(57)【要約】 【課題】磁気特性と磁気等方性に優れた軟磁性鋼板の製造方法を提供する。【解決手段】純鉄系成分の鋼素材を熱間圧延して熱延板とする熱延工程と、前記熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、前記必要に応じて熱延板焼鈍を施した前記熱延板を１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延して０．１〜３ｍｍの最終板厚の冷延板とする冷延工程と、前記冷延板に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、前記一次再結晶焼鈍を施した前記冷延板の表面に機械的加工により局所的に予歪を付与する局所歪付与工程と、前記表面に局所的に予歪を付与した前記冷延板に二次再結晶焼鈍を施すことで、板面内の磁気異方性が極小化された軟磁性鋼板を得る二次再結晶焼鈍工程と、を備える。前記冷延板への局所的な予歪の付与は、直径０．１〜０．５ｍｍの投射体を力積面密度が１５〜１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）の条件で投射するショットピーニング処理によって行うことが好ましい。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０２％、Ｓｉ：０〜０．０５％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０〜０．０２％、Ｓ：０〜０．１％、Ａｌ：０〜０．０１％、Ｃｒ：０〜０．１％、Ｎ：０〜０．００５％であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とする熱延工程と、
前記熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、
前記必要に応じて熱延板焼鈍を施した前記熱延板を１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延して０．１〜３ｍｍの最終板厚の冷延板とする冷延工程と、
前記冷延板に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍を施した前記冷延板の表面に機械的加工により局所的に予歪を付与する局所歪付与工程と、
前記表面に局所的に予歪を付与した前記冷延板に二次再結晶焼鈍を施すことで、板面内の磁気異方性が極小化された軟磁性鋼板を得る二次再結晶焼鈍工程と、
を備えたことを特徴とする、軟磁性鋼板の製造方法。
【請求項２】
前記冷延板表面への局所的な予歪の付与が、
直径０．１〜０．５ｍｍの投射体を、その密度、直径および投射速度の積で定義される力積面密度が１５〜１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）の条件で投射するショットピーニング処理によって行われる、
請求項１に記載の軟磁性鋼板の製造方法。
【請求項３】
前記ショットピーニング処理におけるカバレージを５〜２０％とする、
請求項２に記載の軟磁性鋼板の製造方法。
【請求項４】
前記投射体として、荷重０．４９Ｎでのビッカース硬さが４００〜６５０ＨＶの鋼製ビーズを用いる、
請求項２または３に記載の軟磁性鋼板の製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の製造方法で製造された、板厚が０．１〜０．３ｍｍの軟磁性鋼板を複数枚積層して積層軟磁性鋼板を得る積層工程を備えたことを特徴とする積層軟磁性鋼板の製造方法。
【請求項６】
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０２％、Ｓｉ：０〜０．０５％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０〜０．０２％、Ｓ：０〜０．１％、Ａｌ：０〜０．０１％、Ｃｒ：０〜０．１％、Ｎ：０〜０．００５％であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とする熱延工程と、
前記熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、
前記必要に応じて熱延板焼鈍を施した前記熱延板を１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延して０．１〜３ｍｍの最終板厚の冷延板とする冷延工程と、
前記冷延板を部品形状にプレス成形するプレス成形工程と、
前記部品形状にプレス成形されたプレス成形品に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍を施した前記プレス成形品の表面に機械的加工により局所的に予歪を付与する局所歪付与工程と、
前記表面に局所的に予歪を付与した前記プレス成形品に二次再結晶焼鈍を施すことで、板面内の磁気異方性が極小化された電磁気部品を得る二次再結晶焼鈍工程と、
を備えたことを特徴とする、電磁気部品の製造方法。
【請求項７】
前記プレス成形品表面への局所的な予歪の付与が、
直径０．１〜０．５ｍｍの投射体を、その密度、直径および投射速度の積で定義される力積面密度が１５〜１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）の条件で投射するショットピーニング処理によって行われる、
請求項６に記載の電磁気部品の製造方法。
【請求項８】
前記ショットピーニング処理におけるカバレージを５〜２０％とする、
請求項７に記載の電磁気部品の製造方法。
【請求項９】
前記投射体として、荷重０．４９Ｎでのビッカース硬さが４００〜６５０ＨＶの鋼製ビーズを用いる、
請求項７または８に記載の電磁気部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ソレノイド、リレー、電動機、変圧器などに使用される、高透磁率でかつ低鉄損の磁気特性を有する純鉄系組成の軟磁性鋼板および積層軟磁性鋼板の各製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁用途に用いられる鋼板としては、方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板などがあり、磁気特性の異方性をきらう用途に対しては、無方向性電磁鋼板が使用される。しかしながら、無方向性電磁鋼板といえども、圧延方向とそれに直交するクロス方向とで磁気特性を完全に等しくすることは困難であった。そのため、単板で使用する場合には、磁気特性に異方性が生じてしまうことはもちろんのこと、積層して鉄心とする場合においても、圧延方向を揃えて積層すると、鉄心の磁気特性に異方性が生じ部品の特性が劣化してしまう。このような部品の特性劣化を防止するためには、圧延方向が種々の方向にまんべんなく向くように向きを変えながら積層するなどの余分な工程が必要であった。
【０００３】
また、２〜６質量％のＳｉや、結晶成長制御を目的としたインヒビター元素の添加を前提とした従来の電磁鋼板（例えば、特許文献１参照）では、それらの元素の添加によって硬くなるため成形性が劣化する。さらに、渦損の抑制のために鋼板を薄く圧延することも困難であり、また無理に曲げると磁気特性が劣化してしまう。そのため、電動機や発電機から変圧器までの用途においては、平面的な積層鋼板とした２次元磁気回路としてしか使用できず、構造設計の大きな制約となっていた。
【０００４】
もし、比較的柔らかい純鉄系組成の薄鋼板で、従来の電磁鋼板と同等の磁気特性を有しつつ、従来の無方向性電磁鋼板より磁気異方性を小さくできれば、プレス成形した曲面的な薄鋼板による３次元的磁気回路が実現でき、電動機や発電機から変圧器まで、さらなる小型化や軽量化が可能となる。
【０００５】
しかしながら、純鉄系組成の薄鋼板において、磁気異方性を小さくする手段についてはいまだ実用化されていないのが実情である。
【０００６】
なお、特許文献２には、方向性電磁鋼板の製造方法において、歪取り焼鈍後も鉄損低減効果を維持することを課題として、二次再結晶焼鈍し、次いで平坦化焼鈍を行い、平坦化焼鈍後の鋼板表面を圧延方向に間隔をおいて、平行に８００〜１１００℃に帯状に加熱した後、その加熱した部位に平均粒径が１００μｍ以下の粒状体を投射することにより局所歪を導入して磁区細分化を行う技術が開示されている。これに対し、本発明は、軟磁性鋼板における磁気異方性の極小化を課題として、一次再結晶焼鈍後であって二次再結晶焼鈍前に局所的に予歪を付与することを特徴とするものである。したがって、特許文献２に開示された技術は、技術分野、解決すべき課題および具体的構成のいずれもが、本発明とは全く異なるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−２５１０６号公報
【特許文献２】特開２００６−２１９６９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、その目的は、磁気特性と磁気等方性に優れた軟磁性鋼板の製造方法を提供することにある。
【０００９】
また、本発明の他の目的は、磁気特性と磁気等方性に優れた積層軟磁性鋼板の製造方法を提供することにある。
【００１０】
また、本発明のさらに他の目的は、磁気特性と磁気等方性に優れた電磁気部品の製造方法を提供することにある。
【００１１】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る第１発明は、
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０２％、Ｓｉ：０〜０．０５％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０〜０．０２％、Ｓ：０〜０．１％、Ａｌ：０〜０．０１％、Ｃｒ：０〜０．１％、Ｎ：０〜０．００５％であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とする熱延工程と、
前記熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、
前記必要に応じて熱延板焼鈍を施した前記熱延板を１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延して０．１〜３ｍｍの最終板厚の冷延板とする冷延工程と、
前記冷延板に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍を施した前記冷延板の表面に機械的加工により局所的に予歪を付与する局所歪付与工程と、
前記表面に局所的に予歪を付与した前記冷延板に二次再結晶焼鈍を施すことで、板面内の磁気異方性が極小化された軟磁性鋼板を得る二次再結晶焼鈍工程と、
を備えたことを特徴とする、軟磁性鋼板の製造方法である。
【００１３】
本発明に係る第２発明は、上記第１発明において、
前記冷延板表面への局所的な予歪の付与が、
直径０．１〜０．５ｍｍの投射体を、その密度、直径および投射速度の積で定義される力積面密度が１５〜１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）の条件で投射するショットピーニング処理によって行われる、軟磁性鋼板の製造方法である。
【００１４】
本発明に係る第３発明は、上記第２発明において、
前記ショットピーニング処理におけるカバレージを５〜２０％とする、軟磁性鋼板の製造方法である。
【００１５】
本発明に係る第４発明は、上記第２または第３発明において、
前記投射体として、荷重０．４９Ｎでのビッカース硬さが４００〜６５０ＨＶの鋼製ビーズを用いる、軟磁性鋼板の製造方法である。
【００１６】
本発明に係る第５発明は、
上記第１〜第４発明のいずれか１つの発明で製造された、板厚が０．１〜０．３ｍｍの軟磁性鋼板を複数枚積層して積層軟磁性鋼板を得る積層工程を備えたことを特徴とする積層軟磁性鋼板の製造方法である。
【００１７】
本発明に係る第６発明は、
成分組成が、質量％で、Ｃ：０．００１〜０．０２％、Ｓｉ：０〜０．０５％、Ｍｎ：０．０５〜０．５％、Ｐ：０〜０．０２％、Ｓ：０〜０．１％、Ａｌ：０〜０．０１％、Ｃｒ：０〜０．１％、Ｎ：０〜０．００５％であり、残部が鉄および不可避的不純物からなる鋼素材を熱間圧延して熱延板とする熱延工程と、
前記熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程と、
前記必要に応じて熱延板焼鈍を施した前記熱延板を１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延して０．１〜３ｍｍの最終板厚の冷延板とする冷延工程と、
前記冷延板を部品形状にプレス成形するプレス成形工程と、
前記部品形状にプレス成形されたプレス成形品に一次再結晶焼鈍を施す一次再結晶焼鈍工程と、
前記一次再結晶焼鈍を施した前記プレス成形品の表面に機械的加工により局所的に予歪を付与する局所歪付与工程と、
前記表面に局所的に予歪を付与した前記プレス成形品に二次再結晶焼鈍を施すことで、板面内の磁気異方性が極小化された電磁気部品を得る二次再結晶焼鈍工程と、
を備えたことを特徴とする、電磁気部品の製造方法である。
【００１８】
本発明に係る第７発明は、上記第６発明において、
前記プレス成形品表面への局所的な予歪の付与が、
直径０．１〜０．５ｍｍの投射体を、その密度、直径および投射速度の積で定義される力積面密度が１５〜１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）の条件で投射するショットピーニング処理によって行われる、電磁気部品の製造方法である。
【００１９】
本発明に係る第８発明は、上記第７発明において、
前記ショットピーニング処理におけるカバレージを５〜２０％とする、電磁気部品の製造方法である。
【００２０】
本発明に係る第９発明は、上記第７または第８発明において、
前記投射体として、荷重０．４９Ｎでのビッカース硬さが４００〜６５０ＨＶの鋼製ビーズを用いる、電磁気部品の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば以下のとおりである。
【００２２】
本発明の一実施の形態によれば、磁気特性に優れるとともに、優れた磁気等方性を有する軟磁性鋼板を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
軟磁性鋼板について高い磁性および成形性を得るための要件は、成分組成として添加元素や不純物を適正範囲に制御することが重要である。一方、磁気等方性については、基本的な特性として、圧延方向の最大透磁率とそれに直交するクロス方向の最大透磁率とがほぼ等しいことが重要である。
【００２４】
そこで、本発明者らは、種々の成分組成の軟磁性鋼板について、その製造条件と磁気等方性との関係を詳細に検討した。その結果、一次再結晶焼鈍後で二次再結晶焼鈍前の冷延板に、機械的加工により局所的に予歪を付与することで、磁気等方性を向上させることができることを見出した。上記知見に基づき、さらに検討を進め、本発明を完成するに至った。
【００２５】
以下、本発明で用いる鋼素材が有すべき成分組成について説明する。以下、化学成分の単位はすべて質量％である。
【００２６】
〔鋼素材の成分組成〕
Ｃ：０．００１〜０．０２％
Ｃは、鋼中に固溶して、あるいは炭化物を形成して磁気特性を劣化させるため、極力低減させるべきであるが、Ｃ含有量が０．００１％を下回っても磁気特性の向上効果は小さいため、その下限を０．００１％とする。一方、Ｃ含有量が０．０２％を超えると急激に磁気特性が劣化するため、その上限を０．０２％、好ましくは０．０１５％、さらに好ましくは０．０１％とする。
【００２７】
Ｓｉ：０〜０．０５％
Ｓｉは、脱酸剤として使用されるが、伸びを低下させる作用があるため、Ｓｉ含有量の上限を０．０５％、好ましくは０．０４％、さらに好ましくは０．０３％とする。
【００２８】
Ｍｎ：０．０５〜０．５％
Ｍｎは脱酸作用を有するので、本発明においては、磁気特性とプレス成形性の両立のために、Ｃ、ＳおよびＡｌの各含有量を従来鋼に比べて低めにしている代わりに、Ｍｎが脱酸剤としての役割を果たしており、Ｍｎ含有量を０．０５％以上、好ましくは０．１％以上、さらに好ましくは０．１５％以上としてその効果を発揮させる。一方、Ｍｎを過剰に含有させると伸び、および磁気特性が低下するため、Ｍｎ含有量の上限を０．５％、好ましくは０．４％、さらに好ましくは０．３％とする。
【００２９】
Ｐ：０〜０．０２％
Ｐは伸び、磁気特性ともに低下させるため、Ｐ含有量の上限を０．０２％、好ましくは０．０１５％、さらに好ましくは０．０１％とする。
【００３０】
Ｓ：０〜０．１％
Ｓは過剰に含まれると、伸び、および磁気特性を低下させるため、Ｓ含有量の上限を０．１％とし、高い磁気特性、または伸びが求められる場合においては、好ましくは０．０６％、さらに好ましくは０．０２％とする。
【００３１】
Ａｌ：０〜０．０１％
Ａｌは脱酸剤として作用するため、磁気特性に有害なＯ、すなわち酸素と結合して無害化するために有効な元素である。しかしながら、Ａｌを過剰に含有させるとＮと結合してＡｌＮを生成し、結晶粒を微細化して伸びを低下させたり、部品への成形後に必要に応じて行われる磁気焼鈍の後にも結晶粒が微細なままとなって磁気特性も劣化させる。このため、Ａｌ含有量の上限を０．０１％、好ましくは０．００６％、さらに好ましくは０．００５％とする。
【００３２】
Ｃｒ：０〜０．１％
Ｃｒは、鋼中に硫化物などの析出物を形成すると磁気特性の劣化を招くため、極力低減すべきであり、Ｃｒ含有量を０．１％以下、好ましくは０．０７％以下、さらに好ましくは０．０５％以下とする。
【００３３】
Ｎ：０〜０．００５％
Ｎは鋼中に固溶すると磁気特性を劣化させ、またその一部がＡｌＮを形成してもやはり結晶粒が微細化することによって磁気特性が劣化するため、Ｎ含有量を０．００５％以下、好ましくは０．００４％以下、さらに好ましくは０．００３％以下とする。
【００３４】
本発明で用いる鋼素材は、上記記載した以外の成分は、Ｆｅおよび不可避的不純物であることが望ましい。ただし、本発明の効果を害しない範囲内であれば、上記以外の成分の含有を拒むものではない。
【００３５】
次に、本発明に係る磁気等方性に優れた軟磁性鋼板の製造方法について述べる。
【００３６】
〔軟磁性鋼板の製造方法〕
本発明に係る磁気等方性に優れた軟磁性鋼板を製造するには、まず、上記成分組成を有する鋼を溶製し、造塊または連続鋳造によりスラブなどの鋼素材とする。
【００３７】
＜熱延工程＞
そして、この鋼素材を熱間圧延して熱延板とする。この工程を熱延工程と呼ぶ。熱間圧延時の温度条件などは特に限定する必要はないが、例えば、９５０℃以下の圧延終了温度で、熱間圧延を行えばよい。
【００３８】
＜熱延板焼鈍工程＞
次いで、この熱延板に必要に応じて熱延板焼鈍を施す。この工程を熱延板焼鈍工程と呼ぶ。この熱延板焼鈍の焼鈍温度は、より良好な磁気特性を得るためには、８００〜１１５０℃の範囲とするのが推奨される。熱延板焼鈍の焼鈍温度が８００℃を下回ると、熱間圧延で形成されたバンド組織が残留し、整粒された一次再結晶組織を得ることが難しくなり、二次再結晶の発達が阻害される。一方、熱延板焼鈍の焼鈍温度が１１５０℃を超えると、熱延板焼鈍後の粒径が粗大化しすぎて、やはり、整粒された一次再結晶組織を得ることが難しくなる。
【００３９】
＜冷延工程＞
上記必要に応じて熱延板焼鈍を施した熱延板を１回または中間焼鈍を挟む２回以上の冷間圧延して０．１〜３ｍｍの最終板厚の冷延板とする。この工程を冷延工程と呼ぶ。中間焼鈍の焼鈍温度は９００〜１２００℃の範囲とするのが推奨される。中間焼鈍の焼鈍温度が９００℃を下回ると、中間焼鈍後の再結晶粒が細かくなり、さらに、一次再結晶組織におけるＧｏｓｓ核が減少して部品の磁気特性が低下する傾向がある。一方、中間焼鈍の焼鈍温度が１２００℃を超えると、上記熱延板焼鈍のときと同様、結晶粒が粗大化しすぎて、整粒された一次再結晶組織を得ることが難しくなる。
また、冷延板の最終板厚を０．１〜３ｍｍとしたのは、０．１ｍｍを下回ると工業的にハンドリング性が低下する一方、３ｍｍを超えると局所歪導入後の二次再結晶焼鈍による熱処理で鋼板内部まで均一な組織にすることが難しくなるためである。冷延板の最終板厚の上限は、好ましくは２．８ｍｍ、さらに好ましくは２．５ｍｍである。
【００４０】
＜一次再結晶焼鈍工程＞
上記冷延板に一次再結晶焼鈍を施す。この工程を一次再結晶焼鈍工程と呼ぶ。この一次再結晶焼鈍の焼鈍温度は６００〜９００℃の範囲とするのが推奨される。一次再結晶焼鈍の焼鈍温度が６００℃を下回ると、再結晶に要する時間が長くなって工業的に成立し難くなる。一方、一次再結晶焼鈍の焼鈍温度が９００℃を超えると、特定の結晶方位に偏った集合組織ができやすくなるため、その後の局所歪付与処理を実施したとしても等方的な磁気特性を得ることが難しくなる。
【００４１】
＜局所歪付与工程＞
上記一次再結晶焼鈍を施した冷延板の表面に機械的加工により局所的に予歪を付与する。この工程を局所歪付与工程と呼ぶ。従来の、局所的な予歪の付与を行っていない冷延板を磁気焼鈍した場合には、圧延方向に沿って集合組織が発達しやすく、磁気異方性の原因になってしまうが、本発明では局所的に付与された予歪によって、ランダムな結晶方位が得られ、さらに後の二次再結晶焼鈍工程で効率よく結晶粒を粗大化することによって、磁気特性に優れるとともに、板面内における磁気異方性が極小化された集合組織が形成できる。なお、二次再結晶焼鈍工程は、従来技術における磁気焼鈍工程に相当する。
【００４２】
＜二次再結晶焼鈍工程＞
上記表面に局所的に予歪を付与した冷延板に二次再結晶焼鈍を施すことで、板面内の磁気異方性が極小化された軟磁性鋼板が得られる。この工程を二次再結晶焼鈍工程と呼ぶ。  二次再結晶焼鈍の焼鈍温度は、二次再結晶が数時間程度で完了する８５０〜９５０℃の範囲とするのが推奨される。
【００４３】
以上の工程を経ることで、磁気特性に優れるとともに、磁気異方性が極小化された、すなわち磁気等方性に優れた軟磁性鋼板が得られる。
【００４４】
＜ショットピーニング処理＞
局所歪付与工程における上記冷延板表面への局所的な予歪の付与は、付与される予歪の量および分布の自由度がより高いショットピーニング処理を用いて行うことが推奨される。
【００４５】
［直径０．１〜０．５ｍｍの投射体を、その密度、直径および投射速度の積で定義される力積面密度が１５〜１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）の条件で投射］
発明者らは、投射体としてのビーズの投射条件を種々変更して一次再結晶焼鈍後の冷延板の表面にショットピーニング処理を施し、その後に二次再結晶焼鈍を施して、投射体であるビーズの投射条件と鋼板組織の平均結晶粒径との相関関係を解析した。その結果、鋼板組織の平均結晶粒径と最も相関が高いパラメータとして、力積面密度を用いればよいことを見出した。ここに、投射体の運動量／衝突断面積∝投射体の密度×直径×投射速度の関係より、力積面密度は、投射体の密度×直径×投射速度で定義される。すなわち、ショットピーニング処理においては、力積面密度が結晶化特性を規定するパラメータである。
具体的には、直径０．１〜０．５ｍｍの投射体を力積面密度が１５〜１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）の条件で投射するショットピーニング処理を行うのが好ましい。投射体の直径が０．１ｍｍを下回ると、所望の力積面密度を得るためには投射速度を非常に大きくする必要があり、工業的にコストが増大する。一方、投射体の直径が０．５ｍｍを超えると、鋼板の表面荒れが顕著になる。投射体の直径の好ましい上限は０．４ｍｍである。
また、力積面密度が１５ｋｇ／（ｍ・ｓ）を下回ると、後工程の二次再結晶焼鈍において所望の結晶粒径と結晶方位が得られない。一方、力積面密度が１３０ｋｇ／（ｍ・ｓ）を超えると、鋼板の表面荒れが顕著になるとともに、鋼板の板厚が小さい場合にはショットピーニング処理によって鋼板が変形してしまう不具合も生じる。力積面密度の好ましい下限は２０ｋｇ／（ｍ・ｓ）、好ましい上限は１２０ｋｇ／（ｍ・ｓ）である。
【００４６】
［ショットピーニング処理におけるカバレージ：５〜２０％］
投射体の衝突痕による加工表面の被覆率で定義されるカバレージを５〜２０％とするのが推奨される。カバレージが５％を下回ると、二次再結晶が局所歪の導入されていない場所からも起こって所望のランダムな結晶方位が得られない。一方、カバレージが２０％を超えると、二次再結晶が起こる場所が多くなりすぎて粒成長後の結晶粒径が小さくなって磁気特性が低下する。ショットピーニング処理におけるカバレージのより好ましい下限は７％、より好ましい上限は１８％である。なお、本実施形態においては、カバレージは、光学顕微鏡で観察して観察面積全体に対するビーズが当たった部分の面積率を目視で測定した。
【００４７】
［投射体として、荷重０．４９Ｎでのビッカース硬さが４００〜６５０ＨＶの鋼製ビーズを用いる］
本発明においては、鋼素材として純鉄系鋼板を使用し、一次焼鈍後にショットピーニング処理を施すため、用いる投射体の材質にも好ましい範囲がある。すなわち、所望の力積面密度とカバレージを得るために、硬さが小さすぎると十分な局所歪が導入できず、一方硬さが高すぎると鋼板の表面荒れが顕著になるため、荷重０．４９Ｎでのビッカース硬さが４００〜６５０ＨＶの鋼製ビーズを用いるのが推奨される。投射体のビッカース硬さのより好ましい下限は４５０ＨＶ、より好ましい上限は６００ＨＶである。
【００４８】
〔積層軟磁性鋼板の製造方法〕
上記実施形態では、軟磁性鋼板を単板で使用する場合を前提として、最終板厚を０．１〜３ｍｍとしたが、積層して積層軟磁性鋼板として使用する場合は、最終板厚を０．３ｍｍ以下に制限して板厚０．１〜０．３ｍｍの軟磁性鋼板とし、これを複数枚積層して積層軟磁性鋼板とするのが推奨される。１枚１枚の軟磁性鋼板は、磁気異方性が極小化されているので、従来の無方向性電磁鋼板のように向きを変えながら積層する必要がなく、圧延方向を揃えて積層しても磁気特性に異方性が生じることを確実に防止でき、優れた磁気特性の積層軟磁性鋼板が得られる。
【００４９】
〔電磁気部品の製造方法〕
上記実施形態では、一次再結晶焼鈍後の冷延板に局所的な予歪を付与した後、さらに二次再結晶焼鈍を施すことで、磁気特性と磁気等方性に優れた軟磁性鋼板を製造する方法について説明した。このようにして製造された本発明に係る軟磁性鋼板は、部品形状にプレス成形されることで、従来技術のようにさらに磁気焼鈍することなく、磁気特性と磁気等方性に優れた電磁気部品が得られる。
しかしながら、このように一旦、磁気特性と磁気等方性に優れた軟磁性鋼板を製造する替りに、従来技術と同じく一次再結晶焼鈍後の冷延板をそのまま軟磁性鋼板として用い、それを部品形状にプレス成形してから、そのプレス成形品に局所的な予歪を付与した後に従来の磁気焼鈍に相当する二次再結晶焼鈍を施すことで、磁気特性と磁気等方性に優れた電磁気部品を製造することができる。
なお、本発明に係る電磁気部品の製造方法における各工程の操作条件については、上記軟磁性鋼板の製造方法における各工程の操作条件とそれぞれ共通するので、説明を省略する。
【００５０】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することももちろん可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００５１】
［実施例１］
まず、本実施例１に基づき、本発明に係る軟磁性鋼板の製造方法をより具体的に説明する。
【００５２】
下記表１に示す成分の鋼材を熱間圧延して所定厚さの熱延板とし、この熱延板を酸洗した後、冷間圧延して最終板厚０．５〜２．８ｍｍの冷延板とした。この冷延板に対して６８０℃×２．５ｈの条件で一次再結晶焼鈍を施し、この一次再結晶焼鈍後の冷延板を６０ｍｍ×６０ｍｍの大きさに切断して試験片を作製した。この試験片に対して、投射体として種々の材質および直径のビーズを用い、投射条件を変えてショットピーニング処理を施した後、８５０℃×３ｈの二次再結晶焼鈍を施した。なお、ショットピーニング処理におけるカバレージは、あらかじめ単位時間あたりの投射質量を一定としたときの投射時間とカバレージの関係を実験的に求めておき、投射時間を変更して狙いのカバレージに設定した。なお、鋼Ｎｏ．１５では、一次再結晶焼鈍後、ショットピーニング処理を行わずに二次再結晶焼鈍を施した。また、鋼Ｎｏ．１６では、一次再結晶焼鈍後、ショットピーニング処理に替えて圧下率５％のスキンパスを施し、その後二次再結晶焼鈍を施した。
【００５３】
そして、二次再結晶焼鈍後の試験片について、圧延方向の最大透磁率μＬと圧延方向に直交する方向の最大透磁率μＣをそれぞれ測定した。透磁率の具体的な測定は、メトロン技研製の直流・交流磁気測定装置を用いて、最大励磁磁場５００Ａ／ｍで行い、最大透磁率を評価した。また、二次再結晶焼鈍後の試験片について以下の方法で表面荒れと反りの発生の有無を観察した。表面荒れの発生の有無は、あらかじめ準備した、表面粗さ測定でのＲｙ＝１０．０μｍ相当の限度見本よりも表面が荒れていると認められるものを「表面荒れの発生あり」と判定した。また、反りの発生の有無は、６０ｍｍ×６０ｍｍの大きさの試験片を凸になった面を下向きにしてその１辺を水平な台に密着させて置いたときの、前記１辺に対向する辺の前記水平な台からの高さが５ｍｍ以上のものを「反りの発生あり」と判定した。
【００５４】
下記表２に測定結果を示す。同表において、μＬとμＣがともに６８００以上の場合を磁気特性が優れるとしてＡで表示し、ともに７５００以上の場合を磁気特性がさらに優れるとしてＡＡで表示した。また、μＬ／μＣの値が０．９６〜１．０４の場合を磁気等方性が優れるとしてＡで表示し、０．９８５〜１．０１５の場合を磁気等方性がさらに優れるとしてＡＡで表示した。そして、磁気特性と磁気等方性がともにＡまたはＡＡで、かつ、表面荒れも反りも発生していないものを総合評価Ａで表示した。
【００５５】
【表１】
2017106072.tif 000002
【００５６】
【表２】
2017106072.tif 000003
【００５７】
同表中、鋼Ｎｏ．１〜１０は、磁気特性と磁気等方性がともに基準を満たすとともに、表面荒れも反りも発生していないことを確認した。
【００５８】
一方で、鋼Ｎｏ．１１は、投射体の力積面密度が推奨範囲より大きいため、表面荒れと反りがともに発生した。
【００５９】
鋼Ｎｏ．１２は、投射体の力積面密度が推奨範囲より小さいため、μＬおよびμＣがともに小さく、磁気特性が基準を満たさなかった。
【００６０】
鋼Ｎｏ．１３は、ショットピーニング処理におけるカバレージが低いため、μＬおよびμＣがともに小さく、磁気特性が基準を満たさなかった。
【００６１】
鋼Ｎｏ．１４は、ショットピーニング処理におけるカバレージが高いため、やはりμＬおよびμＣがともに小さく、磁気特性が基準を満たさなかった。
【００６２】
鋼Ｎｏ．１５は、ショットピーニング処理を行わなかったため、磁気特性および磁気等方性はともに基準を満たさなかった。
【００６３】
鋼Ｎｏ．１６は、ショットピーニング処理に替えてスキンパスを行ったが、磁気特性および磁気等方性はともに基準を満たさなかった。
【００６４】
［実施例２］
次に、本実施例２に基づき、本発明に係る電磁気部品の製造方法をより具体的に説明する。
【００６５】
上記表１に示す鋼種Ａの成分の鋼材を熱間圧延して板厚２．４ｍｍの熱延板とし、この熱延板を酸洗した後、冷間圧延して最終板厚１．０ｍｍの冷延板とした。この冷延板に対して６８０℃×２．５時間の条件で水素雰囲気中にて一次再結晶焼鈍を施してプレス成形用素材とした。この素材からφ１００ｍｍの円形状に打抜いたものをブランク材とし、このブランク材をパンチ径：５０ｍｍ、肩Ｒ：１０ｍｍのプレス成形機で深絞り成形し、カップ形状とした。得られたカップ形状のプレス成形品から、（１）ショットピーニングを施したもの、（２）ショットピーニングを施さないものの２種類の試料を準備し、これらの試料に８５０℃×３時間の条件で磁気焼鈍を施した。
【００６６】
そして、磁気焼鈍後に得られたカップ形状部品について、保磁力計（東北金属製、型番：Ｋ−ＨＣ１０００）で保磁力を測定した。
【００６７】
下記表３に測定結果を示す。同表において、保磁力が８５Ａ／ｍ以下の場合を磁気特性が優れるとしてＡで表示した。
【００６８】
【表３】
2017106072.tif 000004
【００６９】
同表中、鋼Ｎｏ．１８は、磁気特性が基準を満たしていることを確認した。なお、本実施例２では磁気等方性の評価を行わなかったが、鋼Ｎｏ．１８はショットピーニング処理の各条件がいずれも本発明の推奨範囲内であるため、上記実施例１の鋼Ｎｏ．１等と同様、磁気等方性に十分優れるものと推定される。
【００７０】
一方で、鋼Ｎｏ．２０は、ショットピーニング処理を行わなかったため、磁気特性が基準を満たさず、また、上記実施例１の鋼Ｎｏ．１５と同様、磁気等方性にも劣るものと推定される。