(57)【要約】【課題】自動車や家電製品等の電装部品等に好適な、良好な被削性と優れた低磁場磁気特性を兼ね備えた珪素含有棒鋼・線材を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００３４％以下、Ｓｉ：０．５  〜３．５  ％、Ｍｎ：０．１  〜０．３％、Ｐ：０．０１〜０．１０％、Ａｌ：０．３５％以下、Ｂ：０．００３０〜０．０１００％、Ｎ：０．００５  〜０．０１５  ％、Ｓ：０．００６  ％以下およびＯ：０．０１５  ％以下を含有し、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：０．５  〜３．５  ％、
Ｍｎ：０．１  〜０．３  ％、
Ｐ：０．０１〜０．１０％、
Ａｌ：０．３５％以下、
Ｂ：０．００３０〜０．０１００％、
Ｎ：０．００５  〜０．０１５  ％、
Ｓ：０．００６  ％以下および
Ｏ：０．０１５  ％以下
を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする被削性および低磁場磁気特性に優れた棒鋼・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等に使用される珪素含有の棒鋼・線材に関し、特にこれら部品の製造過程で要求される被削性および製品段階で要求される低磁場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等の磁気回路を構成する部材としては、磁界に順応し易い珪素含有鋼材が使用される。というのは、これらの部材には、小さな外部磁場によって容易に磁化し、初期透磁率が高いという磁気特性が要求されるからである。
【０００３】
これらの鋼材を製造するに際しては、棒鋼・線材に熱間圧延した後、伸線や鍛造などの冷間加工および切削加工を行い、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。
しかしながら、近年、省エネルギーの観点から、被削性の一層の改善に対する要求が高まりつつある。すなわち、被削性の良好な珪素含有棒鋼・線材の開発が望まれていた。
【０００４】
一方、これら部材に要求される磁気応答性を確保するためには、低磁界での磁束密度、例えば磁界：１００  Ａ／ｍ  時における磁束密度の高い鋼材が有効である。
【０００５】
しかしながら、上記のような被削性と低磁場磁気特性とは、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、鋼の被削性を向上させるためには、Ｓｉのような固溶強化元素を低減し、鋼を軟質化させることが有効であるが、Ｓｉの低減は磁気特性の観点からは好ましくない。また、ＭｎＳのような硫化物や鉛を鋼中に分散させ、切削時における切削抵抗の低下させると共に、切り屑処理性を向上させることが被削性改善にとっては極めて有効であるが、これらの元素は磁気特性を大きく阻害する。また、特に鉛は、環境、人体への悪影響もあり、好ましくない。
【０００６】
ところで、最近、磁気特性および被削性の両者を満足するものとして、軟磁気特性に優れた、すなわち磁気特性のうち、磁束密度および最大透磁率が高く、保磁力が低いＢＮ系快削鋼が提案された（例えば特許文献１）。
しかしながら、この特許文献１に開示されたＢＮ系快削鋼では、低磁場での磁束密度を高くすることができず、低磁場磁気特性に劣るところに問題を残していた。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００１−３０３２０９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述したとおり、電装部品として、被削性と低磁場磁気特性の両特性を具備した鋼材は、現在までのところ見当たらず、その開発が望まれていた。
本発明は、上記の問題を有利に解決するもので、製造過程での被削性が高く、かつ製品において優れた低磁場磁気特性を有する珪素含有棒鋼・線材を提案することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
さて、発明者らは、上記の目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、低磁場磁気特性改善のために比較的多量のＳｉを含有させた場合であっても、鋼中に適量のＢＮを分散させてやれば、被削性の劣化を効果的に抑制することができ、その結果、被削性と低磁場磁気特性の両特性が併せて得られることの知見を得た。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
【００１０】
すなわち、本発明は、質量％で
Ｃ：０．００３４％以下、
Ｓｉ：０．５  〜３．５  ％、
Ｍｎ：０．１  〜０．３  ％、
Ｐ：０．０１〜０．１０％、
Ａｌ：０．３５％以下、
Ｂ：０．００３０〜０．０１００％、
Ｎ：０．００５  〜０．０１５  ％、
Ｓ：０．００６  ％以下および
Ｏ：０．０１５  ％以下
を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする被削性および低磁場磁気特性に優れた棒鋼・線材である。
【００１１】
【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、多すぎると磁気特性の劣化を招くため、０．００３４％以下で含有させるものとした。
【００１２】
Ｓｉ：０．５  〜３．５  ％
Ｓｉは、鋼の低磁場域での磁束密度の向上および鉄損の低減に有効な元素であり、そのためには  ０．５％以上の含有を必要とするが、一方でＳｉ量が多すぎると固溶強化により鋼の被削性が低下するので、上限は  ３．５％とした。
【００１３】
Ｍｎ：０．１  〜０．３  ％
Ｍｎは、Ｓを固定して熱間加工性を向上させる効果があり、そのためには  ０．１％以上の含有を必要とするが、一方で多量の添加は鋼の強度を上昇させ冷間加工性を低下させるので、上限は  ０．３％とした。
【００１４】
Ｐ：０．０１〜０．１０％
Ｐは、鋼の低磁場域での磁束密度の向上に有用な元素であり、そのためには少なくとも０．０１％の含有を必要とするが、一方でＰ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ため、上限は０．１０％とした。
【００１５】
Ａｌ：０．３５％以下
Ａｌは、鋼の低磁場域での磁束密度を向上させるのに有効な元素であるが、多量に含有させ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％以下に限定した。
【００１６】
Ｂ：０．００３０〜０．０１００％
Ｂは、棒鋼・線材を製造する熱間加工工程または２次加工である熱間鍛造後の冷却過程で、Ｎと結合してＢＮを形成する。このＢＮは、黒鉛と同様、切削時における工具と鋼材間の潤滑作用を有しており、被削性の向上に有効に寄与する。そのためには、０．００３０％以上のＢを含有させる必要があるが、多すぎると過剰Ｂが磁気特性を劣化させるので、Ｂ量は０．００３０〜０．０１００％の範囲に限定した。
【００１７】
Ｎ：０．００５  〜０．０１５  ％
Ｎは、上述したとおり、棒鋼・線材を製造する熱間加工工程または２次加工の熱間鍛造後の冷却過程で、Ｂと結合してＢＮを形成し、被削性の向上に有効に寄与する。しかしながら、Ｎが  ０．００５％に満たないとその添加効果に乏しく、一方０．０１５  ％を超えて多量に含有されると過剰なＮに起因する固溶強化、歪み時効等によって磁気特性の劣化を引き起こすので、Ｎは  ０．００５〜０．０１５  ％の範囲に限定した。
【００１８】
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他、磁気特性にも悪影響を及ぼすので、極力低減させることが望ましいが、０．００６  ％以下であれば許容できる。
【００１９】
Ｏ：０．０１５  ％以下
Ｏは、鋼の清浄化に有害なだけでなく、磁気特性を低下させるので、極力低減させることが望ましいが、０．０１５  ％以下であれば許容できる。
【００２０】
本発明において、製造方法については、特に制限されることはなく、常法に従って行えば良い。
例えば、転炉精錬後に鋳造し、その後１１００℃以上の温度に加熱してＢＮを固溶させた後、熱間圧延により棒鋼・線材とする。この際の冷却過程でＢＮを析出させる。
【００２１】
【実施例】
表１に示す成分組成になる鋼材を、１５０  ｍｍ角ビレットに熱間鍛造したのち、１１５０℃に加熱後、直径：５０ｍｍの棒鋼に圧延した。ＢＮは、圧延後の冷却過程で析出する。
かくして得られた棒鋼の被削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、棒鋼の被削性は、超硬ドリルを用いて、深さ：２０ｍｍの穴あけ加工（無潤滑）を連続して繰り返し行い、切削不能になるまでの穴あけ個数で評価した。
また、低磁場磁気特性は、磁気的応答性の指標として、棒鋼から外径：４５ｍｍφ、内径：３３ｍｍφ、高さ：５ｍｍのリング状試験片を作製し、７００  ℃，１時間の焼鈍後、印加磁界：１００  Ａ／ｍ  の時の磁束密度（Ｂ１）を測定し、この値で評価した。
【００２２】
【表１】
2004353052.tif 000002
【００２３】
同表に示したとおり、発明例はいずれも、工具寿命は良好であり、また低磁場域での磁束密度も高い値を示している。
これに対し、Ｂ量が本発明の範囲よりも少ない比較例（Ｎｏ．５）は、形成されるＢＮ量が少ないため、工具寿命が低下している。また、ＢＮを形成しないＮが過剰であるため、低磁場磁気特性もやや低い。
また、Ｎ量が本発明の範囲よりも少ない比較例（Ｎｏ．６）は、やはり形成されるＢＮ量が少ないため、工具寿命が低下している。また、ＢＮを形成しないＢが過剰であるため、低磁場磁気特性も低下している。
さらに、Ｂ量が本発明の範囲よりも多い比較例（Ｎｏ．７）は、ＢＮ量は十分に確保されているため工具寿命は良好であるが、ＢＮを形成しないＢが過剰であるため、低磁場磁気特性が著しく低下している。
また、Ｃ量が本発明の範囲よりも多い比較例（Ｎｏ．８）およびＳｉ量が本発明の範囲よりも少ない比較例（Ｎｏ．９）はいずれも、低磁場磁気特性が著しく低下している。
【００２４】
【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等に適した被削性と低磁場磁気特性を兼ね備える珪素含有棒鋼・線材を安定して得ることができる。