(57)【要約】【課　題】優れた軟磁気特性と耐食性を具備し、鉄芯材として好適なＣｒ含有鋼板を提供する。【解決手段】Ｃ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下，Ｎ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下，Ｓｉ：　０．１質量％以上〜　１．０質量％以下，Ｍｎ：　０．１質量％以上〜　３．０質量％以下，Ｃｒ：５質量％超え〜１０質量％未満，Ｎｉ：０．０１質量％以上〜　３．０質量％以下，Ａｌ：　０．１質量％以下，Ｐ：０．０５質量％以下，Ｓ：０．０３質量％以下を含有し、　残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有し、　熱間圧延および冷間圧延を施す。【選択図】　　　　無【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下、　Ｎ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下、　Ｓｉ：　０．１質量％以上〜　１．０質量％以下、　Ｍｎ：　０．１質量％以上〜　３．０質量％以下、　Ｃｒ：５質量％超え〜１０質量％未満、　Ｎｉ：０．０１質量％以上〜　３．０質量％以下、　Ａｌ：　０．１質量％以下、　Ｐ：０．０５質量％以下、　Ｓ：０．０３質量％以下を含有し、　残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有することを特徴とする磁気特性および耐食性に優れた軟磁性鉄芯材用のＣｒ含有鋼板。
【請求項２】
前記組成に加えて、　Ｃｕ：　３．０質量％以下および／またはＭｏ：３．０質量％以下を含有することを特徴とする請求項１に記載の磁気特性および耐食性に優れた軟磁性鉄芯材用のＣｒ含有鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モーター，トランス，リレー等の電気機器の鉄芯材として好適な優れた磁気特性と耐食性を兼ね備えたＣｒ含有鋼板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
モーター，トランス，リレー等の電気機器には軟磁性鉄芯材が用いられるが、鉄損を低減するためにＳｉを添加した珪素鋼系の鉄芯材や、飽和磁束密度の高い純鉄系の鉄芯材が用いられる。しかしながら、これらの従来から知られている鉄芯材では、耐食性について十分な配慮がなされていない。そのため、屋外で使用する場合に雨水等による発錆の問題が生じるばかりでなく、屋内の比較的穏やかな環境で使用する場合にも結露等による発錆の問題が生じる。
【０００３】
そこで、特に耐食性が要求される用途では、コーティングやメッキ等の防錆対策を施した軟磁性鉄芯材が使用されている。しかし、このような防錆対策を施しても、所定の形状に加工する際の切断面には軟磁性鉄芯材が露出する場合もあり、十分な防錆効果は得られず、　発錆の問題が生じるのは避けられなかった。
一方、　ＳＵＳ４３０に代表されるフェライト系ステンレス鋼は、耐食性の良好な強磁性材料である。そこで耐食性向上の観点から、このようなフェライト系ステンレス鋼を鉄芯材として使用する試みがなされている。
【０００４】
たとえば特開平２−１５１４３　号公報には、Ｃｒを８〜１３重量％含有するステンレス鋼に冷間鍛造を施して、軟磁性材料として使用する技術が開示されている。この場合、磁束密度Ｂ２０が　１．３〜１．４　Ｔで、保磁力ＨＣ　が１．２３〜１．４７Ｏｅ　（＝９７〜１１６　Ａ／ｍ）であり、鉄芯材用の軟磁性材料として使用に耐えるものであった。なおＢ２０は、磁場２０００Ａ／ｍを印加したときの磁束密度を指す。
【０００５】
しかし近年、電気機器に要求される性能が高度化しており、上記したような従来の技術では、要求される特性を有する鉄芯材を得るのは困難であった。
具体的には、印加される磁場に対する、より高速の応答が必要とされる場合には、保磁力ＨＣ　を８０Ａ／ｍ以下とすることが必要とされる。また、電気機器を小型軽量化し、しかも高い周波数や低い周波数でも安定した性能を発揮させる場合には、磁束密度Ｂ１０≧１．４５Ｔ，Ｂ４０≧　１．６Ｔを達成することが必須条件となってきた。なお、Ｂ１０は磁場１０００Ａ／ｍを印加したときの磁束密度，Ｂ４０は磁場４０００Ａ／ｍを印加したときの磁束密度を指す。
【０００６】
このような性能はＪＩＳ規格Ｃ２５０４　に規定される電磁軟鉄ＳＵＹ−１　に相当するものである。しかし上記した特開平２−１５１４３　号公報に開示された材料では、これらの要求を満たすものではなかった。
【０００７】
【特許文献１】
特開平２−１５１４３　号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記のような問題を有利に解決し、優れた軟磁気特性と耐食性を具備し、鉄芯材として好適なＣｒ含有鋼板を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の目的を達成するために、各種元素の影響について検討を行なったところ、元素に応じて磁気特性および耐食性に及ぼす影響が異なるので、Ｃｒ含有鋼板の磁気特性と耐食性を両立させるためには含有させる元素の種類とその含有量が重要であるばかりでなく、さらにＣｒ含有鋼板の加工方法も磁気特性と耐食性に多大な影響を及ぼすという知見を得た。本発明は、その知見に基づいてなされたものである。
【００１０】
本発明は、Ｃ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下，Ｎ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下，Ｓｉ：　０．１質量％以上〜　１．０質量％以下，Ｍｎ：　０．１質量％以上〜３．０質量％以下，Ｃｒ：５質量％超え〜１０質量％未満，Ｎｉ：０．０１質量％以上〜　３．０質量％以下，Ａｌ：　０．１質量％以下，Ｐ：０．０５質量％以下，Ｓ：０．０３質量％以下を含有し、　残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる組成を有する磁気特性および耐食性に優れた軟磁性鉄芯材用のＣｒ含有鋼板である。
【００１１】
前記した発明においては、好適態様として、前記した組成に加えて、　Ｃｕ：　３．０質量％以下および／またはＭｏ：　３．０質量％以下を含有することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
まず本発明の軟磁性鉄芯材用のＣｒ含有鋼板の組成について説明する。
Ｃ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下
Ｎ：０．００１５質量％以上〜０．０２質量％以下
ＣおよびＮは、炭窒化物等の析出物を形成してＣｒ含有鋼板の軟磁気特性の劣化を招く（特に低磁場での磁束密度の立ち上がりを阻害する）ので、可能な限り少なくすることが好ましい。しかし過度に低減すると、精錬負荷に対して特性改善の効果が少ない。したがって、ＣおよびＮの下限値は０．００１５質量％とする。一方、　過剰に含有すると、焼鈍の際にオーステナイト相の生成を促進し、冷却後はマルテンサイト相を発生させて、磁気特性を著しく劣化させる。したがって、ＣおよびＮの上限値は０．０２質量％とする。なお上限値は０．０１質量％とするのが好ましい。
【００１３】
Ｓｉ：　０．１質量％以上〜　１．０質量％以下
Ｓｉは、脱酸剤として有効であるが、Ｓｉ含有量が　０．１質量％未満では十分な脱酸効果が得られない。一方、　　１．０質量％を超えると、Ｃｒ含有鋼板の靭性や加工性が低下する。したがって、Ｓｉは　０．１質量％以上〜　１．０質量％以下の範囲内を満足する必要がある。
【００１４】
Ｍｎ：　０．１質量％以上〜　３．０質量％以下
Ｍｎは、脱酸剤として有効であるが、Ｍｎ含有量が　０．１質量％未満では十分な脱酸効果が得られない。一方、　Ｍｎはオーステナイト安定化元素であるので、　３．０質量％を超えて添加すると、焼鈍の際にオーステナイト相を生成し、冷却後はマルテンサイト相を発生させるので、Ｃｒ含有鋼板の磁気特性が著しく劣化する。しかもＭｎＳが生成するので、耐食性が劣化する。したがって、Ｍｎは　０．１質量％以上〜　３．０質量％以下の範囲内を満足する必要がある。なお好ましくは　０．１質量％以上〜１．５質量％以下である。
【００１５】
Ｃｒ：５質量％超え〜１０質量％未満
Ｃｒは、耐食性を向上させる重要な元素である。本発明のＣｒ含有鋼板は、最終的な使用形態ではパッケージされ外気に暴露されるような厳しい腐食環境には曝されないが、湿度や気温の変化による結露等によって発錆しない程度に耐食性を確保する必要がある。Ｃｒ含有量が５質量％以下では、耐食性向上の効果が得られない。一方、　１０質量％以上では、磁気特性の劣化、特に飽和磁束密度の低下を招く。したがって、Ｃｒは５質量％超え〜１０質量％未満の範囲内を満足する必要がある。
【００１６】
Ｎｉ：０．０１質量％以上〜　３．０質量％以下
Ｎｉは、延性，靭性を向上させる元素であり、本発明では特にＣｒ含有鋼板の溶接部の靭性を向上させるために添加する。しかしながらＮｉ含有量が０．０１質量％未満では、靭性向上の効果が得られない。　一方、　　３．０質量％を超えると、その効果は飽和に達し、むしろＣｒ含有鋼板が硬質化して加工性が劣化する。したがって、Ｎｉは０．０１質量％以上〜　３．０質量％以下の範囲内を満足する必要がある。
【００１７】
Ａｌ：　０．１質量％以下
Ａｌは、脱酸剤として作用する元素であるが、多量に含有すると酸化物系介在物が増加し、製鋼段階でのノズル詰まり等の原因となり生産性の低下を招くばかりでなく、へげ等の表面欠陥が発生してＣｒ含有鋼板の耐食性の低下を招く。したがって、Ａｌは　０．１質量％以下とした。なお好ましくは　０．００１質量％以上〜　０．１質量％以下である。
【００１８】
Ｐ：０．０５質量％以下
Ｐは、熱間圧延の際に熱間割れを誘発し、またＣｒ含有鋼板の耐食性を阻害する有害な元素であるので、Ｐ含有量は可能な限り低減させる。ただしＰ含有量が０．０５質量％以下であれば、その悪影響は許容できる範囲であり、顕著な熱間割れは発生しない。したがって、Ｐは０．０５質量％以下とした。なお好ましくは０．０３質量％以下である。
【００１９】
Ｓ：０．０３質量％以下
Ｓは、硫化物を形成し、Ｃｒ含有鋼板の清浄度を低下させるだけでなく、ＭｎＳを形成して発錆の起点となる。またＳは、結晶粒界に偏析して粒界脆化を惹起する有害な元素であるので、Ｓ含有量は可能な限り低減させる。ただしＳ含有量が０．０３質量％以下であれば、その悪影響は許容できる範囲であり、清浄度の顕著な低下は発生しない。したがって、Ｓは０．０３質量％以下とした。
【００２０】
Ｃｕ：　３．０質量％以下および／またはＭｏ：　３．０質量％以下
Ｃｕは、Ｃｒ含有鋼板の耐食性を向上させる元素であり、高い耐食性を必要とする場合に添加することが有効である。しかしながらＣｕ含有量が　３．０質量％を超えると、熱間圧延の際に熱間割れが生じるおそれがある。したがってＣｕを添加する場合は、　３．０質量％以下とするのが好ましい。なお、より好ましくは　１．０質量％以下である。ただしＣｕ含有量が　０．１質量％未満では耐食性向上の効果が得られないので、　０．１質量％以上とするのが一層好ましい。
【００２１】
Ｍｏは、Ｃｕと同様にＣｒ含有鋼板の耐食性を向上させる元素であり、高い耐食性を必要とする場合に添加することが有効である。しかしながらＭｏ含有量が　３．０質量％を超えると、加工性が低下するだけでなく、オーステナイト相の安定性が低下し、特に溶接熱影響部の靭性が低下する。したがってＭｏを添加する場合は、　３．０質量％以下とするのが好ましい。なお、より好ましくは　１．０質量％以下である。ただしＭｏ含有量が　０．１質量％未満では耐食性向上の効果が得られないので、　０．１質量％以上とするのが一層好ましい。
【００２２】
Ｃｕ，Ｍｏを添加する場合は、ＣｕまたはＭｏを単独で添加しても良いし、あるいはＣｕおよびＭｏをともに添加しても良い。
次に本発明の軟磁性鉄芯材用のＣｒ含有鋼板の製造方法について説明する。
上記した成分のＣｒ含有鋼を溶製し、さらに連続鋳造法または造塊法によって　Ｃｒ含有スラブとした後、熱間圧延および冷間圧延を施してＣｒ含有鋼板を製造する。
【００２３】
軟磁性鉄芯材用のＣｒ含有鋼板の製造方法としては、従来から、Ｃｒ含有スラブに冷間鍛造を施してＣｒ含有鋼板とする技術が知られている。しかし本発明者らの調査によれば、冷間鍛造によって製造したＣｒ含有鋼板では、保磁力ＨＣ　≦８０Ａ／ｍかつ磁束密度Ｂ１０≧１．４５Ｔ，Ｂ４０≧　１．６Ｔを満足するものは得られなかった。
一方、熱間圧延および冷間圧延を施して製造したＣｒ含有鋼板では、保磁力ＨＣ　≦８０Ａ／ｍかつ磁束密度Ｂ１０≧１．４５Ｔ，Ｂ４０≧　１．６Ｔを満足するものが得られた。したがって本発明では、Ｃｒ含有スラブに熱間圧延および冷間圧延を施す。
【００２４】
【実施例】
表１に示す成分の溶鋼を転炉および２次精錬で溶製し、連続鋳造法でスラブとした。このスラブを加熱した後、熱間圧延を行なって板厚５．５ｍｍ　の熱延鋼板とした。スラブ加熱温度は１１００〜１２００℃，熱間圧延の仕上げ温度は　８００〜１０５０℃，巻取り温度は　６００〜９００　℃であった。
【００２５】
【表１】
2004143496.tif 000002
【００２６】
得られた熱延鋼板に熱延板焼鈍を施し、酸洗でスケールを除去した。さらに冷間圧延を行なって板厚１．５ｍｍ　の冷延鋼板として、得られた冷延鋼板に焼鈍を施した。
この冷延鋼板から磁気特性測定用サンプルとして、外径５０ｍｍ，内径３０ｍｍのリングを放電加工で切り出した。さらに、電気機器の鉄芯の組立て後の加工による歪みを除去して製品としての磁気特性を向上させることを目的とした焼鈍（いわゆる磁気焼鈍）を想定し、磁気焼鈍と同様の条件（温度　９００℃，３時間保持）で焼鈍を施した後、磁気特性を測定した。
【００２７】
また耐食性についてはＪＩＳ規格Ｚ２３７１　に準拠した塩水噴霧試験（５％塩水，３５℃）を２４時間実施した。
磁気特性の測定結果と耐食性の評価を表２に示す。表２中のＨＣ　は保持力（Ａ／ｍ），Ｂ１０は磁場１０００Ａ／ｍを印加したときの磁束密度（Ｔ），Ｂ４０は磁場４０００Ａ／ｍを印加したときの磁束密度（Ｔ）である。また耐食性については、塩水噴霧試験が終了した後の試験片において、表面で赤錆の発生した面積率が１０％未満のものを良（◎），１０％以上〜３０％未満のものを可（○），３０％以上のものを不可（×）として評価した。
【００２８】
【表２】
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【００２９】
表２から明らかなように、発明例は、いずれもＪＩＳ規格Ｃ２５０４　に規定される電磁軟鉄ＳＵＹ−１　相当の良好な磁気特性を示した。また発明例の耐食性評価は良（◎）または可（○）であった。特にＣｕ，Ｍｏを含有する場合は、いずれも耐食性評価は良（◎）であった。
【００３０】
【発明の効果】
本発明では、優れた軟磁気特性と耐食性を有し、鉄芯材料として好適なＣｒ含有鋼板をを得ることができる。