(57)【要約】【課題】  電磁継電器（リレー）の可動鉄片などの部品を薄板状の素材から打ち抜き加工により製造するにあたり、より小さい打ち抜き荷重、かつより短いストロークで打ち抜くことができ、ひいては、打ち抜き加工に用いられる金型等の寿命を長くすることができ、また、打ち抜いた端面にバリやカエリ等の端面部不良が出にくい部品を製造することができる、打ち抜き加工性に優れた電磁軟鉄を提供する。【解決手段】  電磁軟鉄を、質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．１０％未満（０％を含まない）、Ａｌ：０．０１％未満（０％を含まない）、Ｏ：０．００８％以上０．０２％以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、非金属介在物の存在量を、清浄度が０．０２０％以上とすることにより、打ち抜き加工性に優れた電磁軟鉄が得られる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．１０％未満（０％を含まない）、Ａｌ：０．０１％未満（０％を含まない）、Ｏ：０．００８％以上０．０２％以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、鋼質試験による清浄度が０．０２０％以上であることを特徴とする、打ち抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
【請求項２】
前記電磁軟鉄の内部に分布している非金属介在物が、Ａ系介在物あるいはＣ系介在物、あるいはＡ系介在物とＣ系介在物の両方を含むことを特徴とする、請求項１に記載の打抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
【請求項３】
前記電磁軟鉄の表層部のフェライト結晶粒度が８．０以上である、請求項１または２に記載の打抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
【請求項４】
前記電磁軟鉄の表層部のフェライト結晶粒度をＦＧ（表層）、板厚中心部のフェライト結晶粒度をＦＧ（板厚中心）とするとき、次の式（１）を満足することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載の打抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
ＦＧ（表層）−ＦＧ（板厚中心）≦０．５      （１）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、打ち抜き加工等により所定の形状に加工された後に電磁継電器（リレー）の可動鉄片などに用いられる、打ち抜き加工性が良好な電磁軟鉄を提供する。
【背景技術】
【０００２】
電磁継電器（リレー）の可動鉄片などの部品は、需要家で所定の部品形状に合わせて打ち抜き加工を施され使用される。その際、打ち抜き端面にバリが発生してリレー等の部品としての動作に不具合をもたらす原因となることや、打抜き加工に用いられる金型の寿命が短いなどの課題が顕在化することがあり、これらの課題の発生が少ない、打ち抜き加工性が良好な電磁軟鉄が求められている。一方で、電磁軟鉄材料は、リレー、電磁石、磁気クラッチ、ブレーキ、発電器、モータなどの鉄心、継鉄、接極子、その他磁気シールド等に用いられ、電磁軟鉄の規格（ＪＩＳ  Ｃ２５０４）も存在するが、電磁継電器（リレー）の可動鉄片などの部品としては、例えば鋼種ＳＵＹ−１（ＪＩＳ  Ｃ２５０４による）を素材として用いれば十分であって、多量のＳｉやＡｌを添加した高いグレードの高級鋼板（電磁鋼板）を用いる必要はまったくないことが多い。
【０００３】
ところで、電磁継電器（リレー）の可動鉄片などの部品が、薄板状の素材から打ち抜き加工により所定の部品形状とされる場合において打ち抜き加工性が良好であるとは、打ち抜き加工時に鋼板が破断し易いこと、すなわち、より小さい打ち抜き荷重、かつより短いストロークで打ち抜けること、打ち抜き加工に用いられる金型等の寿命が長いことや、打ち抜いた端面にバリやカエリ等の端面部不良が出にくいこと、である。  この明細書では、この特性を打ち抜き加工性が良いと称する。
【０００４】
打ち抜き性を改善するための方法として、鋼板の成分や金属組織を調整して鋼板の硬度を調整するなど種々の方法が開示されているが、別法として、鋼板内部の介在物を活用する技術が開示されている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、質量％で、Ｓｉを０．０１〜４．５％、ｓｏｌ．Ａｌを０．０００１〜４．０％、Ｍｎを０．０５〜４．００％、Ｓを０．００５〜０．０３５％含有し、酸化物系介在物と硫化物系介在物およびそれらの複合系介在物からなり、個々の介在物の大きさが２μｍ以上であって、比較的稠密な介在物の間隙に割れが伝播し易いことを活用して、鋼板の内部に割れの起点かつ伝播点となるよう列状に並んだ介在物を与えて打ち抜き加工時の割れを促進し、鋼板の塑性変形領域を減少させる無方向性電磁鋼板とその製造方法が記載されている。
【０００６】
また、特許文献２には、質量％で、Ｓｉを０．１％以上７．０％以下、Ａｌを０．０１％以上３．０％以下、Ｏを０．００５＆以上０．０２％以下、Ｓを０．００５％以以下含有し、直径が２μｍ以上２５μｍ以下のアルミナまたはシリカの１種以上からなる酸化物を１００個／ｍｍ３以上１０００００個／ｍｍ３以下含有することを特徴とする打ち抜き加工性と鉄損に優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−１６０３０６号公報
【特許文献２】特開２００８−２８５７２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上に開示した、鋼板内部の介在物を活用して打ち抜き性を改善する技術によると、以下に述べる問題が発生する場合がある。
【０００９】
列状に並んだ介在物により打ち抜き加工時の割れを促進する場合、打ち抜き時に圧延方向に列状に並んだ介在物に沿って割れが伝播すると、本来は板厚方向に貫通すべき割れが圧延方向に伝播することとなり、打ち抜き後の寸法精度が低下するという問題が生じる。
【００１０】
また、多量のＳｉやＡｌを添加することは、体積抵抗を高めることや、結晶粒径を大きくして磁壁移動の抵抗を低減することにより鉄損を低減する効果がある。しかし、そのような素材は、電磁継電器（リレー）の可動鉄片などの部品のための素材としては過剰な磁気特性であったり、圧延工程における製造性の悪化を招くことがある。
【００１１】
そこで、本発明は、アルミナやシリカのような硬質のＣ系介在物の量をコントロールして鋼板の内部に分布させることで、打ち抜き加工時において亀裂発生の起点として作用させ、また、亀裂を板厚方向に伝播しやすくして、打ち抜き端面においてせん断面の割合を小さくすることにより、より小さい打ち抜き荷重、かつより短いストロークで打ち抜けること、ひいては、打ち抜き加工に用いられる金型等の寿命を長くすることができ、また、打ち抜いた端面にバリやカエリ等の端面部不良が出にくいことにつながる、打ち抜き加工性に優れた電磁軟鉄を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の要旨は次の通りである。
（１）質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．１０％未満（０％を含まない）、Ａｌ：０．０１％未満（０％を含まない）、Ｏ：０．００８％以上０．０２％以下を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなり、かつ、鋼質試験による清浄度が０．０２０％以上であることを特徴とする、打ち抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
（２）鋼質試験により観察される非金属介在物として、Ａ系介在物とＣ系介在物を含み、実質的にＢ系介在物を含まない、（１）に記載の打抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
（３）電磁軟鉄の表層部のフェライト結晶粒度が８．０以上である、（１）または（２）に記載の打抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
（４）表層部の結晶粒度をＦＧ（表層）、板厚中心部の結晶粒度をＦＧ（板厚中心）とするとき、次の式（数１）を満足することを特徴とする、（１）から（３）に記載の打抜き加工性に優れた電磁軟鉄。
【００１３】
ＦＧ（表層）−ＦＧ（板厚中心）≦０．５      （１）
【００１４】
なお、上記の清浄度や非金属介在物の種類は、ＪＩＳ  Ｇ０２０２の鋼質試験のうちの組織試験に規定されるところに従う。
【００１５】
また、上記のフェライト結晶粒度ＦＧは、ＪＩＳ  Ｇ０５５１に規定されるフェライト結晶粒度である。そして、ＦＧ（表層）とＦＧ（板厚中心）は、ＪＩＳ  Ｇ０５５１に規定されている、結晶粒度標準図との比較による比較法で結晶粒度の評価を行う。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、電磁継電器（リレー）の可動鉄片などの部品を薄板状の素材から打ち抜き加工により製造するにあたり、より小さい打ち抜き荷重、かつより短いストロークで打ち抜くことができ、ひいては、打ち抜き加工に用いられる金型等の寿命を長くすることができ、また、打ち抜いた端面にバリやカエリ等の端面部不良が出にくい部品を製造することができる、打ち抜き加工性に優れた電磁軟鉄を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明のメカニズムについて詳細に説明する。
本発明者らは、種々の成分組成を有する電磁軟鉄材料（ＳＵＹＰ−１材相当）を素材として、電磁継電器（リレー）の可動鉄片用の部品を打ち抜き加工により製造し、打ち抜いた破断面の状態や、打ち抜き加工に用いた金型の手入れ作業を行うまでに連続して打ち抜き加工を行うことができた連続打ち抜き回数（ショット数）と、電磁軟鉄材料の内部に分布する介在物の状態について関連性を調査した。その結果、次の事実を確認することができた。
【００１８】
（１）連続打ち抜き回数（ショット数）が５０万回を越えて金型寿命が長いと判断される素材は、いずれも清浄度が０．０２０％を越えるものであった。
（２）金型寿命が長いと判断された素材において、０．０２０％を越える清浄度の内訳は、Ｃ系介在物が０．０１５％以上で、残部がＡ系介在物であった。Ｂ系介在物は０％であった。
（３）金型寿命が長いと判断された素材において、素材のフェライト結晶粒度を調べたところ、いずれも表層部のフェライト結晶粒度が８．４以上であった。このとき、同じ素材の板厚中心部におけるフェライト粒度が７．９以下である素材であっても連続打ち抜き回数（ショット数）の点で優位差はなかった。
（４）清浄度が０．０２０％未満の材料で、表層部のフェライト結晶粒度が７．５である素材は、連続打ち抜き回数（ショット数）が２０万回未満であり、打ち抜き加工性は不良であった。
（５）素材の表面硬度や機械的特性（降伏強度、引張強さ、均一伸び）と連続打ち抜き回数（ショット数）の間には、関連性は認められなかった。
【００１９】
これらの知見を確認するため、種々の成分組成を有する素材を準備し、連続打ち抜き回数（ショット数）の試験を実施した。その詳細は次のとおりである。
【００２０】
【表１】
2017179507.tif 000002
【００２１】
（電磁軟鉄条の製造）
表１に示した成分に調整した鋼を常法により熱間圧延し、酸洗し、冷間圧延し、焼鈍と調質圧延を経て板厚０．８ｍｍに仕上げ、さらにスリットを経て、幅１０ｍｍの電磁軟鉄条を得た。Ｎｏ．１〜５の鋼は、いずれもＳＵＹＰ−１に該当する化学成分を有する。表面仕上げは、８Ｂ相当とした。表面硬度は、ビッカース硬さで１１０〜１２５となった。
【００２２】
（非金属介在物の特定とフェライト結晶粒度の測定）
Ａ系〜Ｃ系の介在物の測定は、ＪＩＳ  Ｇ０５５５で規定された点算法による非金属介在物と顕微鏡で行う。また、結晶粒度は、ＪＩＳ  Ｇ０５５１に規定されている、結晶粒度標準図との比較による比較法により結晶粒度の評価を行う。
【００２３】
この方法により測定された非金属介在物の量とフェライト結晶粒度を表に示す。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
（連続打ち抜き加工と金型寿命の評価）
この電磁軟鉄条から、連続打ち抜き加工を行って、幅１０ｍｍ×長さ７．３ｍｍの鉄片を製造した。打ち抜き加工における金型のクリアランスは、板厚の５％とした。打ち抜いた鉄片を打ち抜き５０００回ごとに抜き取って、鉄片の４辺のそれぞれの中央部分のバリ高さを測定した。４辺のバリ高さの測定値のうち最大のものが、連続した２回の抜き取りにわたって板厚の１５％を越えた場合に、連続打ち抜き加工を中断し、打ち抜き金型の手入れを行うとともに、それまでの連続打ち抜き回数（ショット数）を金型寿命とした。この評価を、１セットの金型のみを用いて、素材Ｎｏ．１の電磁軟鉄条、次に素材Ｎｏ．２の電磁軟鉄条、次にＮｏ．３の電磁軟鉄条の順にＮｏ．５まで実施し、次に再び素材Ｎｏ．１の電磁軟鉄条に戻るように各素材について５回行い、５回の平均値をその素材に対しての金型寿命とした。連続打ち抜き回数（ショット数）が５０万回以上であれば、金型寿命が長く、合格と判断される。
【００２６】
Ｎｏ．１〜５の各電磁軟鉄条についての金型寿命を表３に示す。
【００２７】
【表３】
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【００２８】
Ｎｏ．１〜５の各電磁軟鉄条は、どれも質量％で、Ｃ：０．０３０％以下、Ｓｉ：０．１０％未満、Ａｌ：０．０１％未満、Ｏ：０．００８％以上０．０２％以下を含有している。その中でも、清浄度が０．０２０％以上であるＮｏ．１〜３に限って、金型寿命が５０万回を越え、打ち抜き加工性に優れていた。
Ｎｏ．４と５の電磁軟鉄条は、清浄度以外の合金成分の点ではＮｏ．１〜３の電磁軟鉄条と同じ条件であるが、金型寿命は明らかに劣っていた。このことから、合金成分だけではなく、介在物の存在量が金型寿命に大きく影響することが明らかである。その金型寿命の観点では、介在物の存在量を清浄度が０．０２０％以上とすることが指標とすればよい。
【００２９】
清浄度については、清浄度が最も大きいＮｏ．２の素材が最も金型寿命に優れていた。また、清浄度の内訳としてはＮｏ．３のようにＣ系介在物のみであってもよいが、Ｎｏ．１やＮｏ．２のようにＡ系介在物が共存していても、金型寿命が５０万回を越え、打ち抜き加工性は良好であることも確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上説明した通り、本発明に基づいて、電磁軟鉄の合金組成を選定することと、介在物の存在量について清浄度を指標として適正に制御することにより、打ち抜き加工に用いられる金型等の寿命を長くすることができ、また、打ち抜いた端面にバリ等の端面部不良が出にくいことにつながる、打ち抜き加工性に優れた電磁軟鉄を提供することができる。