(57)【要約】【課題】磁気特性と打ち抜き加工性の両面に優れた特性を有する無方向性電磁鋼板を提供する。【解決手段】質量％で、Ｃ：０．０１％以下、Ｓｉ：０．１〜３．０％、Ｍｎ：０．１〜１．５％、Ｐ：０．１５％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．４〜３．５％、Ｔ．Ｎ：０．００５％以下、更に必要に応じてＳｎ：０．０１〜０．４０％、Ｃｕ：０．１〜１．０％、Ｃａ：０．００１〜０．０３％、ＲＥＭ：０．００１〜０．０２％の１種または２種以上を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物元素よりなる鋼において、ビッカース硬度Ｈｖが２００以下、上降伏応力／引張強さが０．６５０以上、かつ下降伏応力／引張強さが０．６３５以上であることを特徴とする磁気特性と打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板。【選択図】    図１
2005060737.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、
Ｓｉ：０．１〜３．０％、
Ｍｎ：０．１〜１．５％、
Ｐ  ：０．１５％以下、
Ｓ  ：０．００５％以下、
Ａｌ：０．４〜３．５％、
Ｔ．Ｎ：０．００５％以下
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物元素よりなる鋼において、ビッカース硬度Ｈｖが２００以下、上降伏応力／引張強さが０．６５０以上、かつ下降伏応力／引張強さが０．６３５以上であることを特徴とする磁気特性と打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板。
【請求項２】
質量％でさらに、
Ｓｎ：０．０１〜０．４０％、
Ｃｕ：０．１〜１．０％、
Ｃａ：０．００１〜０．０２％、
ＲＥＭ：０．００１〜０．０２％
の１種または２種以上を含有することを特徴とする請求項１に記載の磁気特性と打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気機器鉄心材料として使用される、磁気特性が優れ、かつ打ち抜き加工性にも優れた無方向性電磁鋼板に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無方向性電磁鋼板はモータや小型静止器の鉄心に使用され、鋼板は所定の形状に加工され、積層して用いられる。鉄心への加工は一般的にプレス打ち抜きによって行われ、寸法精度はモータ効率や振動などに大きく影響するため、非常に厳しく管理される。
【０００３】
無方向性電磁鋼板の打ち抜き加工性について、特許文献１には成分系とＳｉ＋０．６０Ａｌ≧０．８０ｗｔ％とし、表面硬度Ｈｖ１６０以下を特徴とする無方向性電磁鋼板が提案されている。特許文献２には、成分系とＳ≦０．００２％を特徴とする無方向性電磁鋼板が提案されている。
特許文献３には成分系とＳｂ＋Ｓｎ／２で０．００１〜０．０５％を含有し、鋼板表面から３０μｍ以内の領域のビッカース硬度Ｈｖ１９０以下を特徴とする無方向性電磁鋼板が提案されている。
【０００４】
しかしながら、単に成分系やビッカース硬度Ｈｖを制御しただけでは良好な打ち抜き性を得られない場合があった。
また特許文献４には鋼板の成分を規定し、ビッカース硬度１８０以下、降伏比を０．６５以上とすることを特徴とする磁気特性と打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板が提案されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１８３３１１号公報
【特許文献２】
特開平１０−２１２５５７号公報
【特許文献３】
特開２０００−５４０８５号公報
【特許文献４】
特開２００２−２４１９０５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献４には実施例に降伏比（ＹＰ／ＴＳ）と記載されている。鋼板の引張試験を行い応力−ひずみ曲線を測定すると、上降伏応力、下降伏応力、降伏伸びが認められるが、例えば「プレス技術」、３１（１９９３）、１５頁にも記載されているように、一般には上降伏応力を単に降伏応力と称す。従って、特許文献４は上降伏応力／引張強さを規定したものと判断される。
【０００７】
特許文献４は、成分系とビッカース硬度に加え、降伏比：上降伏応力／引張強さを新たに制御することにより良好な打ち抜き性を得ようとするものであり、これにより、打ち抜き加工性をかなり制御できるようになった。しかし、上降伏応力／引張強さを０．６５以上にしても打ち抜き不良が発生する場合があった。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を解決し、特許文献４の方法よりも更に打ち抜き加工性のよい無方向性電磁鋼板を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を要旨とする。
（１）  質量％で、
Ｃ  ：０．０１％以下、      Ｓｉ：０．１〜３．０％、
Ｍｎ：０．１〜１．５％、    Ｐ  ：０．１５％以下、
Ｓ  ：０．００５％以下、    Ａｌ：０．４〜３．５％、
Ｔ．Ｎ：０．００５％以下
を含有し、残部Ｆｅおよび不可避不純物元素よりなる鋼において、ビッカース硬度Ｈｖが２００以下、上降伏応力／引張強さが０．６５０以上、かつ下降伏応力／引張強さが０．６３５以上であることを特徴とする磁気特性と打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板。
（２）  質量％でさらに、
Ｓｎ：０．０１〜０．４０％、    Ｃｕ：０．１〜１．０％、
Ｃａ：０．００１〜０．０２％、  ＲＥＭ：０．００１〜０．０２％
の１種または２種以上を含有することを特徴とする前記（１）に記載の磁気特性と打ち抜き加工性に優れた無方向性電磁鋼板。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細について説明する。
本発明者らは、磁気特性と打抜加工性に優れた無方向性電磁鋼板を開発すべく鋭意研究を重ねた結果、上降伏応力／引張強さを０．６５０以上に制御することに加え、下降伏応力／引張強さを０．６３５以上に制御することが非常に有効であることを見出した。
【００１１】
本発明者らは、種々の鋼板の打ち抜き試験を行った結果、上降伏応力／引張強さが０．６５０以上でも打ち抜き不良が発生する場合があった。そこで、不良が発生した鋼板を調査したところ、上降伏応力と下降伏応力の差が大きい材料であることが判明した。
【００１２】
図１に実験結果の一例を示す。
Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：０．３〜１．８％、Ｍｎ：０．２２％、Ｐ：０．０２％、Ｓ：０．００２％、Ａｌ：０．４〜２．０％、Ｎ：０．００２％を含む板厚０．５０ｍｍの種々の無方向性電磁鋼板をコンプレッサ用モータ用鉄心として打ち抜き加工を含む加工処理を施し、打ち抜き加工性を評価した。この時の鋼板の上降伏応力／引張強さ、下降伏応力／引張強さと打ち抜き加工性の関係を示す。打ち抜き加工性は、端面ダレの程度で評価した。
【００１３】
図２には切断面断面形状を示し、ａ：剪断面、ｂ：ダレ、ｃ：破断面、ｔ：板厚、である。ｂ：がダレであるが、この高さが板厚の２０％を超えたものを打ち抜き不良と評価した。図１の実験では板厚が０．５０ｍｍであるので、ダレが０．１０ｍｍを超えた場合である。これより、上降伏応力／引張応力が０．６５０以上でも、下降伏応力／引張強さが０．６３５未満の場合には打ち抜き不良が発生することが分かり、下降伏応力／引張強さを０．６３５以上に制御することで打ち抜き加工性を非常によく制御できることが分かる。
【００１４】
下降伏応力／引張強さを０．６３５以上に制御した場合、良好な打ち抜き加工性を得られる理由は以下のように考えられる。
打ち抜き加工により鋼板が弾性変形、塑性変形と遷移していくが、上降伏応力は鋼板が降伏し始める以前の最大応力であるのに対し、下降伏応力は降伏した後の加工硬化を開始する応力である。打ち抜き加工性は、鋼板が降伏した後の加工硬化して引張強さに至るまでの挙動も大きく影響するため、下降伏応力／引張強さを０．６３５以上に制御することが有効と考えられる。
【００１５】
以下に本発明の限定理由を説明する。
以下の成分は、鋼中に含まれる質量％である。
Ｃは、鉄損を高める有害な元素で、磁気時効の原因ともなるので、０．０１％以下とした。
【００１６】
Ｓｉは低鉄損を得るため、固有抵抗を上げる必要から０．１％以上とし、上限の３．０％は、硬度が上昇を招き打ち抜き加工性を劣化させ、また無方向性電磁鋼板の製造工程そのものにおいても、冷延などの作業性の低下、コスト高ともなるので、３．０％以下とする。硬度の上昇を抑える観点から好ましくは２．２％以下である。
【００１７】
Ｍｎは、固有抵抗を高め、一次再結晶集合組織を改善して低鉄損とするため０．１％以上含有する。上限の１．５％は、それ以上含有すると焼鈍時の結晶粒成長性が低下するためである。
【００１８】
Ｐは、下降伏応力／引張強さを上昇させ、打ち抜き加工性を改善する効果を有する成分であり、０．１５％を上限に添加する。０．１５％を超えると鋼板の脆化が著しい。
【００１９】
Ｓは、微細な硫化物あるいは酸硫化物をつくり、鉄損を劣化させるため、０．００５％以下とした。
【００２０】
Ａｌは低鉄損を得るため、固有抵抗を上げ、また微細なＡｌＮの析出を抑制するために０．４％以上とする。ＡｌはＳｉと比べて硬度の上昇が少ない。Ａｌが３．５％を超えると磁束密度が低減するからである。
【００２１】
ＮはＡｌＮなどの窒化物を生成し、鉄損を劣化させるので、０．００５％以下とする。
【００２２】
必要に応じてさらに、各々の質量％で、Ｓｎ：０．０１〜０．４０％、Ｃｕ：０．１〜１．０％、Ｃａ：０．００１〜０．０２％、ＲＥＭ：０．００１〜０．０２％の１種または２種以上を含有することができる。
Ｓｎ、Ｃｕは一次再結晶集合組織を改善して鉄損を下げる効果を有する。Ｓｎの下限０．０１％、Ｃｕの下限０．１％は、これ未満では効果が十分でなく、Ｓｎの上限０．４０％、Ｃｕの上限１．０％は効果が飽和するためである。
Ｃａ、ＲＥＭは粗大な硫化物、酸硫化物を生成し鉄損を下げる効果を有する。下限の０．００１％はこれ未満では効果が十分でなく、上限の０．０２％は効果が飽和するためである。
【００２３】
ビッカース硬度Ｈｖは２００以下とする。硬度の上昇と共に金型の摩耗は大きくなり、２００を超えると金型の摩耗が著しくなり、鋼板の寸法精度不良を起こすためである。
【００２４】
図１および実施例に示すように、上降伏応力／引張強さはが０．６５０未満、下降伏応力／引張強さが０．６３５未満では打ち抜き不良を起こす。
【００２５】
【実施例】
［実施例１］
種々の成分を含み、板厚０．５０ｍｍの無方向性電磁鋼板を磁気特性と打ち抜き加工性を同時に満足させることを試み、汎用モータ用鉄心として打ち抜きを含む加工処理を行った。鋼板の磁気特性はエプスタイン試料で評価した。打ち抜き性は汎用モータ鉄心に打ち抜き、端面ダレの程度で評価した。ダレの評価方法は図１の実験と同じである。
表１に成分、ビッカース硬度、上降伏応力／引張強さ、下降伏応力／引張強さ、Ｗ１５／５０  、Ｂ５０を示す。これより、本発明範囲では良好な打ち抜き性と磁気特性を得れることが分かる。
【００２６】
［実施例２］
種々の成分を含み、板厚０．５０ｍｍの無方向性電磁鋼板を磁気特性と打ち抜き加工性を同時に満足させることを試み、コンプレッサーモータ用鉄心として打ち抜きを含む加工処理を行った。鋼板の磁気特性は、７５０℃×２ｈの歪取焼鈍（ＳＲＡ）後エプスタイン試料で評価した。打ち抜き性はコンプレッサーモータ鉄心に打ち抜き、端面ダレの程度で評価した。ダレの評価方法は図１の実験と同じである。
【００２７】
表２に成分、ビッカース硬度、上降伏応力／引張強さ、下降伏応力／引張強さ、Ｗ１５／５０  （ＳＲＡ）、Ｂ５０（ＳＲＡ）を示す。成分、硬度、結晶粒径、機械特性はＳＲＡ前の測定値で、Ｗ１５／５０  （ＳＲＡ）、Ｂ５０（ＳＲＡ）は歪取焼鈍後の測定値である。これより、本発明範囲では良好な打ち抜き性と磁気特性を得れることが分かる。
【００２８】
［実施例３］
Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：１．６％、Ｍｎ：０．２２％、Ｐ：０．０２％、Ｓ：０．００３％、Ａｌ：０．６％、Ｎ：０．００３％、Ｓｎ，Ｃｕ，Ｃａ，ＲＥＭを種々の含有量含み、板厚０．５０ｍｍの無方向性電磁鋼板を磁気特性と打ち抜き加工性を同時に満足させることを試み、コンプレッサーモータ用鉄心として打ち抜きを含む加工処理を行った。鋼板の磁気特性は、７５０℃×２ｈの歪取焼鈍（ＳＲＡ）後エプスタイン試料で評価した。打ち抜き性はコンプレッサーモータ鉄心に打ち抜き、端面ダレの程度で評価した。ダレの評価方法は図１の実験と同じである。
【００２９】
表３にＳｎ，Ｃｕ，Ｃａ，ＲＥＭ含有量、ビッカース硬度、上降伏応力／引張強さ、下降伏応力／引張強さ、Ｗ１５／５０  （ＳＲＡ）、Ｂ５０（ＳＲＡ）を示す。
成分、硬度、結晶粒径、機械特性はＳＲＡ前の測定値で、Ｗ１５／５０  （ＳＲＡ）、Ｂ５０（ＳＲＡ）は歪取焼鈍後の測定値である。これより、Ｓｎ，Ｃｕ，Ｃａ，ＲＥＭを１種または２種以上含有すると鉄損が良好となることが分かる。
【００３０】
【表１】
2005060737.tif 000003
【００３１】
【表２】
2005060737.tif 000004
【００３２】
【表３】
2005060737.tif 000005
【００３３】
【発明の効果】
以上の如く本発明によれば、磁気特性を損なうことなく打ち抜き加工性の優れた無方向性電磁鋼板を得ることができ、電気機器、特に無方向性電磁鋼板がその鉄心材料として使用される回転機器などの分野における要請に十分応えることができ、その工業的価値は極めて高いものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】上降伏応力／引張強さ、下降伏応力／引張強さと打ち抜き性の関係図である。
【図２】切断面断面形状を示す図で、ａ：剪断面、ｂ：ダレ、ｃ：破断面、ｔ：板厚、である。
【図１】
2005060737.tif 000006
【図２】
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