(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Si：2.5〜4.5 mass％およびMn：0.005〜1.0 mass％を含み、かつAlの含有量を 200 ppm以下、Ｓ, Ｎ, Ｏの含有量をそれぞれ 30ppm以下に低減し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になり、平均結晶粒径が0.05〜0.50mmで、かつ｛１１０｝＜００１＞方位からの方位差が20°以内の結晶粒の面積率が25％以上、75％以下であり、さらに引張強度が 400 MPa以上であることを特徴とするモータ鉄心用電磁鋼板。
【請求項２】
鋼板が、さらにＰ：0.005〜0.20mass％，Ni：0.01〜3.50mass％，Sn：0.01〜0.20mass％、Sb：0.005〜0.50mass％、Cu：0.01〜0.50mass％およびCr：0.01〜1.50mass％のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になることを特徴とする請求項１記載のモータ鉄心用電磁鋼板。
【請求項３】
Si：2.5〜4.5 mass％およびMn：0.005〜1.0 mass％を含み、かつAlの含有量を 200 ppm以下、Ｓ, Ｎ, Ｏの含有量をそれぞれ 30ppm以下に低減し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になるスラブを、熱間圧延後、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ、ついで 900〜1200℃で５分以内の連続焼鈍による再結晶焼鈍を施したのち、必要に応じて絶縁コーティングを施すことからなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
最終冷延の圧下率を40〜80％、最終冷延の少なくとも１パスの温度を100〜225℃とし、かつ再結晶焼鈍後の平均結晶粒径を0.05〜0.50mmの範囲に制御することを特徴とするモータ鉄心用電磁鋼板の製造方法。
【請求項４】
スラブが、さらにＰ：0.005〜0.20mass％，Ni：0.01〜3.50mass％，Sn：0.01〜0.20mass％，Sb：0.005〜0.50mass％，Cu：0.01〜0.50mass％およびCr：0.01〜1.50mass％のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になることを特徴とする請求項３記載のモータ鉄心用電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に機械強度が重要視されるモータ、特に電気自動車用モータの鉄心材料として好適な、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電磁鋼板およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電気自動車は、「排ガスがなく環境に優しい」、「エネルギー効率が高い」、「騒音が低い」などの種々の長所を有している。最近では、都市圏の大気汚染およびCO2 増加による地球温暖化などの環境問題がクローズアップされていることもあって、電気自動車の実用化が進行しつつある。
現在、開発されている電気自動車は、エンジンを搭載せず、バッテリーのみでモータを駆動する純電気自動車と、エンジンを併用するハイブリッド電気自動車に分類される。
【０００３】
電気自動車の駆動モータとして必要な性能は、高効率で高トルクであることは勿論であるが、限られた空間に設置して走行距離を延ばすために、小型かつ軽量なことが強く要求される。また、発進時、低速運転時および高速運転時における広範囲での回転数において高効率であることが望ましい。さらに、高速運転時や路面の凹凸による車両振動に耐え得る機械的信頼性も必要である。
【０００４】
このようなモータに適した鉄心材料としては、低鉄損で高透磁率であることはいうまでもなく、十分な機械強度も同時に有している必要がある。また、高速時には、毎分１万回転以上となるので、商用周波数よりも高い数百Hzあるいは場合によっては１kHz 以上の高周波における鉄損が小さいことも重要である。
通常、モータの固定子と回転子は同じ鋼板から同時に打ち抜いて使用するが、回転子においては機械強度が、固定子においては鉄損が特に重要であるので、両者を具備する素材が最も望ましい。その他、モータの小型化軽量化を実現するためおよび発進時の高トルクを得るために高透磁率であることも望ましい。
【０００５】
ところで、現在のモータ用鉄心材料としては、無方向性電磁鋼板が広く用いられている。この無方向性電磁鋼板では、素材中にSiやAl，Mn等を含有させ電気抵抗を増加させることによって鉄損を減少させる方法が用いられている。
しかしながら、これらの元素を添加することによって、飽和磁束密度の低下が免れ得ないため、透磁率が低下するという、電気自動車駆動モータ用鉄心材料としては本質的な問題がある。
【０００６】
無方向性電磁鋼板を電気自動車駆動モータ用鉄心材料に適用した例としては、特開平８−49044 号公報、特開平10−298722号公報および特開平11−222653号公報に開示された技術があるが、これらの技術では、抜本的な集合組織の改善がなされていないため、電気自動車駆動モータ用鉄心材料に必要とされる低鉄損かつ高透磁率を得ることは事実上不可能であった。
【０００７】
一方、方向性電磁鋼板については、インヒビターと呼ばれる析出物を利用して、最終仕上焼鈍中にゴス方位（｛１１０｝＜００１＞）に二次再結晶させることが一般的な技術として使用されている。たとえば、特公昭40−15644 号公報にはAlＮ，MnＳを使用する方法が、また特公昭51−13469 号公報にはMnＳ，MnSeを使用する方法が開示されていて、それぞれ工業的に実用化されている。
かような方向性電磁鋼板においては、ゴス方位の集積度が極めて高いために、圧延方向の磁気特性は非常に良好であるが、圧延方向から外れるにつれて磁気特性は急激に劣化する。そのため、モータ用途として重要な全周方向での平均的な磁気特性はむしろ無方向性電磁鋼板よりも劣っており、電気自動車駆動モータ用鉄心材料としては相応しくない。
【０００８】
また、二次再結晶は極少数のゴス方位粒が選択成長する現象であるので、必然的に二次再結晶粒径が大きくなり、通常３〜30mm程度の平均粒径となる。商用周波数の場合、方位集積度が高いことによる履歴損の低減効果が有利に作用するが、周波数が高くなるにつれて製品板の結晶粒径が大きいことによる渦電流損の増加が生じ、１kHz を超える周波数では圧延方向の鉄損さえ無方向性電磁鋼板よりも劣るようになる。電気自動車の高速運転時には、毎分１万回転以上となるので、商用周波数よりも高い数百Hz〜１KHz での高周波鉄損が小さいことが重要なので、この点でも結晶粒径が粗大過ぎる方向性電磁鋼板は不向きである。
【０００９】
その他、高周波用途の鉄心材料としては、無方向性電磁鋼板の電気抵抗を高めて渦電流損を低減する技術、特にSi量を 6.5mass％（以下、単に％で示す）まで高める方法が提案されている。しかしながら、6.5 ％Si材では硬度（Hv）が390にも達し、冷間圧延荷重が過大になることや、材料の伸び特性が著しく小さく割れ易くなるため、冷間圧延で製造することが難しい。
このような 6.5％Si材を工業的に生産している例として、特開昭62−22703 号公報では、SiCl4 含有雰囲気で浸珪させることにより、すなわちＣＶＤ法を利用することによって冷間圧延の問題を回避している。
しかしながら、このＣＶＤ法には、生産性や板厚精度に問題が残っている。また、この技術で製造される鋼板は集合組織の発達していない無方向性電磁鋼板なので、磁束密度が低く、電気自動車用モータの小型化に必要な高磁束密度の設計が困難な点にも大きな問題を残している。
【００１０】
【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、電気自動車駆動モータ用鉄心材料として好適な、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電磁鋼板を、その有利な製造方法と共に提案することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
発明者らは、従来から精力的に再結晶集合組織の形成に関する研究を進めてきた。そして、素材の高純度化、特にAl，Ｓ，Ｎ，Ｏを低減してやれば、ある限定された条件下において再結晶後の粒成長時にゴス組織が高度に発達することを見出し、特開2000−160305号公報および特開2000−129353号公報において開示した。
本発明は、上記の技術を、電気自動車駆動モータ用鉄心材料への適用を念頭に発展させた末に、完成されたものである。
以下、本発明を成功へと導いた実験例に基づいて説明する。
【００１２】
Ｃ：25 ppm, Mn：0.03％, Si：3.5 ％, Al：20 ppm, Ｓ：11 ppm, Ｎ：９ppm,Ｏ：13 ppmを含有する組成になるスラブを、1100℃に加熱後、熱間圧延により 2.2mm厚としたのち、冷間圧延によて0.45mmとし、ついで 950℃で10秒間の中間焼鈍を施した。その後、常温から 300℃までの種々の温度の冷間圧延によって0.18mmに仕上げたのち、1100℃, ５分間の再結晶焼鈍を行った。
ついで、得られた製品板から打抜き加工後、積層して作成した、外径：150 mmの固定子およびネオジウム希土類磁石を用いた回転子を用い、巻線を施して、出力：300 Ｗの直流ブラシレスモータを作製した。直流ブラシレスモータは、従来の誘導モータと比較して高効率を得られるので、電気自動車用モータに多く用いられているモータ形式である。
【００１３】
このテスト用モータに別の負荷モータを直結することによって負荷トルクを与え、トルクと回転数を測定し、モータ効率（モータ出力／入力電力）を算出した。
すなわち、このテスト用モータを無負荷状態で毎分：2000回転で回転させたのち、負荷モータでトルクを与えて回転数を減少させた。このトルクを変化させてモータ効率を測定し、最大モータ効率を求めた。
【００１４】
得られた結果を圧延温度との関係で図１に示す。
なお、比較のため、市販の同じ板厚で同様なSi＋Al量を含む無方向性電磁鋼板を用いて作製したモータについて調べた結果も併せて示す。
同図に示したとおり、上記の製品板を用いて製造したモータの最大モータ効率は、全ての圧延温度範囲において、市販の無方向性電磁鋼板から作製したモータよりも優れた値であったが、特に圧延温度が 150℃前後において最大値を示した。
【００１５】
さて、発明者らは、上記の製品板を用いて製造したモータの磁気特性の向上は、結晶方位の改善によるものと考え、製品板の結晶粒方位 Electron Back Scattering Pattern （EBSP）を用いて測定した。測定は鋼板表面における10mm×l0mm角の領域における約2000個の結晶粒の方位を測定する方法で行った。
得られた結果を図２に示す。同図には、ゴス方位からの方位差が20°以内の結晶粒の存在頻度（以下、ゴス方位粒存在頻度と称す）と圧延温度との関係を示している。
同図から明らかなように、圧延温度が高くなるほど、ゴス方位粒存在頻度が増加することが判明した。この点、市販の無方向性電磁鋼板はゴス方位粒存在頻度は極めて低いことが分かる。
【００１６】
また、図３には、ゴス方位粒存在頻度と最大モータ効率との関係について調べた結果を示す。
同図に示したとおり、ゴス方位粒存在頻度が25〜70％程度の範囲でとりわけ良好な結果が得られることが判明した。
【００１７】
次に、発明者らは、前述の実験における 150℃で冷間圧延を行った冷延板を用い、再結晶焼鈍の温度と時間を種々に変更して結晶粒径を変化させた鋼板から、前述と同様にしてテストモータを作製した。
そして、このテスト用モータについても、前述と同様にして、最大モータ効率を求めた。
図４に、得られた結果を製品板の結晶粒径との関係で示す。
同図に示したとおり、結晶粒径が0.05〜0.50mmの範囲で良好なモータ効率が得られている。
【００１８】
また、電気自動車用鋼板においては、高速回転に耐え得る機械強度が必要である。
そこで、具体的に必要とされる機械強度を調査するために、以下の実験を行った。
Si量を種々に変更した製品板を用い、打ち抜き加工後、積層して、回転子の外径：70mmの鉄心を作製し、巻線を施して、出力２kwの誘導モータを作製した。この回転子を、無通電状態で外部モータにより毎分：２万回転で10分間回転させた後、この回転子外径の寸法変化について調査した。
その結果、引張強度が 400 MPa未満では外径比で 0.1〜0.5 ％の寸法変化が生じたが、引張強度が 400 MPa以上であれば寸法変化がなく、高速回転に耐え得ることが判明した。なお、引張強度は、圧延方向と圧延直角方向の平均値を用いた。
【００１９】
さらに、発明者らは、素材の添加元素についても検討を行った。
その結果、Niを添加することにより、製品の透磁率が向上することが判明した。この理由は、明らかではないが、Niが強磁性体元素であることが何らかの理由で磁束密度の向上に寄与しているものと推察される。
また、Sn，Sb，Cu，Cr等の添加により、鉄損が改善されることも認められた。
この理由は、おそらく電気抵抗を増加させることにより鉄損が低減されているものと考えられる。
さらに、機械強度を増加させるために、固溶強化元素であるＰの添加が有効であることも判明した。
【００２０】
以上の実験およびその解析結果から、ゴス組織が適度に発達し、平均結晶粒径が0.05〜0.50mmの微細結晶粒で、しかも引張強度が 400 MPa以上の電磁鋼板が電気自動車駆動モータ用鉄心材料として好適であることが究明されたのである。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
【００２１】
すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．Si：2.5〜4.5 ％およびMn：0.005〜1.0 ％を含み、かつAlの含有量を 200 ppm以下、Ｓ, Ｎ, Ｏの含有量をそれぞれ 30ppm以下に低減し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になり、平均結晶粒径が0.05〜0.50mmで、かつ｛１１０｝＜００１＞方位からの方位差が20°以内の結晶粒の面積率が25％以上、75％以下であり、さらに引張強度が 400 MPa以上であることを特徴とするモータ鉄心用電磁鋼板。
【００２２】
２．鋼板が、さらに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％のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になることを特徴とする、上記１記載のモータ鉄心用電磁鋼板。
【００２３】
３．Si：2.5〜4.5 ％およびMn：0.005〜1.0 ％を含み、かつAlの含有量を 200 ppm以下、Ｓ, Ｎ, Ｏの含有量をそれぞれ 30ppm以下に低減し、残部はFeおよび不可避的不純物の組成になるスラブを、熱間圧延後、必要に応じて熱延板焼鈍を施したのち、１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延を施して最終板厚に仕上げ、ついで 900〜1200℃で５分以内の連続焼鈍による再結晶焼鈍を施したのち、必要に応じて絶縁コーティングを施すことからなる方向性電磁鋼板の製造方法において、
最終冷延の圧下率を40〜80％、最終冷延の少なくとも１パスの温度を100〜225℃とし、かつ再結晶焼鈍後の平均結晶粒径を0.05〜0.50mmの範囲に制御することを特徴とするモータ鉄心用電磁鋼板の製造方法。
【００２４】
４．スラブが、さらに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％のうちから選んだ少なくとも一種を含有する組成になることを特徴とする、上記３記載のモータ鉄心用電磁鋼板の製造方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に従い、適度にゴス組織を発達させた集合組織を有する鋼板とすることで、高いモータ効率を得られ、電気自動車駆動用のモータ鉄心として好適となる理由については、明らかではないが、以下のように考えている。
すなわち、方向性電磁鋼板すなわちゴス方位を有する結晶粒における磁区構造に関しては、幅が約0.1mm 程度の間隔で磁化方向が反転する 180°磁区が主体であることが良く知られている。圧延方向に磁化する場合には、180 °磁区間の磁壁の移動により磁化過程が進行する。磁壁の移動による磁化の進行は、明瞭な磁区構造を有しない無方向性電磁鋼板で主体と考えられる磁化回転による磁化過程の進行に比べて、エネルギー的に極めて有利である。そのため方向性電磁鋼板では、圧延方向の磁気特性が極めて好適である。しかしながら、圧延直角方向への磁化は磁壁の移動により進行しないため、磁気特性は大きく劣化する。
【００２６】
これに対し、本発明の電磁鋼板は、ゴス方位からの方位分散を適度に持つ集合組織であり、そのため圧延面内の各方向に配向した 180°磁区が存在する。従って、圧延方向だけでなく面内における平均的な磁化が容易となるので、高い透磁率を実現することにより高いモータ効率を得られるものと推察される。
また、方向性電磁鋼板に比べて微細な結晶粒径を有することも、渦電流損を低減し、高周波域での鉄損を低減することによって、モータ効率の向上に大きく寄与しているものと考えられる。
すなわち、本発明の電磁鋼板は、方向性電磁鋼板と無方向性電磁鋼板の長所を兼ね備えた理想的な電磁鋼板と言える。
【００２７】
以下、本発明の構成要件の限定理由について述べる。
まず、鋼板の成分組成を前記の範囲に限定した理由について説明する。
Si：2.5 〜4.5 ％
本発明の電磁鋼板の成分としては、Siを含有させて、電気抵抗を増大させ高周波鉄損を低減する必要があるが、高周波鉄損の改善のためには 2.5％以上が必要であり、一方 4.5％を超えると飽和磁束密度が低下するだけでなく、製品の二次加工性が著しく劣化するので、Si量は 2.5〜4.5 ％の範囲に限定した。
【００２８】
Mn：0.005 〜1.0 ％
Mnは、熱間加工性を良好にするために必要な元素であるが、含有量が 0.005％未満ではその添加効果に乏しく、一方 1.0％を超えると飽和磁束密度の低下を招くので、Mn量は 0.005〜1.0 ％の範囲に限定した。
【００２９】
Al：200ppm以下、Ｓ, Ｎ, Ｏ：それぞれ 30ppm以下
再結晶焼鈍における粒成長を促進させるためには、特にAl，Ｓ, ＮおよびＯ量を低減することが重要で、Alは 200 ppm以下（好ましくは120ppm以下、より好ましくは 80ppm以下）、Ｓ, Ｎ, Ｏはそれぞれ 30ppm以下に抑制する必要がある。Al，Ｓ, ＮおよびＯが上記の上限値を超えると方位差角が20〜45°である粒界の選択的移動が抑制されるため、ゴス組織の発達が低下する。
【００３０】
以上、必須成分および抑制成分について説明したが、本発明では、その他にも以下の元素を適宜含有させることができる。
Ｐ：0.005 〜0.20％
本発明で所期した機械強度を確保するには、Si量を高めることの他、固溶強化元素であるＰを添加することが有効である。しかしながら、含有量が 0.005％未満では十分な強化効果が得られず、一方0.20％を超えると二次加工性が劣化するので、Ｐは 0.005〜0.20％の範囲で含有させることが望ましい。
【００３１】
Ni：0.01〜3.50％
Niは、透磁率の向上に有効に寄与するが、含有量が0.01％に満たないとその向上効果に乏しく、一方3.50％を超えると集合組織の発達が不十分で透磁率の低下を招くので、Niは0.01〜3.50％の範囲で含有させることが好ましい。
【００３２】
Sn：0.01〜0.20％，Sb：0.005 〜0.50％、Cu：0.01〜0.50％、Cr：0.01〜1.50％  Sn，Sb，CuおよびCrはいずれも、高周波域における鉄損を向上させる有用元素であるが、それぞれ下限に満たないとその改善効果が小さく、一方添加量が上限を超えると飽和磁束密度の低下を招くので、それぞれ上記の範囲で含有させることが好ましい。
【００３３】
その他、Ｃについては、製品が磁気時効を起こし、モータ効率を劣化させないように 50ppm以下に低減することが望ましい。
【００３４】
また、本発明では、製品板の平均粒径を0.05〜0.50mmとすることが、良好なモータ効率を得る上で不可欠である。この平均粒径が0.05mm未満では、粒成長が不十分となってゴス組織が発達しないため、良好なモータ効率が得られず、一方平均粒径が0.50mmを超えると渦電流損が増大してやはりモータ効率は低下する。
【００３５】
さらに、製品板の結晶粒における集合組織を適切に制御することが、本発明において重要な要件である。具体的には、ゴス方位結晶粒の面積率を25％以上、75％以下の範囲に制御することである。というのは、ゴス方位結晶粒の面積率が25％よりも小さい場合には、180 °磁区が減少するためにモータ効率が劣化し、一方ゴス方位結晶粒の面積率が75％を超えると圧延直角方向の磁化特性が劣化し、やはりモータ効率の劣化を招くからである。
なお、面積率の測定は、板厚方向任意の位置で行うことが可能であるが、鋼板表面で行うことが測定に簡便で有利である。
【００３６】
次に、本発明の製造条件について具体的に説明する。
前記の好適成分に調整した溶鋼は、通常の造塊−分解法あるいは連続鋳造法でスラブにしてもよいし、100mm 以下の厚さの薄鋳片を直接鋳造法で製造してもよい。
スラブは、通常の方法で加熱したのち、熱間圧延するが、鋳造後加熱せずに直ちに熱延に供してもよい。また、薄鋳片の場合には、熱間圧延しても良いし、熱間圧延を省略してそのまま以後の工程に進んでもよい。
熱間圧延に先立ち加熱する場合、本発明の成分系ではインヒビター成分を含まないので、加熱温度は熱間圧延が可能な最低温度の1100℃程度で十分である。
ついて、必要に応じて熱延板焼鈍施を施し、また必要に応じて中間焼鈍を挟む１回以上の冷間圧延を施したのち、再結晶焼鈍を施す。さらに、必要に応じて無機、半有機、有機系の絶縁コーティングを焼き付けて製品とする。
【００３７】
上記した熱延板焼鈍を施すことは、磁気特性を向上させ、ひいてはモータ効率を向上させる上で有利である。また、中間焼鈍を、冷間圧延の間に挟むことも、磁気特性の安定化に有用である。しかしながら、それぞれ生産コストを上昇させることになるので、経済的観点から熱延板焼鈍や中間焼鈍の取捨選択が決定される。
ここに、熱延板焼鈍、中間焼鈍の好適温度範囲は 700℃以上、1050℃以下である。というのは、700 ℃以下では焼鈍時の再結晶が進行しないためにその効果が薄く、一方1050℃を超えると冷延前粒径が粗大化し過ぎてゴス組織の発達が阻害されるからである。
また、最終冷間圧延後あるいは再結晶焼鈍後に、浸珪法によってSi量を増加させる処理を併用してもよい。
【００３８】
次に、最終冷延工程において、良好なモータ効率を実現するためには、圧下率を40〜80％の範囲に制限する必要である。というのは、圧下率がこの範囲外だとゴス組織の発達が不十分となり、満足いくほどのモータ効率の向上が望めないからである。また、最終冷延において少なくとも１パスの温度を 100〜225 ℃の範囲で行うことが、ゴス組織を適度に発達させる上で不可欠である。
なお、最終仕上厚は、薄いほど高周波域における鉄損および透磁率を改善し、ひいてはモータ効率を向上させる上で有利であるが、一方で鋼板の剛性低下により作業性が低下するだけでなく、鉄心の積層枚数が増加するので、組み立てコストが増大する。磁気特性と作業性の両者を考慮すると、0.15〜0.35mm程度が好適な板厚範囲といえる。
【００３９】
また、前述したとおり、再結晶焼鈍後における平均結晶粒径を0.05〜0.50mmの範囲に制御することが良好な鉄損を得るために必要である。結晶粒径をこの範囲に制御するための再結晶焼鈍条件は、素材の不純物量に応じて幾分変動するが、再結晶焼鈍温度は 900〜1200℃で５分以内の連続焼鈍あるいは 700〜1000℃程度の箱焼鈍とすることが経済的に有利である。
【００４０】
なお、表面酸化物が生成していると、打ち抜き加工性が劣化するだけでなく、占積率が低下し、モータの小型化に不利となるので、表面酸化物の生成を極力抑制するために、再結晶焼鈍時の焼鈍雰囲気は低露点の非酸化性雰囲気とすることが望ましい。
【００４１】
さらに、高速運転時や路面の凹凸による車両振動に耐える機械的信頼性を確保するためには、400 MPa 以上の引張強度が必要である。
引張強度を 400 MPa以上とするためには、成分組成や結晶粒径を調整することの他、スキンパス圧延を仕上焼鈍後に施すことを有効である。
【００４２】
上記のような再結晶焼鈍後、積層した鋼板の鉄損を改善するために、必要に応じて鋼板表面に絶縁コーティングが施される。この目的のためには、２種類以上の被膜からなる多層膜であってもよいし、樹脂等を混合させたコーティングであってもよい。
なお、本発明の電磁鋼板を効果的に使用するためには、鉄心を複数に分解し、磁束がより集中する動径方向に磁化が容易である圧延方向を揃えることが、とりわけ有利である。
【００４３】
【実施例】
実施例１
Ｃ：30 ppm, Si：4.01％, Mn：0.05％, Al：50 ppm, Ｓ：19 ppm, Ｎ：５ppm,Ｏ：19 ppmを含有し、残部は実質的にFeの組成になるスラブを、連続鋳造にて製造した。ついで、スラブを1170℃で30分加熱後、熱間圧延により 1.8mm厚としたのち、 950℃, 60秒の熱延板焼鈍を施し、ついで 200℃の冷間圧延により表１に示す種々の中間板厚に仕上げた。
ついで、 950℃, 10秒の中間焼鈍後、 120℃の冷間圧延により0.15mmの最終板厚に仕上げた。ついで、露点：−20℃の水素雰囲気中で1050℃, 10秒の再結晶焼鈍を施したのち、重クロム酸アルミニウム、エマルジョン樹脂、エチレングリコールを混合したコーティング液を塗布し、 300℃で焼き付けて、製品とした。
【００４４】
かくして得られた製品板から打ち抜き加工後、積層して作成した、外径：150mmの固定子およびネオジウム希土類磁石を用いた回転子を用い、巻線を施してテスト用の出力：300 Ｗの直流ブラシレスモータを作製した。
このテスト用モータを無負荷状態で毎分：2000回転で回転させた後、負荷モータでトルクを与えて回転数を減少させた。このトルクを変化させモータ効率を測定して最大モータ効率を求めた結果を、ゴス方位粒存在頻度、製品板粒径、引張強度、鉄損（Ｗ10/50)、高周波鉄損（Ｗ10/1000)、透磁率（μ10/1000)および寸法変化の測定結果と共に、表１に併記する。
なお、製品板の結晶粒方位の測定は、Electron Back Scattering Pattern（EBSP）を用い、鋼板表面における10mm×10mm角の領域における約2000個の結晶粒の方位を測定する方法で行った。その結果から、ゴス方位粒存在頻度（面積率）を求めた。
【００４５】
【表１】
0004613414.tif 000002
【００４６】
同表に示したとおり、製品板においてゴス方位粒存在頻度が25〜75％の範囲でかつ平均粒径が0.05〜0.50mmの範囲を満足する場合に、良好なモータ効率と600〜630 MPa の十分な引張強度が得られている。
【００４７】
実施例２
表２に示す成分組成になるスラブを、連続鋳造にて製造した後、1150℃で100分加熱後、熱間圧延により0.80mm厚に仕上げた。ついで、 950℃, 30秒の熱延板焼鈍を施したのち、250 ℃の冷間圧延により0.20mm（最終冷延圧下率：75％）の最終板厚に仕上げた。ついで、露点：−40℃の窒素：25％、水素：75％の混合雰囲気中で 100℃, 180 秒間の再結晶焼鈍を施したのち、リン酸アルミニウム、重クロム酸カリウムを混合したコーティング液を塗布し、300 ℃で焼き付けて、製品とした。
【００４８】
かくして得られた製品板から打ち抜き加工後、積層して作成した、外径：150mmの固定子およびネオジウム希土類磁石を用いた回転子を用い、巻線を施してテスト用の出力：300 Ｗの直流ブラシレスモータを作製した。
ついで、実施例１と同様にして、最大モータ効率、ゴス方位粒存在頻度、製品板粒径、引張強度、鉄損（Ｗ10/50)、高周波鉄損（Ｗ10/1000)、透磁率（μ10/1000)および寸法変化を求めた。
得られた結果を表３に示す。
【００４９】
【表２】
0004613414.tif 000003
【００５０】
【表３】
0004613414.tif 000004
【００５１】
表３に示したとおり、Si量を 2.5〜4.5 ％とし、Al量を 200 ppm以下、Ｓ, Ｎ, Ｏ量をそれぞれ 30ppm以下に低減した素材を用い、製品板においてゴス方位粒存在頻度が25〜75％で平均粒径が0.05〜0.50mmの範囲において、良好なモータ効率を実現可能な引張強度が 400 MPa以上を有する製品が得られている。
【００５２】
実施例３
表４に示す成分組成になるスラブを、連続鋳造にて製造したのち、1250℃で40分加熱後、熱間圧延により2.80mmに仕上げた。ついで、800 ℃，５時間の熱延板焼鈍後、室温での冷間圧延により0.50mmとし、ついで1000℃，30秒間の中間焼鈍後、室温での冷間圧延により0.18mm（最終冷延圧下率：64％）の最終板厚に仕上げた。その後、露点：−20℃のAr雰囲気中で 900℃, 50時間の再結晶焼鈍を施して製品とした。
【００５３】
かくして得られた製品板から打ち抜き加工後、積層して作成した、外径：150mmの固定子およびネオジウム希土類磁石を用いた回転子を用い、巻線を施してテスト用の出力：300 Ｗの直流ブラシレスモータを作製した。
ついで、実施例１と同様にして、最大モータ効率、ゴス方位粒存在頻度、製品板粒径、引張強度、鉄損（Ｗ10/50)、高周波鉄損（Ｗ10/1000)、透磁率（μ10/1000)および寸法変化を求めた。
得られた結果を表５に示す。
【００５４】
【表４】
0004613414.tif 000005
【００５５】
【表５】
0004613414.tif 000006
【００５６】
表５に示したとおり、Al量を 200 ppm以下、Ｓ, Ｎ, Ｏ量をそれぞれ 30ppm以下に低減した素材を用い、製品板においてゴス方位粒存在頻度が25〜75％でかつ平均粒径が0.05〜0.50mmの範囲において、良好なモータ効率を実現可能な引張強度が 400 MPa以上を有する製品が得られている。
【００５７】
【発明の効果】
かくして、本発明によれば、商用周波数よりも高い周波数領域での磁気特性に優れ、かつ十分な機械強度を有する、電気自動車駆動モータ鉄心材料としての用途に供して好適な電磁鋼板を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  最大モータ効率と冷間圧延における圧延温度との関係を示したグラフである。
【図２】  ゴス方位粒存在頻度と冷間圧延における圧延温度との関係を示したグラフである。
【図３】  最大モータ効率とゴス方位粒存在頻度との関係を示したグラフである。
【図４】  最大モータ効率と製品板粒径との関係を示したグラフである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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