(57)【要約】【課題】熱間圧延ままで良好な冷間加工性が得られ、かつ磁気焼鈍後の製品段階で優れた低磁場特性を呈する、冷間加工性および磁気特性に優れた極低炭素鋼線材を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００３４％以下、Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、Ｍｎ：０．１０〜０．３０％、Ｐ：０．０１〜０．１０％、Ｓ：０．００６　％以下、Ａｌ：０．３５％以下、Ｎ：０．０１％以下、Ｏ：０．０１５　％以下を、Ｓｉ，Ｐ，Ａｌが次式Ｓｉ＋Ｐ＋Ａｌ≦０．６　％を満足する範囲で含有し、　残部はＦｅおよび不可避的不純物の組成とする。【選択図】　　　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ：０．００３４％以下、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：０．１０〜０．３０％、
Ｐ：０．０１〜０．１０％、
Ｓ：０．００６　％以下、
Ａｌ：０．３５％以下、
Ｎ：０．０１％以下、
Ｏ：０．０１５　％以下
を、Ｓｉ，Ｐ，Ａｌが次式
Ｓｉ＋Ｐ＋Ａｌ≦０．６　％
を満足する範囲で含有し、　残部はＦｅおよび不可避的不純物の組成になることを特徴とする、冷間加工性および磁気特性に優れた極低炭素鋼線材。
【請求項２】
フェライトの平均結晶粒径が　０．２ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の極低炭素鋼線材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車および家電製品等の電装部品に使用される極低炭素鋼線材（棒鋼を含む。以下同じ）に関し、特にかかる部品の製造過程で要求される鍛造性等の冷間加工性および磁気特性の有利な改善を図ったものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車および家電製品等の電装部品の磁気回路を構成する部材には、磁界に順応し易い軟質磁性材料が使用される。すなわち、小さな外部磁場によって容易に磁化し、かつ保磁力が小さいという磁気特性が要求される。
従来、このような鋼材としては、炭素量が０．０１〜０．１　ｍａｓｓ％程度の低炭素鋼が用いられてきた。これらの鋼材は、熱間圧延したのち、焼鈍、潤滑処理を行ってから、伸線や鍛造などの冷間加工および切削加工を行い、ついで最終成形完了後に磁気焼鈍等が施されるのが一般的であった。
【０００３】
しかしながら、近年、省エネルギーの観点から、焼鈍を施すことなしに冷間加工を施すことのできる鋼材に対する要求が高まりつつある。
すなわち，熱間加工後に焼鈍を行わずとも、良好な冷間加工性を有する鋼材の開発が望まれていた。
【０００４】
また、これらの部材に要求される磁気応答性を確保するためには、低磁場での磁束密度例えば磁場：１００　Ａ／ｍ　時における磁束密度が高い鋼材が有効である。
しかしながら、上記したような冷間加工性と低磁場域での高磁束密度は、鋼材の化学成分の観点からは相反する特性である。すなわち、Ｓｉ，Ｐ，Ａｌは固溶強化により鋼を硬くして冷間加工性を低下させる反面、　低磁場域での磁束密度は上昇させる。
従って、電装部品として、上記した２つの特性を兼ね備えた鋼材の開発が望まれていた。
【０００５】
熱間加工鋼材の変形抵抗を低下させて冷間加工性を改善する技術として、ＣやＮの低減を図ると共に、Ｂ等の特殊元素を添加する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
しかしながら、この技術においては、Ｃが０．０４〜０．１０ｍａｓｓ％程度含有されているため、ひずみ時効硬化の抑制にはそれなりの効果はあるが、加工硬化を低減するという観点からはなお不十分であり、変形抵抗を必ずしも極限まで低下させ得たものとは言えなかった。しかも、電装部材の応答性すなわち低磁場域での磁束密度の改善策については何も示されていない。
【０００６】
また、圧延のままで良好な冷鍛性が得られ、かつ磁気焼鈍を施した製品段階で優れた磁気特性を示す鋼棒、線材を得る技術として、Ｃ，Ｓｉ，Ｐ，Ｓ，Ｎを低減すると共に、ＡｌやＣｒ，Ｚｒを添加する技術が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
しかしながら、この技術においては、低磁場域での磁束密度を十分に得ることができない。
【０００７】
なお、かかる鋼材は、磁気特性向上の観点からフェライト粒径を粗大化させて使用するのが一般的であった。しかしながら、結晶粒の粗大化は、鋼の延性および靭性を損なうために、加工性を低下させる。
従って、磁気特性と加工性を兼備するために，フェライト粒径の適正化も望まれていた。
【０００８】
【特許文献１】
特開昭５９−２１５４６３号公報（特許請求の範囲）
【特許文献２】
特開平４−２８５１４３号公報（特許請求の範囲）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の実状に鑑み開発されたもので、熱間圧延ままで良好な冷間加工性が得られ、かつ磁気焼鈍後の製品段階で優れた低磁場特性を呈する、冷間加工性および磁気特性に優れた極低炭素鋼線材を提案することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
すわなち、本発明は、質量％で、
Ｃ：０．００３４％以下、
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％、
Ｍｎ：０．１０〜０．３０％、
Ｐ：０．０１〜０．１０％、
Ｓ：０．００６　％以下、
Ａｌ：０．３５％以下、
Ｎ：０．０１％以下、
Ｏ：０．０１５　％以下
を、Ｓｉ，Ｐ，Ａｌが次式
Ｓｉ＋Ｐ＋Ａｌ≦０．６　％
を満足する範囲で含有し、　残部はＦｅおよび不可避的不純物の組成になることを特徴とする、冷間加工性および磁気特性に優れた極低炭素鋼線材である。
【００１１】
本発明において、フェライトの平均結晶粒径は　０．２ｍｍ未満とすることが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的に説明する。
まず、本発明において鋼の成分組成を上記の範囲に限定した理由について説明する。なお、成分に関する「％」表示は特に断らない限り質量％を意味するものとする。
Ｃ：０．００３４％以下
Ｃは、鋼材の強度と延性のバランスを支配する基本的元素であり、含有量が少ないほど強度は低下し、冷間加工性は向上する。また磁気特性の面からしても極力低減することが望ましい。そこで、これらの観点から、Ｃ量は０．００３４％以下に制限した。
【００１３】
Ｓｉ：０．１０〜０．５０％
Ｓｉは、低磁場域での鋼の磁束密度を向上させる作用があり、そのためには０．１０％以上の添加が必要であるが、多すぎると固溶強化により鋼の冷間加工性が低下するので、Ｓｉ量は０．１０〜０．５０％の範囲に限定した。
【００１４】
Ｍｎ：０．１０〜０．３０％
Ｍｎは、Ｓの固定により熱間加工性を向上させる効果があり、そのためには０．１０％以上の添加を必要とするが、０．３０％を超えて含有されると、鋼の強度が上昇して冷間加工性の低下を招くので、Ｍｎ量は０．１０〜０．３０％の範囲に限定した。
【００１５】
Ｐ：０．０１〜０．１０％
Ｐは、Ｓｉと同様、低磁場域での磁束密度の向上に有効に寄与するので、０．０１％以上含有させるが、多すぎると固溶強化により鋼の冷間加工性が低下するので、Ｐ量は０．０１〜０．１０％の範囲に限定した。
【００１６】
Ｓ：０．００６　％以下
Ｓは、硫化物系介在物を形成して延性を低下させるだけでなく、磁気特性の面でも有害な元素であるので、極力低減することが望ましいが、０．００６　％以下であれば許容できる。
【００１７】
Ａｌ：０．３５％以下
Ａｌは、低磁場域における磁束密度を向上させる上で有効な元素である。しかしながら、含有量が多すぎると固溶強化により鋼の冷間加工性が低下するので、Ａｌは０．３５％以下で含有させるものとした。
【００１８】
Ｎ：０．０１％以下
Ｎは、固溶により冷間加工性の低下を引き起こすので、できるだけ少ない方が好ましい。従って、上限を０．０１％とした。
【００１９】
Ｏ：０．０１５　％以下
Ｏは、鋼の清浄化に有害であるだけでなく、磁気特性も低下させるので、できるだけ少ない方が望ましい。従って、上限を０．０１５　％とした。
【００２０】
Ｓｉ＋Ｐ＋Ａｌ≦０．６　％
上述したとおり、Ｓｉ，ＰおよびＡｌはいずれも、鋼の低磁場域における磁束密度を向上させるのに有効な元素であり、それぞれ上述した範囲で含有させる必要がある。しかしながら、いずれも固溶強化により鋼の冷間加工性を低下させるので、合計量の上限を　０．６％とした。
【００２１】
フェライトの平均結晶粒径：０．２　ｍｍ未満
本発明では、鋼の成分組成を上述した適正範囲に制御することによってその効果が発揮されるが、さらにフェライトの平均結晶粒径を小さくすることにより、その効果が一層向上する。
すなわち、線材のフェライト粒径を微細化することにより、鋼の延性および靭性が向上して、鋼の冷間加工性が一層向上する。そのためには、フェライトの平均結晶粒径を　０．２　ｍｍ　未満にすることが重要である。
【００２２】
なお、フェライトの平均結晶粒径を　０．２ｍｍ未満にする方法としては、鋼を線材に圧延するに際し、９００　℃以下での圧下量を断面減少率で２０％以上とする方法が挙げられる。
【００２３】
【実施例】
表１に示す組成になる溶鋼１００ｋｇ　を、真空炉で溶製したのち、１５０ｍｍ　角ビレットに熱間鍛造し、これを加熱後、直径：５０ｍｍの棒鋼に圧延した。なお、表１中、Ｎｏ．３については、圧延終了温度が　９００℃を超えるようにして、フェライト粒径が大きめになるようにした。Ｎｏ．３以外については、９００　℃以下で２０％以上の断面減少率が得られるように圧延温度を調整した。
かくして得られた棒鋼の冷間加工性および磁気特性について調べた結果を、表１に併記する。
なお、棒鋼の冷間加工性については、得られた棒鋼から、該棒鋼の表面から径方向に１２．５ｍｍの深さ位置が中心軸となるように、平行部の直径：６ｍｍ，長さ：３０ｍｍの丸棒引張試験片を作成し、引張試験を行って求めた引張強さおよび破断絞り値により評価した。
また、得られた棒鋼から組織観察用の試料を採取し、光学顕微鏡観察により、フェライトの平均結晶粒径を求めた。
一方、磁気的応答性の指標としては、棒鋼から外径：４５ｍｍφ、内径：３３ｍｍφ、高さ：５ｍｍのリング状試験片を作成し、８００　℃，　１時間の焼鈍を施した後、印加磁場：１００　Ａ／ｍ　の時の磁束密度（Ｂ１　）により評価した。
【００２４】
【表１】
2004100005.tif 000002
【００２５】
同表に示したとおり、Ｎｏ．１，　２の発明例はそれぞれ、引張強さも十分に低値であり、絞り値も良好であるだけでなく、低磁場域での磁束密度も高い値を示している。また、Ｎｏ．３の発明例は、フェライト粒径が好適範囲を外れているため、絞り値がやや低いけれども、依然として良好な値を示しており、また磁束密度Ｂ１も高い値であった。
【００２６】
これに対し、Ｎｏ．４の比較例は、個々の成分は本発明の適正範囲を満足しているものの、Ｓｉ＋Ｐ＋Ａｌ量が本発明の上限値を超えているため、磁束密度は優れているが、　鋼の強度が高くなり、　絞り値が大きく低下しており、　冷間加工性が劣化している。
Ｎｏ．５〜７　の比較例はそれぞれ、Ｓｉ，Ａｌ，　Ｐのいずれかが本発明の適正範囲を逸脱しているため、磁束密度は優れているものの、鋼の強度が高くなり、絞り値が大きく低下しており、冷間加工性が劣化している。
Ｎｏ．８，９の比較例は、Ｃ，Ｍｎ，Ｓ，Ｎ，　Ｏ等が本発明の適正範囲を逸脱しているため、磁束密度が低下すると共に、絞り値も大きく低下しており、磁気特性および冷間加工性がともに劣化していることが分かる。
Ｎｏ．１０　の比較例は、Ｓｉ量が本発明の下限に満たないので、磁束密度が低下している。
【００２７】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、自動車や家電製品等の電装部品に供して好適な、冷間加工性と磁気特性に優れた極低炭素鋼線材を安定して得ることができる。