(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：0.01％以下、Si：3.0 ％以下、Mn：0.1 ％以上2.5 ％以下、Ｓ：0.01％以下、酸可溶Al：3.0 ％以下、Ｐ：0.2 ％以下、Ｎ：0.004 ％以下を含み残部Feおよび不可避不純物より成る鋼組成を有し、鋼中の介在物であってMnS およびMnS と複合した介在物、あるいはCaS およびCaS と複合した介在物で大きさが0.5 μm 以上５μm 以下のものが30個/mm2以下の鋼板において、鋼板表面に有機樹脂のみまたは有機樹脂と無機成分の複合した絶縁被膜を有し、その絶縁被膜の厚みが１mm2あたりの平均値で0.05μm 以上0.38μm 以下である、板厚が0.15mm以上0.4mm以下の無方向性電磁鋼板。
【請求項２】
請求項１記載の鋼組成を有する溶鋼の成分調整を行う際に、Ｓが0.01％以下になるまで鋼中のＳをCaにて系外に排除するためにCa系脱硫剤を添加し、生成したCaS が鋼中に0.001 ％以下になるまで還流を行い、最終製品鋼中の介在物でMnS およびMnS と複合したもの、ならびにCaS およびCaS と複合したものであるＳ系介在物が大きさが0.5 μm 以上５μm 以下のものが30個/mm2以下になるようにコントロールしたのち、連続鋳造により凝固させてスラブとし、加熱炉に挿入し900 ℃以上1300℃以下の温度で加熱してから熱間圧延を行った後、600 ℃〜1100℃の熱延板焼鈍を行うか、あるいは熱延まま冷間圧延を１回または中間焼鈍をはさんで２回以上行って最終板厚を0.15mm以上0.4mm 以下に仕上げ、次いで700 ℃〜1150℃の連続焼鈍にて仕上焼鈍を行った後、有機樹脂または、有機樹脂および無機物の複合物よりなる表面絶縁被膜をその厚みが１mm2あたりの平均値で0.05μm 以上0.38μm以下で鋼板表面に形成することを特徴とする無方向性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、無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。より詳述すれば、本発明は、主として高周波磁気特性に優れた高効率モータ( 例: エアコンのコンプレッサーに使用されるハーメティックモータ、パソコンのハードディスクなどに使用されるスピンドルモータ、ハイブリツド自動車や電気自動車の主モータやスタータジェネレータ、掃除機や真空ポンプなどに用いられる高速回転モータ、多極モータであるサーボモータなど) に使用される高周波磁気特性および自動かしめ性に優れた無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無方向性電磁鋼板は、モータや小型トランスに使用されるが、近年、環境問題とエネルギー問題で火力発電所あるいは自動車から排出されるCO2 、窒素酸化物等の削減が求められている。かかる排出ガスの削減方法としては、消費電力の削減のためにモータの高効率化が求められ、また自動車のエンジンのかわりに電気モータで駆動する電気自動車やエンジンと電気モータを組み合わせることで排出ガスを削減したハイブリッド電気自動車が開発されている。
【０００３】
従来技術では、例えばエアコン用のコンプレッサーのハーメティックモータでは効率の低い誘導モータにおいて鉄心として使用される電磁鋼板はJIS C2552 で規定された50Ａ1300程度であった。かかる鋼板は鉄損も悪いが、Siの含有量が低く、板厚も0.5mm と比較的厚いため、自動かしめ性は良好で、超硬の自動かしめ用金型でかしめたコアの結束力は、かしめ１点あたり40MPa 程度あり、強固に固着していた。しかし、Si含有量の増加は鋼板の伸び低下を招き、かしめ突起の形成が困難となるためSi含有量の増加はかしめ性に不利となる。
【０００４】
ところがモータの高効率化とともに永久磁石を使用した同期モータが主流となりまた効率改善のためにSiを多量に含有し、かつ高周波鉄損低減のために板厚も0.35mmや0.27mmあるいは0.2mm などの板厚の薄い電磁鋼板の使用が主流となってきた。
【０００５】
これら電磁鋼板は、例えばJIS C2552 に規定された35Ａ230 などの電磁鋼板であり、これらの製品のコーティング膜厚は通常0.5 μm 程度のものであるため、そのかしめ１点当たりの結束力が10MPa 程度まで低下し結束力が弱い。さらに板厚さ0.27mmなどと言う様に薄肉化すると、かしめ突起の接触部面積がさらに低下するため、かしめ強度は一層低下し、少ない接触面積での結束力のアップが重要な課題となってきた。板厚が薄くなればそれだけ結束力の低下は避けられないのである。
【０００６】
一方、主としてパソコンのハードディスクに使用されるスピンドルモータ等のマイクロモータの用途では電機工業会規格による薄手電磁鋼板ST−20(0.2mm板厚）などが主として使用されており、これら薄手電磁鋼板は磁気特性の規定はあるものの、成形性とくに自動かしめ性には言及されておらず、膜厚は0.5 μm 以上となっている。しかも、これらマイクロモータはかしめ方式で製造されるが、かしめたコアをさらに樹脂で固めるため、かしめ強度はかしめ１点あたり５MPa 程度の弱い結束力で十分であり、これまでかしめ性は重視されてこなかった。
【０００７】
ところが近年、電気自動車等に使用される大型モータにこれら0.2mm の電磁鋼板やさらに薄手の電磁鋼板を使用するようになりかしめ性が重要になってきた。しかし、そのような薄い板ではかしめ性が大幅に劣化するため実用性の点からは、板厚の低下とかしめ性の確保という相反する特性を同時に満足させる必要が生じてきているのである。
【０００８】
自動かしめ性に優れた無方向性電磁鋼板については、特許第2742688 号公報において、Ｓ:0.01 ％以下とした珪素鋼板に厚さ0.1 〜0.3 μm の絶縁被膜を設けることが提案されているが、これは、絶縁被膜とかしめ性との関連性に着目して、その改善を図るものである。
【０００９】
なお、プレスによる自動かしめを行ったときのプレス後の結束力は、結束されたコアの間にくさびを押込み、結束が外れたときの押込み力で表わし、これは自動かしめ性を評価する１つの指標である。通常、この結束力は８kgf/mm2(78.4MPa)以上が求められている。上記特許ではこの結束力は最大12kgf/mm2(117MPa) であった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特許では、かしめ性を改善するために、Ｓ:0.01 ％以下とするとともに、絶縁被膜の厚さを0.1 〜0.3 μm としているだけで、例えばSiについては圧延性を考慮して4 ％以下としているが、実際に実施例においては、Si:0.2〜0.5 ％とあるように、磁気特性の改善が十分でなく、板厚についても言及がなく、例えば0.5mm 以下というように薄くなると結束力が大幅に低下することが予測されるなど、更なる改善の余地がある。
【００１１】
その後の研究の結果、上記特許において提案された技術をさらに一層実用的たらしめるためには、磁気特性、特に高周波磁気特性、かしめ性の更なる改善が求められるのであって、そのためには、鋼組成さらには介在物の形態の面から、さらには電磁鋼板それ自体の形態の面からというように総合的見地からの検討が必要であることが判明した。
【００１２】
ここに、本発明の課題は、板厚0.4mm 以下、例えば0.2mm 以下であっても実用上十分なかしめ性を備えており、かつ所定の高周波磁気特性を確保できる、実用性をさらに高めた無方向性電磁鋼板とその製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
かかる問題を解決するために、本発明者らは、種々検討を重ね、高周波磁気特性とかしめ性の両者の優れた薄手無方向性電磁鋼板およびその製造方法を見いだし、本発明に至った。
【００１４】
高周波特性を良くするためには板厚を薄くすることが知られており、本発明にかかる無方向性電磁鋼板おいても、板厚は0.15mmから0.4mm の範囲とするが、この高周波特性の良好な薄肉領域でかしめ性を改善するためには２つの重要なポイントがあることがわかった。またそのうちのひとつは高周波磁気特性の改善に寄与し相乗効果があることを見出した。
【００１５】
一般に0.4mm 以下の薄手電磁鋼板を自動かしめにて結束する場合、突起の接触断面積が少な＜なるため、かしめ強度が低くなる。前述の特許第2742688 号公報ではMnS によるすべる効果でかしめ力が弱くなることを記載してあるが、Ｓ系介在物はMnS 単独の場合ばかりでなく、酸化物にMnS が析出したような複合介在物や、CaS のようなCa系介在物またその複合化合物など複雑な形態のものが多く、これら複合介在物の挙動が明確ではなかった。
【００１６】
ところで、電磁鋼板のかしめによる積層は、まず突起を形成し、次にその突起に積層する次の鋼板の突起を嵌め込むことで結束される。したがって、突起を形成したときの突起胴部の健全性が重要となる。通常、表面に絶縁コーティングを設けた電磁鋼板では突起の胴部にコーティング成分が若干回り込み、コーティングに樹脂を含む場合、その樹脂が潤滑作用をもつため結束力の低下を招く。
【００１７】
かしめ突起が丸平状の場合は、胴部が健全な絞り面であること、切り込みのあるＶあるいは丸Ｖ型の場合は、切り込みの剪断面比率が大きいことが、それぞれかしめ力を向上させることになる。
【００１８】
ここに、本発明者らの知見によれば、前述の特許第2742688 号公報に記載されたMnS のすべり効果ばかりでなく、鋼中介在物のうち特にＳ系の介在物がこの絞り面の健全性を損ない接触面積を低下させかしめ強度を値下させているのであり、かかる知見に基づいて、本発明ではＳ系介在物の大きさおよび量をコントロールすることでかしめ性の向上を図っているのであり、これは上記特許公報からは何一つ教えられない。
【００１９】
また、介在物の大きさが大きくなるとプレスによる切断の際、「割れ」やすくなるため破断面の比率が高くなる。この傾向は介在物の大きさが例えば５μｍという一定値を超えると著しくなる。
【００２０】
かしめは破断面ではなく剪断面の摩擦力で支えられており、剪断面が小さくなることはかしめ力の低下につながる。
一方、磁気特性の面では板厚0.15mmから0.4mm の薄手電磁鋼板では板厚が薄いため再結晶の過程で表面エネルギーが大きくなり結晶粒の成長が困難となる。したがって、この「Ｓ系介在物が多い」と、仕上げ焼鈍時に結晶粒の成長を阻害し、高周波磁気特性が悪くなるが、Ｓ系介在物をコントロールすれば磁気特性の改善もできることを見出した。
【００２１】
表面の絶縁コーティングは、通常打抜性改善のために有機樹脂を含有しているが、前述の特許第2742688 号公報にもある通り、この有機樹脂がかしめ突起部の接触面に廻りこみ、この廻り込んだ樹脂が、潤滑の作用をするために結束力が弱くなる。薄手電磁鋼板の場合、突起の剪断面に対するコーティングの厚みの比率が大きくなるため、廻り込み量も大きくなり、一層かしめ結束力も低下する傾向にあることから、膜厚をコントロールすることが重要であることを見出した。
【００２２】
本発明は、そのような各種知見に基づいて完成されたものであって、その要旨とするところは、次の通りである。
(1) 質量％で、Ｃ：0.01％以下、Si：3.0 ％以下、Mn：0.1 ％以上2.5 ％以下、Ｓ：0.01％以下、酸可溶Al：3.0 ％以下、Ｐ：0.2 ％以下、Ｎ：0.004 ％以下を含み残部Feおよび不可避不純物より成る鋼組成を有し、鋼中の介在物であってMnS およびMnS と複合した介在物、あるいはCaS およびCaS と複合した介在物で大きさが0.5 μm 以上５μm 以下のものが30個/mm2以下の鋼板において、鋼板表面に有機樹脂のみまたは有機樹脂と無機成分の複合した絶縁被膜を有し、その絶縁被膜の厚みが１mm2あたりの平均値で0.05μm 以上0.38μm 以下である、板厚が0.15mm以上0.4mm以下の無方向性電磁鋼板。
【００２３】
(2) 上記(1)記載の鋼組成を有する溶鋼の成分調整を行う際に、Ｓが0.01％以下になるまで鋼中のＳをCaにて系外に排除するためにCa系脱硫剤を添加し、生成したCaS が鋼中に0.001 ％以下になるまで還流を行い、最終製品鋼中の介在物でMnS およびMnS と複合したもの、ならびにCaS およびCaS と複合したものであるＳ系介在物が大きさが0.5 μm 以上５μm 以下のものが30個/mm2以下になるようにコントロールしたのち、連続鋳造により凝固させてスラブとし、加熱炉に挿入し900 ℃以上1300℃以下の温度で加熱してから熱間圧延を行った後、600 ℃〜1100℃の熱延板焼鈍を行うか、あるいは熱延まま冷間圧延を１回または中間焼鈍をはさんで２回以上行って最終板厚を0.15mm以上0.4mm 以下に仕上げ、次いで700 ℃〜1150℃の連続焼鈍にて仕上焼鈍を行った後、有機樹脂または、有機樹脂および無機物の複合物よりなる表面絶縁被膜をその厚みが１mm2 あたりの平均値で0.05μm 以上0.38μm以下で鋼板表面に形成することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の電磁鋼板の鋼組成、介在物、板厚、そして絶縁被膜の厚さを上述のように限定した理由を以下に示す。なお、本明細書において、鋼組成を示す「％」は、特にことわりがない限り、「質量％」である。
【００２６】
鋼組成:
Ｃが0.01％を越えて含有されると、磁気時効が起こり磁気特性を劣化させるため、0.01％以下とする。好ましくは0.005 ％以下とする。
【００２７】
Siは磁気特性改善のために必須の元素であるが、3.0 ％を越えて含有させると冷間圧延が困難となり、また、かしめ性が劣化するので、3.0 ％以下とした。好ましくは2.9 ％以下である。Siの下限は特に制限はないが、磁気特性を確保するには、好ましくは、0.05％超、さらに好ましくは0.1 ％以上である。
【００２８】
Mnは磁気特性改善に有効な元素であるが、0.1 ％未満では効果がなく、一方、2.5 ％を越えて添加すると冷間圧延が困難となるため、2.5 ％以下とした。好ましくは0.2 ％以上1.5 ％以下である。
【００２９】
Ｓの添加は逆に磁気特性を劣化させるためＳは0.01％以下とした。好ましくは0.005 ％以下である。
酸可溶Alは、3.0 ％以下に限定するが、鋼中のAlの存在は、磁気特性を改善するのに重要であるが、酸可溶Alとして3.0 ％を超えて含有すると硬さの著しい上昇をまねき冷間圧延が困難となる。好ましくは0.2 ％以上2.5 ％以下である
Ｐの存在は、打抜き性を確保するための機械的性質を改善するのに重要であるが、0.2 ％を越えて含有すると冷間圧延時に破断を引き起こすため、0.2 ％以下とした。また、0.005 ％未満では効果が薄くなるので好ましくは0.005 ％以上とした。
【００３０】
Ｎは、磁気特性にとって有害であり、Alと結合しAlN を形成し結晶粒を微細化させ磁気特性劣化を招くのでＮを0.0040％以下とした。
本発明において鋼組成の残部は、Feおよび不可避不純物であるが、溶製の段階でCa系脱硫剤を使った脱硫処理が行われるときは、不可避不純物の１種としてCaが含まれ、好ましくは、その量は、CaS として0.001 ％以下である。その他、不可避不純物としては、Ti、Ｖ、Zr、Nb、Sb、Sn、Ｂ、Cr、Ni、Mo等が合計で1.0 ％以下含有されることもある。
【００３１】
製品板厚については、板厚が0.15mm未満ではかしめで結束することが困難となり、一方、0.4mm を超えると高周波鉄損の増加が著しいので0.15mm以上0.4mm 以下とした。
【００３２】
介在物の形態については、MnS 、CaS 系の介在物が多いとプレス加工で剪断面の比率が少なくなり、鋼板同士の接触面積が小さくなったり、絞り形状のかしめ突起では微細な割れで接触面積の低下を招き、かしめ力を低下させることが判明した。かかる介在物のうち、その大きさが0.5 μm 以上５μm 以下の大型介在物が剪断比率や介在物起点の微小割れを支配していることが分かった。そのような大型のMnS 、CaS 等のＳ系介在物の個数が30個/mm2を超えるとその傾向が著しいことが判明し、本発明においては、そのような大型介在物の数を、良好なかしめ性が得るために、30個/mm2以下とした。好ましくは、15個/mm2以下である。
【００３３】
本発明にかかる鋼板は、絶縁被膜でコーティングされているが、コーティングは有機樹脂分を含有し、プレス加工時に剪断面に廻りこむことが分かった。この回り込みをしたコーティングが、かしめ部の鋼板同士の接触面で潤滑作用として働き、かしめ力を低下させることが分かった。
【００３４】
製品板厚0.15mmから0.4mm の鋼板の切断面ではコーティング膜厚が0.38 μm 以下であれば、回り込みによる潤滑でのかしめ力低下は少ないことが分かり、かしめ性が良好であるためコーティング膜厚は0.38 μm 以下とした。一方、コーティング膜厚0.05μm 未満では安定したコーティングが製造できないため膜厚下限は0.05μm とした。好ましくは0.15〜0.35μm である。
【００３５】
本発明にかかる無方向性電磁鋼板の製造に当たっては、慣用手段によって所定鋼組成の溶鋼を溶製し、連続鋳造法あるいはインゴット法等の適宜手段によってスラブを得る。かくして得られたスラブについて本発明にしたがって熱間圧延、冷間圧延を行うのである。
【００３６】
溶鋼の溶製に当たっては、まず、通常の高炉法あるいは電気炉による方法で得られた溶鋼をトーピードカー内、溶銑脱硫炉、転炉あるいは２次精錬炉において成分調整を行う。慣用の成分調整手段によって本発明の所定鋼組成になれば問題ないが、例えば、高Ｓ含有量の場合、Ｓが規定量になるまで鋼中のＳをCaにて系外に排除するために、例えば真空２次精錬に際してCaO あるいはCaSi等のCa系脱硫剤を添加し、生成したCaS が鋼中に0.001 ％以下になるまで真空脱ガス槽内を還流させ、最終製品鋼中の介在物でMnS およびMnS と複合したもの、あるいはCaS およびCaS と複合したＳ系介在物であって、その大きさが0.5 μm 以上５μm 以下のものが30個/mm2以下になるようにＳ系介在物の大きさおよび量をコントロールする。
【００３７】
本発明によれば、製鋼においてその介在物を低減するために２次精錬において十分な還流をおこなうことで介在物浮上をはかり、製品において５ミクロンを超えるような超大型の介在物は完全に排除することが好ましい。
【００３８】
このようにして鋼組成が調整された溶鋼を通常の連続鋳造により凝固させてスラブとし、500 ℃以上で保持し、加熱炉に挿入し900 ℃以上1180℃以下の温度で加熱する。
【００３９】
このように低温で再加熱することでMnS およびMnS との複合介在物およびCaS およびCaS との複合介在物の再溶解を防止し、0.5 μm 以下の微細析出物の生成を極力低減する。
【００４０】
本発明において熱間圧延は慣用手段によって行えばよく、特に制限されないが、例えば上記鋼組成のスラブを1300℃以下の温度で加熱し通常の熱間圧延を行う。1300℃を越えた加熱温度は鋼中のMnS を溶解させ磁気特性の劣化を招く。圧延性を確保するために、好ましくは1100℃〜1250℃である。
熱間圧延後、場合により熱延板焼鈍を行う。
【００４１】
熱間圧延を行った後、場合により、磁気特性改善のために600 ℃〜1100℃、好ましくは600 ℃〜1000℃の熱延板焼鈍を行うか、あるいは熱延まま冷間圧延を１回または中間焼鈍をはさんで少なくとも２回の冷間圧延を行い、最終板厚を0.15mm以上0.4mm 以下に仕上げる。熱延板焼鈍温度は600 ℃未満では効果がなく、1100℃を超えると結晶粒が適度に粗大化し、冷間圧延時に破断等のトラブルを引き起こす。
【００４２】
冷間圧延に引き続いて、700 ℃〜1150℃の連続焼鈍にて仕上焼鈍を行う。仕上焼鈍温度が700 ℃未満では再結晶組織が十分得られず磁気特性は不良となりかつ硬さの上昇を招く。しかし、1150℃超では結晶粒が著しく粗大化しモータコア打ち抜き加工の際、割れを生じるなど、加工性が劣るので仕上げ焼鈍温度は、1150℃以下とする。
【００４３】
仕上げ焼鈍後は、打抜性、絶縁性を改善するために、無機バインダを含む有機樹脂または有機樹脂と無機物の複合物よりなる表面絶縁被膜をその厚みが１mm2あたりの平均値で0.05μm 以上0.38 μm 以下で鋼板表面に形成させる。かしめ力を十分に得るためにコーティングの膜厚は0.05μm から0.38 μm とする。かかる膜厚は、1mm2当たりの平均値で求めるが、これは、かしめに係わる面積が１mm2以上あるためである。
【００４４】
このような有機コーティングは、ロールコータ式やカーテンフロー式などその塗装方法は限定しないが、たとえばロールコータ式の場合、ピックアップロールとミータリングロールあるいは直接アプリケータロールと接触する形式の場合、回転数の差（周速比）のコントロールと、アプリケータロールと鋼板との接触圧のコントロールで膜厚を制御し連続式の膜厚計でコイル全長で１mm2 あたり0.05から0.38 μm に膜厚制御を行う。あるいはカーテンフロー式コータの場合、塗液の吐出量と鋼板のラインスピードの制御により、膜厚制御を行う。
【００４５】
このときの膜厚は、赤外線厚み計を用い連続式膜厚計により測定、制御する。本発明において、絶縁性被膜の組成それ自体は特に限定されないが、有機樹脂としては、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリスチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、有機ケイ素樹脂等の１種または２種以上の混合物が例示される。必要により、これに、クロム酸塩、りん酸塩、コロイダルシリカ、アルカリ土類金属塩などを１種または２種以上の無機物質をさらに配合してもよい。さらに慣用のほう酸等を使用しても差し支えない。
【００４６】
かくして本発明におけるＳ系介在物をコントロールすることによる効果は次の通りである。
▲１▼介在物による磁気特性、特に鉄損の劣化を防止すること、
【００４７】
▲２▼かしめ性が改善され、0.5mm 以下の薄板についても、実用上十分な程度のかしめ強度 (結束力) が確保できること、なお、従来にあっては、例えば前述の特許第2742688 号においては、結束力が少なくとも78.4MPa が必要であるとされているが、これは0.5mm 以上の板厚の電磁鋼板を用いた大型機器について云うものであって、本発明が対象とする0.4mm 以下の厚さの薄鋼板が用いられる機器の場合には、機器自体の小形化も相まって、かしめ強度( 結束力) は、少なくとも40MPa であれば十分であることが判明している、そして
【００４８】
▲３▼Ｓ系介在物のコントロールするのにも、従来より実施されている実用上の操業条件を採用することで可能となり、新たな設備投資などを必要としないという実用上の意義もある。
【００４９】
次に、本発明の作用効果について実施例によってさらに具体的に説明する。
【００５０】
【実施例】
(実施例１)
転炉から出鋼後、取鍋による真空精錬を行い、その際にCa系脱硫剤を溶鋼に添加し、RH真空槽での還流を行うことで、表１に示した化学組成よりなる溶鋼を溶製した。各鋼組成のスラブを同表中に示した条件にて加熱、熱間圧延、酸洗後、熱延板の焼鈍を行ってから冷間圧延を行い、表中の板厚に仕上げた後、表中の温度で連続焼鈍を実施し、再結晶焼鈍の後、アクリル樹脂エマルジョン、クロム酸マグネシウム、およびほう酸よりなる表面の絶縁皮膜 (コーティング) を膜厚0.2 μm を目標にロールコーター方式により鋼板表面に形成させた。
【００５１】
磁気特性は25cm型の可聴周波数用エプスタイン試験にて、非正弦波のうちPWM(パルス幅変調) によりキャリア周波数３kHz 、励磁周波数50Hzと400Hz で磁束密度1.5 Ｔの時の鉄損をJIS C2550 の方法に従い測定した。鉄損Ｗ15/50 は３Ｗ/kg 以下、Ｗ10/400は40Ｗ/kg 以下をそれぞれ良好とした。
【００５２】
表面コーティング層の厚さは、FIB 法 (集束イオンビーム法、Focused Ion Beam法) によって測定した。
介在物の計測はJIS G0555 に従い、介在物のうち大きさが0.5 μm 以上５μm 以下のものについて、EDX によりMnS 、CaS およびそれらの複合介在物だけを選別し、その個数を測定した。
【００５３】
かしめ強度は、内径33mm外径45mmのリングを４点でかしめ (４mmφ丸平型、切り起し量板厚の80％、押込量板厚の90％) 上下面をシアノアクリレート系接着剤で引張試験用金具に接着し、引張試験機にて分離強度、つまり引張り法でのかしめ強度を測定した。かしめ強度30Mpa 以上を良好とした。
【００５４】
これとは別に上述のように４点でかしめた後に、結束された各リングの間にくさびを押し込み、結束が外れたときの押し込み力を測定し、これをくさび法によるかしめ強度とした。これは、上述の引張り法によるかしめ強度と同じ特性を評価するものであるが、くさび法のほうがバラツキが大きく、引張り法の方がより適すると云える。
【００５５】
【表１】
0004023172.tif 000002
【００５６】
図１は、本例の供試材について、剪断比率と介在物大きさとの関係を示すグラフである。これは、介在物の大きさが大きくなるとプレスによる切断の際、「割れ」やすくなるため破断面の比率が高くなる。この傾向は介在物の大きさが一定値を超えると著しくなり５μｍの大きさがおおまかな境界であった。
【００５７】
かしめは破断面ではなく剪断面の摩擦力で支えられており、剪断面が小さくなることはかしめ力の低下につながる。本発明によるくさび法により計測される結束力は約40MPa 以上であった。
【００５８】
図２はＳ系鋼中介在物(MnS、CaS およびその複合物) のうち0.5 〜５μｍの大きさのものを個数別に分けてかしめ強度と板厚の関係を調べたものである。ただし、図２の場合、絶縁皮膜の厚さは、0.25μm であった。
【００５９】
これらの結果からも分かるように、従来にあっては、板厚が0.5mm より薄くなるとかしめ強度は大幅にかつ急激に低下することが予測されたが (図中、黒四角で示すデータ参照) 、本発明によりＳ系介在物を制御することで、板厚を0.4mm 以下にしても、40MPa 以上のかしめ強度を十分に確保することができ、これは最近の薄鋼板を用いた機器においては十分に許容されるかしめ強度である。
【００６０】
本発明によれば従来想定していなかった0.5mm より薄い板、特に0.15〜0.4mm では従来はかしめ結束力としては不足とされる範囲でも介在物コントロールで有意差があることが分かる。もちろん、板厚を0.15〜0.4mm とすることで、磁気特性、特に高周波特性が大幅に改善されることは云うまでもない。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明によれば、板厚の薄い鋼板による高周波磁気特性が改善されるばかりでなく、自動かしめ性にも優れた無方向性電磁鋼板が得られ、特に今日注目を浴びている電気自動車用の大型モータ用に有用な無方向性電磁鋼板が得られることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例により得られた、介在物の大きさと剪断比率との関係を示すグラフである。
【図２】Ｓ系介在物の大きさによるかしめ強度と板厚との関係を示すグラフである。
【図１】
0004023172.tif 000003
【図２】
0004023172.tif 000004