁気特性のばらつきが大きかった。また、電磁鋼板の強度が高くなった場合、打抜き加工時の寸法精度が満足できる水準にならなかった。
【００１０】
また、上記特許文献２に開示された電磁鋼板では、Ｓｉ含有量が少ないため、高周波鉄損と機械特性との両立が満足できる水準にならなかった。また、電磁鋼板の強度が高くなった場合、打抜き加工時の寸法精度も満足できる水準にならなかった。
【００１１】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、鉄損が低く、高磁束密度かつ高強度であり、打抜き加工時の寸法精度に優れた電磁鋼板を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、電気抵抗の増加による鉄損低減効果、および固溶強化能が高いＳｉを３．０質量％以上４．０質量％以下で添加し、固溶強化能および磁束密度改善効果が高いＰを０．０３質量％以上０．１５質量％以下で添加したうえで、更にＡｌおよびＭｎを適量添加して、３．５質量％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎ≦５．０質量％の高合金材とすることにより、磁束密度の低減を抑えつつ、高周波鉄損の改善と高強度化とを達成可能であることを把握した。
【００１３】
しかし、降伏強度が４００ＭＰａ以上の電磁鋼板では、打抜き加工時の寸法精度が劣ることが判明したため、打抜き加工時の寸法精度への対応も含めてさらに検討を行った。その結果、鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルにおいて、（２１１）面のピーク半価幅を０．１６°以下に制御することにより、打抜き加工時の寸法精度の改善に目処が得られることを見出した。これらの知見を参照することにより、本発明者らは、磁気特性、機械特性及び寸法精度に優れた電磁鋼板が得られることを見出した。
【００１４】
上記知見に基づき完成された本発明の要旨は、以下の通りである。
【００１５】
（１）質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：３．０％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｓ：０．００４％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｐ：０．０３％以上０．１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、３．５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎ≦５．０％であり、降伏強度が４００ＭＰａ以上であり、鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルにおける（２１１）面のピーク半価幅が０．１６°以下である、電磁鋼板。
【００１６】
（２）質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：３．０％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｓ：０．００４％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｐ：０．０３％以上０．１５％以下、Ｓｎ：０．００１〜０．１５％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、３．５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎ≦５．０％であり、降伏強度が４００ＭＰａ以上であり、鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルの（２１１）面のピーク半価幅が０．１６°以下である、電磁鋼板。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、磁束密度が高く、高周波鉄損が低く、かつ高強度であり、打抜き加工時の寸法精度が良好な、電磁鋼板を提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】Ｘ線回折プロファイルにおけるピーク半価幅を説明する模式図である。
【図２】打抜き加工時の寸法精度に対する降伏強度、および（２１１）面のピーク半価幅の影響を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
本発明者らは、化学組成と、鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルの形状とを抜本的に見直すことにより、磁気特性、機械特性および加工性がともに優れた電磁鋼板を得ることに成功した。
【００２１】
本発明の一実施形態に係る電磁鋼板は、以下のとおりである。本実施形態に係る電磁鋼板は、具体的には、以下の特徴を有する無方向性電磁鋼板である。
【００２２】
（１）質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：３．０％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｓ：０．００４％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｐ：０．０３％以上０．１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、３．５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎ≦５．０％であり、降伏強度が４００ＭＰａ以上であり、鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルにおける（２１１）面のピーク半価幅が０．１６°以下である、電磁鋼板。
【００２３】
（２）質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：３．０％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、Ｓ：０．００４％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：０．１％以上１．５％以下、Ｐ：０．０３％以上０．１５％以下、Ｓｎ：０．００１％以上０．１５％以下を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなり、３．５％≦Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎ≦５．０％であり、降伏強度が４００ＭＰａ以上であり、鋼板表面で測定したＸ線回折プロファイルにおける（２１１）面のピーク半価幅が０．１６°以下である、電磁鋼板。
【００２４】
＜１．鋼の化学組成について＞
以下では、まず、本実施形態に係る電磁鋼板の鋼の化学組成について、詳細に説明する。なお、以下では特に断りのない限り、「％」との表記は「質量％」を表わすものとする。また、本実施形態に係る電磁鋼板の鋼の化学組成において、以下で説明する元素以外の残部は、Ｆｅおよび不純物からなる。
【００２５】
［Ｃ：０．００５％以下］
Ｃ（炭素）は、鉄損劣化を引き起こす元素である。そこで、本実施形態に係る電磁鋼板では、Ｃの含有量の上限を０．００５％とする。Ｃの含有量が０．００５％超過となる場合、電磁鋼板において鉄損劣化が生じ、良好な磁気特性を得ることができないため、好ましくない。Ｃの含有量は、望ましくは０．００４％以下であり、更に望ましくは０．００３％以下である。なお、Ｃの含有量は、少ないほどよく、Ｃの含有量の下限値は特に限定されないが、例えば、０．０００１％である。
【００２６】
［Ｓｉ：３．０％以上４．０％以下］
Ｓｉ（ケイ素）は、鋼の電気抵抗を上昇させて渦電流損を低減させ、高周波鉄損を改善する元素である。また、Ｓｉは、固溶強化能が大きいため、電磁鋼板の高強度化にも有効な元素である。これらの効果を十分に発揮させるためには、３．０％以上のＳｉを含有させることが必要である。ただし、Ｓｉの含有量が４．０％超過となる場合、電磁鋼板の加工性が著しく劣化するため、例えば、電磁鋼板の冷間圧延が困難になる。そのため、Ｓｉの含有量の上限は、４．０％とする。Ｓｉの含有量は、望ましくは３．１％以上３．９％以下であり、更に望ましくは３．２％以上３．８％以下である。
【００２７】
［Ｍｎ：３．０％以下］
Ｍｎ（マンガン）は、鋼の電気抵抗を上昇させて渦電流損を低減し、高周波鉄損を改善するために有効な元素である。ただし、Ｍｎの含有量が３．０％超過となる場合、磁束密度の低下が顕著となるため、Ｍｎの含有量の上限は、３．０％とする。Ｍｎの含有量は、望ましくは２．６％以下であり、更に望ましくは２．２％以下である。なお、Ｍｎの含有量が少ない場合でも、ＳｉおよびＡｌの含有量を高めて電気抵抗を高めれば、電磁鋼板の高周波鉄損を低減することができるので、Ｍｎの含有量の下限値は特に限定されないが、例えば、０．０１％である。
【００２８】
［ｓｏｌ．Ａｌ（酸可溶性Ａｌ）：０．１％以上１．５％以下］
Ａｌ（アルミニウム）は、電磁鋼板の電気抵抗を上昇させることで渦電流損を低減し、高周波鉄損を改善するために有効な元素である。ｓｏｌ．Ａｌ（単に、Ａｌとも称する）の含有量が０．１％未満である場合、電気抵抗上昇の効果が小さく、また、ＡｌＮが電磁鋼板中に微細に析出するため、結晶粒が微細となることで鉄損低減に悪影響を及ぼす。従って、Ａｌの含有量の下限値は、０．１％とする。一方、Ａｌの含有量が１．５％を超える場合、電磁鋼板の磁束密度の低下が著しい。従って、Ａｌの含有量は、０．１％以上１．５％以下とした。Ａｌの含有量は、望ましくは０．２％以上１．４％以下であり、更に望ましくは０．３％以上１．３％以下である。
【００２９】
［Ｐ：０．０３％以上０．１５％以下］
Ｐ（リン）は、固溶強化能が大きく、加えて磁気特性の向上に有利な｛１００｝集合組織を増加させる効果も有するため、高強度と高磁束密度とを両立するうえで極めて有効な元素である。更に、｛１００｝集合組織の増加は、鋼板板面内の面内における機械特性の異方性を低減することに寄与するため、Ｐは、電磁鋼板の打抜き加工時の寸法精度を改善する効果も有する。このような強度、磁気特性、および寸法精度を改善する効果を得るためには、電磁鋼板にＰを０．０３％以上含有させることが必要である。ただし、Ｐの含有量が０．１５％を超える場合、電磁鋼板の延性が著しく低下するため、Ｐの含有量の上限は、０．１５％である。Ｐの含有量は、望ましくは０．０４％以上０．１４％以下であり、更に望ましくは０．０５％以上０．１３％以下である。
【００３０】
［Ｓ：０．００４％以下］
Ｓ（硫黄）は、ＭｎＳを形成することで、電磁鋼板の磁気特性を劣化させる元素である。そのため、Ｓの含有量は０．００４％以下とする。Ｓの含有量は、望ましくは０．００３％以下であり、更に望ましくは０．００２％以下である。Ｓの含有量は、少なければ少ないほどよく、Ｓの含有量の下限値は、特に限定されないが、例えば、０．０００１％である。
【００３１】
［Ｓｎ：０．００１％以上０．１５％以下］
Ｓｎ（スズ）は、仕上焼鈍時に、電磁鋼板の表層部の窒化および酸化の抑制することで、磁気特性を改善する元素である。そのため、本実施形態に係る電磁鋼板を構成する鋼は、さらにＳｎを含有してもよい。なお、上記の効果を得るためには、Ｓｎの含有量は、０．００１％以上が必要である。一方、Ｓｎの含有量が０．１５％超過となる場合、上記効果が飽和する。従って、本実施形態に係る電磁鋼板にＳｎが含有される場合、Ｓｎの含有量は、０．００１％以上０．１５％以下とする。Ｓｎの含有量は、望ましくは０．００５％以上０．１４％以下であり、更に望ましくは０．０１％以上０．１３％以下である。
【００３２】
［Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎ：３．５％以上５．０％以下］
鉄損（特に、高周波鉄損）を低減するためには、合金元素（Ｓｉ、ＡｌおよびＭｎ）を添加して電気抵抗を高めることが有効である。そのため、本実施形態に係る電磁鋼板では、合金元素（Ｓｉ、ＡｌおよびＭｎ）の含有量の和を上記範囲とすることが重要である。なお、Ｍｎの含有量（単位％）当たりの電気抵抗の上昇量は、ＳｉおよびＡｌに比べて約半分であるので、Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎを合金添加量の指標とした。Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎが３．５％未満となる場合、十分な電気抵抗が得られないため、電磁鋼板は、満足できるような高周波鉄損を実現することが困難になる。一方、Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎが５．０％を超える場合、合金元素が多すぎるため、電磁鋼板の磁束密度の低下が著しくなる。従って、Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎは、３．５％以上５．０％以下とする。Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎは、望ましくは３．６％以上４．９％以下であり、更に望ましくは３．７％以上４．８％以下である。
【００３３】
なお、本実施形態に係る電磁鋼板において、上述した元素以外のＮｉ（ニッケル）、Ｃｒ（クロム）、Ｃｕ（銅）、およびＭｏ（モリブデン）等の元素の含有量に関しては、特に規定されない。本実施形態に係る電磁鋼板は、これらの元素を０．３％以下で含有しても特に問題はない。また、電磁鋼板の仕上焼鈍時の結晶粒成長を促進するために、本実施形態に係る電磁鋼板は、Ｃａ（カルシウム）を３０ｐｐｍ以下の範囲で含有してもよく、希土類元素（Ｒａｒｅ  Ｅａｒｔｈ  Ｍｅｔａｌ：ＲＥＭ）を１００ｐｐｍ以下の範囲で含有してもよい。さらに、本実施形態に係る電磁鋼板は、本発明の効果を妨げない範囲であれば、任意の元素を不純物として含有してもよい。
【００３４】
＜２．降伏強度について＞
［降伏強度：４００ＭＰａ以上］
次に、本実施形態に係る電磁鋼板の降伏強度について説明する。
【００３５】
近年、モータの小型化および高出力化のために、モータの回転数はますます増加する傾向にある。高速回転するロータ鉄心には、大きな遠心力、および繰り返し応力が付加されるため、ロータ鉄心の変形および疲労破壊の可能性が増大していた。
【００３６】
このようなロータ鉄心の変形および疲労破壊を抑制するために、本実施形態に係る電磁鋼板の降伏強度は、４００ＭＰａ以上とする。本実施形態に係る電磁鋼板の降伏強度は、望ましくは４１０ＭＰａ以上であり、更に望ましくは４２０ＭＰａ以上である。なお、ロータ鉄心の変形および疲労破壊をさらに抑制する観点から、電磁鋼板の降伏強度の上限は特に定めない。ただし、電磁鋼板の降伏強度が８００ＭＰａを超える場合、製造コストが高くなるため、望ましくない。
【００３７】
電磁鋼板の降伏強度を高め、本発明の範囲とするためには、例えば、ＳｉまたはＰなどの固溶強化能が高い元素の含有量を増加させること、および電磁鋼板の結晶粒径を微細化することなどを用いればよい。ただし、結晶粒径を過度に微細化した場合、鉄損が劣化するため、結晶粒径は、強度と鉄損とが両立される適正な粒径に制御される必要がある。
【００３８】
なお、降伏強度は、例えばＪＩＳ  Ｚ  ２２４１に記載された方法を用いることで測定することができる。例えば、電磁鋼板の上降伏点、または０．２％の永久伸びを起こすときの耐力である０．２％耐力を求めて、その値を用いればよい。
【００３９】
＜３．Ｘ線回折プロファイルにおけるピーク半価幅について＞
［（２１１）面のピーク半価幅：０．１６°以下］
続いて、図１を参照して、本実施形態に係る電磁鋼板のＸ線回折プロファイルの形状について説明する。図１は、Ｘ線回折プロファイルにおけるピーク半価幅を説明する模式図である。
【００４０】
半価幅とは、例えば、図１に示すようなＸ線回折プロファイルのピークにおいて、ピーク強度Ｉｐの半分の強度（Ｉｐ／２）におけるピーク幅である。Ｘ線回折プロファイルにおけるピーク半価幅は、塑性歪みの発生と相関して増大することが知られている。上記相関は、様々な回折面で認められるが、本発明者らは、（２１１）面のピークにて鋭意検討したところ、ピーク半価幅の上限値を上記のようにすることが重要であることを見出した。
【００４１】
具体的には、質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：３．１２％、Ｍｎ：０．２６％、Ｐ：０．０８２％、Ｓ：０．００１％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．６５％、Ｓｎ：０．０３％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる０．３０ｍｍ厚の電磁鋼板と、質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：３．１０％、Ｍｎ：０．２４％、Ｐ：０．０１０％、Ｓ：０．００１％、ｓｏｌ．Ａｌ：０．６２％、Ｓｎ：０．０３％を含有し、残部がＦｅ及び不純物からなる０．３０ｍｍ厚の電磁鋼板とを打抜き加工して、打抜き加工後のロータ鉄心の寸法精度を調査した。
【００４２】
なお、仕上焼鈍の温度、張力、および冷却速度を調整することで、前者の電磁鋼板の降伏強度を４２５ＭＰａ〜４３５ＭＰａの範囲に制御し、後者の電磁鋼板の降伏強度を３８５ＭＰａ〜３９５ＭＰａの範囲に制御した。また、それぞれ（２１１）面のピーク半価幅を変化させて電磁鋼板を製造し、それぞれ打抜き加工を行った。
【００４３】
その結果を図２に示す。図２は、打抜き加工時の寸法精度に対する降伏強度、および（２１１）面のピーク半価幅の影響を示すグラフ図である。
【００４４】
図２に示すように、降伏強度が４３０ＭＰａ前後の電磁鋼板では、半価幅が０．１６°を超える場合、鉄心の寸法精度のばらつきが大きくなることがわかった。一方、降伏強度が３９０ＭＰａ前後の電磁鋼板では、半価幅によって寸法精度に大きな差が認められなかった。すなわち、Ｘ線回折における（２１１）面のピーク半価幅は、仕上焼鈍時後の電磁鋼板に付与された不均一な歪みの大きさを示す指標と考えられる。
【００４５】
降伏強度が高い電磁鋼板では、打抜き加工時の荷重が増大するが、半価幅が大きい電磁鋼板では、さらに付与された不均一な歪みが大きいため、金型が当たる場所での荷重の変化が大きくなる。これにより、降伏強度が高く、かつ半価幅が大きい電磁鋼板では、打抜き加工時の寸法精度に差が生じる可能性があると考えられる。
【００４６】
そこで、本発明では、電磁鋼板のＸ線回折プロファイルにおける（２１１）面のピーク半価幅の上限を０．１６°とする。（２１１）面のピーク半価幅は、望ましくは０．１５°以下であり、更に望ましくは０．１４°以下である。（２１１）面のピーク半価幅の下限は特に定めないが、電磁鋼板に対して、仕上焼鈍後に７５０℃で２時間の歪取焼鈍を行った場合でも、（２１１）面のピーク半価幅は、０．０５°未満とはならなかった。そのため、（２１１）面のピーク半価幅の下限は、例えば、０．０５°としてもよい。
【００４７】
また、電磁鋼板のＸ線回折プロファイルにおける（２１１）面のピーク半価幅は、例えば、仕上焼鈍の炉内張力または熱履歴等により、制御することが可能である。例えば、仕上焼鈍の炉内張力および冷却速度を低くすることによって、電磁鋼板の（２１１）面のピーク半価幅を小さくすることが可能である。
【００４８】
なお、ロータ鉄心の打抜き加工の条件は、以下の通りである。打抜かれるロータ鉄心の形状は、８極の永久磁石埋め込み型モータのロータ鉄心の形状とし、外径１６０ｍｍの円盤状とした。また、打抜き金型のクリアランスは、打抜く電磁鋼板の板厚の８％とした。打抜き加工後、打抜いたロータ鉄心の外径寸法を測定し、狙いの外径寸法１６０ｍｍと、測定された外形寸法との差の最大値をロータ鉄心の外径バラツキと見なし、寸法精度の指標とした。
【００４９】
以上、本実施形態に係る電磁鋼板について、詳細に説明した。
【００５０】
なお、本実施形態に係る電磁鋼板の製造方法については、特に限定されるものではなく、一般的な電磁鋼板の製造プロセスを適用することが可能である。すなわち、上記にて説明した成分を含有する鋼スラブを熱間圧延し、熱間圧延後そのままの熱延板、または熱間圧延した後、熱延板焼鈍した熱延板を冷間圧延し、仕上焼鈍を行った後、絶縁被膜の塗布を行うことにより、本実施形態に係る電磁鋼板を製造することができる。なお、冷間圧延は、一回の冷間圧延で行ってもよく、中間焼鈍を挟んだ二回の冷間圧延で行ってもよい。
【実施例】
【００５１】
以下に、実験例を示しながら、本発明の一実施形態に係る電磁鋼板について、より具体的に説明する。なお、以下に示す実験例は、本実施形態に係る電磁鋼板のあくまでも一例に過ぎず、本実施形態に係る電磁鋼板が以下に示す実験例に限定されるものではない。
【００５２】
ここで、以下で示す磁束密度Ｂ５０、および鉄損Ｗ１０／８００といった磁気特性の測定方法については、特に限定されるものではなく、例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５０に規定されているエプスタイン試験に基づく方法、またはＪＩＳ  Ｃ  ２５５６に規定されている単板磁気特性試験法（Ｓｉｎｇｌｅ  Ｓｈｅｅｔ  Ｔｅｓｔｅｒ：ＳＳＴ）など、公知の方法を用いることが可能である。なお、磁束密度Ｂ５０は、５０００Ａ／ｍの磁化力での磁束密度であり、鉄損Ｗ１０／８００は、１．０Ｔ、８００Ｈｚの高周波での鉄損である。
【００５３】
以下の実施例では、５５ｍｍ角に打抜いた試験片を用いた単板磁気測定（ＳＳＴ）によって、電磁鋼板の磁気特性（例えば、磁束密度および鉄損）を評価した。モータ鉄心では、電磁鋼板の板面の色々な方向に磁束が流れるため、モータ鉄心での磁気特性を評価するために、圧延方向に対して、０°、２２．５°、４５°、６７．５°、９０°の５方向の磁気特性を測定し、以下の式で全周平均の磁気特性を算出した。すなわち、以下の式で表される磁気特性が良好なほど、優れた無方向性電磁鋼板であり、モータ鉄心として好適であることを示す。
【００５４】
磁気特性＝（０°特性＋２×２２．５°特性＋２×４５°特性＋２×６７．５°特性＋９０°特性）／８
【００５５】
（実験例１）
以下の表１に示す組成を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる鋼スラブを、１１５０℃に加熱した後、熱間圧延にて２．０ｍｍ厚に圧延した。続いて、熱延板に１０００℃で４０秒の熱延板焼鈍を行った後、冷間圧延で０．２５ｍｍ厚に圧延した。冷延板を１０００℃で１秒間均熱した後に、９００℃までの冷却速度を１℃／秒または３０℃／秒とする仕上焼鈍を行った。更に、仕上焼鈍後の鋼板の両面に、リン酸金属塩を主体とし、アクリル樹脂のエマルジョンを含む溶液を鋼板の両面に塗布および焼き付けし、複合絶縁被膜を形成することで電磁鋼板を製造した。
【００５６】
なお、仕上焼鈍には、炉内フローターにより鋼板を浮上状態で走行させることが可能なフローティング式連続焼鈍炉を用いた。本実験例では、仕上焼鈍の冷却速度を変化させることで、電磁鋼板のＸ線回折におけるピーク半価幅を制御した。９００℃以上の鋼板は、強度が低いため、鋼板面内で温度差がつきにくい低冷却速度の方が鋼板に歪みが付加されにくく、Ｘ線回折において低いピーク半価幅を確保することができる。本実施形態に係る電磁鋼板のピーク半価幅を達成するためには、仕上焼鈍の冷却速度は、２０℃／秒以下が望ましく、１５℃／秒以下がさらに望ましい。
【００５７】
【表１】
0006658150.tif 000002
【００５８】
なお、表１において、「Ｔｒ．」とは、該当する元素を意図して添加していないことを表す。
【００５９】
その後、製造した電磁鋼板を５５ｍｍ角に打ち抜き、単板磁気測定（ＳＳＴ）により磁束密度Ｂ５０および鉄損Ｗ１０／８００を評価した。また、寸法精度の評価に関しては、前述したように、製造した電磁鋼板を外径１６０ｍｍのロータ鉄心の形状に打抜き、打抜いたロータ鉄心の外径寸法と、狙いの外径寸法である１６０ｍｍとの差の最大値をロータ鉄心の外径バラツキとした。なお、打抜き金型のクリアランスは、打抜く電磁鋼板の板厚の８％に設定した。外径バラツキが３２μｍ以下である場合を寸法精度が良好（○）であると評価し、外径バラツキが３２μｍを超える場合を寸法精度が不良（×）であると評価した。得られた結果を、以下の表２に示す。
【００６０】
【表２】
0006658150.tif 000003
【００６１】
表２に示すように、鋼板の組成、ピーク半価幅、および降伏強度が本発明の範囲である試験番号１、３、６、７、および９〜１１は、鉄損および磁束密度がともに優れ、打抜き加工時の寸法精度が良好であることがわかった。一方、鋼板の化学組成が本発明の範囲であっても、（２１１）面のピーク半価幅が本発明の範囲から高めに外れた試験番号２および４では、磁束密度に優れるものの、打抜き加工時の寸法精度が劣っていることがわかった。また、鋼板のＳｉの含有量と、Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎの含有量とが本発明の範囲より低く、降伏強度が本発明の範囲を下回る試験番号５は、鉄損も劣っていることがわかった。
【００６２】
（実験例２）
以下の表３に示す組成を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなる鋼スラブを、１１００℃に加熱した後、熱間圧延にて１．８ｍｍ厚に圧延した。次に、熱延板に９７５℃で４０秒の熱延板焼鈍を行った後、冷間圧延で０．２０ｍｍ厚に圧延した。続いて、冷延板を９５０℃で８０秒間均熱した後に、９００℃までの冷却速度を２℃／秒とする仕上焼鈍を行った。更に、仕上焼鈍後の鋼板の両面に、リン酸金属塩を主体とし、アクリル樹脂のエマルジョンを含む溶液を鋼板の両面に塗布および焼き付けし、複合絶縁被膜を形成することで電磁鋼板を製造した。なお、仕上焼鈍には、実験例１と同様のフローティング式連続焼鈍炉を用いた。
【００６３】
なお、実験例２は、実験例１よりも電磁鋼板の板厚が薄いため、渦電流損が小さく、鉄損がより小さい場合の実験例である。実験例２を参照すると、本発明の一実施形態に係る電磁鋼板は、板厚に関係なく、磁気特性、機械強度および打抜き加工時の寸法精度を改善可能であることがわかる。
【００６４】
【表３】
0006658150.tif 000004
【００６５】
なお、表３において、「Ｔｒ．」とは、該当する元素を意図して添加していないことを表す。
【００６６】
その後、製造した電磁鋼板を５５ｍｍ角に打ち抜き、実験例１と同様の方法で単板磁気測定（ＳＳＴ）により磁束密度Ｂ５０および鉄損Ｗ１０／８００を評価した。また、実験例１と同様の方法で電磁化鋼板を打ち抜き加工し、実験例１と同様に寸法精度の評価を行った。得られた結果を以下の表４に示す。
【００６７】
【表４】
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【００６８】
表４に示すように、鋼板の組成、ピーク半価幅、および降伏強度が本発明の範囲である試験番号１３、１４および１５は、鉄損および磁束密度がともに優れ、打抜き加工時の寸法精度が良好であることがわかった。一方、Ｓｉ＋Ａｌ＋０．５×Ｍｎの含有量が本発明の範囲よりも低めに外れた試験番号１２は、鉄損が劣っていることがわかった。
【００６９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【図１】
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【図２】
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