(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モーターコアの歪取り焼鈍における熱処理方法であって、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いてモーターコアを焼鈍する焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で得られた前記モーターコアを、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いて、前記焼鈍工程における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超えた冷却速度で冷却する冷却工程と
を含み、
前記冷却工程は、前記焼鈍工程の直後に実施され、
前記冷却工程は、前記焼鈍工程を経た前記モーターコアを３００℃まで冷却することを含む、
熱処理方法。
【請求項２】
前記冷却速度は、１時間当たり６５０℃以上７００℃以下の範囲の速度である、
請求項１に記載の熱処理方法。
【請求項３】
モーターコアの歪取り焼鈍における熱処理方法であって、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いてモーターコアを焼鈍する焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で得られた前記モーターコアを、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いて、前記焼鈍工程における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超えた冷却速度で冷却する冷却工程と
を含み、
前記冷却工程は、前記焼鈍工程の直後に実施され、
前記冷却速度は、１時間当たり６５０℃以上７００℃以下の範囲の速度である、
熱処理方法。
【請求項４】
前記冷却工程における系内の酸素分圧は、
３／２Ｆｅ＋Ｏ２＝１／２Ｆｅ３Ｏ４の酸素平衡分圧及び２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
４／３Ｆｅ＋Ｏ２＝２／３Ｆｅ２Ｏ３の酸素平衡分圧以下、である、
請求項１から３のいずれか一項に記載の熱処理方法。
【請求項５】
モーターコアの歪取り焼鈍における熱処理方法であって、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いてモーターコアを焼鈍する焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で得られた前記モーターコアを、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いて、前記焼鈍工程における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超えた冷却速度で冷却する冷却工程と
を含み、
前記冷却工程は、前記焼鈍工程の直後に実施され、
前記冷却工程における系内の酸素分圧は、
３／２Ｆｅ＋Ｏ２＝１／２Ｆｅ３Ｏ４の酸素平衡分圧及び２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
４／３Ｆｅ＋Ｏ２＝２／３Ｆｅ２Ｏ３の酸素平衡分圧以下、である、
熱処理方法。
【請求項６】
前記焼鈍工程の前に、前記モーターコアを脱脂及び／又は予熱する脱脂予熱工程を有する、
請求項１から５のいずれか一項に記載の熱処理方法。
【請求項７】
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスが供給され、モーターコアを焼鈍するように構成された加熱室と、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスが供給され、前記加熱室を通過した前記モーターコアを、焼鈍時における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超える冷却速度で冷却するように構成された冷却室と
を備え、
前記冷却室は、前記加熱室の下流側に、前記加熱室と直接連通して設けられていて、
前記冷却速度は、１時間当たり６５０℃以上７００℃以下の範囲の速度である、
熱処理炉。
【請求項８】
前記冷却室における系内の酸素分圧が、
３／２Ｆｅ＋Ｏ２＝１／２Ｆｅ３Ｏ４の酸素平衡分圧及び２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
４／３Ｆｅ＋Ｏ２＝２／３Ｆｅ２Ｏ３の酸素平衡分圧以下、となるよう前記冷却室は構成されている、
請求項７に記載の熱処理炉。
【請求項９】
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスが供給され、モーターコアを焼鈍するように構成された加熱室と、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスが供給され、前記加熱室を通過した前記モーターコアを、焼鈍時における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超える冷却速度で冷却するように構成された冷却室と
を備え、
前記冷却室は、前記加熱室の下流側に、前記加熱室と直接連通して設けられていて、
前記冷却室における系内の酸素分圧が、
３／２Ｆｅ＋Ｏ２＝１／２Ｆｅ３Ｏ４の酸素平衡分圧及び２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
４／３Ｆｅ＋Ｏ２＝２／３Ｆｅ２Ｏ３の酸素平衡分圧以下、となるよう前記冷却室は構成されている、
熱処理炉。
【請求項１０】
前記加熱室の上流に脱脂予熱室が更に設けられている、
請求項７から９のいずれか一項に記載の熱処理炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、熱処理方法及び熱処理炉に関し、特に電磁鋼板を使用したモーターコアの歪取り焼鈍における熱処理方法及び熱処理炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気機器、例えば、変圧器等の静止器又はモーター等の回転器において、電磁鋼板が使用されている。例えば、モーターの鉄心（コア）は、所定の厚さの無方向性電磁鋼板を、金型を用いてステータ形状又はロータ形状に打ち抜き、積層させることにより製造される。
【０００３】
しかしながら、打ち抜き加工では、コア材の端部及びカシメ積層の場合はそのカシメ部を中心に、塑性歪みや弾性歪みといったような所謂歪みが残留する場合がある。そのため、これらの歪みを除去する目的で、モーターコアを、窒素ガス、アルゴンガス又はブタンガスなどを不完全燃焼させ発生させた一酸化炭素などの非酸化性雰囲気ガス中で７００〜８００℃程度の温度まで加熱した後に、徐冷するという歪取り焼鈍が従来から行われている。この徐冷は、鉄損を改善するべくその冷却時にモーターコアに歪みが生じることを避けるために、及び、その寸法精度悪化を防ぐために、行われる。例えば、徐冷用の徐冷室には、攪拌ファン、空冷管、ヒーター等の全て若しくは一部が設けられる。この徐冷では、２５℃／時程度の冷却速度が推奨されている。
【０００４】
また、例えば、特許文献１は、所定の成分組成を有し、降伏応力が４００ＭＰａ以上である一つの無方向性電磁鋼板からロータコア材とステータコア材を同時に採取した後、ロータコア材は積層してロータコアとし、ステータコア材は積層し、歪取り焼鈍を施してステータコアとするモーターコアの製造方法を開示する。モーターコアのステータコアは、仕上げ焼鈍後の鋼板を打ち抜き加工等でコア形状に加工し、積層し、溶接やカシメ等でクランプした後、歪取り焼鈍が施される。そして、特許文献１の記載によれば、仕上げ焼鈍後の鋼板から採取したサンプルの歪取り焼鈍時の均熱温度から６５０℃までの冷却速度は、歪取り焼鈍後の鉄損を低減するために、１０℃／分以下が好ましく、５℃／分以下がより好ましい、とされている。
【０００５】
また、モーターコアは導電体であることから、交流が流れた際に、巻き線が短絡した形で渦電流が流れる。この渦電流は、結果的に熱に変わり渦電流損となるため、出来るほど小さくすることが好ましい。この過電流を減少させるためには、打ち抜き加工後の積層体を互いに絶縁させることが好ましい。絶縁させる方法としては、歪取り焼鈍後にブルーイング処理することで、切断／打ち抜き端面を酸化する方法等が挙げられる（例えば特許文献２参照）。ブルーイング処理は、歪取り焼鈍後に、炉内の露点を引き上げることで、鋼板表面に酸化鉄（ＩＩ）（ＦｅＯ）や四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）等の酸化被膜を形成させる処理である。このブルーイング処理により、鋼板表面を絶縁処理すると共に、切断／打ち抜き端面の耐食性、防錆性を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１８／１７９８７１号
【特許文献２】特開２０１５−４２０１５号公報
【特許文献３】特開２０１７−１６６７２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１のモーターコアの製造方法では、１０℃／分以下、より好ましくは５℃／分以下の冷却速度で冷却を行う。これは歪取り焼鈍における処理時間について作業者等に満足感を与えるものではないにもかかわらず、その上で更にブルーイング処理を実施する場合、それを実施することで、歪取り焼鈍における処理時間が更に長くなる。また、ブルーイング処理を実施する場合、ブルーイング処理用の設備を設ける必要がある。これは、例えばコスト面での更なる課題をもたらす。
【０００８】
本開示の目的は、モーターコアの歪取り焼鈍において、ブルーイング処理を行うことなく、ブルーイング処理を施した際と同等レベルの特性を得ることを可能にする熱処理方法及び熱処理炉を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本開示に係る第１の様態は、
モーターコアの歪取り焼鈍における熱処理方法であって、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いてモーターコアを焼鈍する焼鈍工程と、
前記焼鈍工程で得られた前記モーターコアを、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いて、前記焼鈍工程における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超えた冷却速度で冷却する冷却工程と
を含む、熱処理方法
を提供する。
【００１０】
好ましくは、前記冷却工程は、前記焼鈍工程の直後に実施される。
【００１１】
好ましくは、前記冷却工程は、前記焼鈍工程を経た前記モーターコアを３００℃まで冷却することを含む。
【００１２】
好ましくは、前記冷却速度は、１時間当たり６５０℃以上７００℃以下の範囲の速度である。
【００１３】
好ましくは、前記冷却工程における系内の酸素分圧は、
３／２Ｆｅ＋Ｏ２＝１／２Ｆｅ３Ｏ４の酸素平衡分圧及び２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
４／３Ｆｅ＋Ｏ２＝２／３Ｆｅ２Ｏ３の酸素平衡分圧以下、である。
【００１４】
好ましくは、前記焼鈍工程の前に、前記モーターコアを脱脂及び／又は予熱する脱脂予熱工程を有する。
【００１５】
また、本開示に係る第２の態様は、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスが供給され、モーターコアを焼鈍するように構成された加熱室と、
炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスが供給され、前記加熱室を通過した前記モーターコアを、焼鈍時における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超える冷却速度で冷却するように構成された冷却室と
を備える、熱処理炉
を提供する。
【００１６】
好ましくは、前記冷却室は、前記加熱室の下流側に、前記加熱室と直接連通して設けられている。
【００１７】
好ましくは、前記冷却速度は、１時間当たり６５０℃以上７００℃以下の範囲の速度である。
【００１８】
前記加熱室の上流に脱脂予熱室が更に設けられていてもよい。
【００１９】
好ましくは、前記冷却室における系内の酸素分圧が、
３／２Ｆｅ＋Ｏ２＝１／２Ｆｅ３Ｏ４の酸素平衡分圧及び２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
４／３Ｆｅ＋Ｏ２＝２／３Ｆｅ２Ｏ３の酸素平衡分圧以下、となるよう前記冷却室は構成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本開示の上記第１及び第２の様態によれば、モーターコアの歪取り焼鈍において、ブルーイング処理を行うことなく、ブルーイング処理を施した際と同等レベルの特性を得ることを可能にする熱処理方法及び熱処理炉を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本開示の一実施形態に係る熱処理炉の構成を示す概略図である。
【図２】図１の熱処理炉における熱処理方法のフローチャートである。
【図３】モーターコアの組織写真の一例である。
【図４】空気と燃料ガスとの混合割合と、それを燃焼したときに発生する変成ガスの成分割合との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下に、本開示の一実施形態に係る熱処理炉及びその熱処理炉での熱処理方法について、図面に基づいて説明する。
【００２３】
図１に、本開示の一実施形態に係る熱処理炉１０を示す。熱処理炉１０は、脱脂予熱室１１と、加熱室１２と、冷却室１４とを備える。脱脂予熱室１１の下流側に加熱室１２が設けられ、加熱室１２の下流側に冷却室１４が設けられている。加熱室１２は脱脂予熱室１１に直接連通し、冷却室１４は加熱室１２に直接的に連通する。脱脂予熱室１１と加熱室１２との間に仕切扉は設けられていないが、設けられてもよい。同様に、加熱室１２と冷却室１４との間にも仕切扉は設けられていないが、設けられてもよい。脱脂予熱室１１と加熱室１２はそれぞれヒーターを備える。各ヒーターは、設置された部屋の温度が対応する目標温度になるように制御される。冷却室１４は冷却手段、例えば水冷システムを備える。なお、脱脂予熱室１１は、脱脂室及び予熱室としてのみならず、脱脂室としてのみ、又は、予熱室としてのみ機能し得また使用される場合もある。
【００２４】
熱処理炉１０は、雰囲気ガス供給装置（以下、ガス供給装置）１６を備えている。ガス供給装置１６は、発熱型変成ガスを供給するように構成されていて、ここでは燃料ガスと空気とが供給されて変成ガスを発生させる変成炉１６ａを備える。ガス供給装置１６は、更にこの変成炉１６ａで発生させたガスの熱処理炉内への供給を制御するガス供給制御装置を備える。変成炉１６ａに供給される空気と燃料ガスとの混合割合は、所定割合に制御される。燃料ガスとしては、メタン（ＣＨ４）、プロパン（Ｃ３Ｈ８）、ブタン（Ｃ４Ｈ１０）等の炭化水素ガスが用いられるとよい。
【００２５】
変成炉１６ａで生成された変成ガスは、冷却及び／又は脱水されて、雰囲気ガスとして熱処理炉１０の炉内に供給される。ここでは、こうしたガスは、図１に示すように、加熱室１２内及び冷却室１４内のそれぞれに供給される。なお、脱脂予熱室１１は加熱室１２と連通している。ガス供給装置１６は加熱室１２のみ又は冷却室１４にのみ接続されて、隣の部屋にガスが流れるようにしてもよい。なお、ガス供給装置１６の変成炉１６ａとしての燃焼装置は、例えば加熱室１２に内蔵されるように設けられてもよい（例えば特許文献３参照）。これにより、加熱室１２の加熱効率を高めることができる。
【００２６】
熱処理炉１０には種々のセンサが設けられる。酸素分圧を測定可能な酸素センサが設けられているとよいが、他にも温度を測定する温度センサなど種々のセンサが設けられ得る。例えば、水素分圧を測定する水素センサ、熱処理炉１０内の露点を測定する露点センサ、一酸化炭素分圧を測定可能なＣＯセンサ、二酸化炭素分圧を測定可能なＣＯ２センサ等が設けられていてもよい。
【００２７】
この熱処理炉１０では、被熱処理物は、その入口１０ａから入り、脱脂予熱室１１、加熱室１２、冷却室１４を順に通過し、出口１０ｂから出るように搬送される。この搬送のために、熱処理炉１０は、メッシュベルト若しくはハースローラーを備える搬送装置を備える。熱処理炉１０では、加熱室１２の下流に、徐冷室無しで、冷却室１４が直接的につながる。したがって、加熱室１２を出た被熱処理物は冷却室１４で直ぐに冷却される。なお、従来からある、一般的なモーターコアの焼鈍を行う熱処理炉では、加熱室の下流側かつ冷却室の上流側に、被熱処理物を徐冷するために徐冷室が設けられている。
【００２８】
熱処理炉１０では、冷却室１４の下流端に出口１０ｂが設けられている。つまり、冷却室１４は、ブルーイング処理室無しで熱処理炉１０の出口１０ｂにつながる。本開示の一実施形態に係る熱処理炉は、歪取り焼鈍を実施するのはもちろんのこと、ブルーイング処理を実施することなく、ブルーイング処理を施した際と同等レベルの特性を得ることを可能にするが、ブルーイング処理室を有することを排除するものではない。即ち、冷却室１４の下流側にブルーイング処理室が設けられてもよい。ブルーイング処理とは、焼鈍炉の降温時に水蒸気等の高露点ガスを吹込み、鋼板表面に酸化膜を生成させる処理である。より具体的には、３５０℃〜５５０℃の処理室で高露点ガスを投入し、被熱処理物の表面に酸化鉄（ＩＩ）（ＦｅＯ）や四酸化三鉄（Ｆｅ3Ｏ4）等の酸化被膜を生成させる処理をいう。なお、ブルーイング処理は、打ち抜き端面の耐食性や防錆性を上げるため等を目的に施される。
【００２９】
ここで、被熱処理物について説明する。被熱処理物の出発原料は、電磁鋼板であり、より具体的な実施例においては、モーターの鉄心（モーターコア）等に使用される無方向性電磁鋼板である。変圧器の鉄心等に使用される方向性電磁鋼鈑のときもあり得る。電磁鋼板は、軟磁性材料であり、磁気特性に優れていること、特に、鉄損が低いことが求められる。
【００３０】
無方向性電磁鋼鈑は、一般的に、製銑、製鋼、熱間圧延、冷間圧延と続いた後、連続焼鈍による一次再結晶、結晶粒成長処理が施されて製造される。製造された無方向性電磁鋼板は、所定の打ち抜き加工が行われ、例えばその型内で複数枚積層されて、積層材を形成する。電磁鋼板は、溶接、接着及び／又はカシメ等の方法により積層される。これにより、熱処理炉１０で歪取り焼鈍処理が施される被熱処理物としての低鉄損のモーターコアを得ることができる。しかし、被熱処理物は、この方法で製造されるものに限定されない。また、後述するように熱処理されるモーターコアは、このように積層されたものに限定されず、積層されていないものであってもよい。
【００３１】
なお、本開示に係る熱処理炉で熱処理される及び／又は本開示に係る熱処理方法を供する電磁鋼板の組成については、特に制限はない。例えば、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５２で規定される鋼板、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５３で規定される鋼板、ＪＩＳ  Ｃ  ２５５５で規定される鋼板等が好ましく使用することができる。また、使用する電磁鋼鈑の板厚については、特に限定されない。
【００３２】
さて、熱処理炉１０での上記被熱処理物の熱処理方法について図２に基づいて説明する。図２に、本実施形態に係る熱処理方法の一例のフローチャートを示す。
【００３３】
図２に示すように、本実施形態に係る熱処理方法は、
被熱処理物としてのモーターコアを脱脂及び／又は予熱する第１工程（ステップＳ２０１）と、
第１工程を経たモーターコアを炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いて焼鈍する第２工程（ステップＳ２０３）と、
前記第２工程で得られたモーターコアを、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いて、前記第２工程における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超えた冷却速度で冷却する第３工程（ステップＳ２０５）と
を有する。
【００３４】
第１工程（ステップＳ２０１）は、脱脂予熱室１１で、上記積層されたモーターコアを脱脂及び／又は予熱する工程であり、ここでは脱脂／予熱工程と称する。この第１工程は、被熱処理物であるモーターコアに付着したプレス油などの除去等を目的に行われる。ここでは、熱処理炉１０に脱脂予熱室１１があるのでこの第１工程がある。しかし、熱処理炉１０に脱脂予熱室１１を設けない場合、この第１工程は省略され得る。
【００３５】
第２工程（ステップＳ２０３）は、加熱室１２で、上記積層されたモーターコアを焼鈍（熱処理）する工程である。打ち抜き加工やカシメ等を用いた成型では、塑性歪みや残留応力に由来する鉄心の局所的な歪みを生じさせる。そのため、歪みを除去するために、この第２工程では、焼鈍処理を行う。この第２工程では、モーターコアの歪取り焼鈍における温度で、好ましくは均熱温度で、モーターコアは所定時間加熱される。焼鈍条件としては、特に限定されないが、通常、モーターコアを、７５０℃〜８５０℃程度の温度で３０分乃至２時間程度保持する。なお、ここでは、次に説明する第３工程で、モーターコアを徐冷ではなく６００℃を超えた冷却速度で冷却するので、第２工程での熱処理を焼鈍又は焼鈍処理と称し、第２工程を焼鈍工程と称する。
【００３６】
第３工程（ステップＳ２０５）は、冷却室１４で、上記第２工程で焼鈍処理されたモーターコアを、１時間当たり６００℃を超える冷却速度で冷却する工程であり、ここでは冷却工程と称する。冷却室１４は加熱室１２の下流側に加熱室１２と直接連通して設けられているので、この第３工程（冷却工程）は、第２工程（焼鈍工程）の直後に実施される。
【００３７】
第３工程での、上記冷却速度は、１時間当たり６００℃を超えかつ１時間当たり７００℃以下の範囲の速度（すなわち、６００℃／時＜冷却速度≦７００℃／時）であるとよく、好ましくは、１時間当たり６５０℃以上７００℃以下の範囲の速度である。１時間当たり６００℃を超える冷却速度にすることで、従来よりも当該処理に要する時間を短くすることができる（特許文献１参照）。また、１時間当たり７００℃を超える冷却速度とするためには、単なる冷却手段のみならず、強制冷却をする設備（例えば強制冷却用ファン）をも付加的に設置する必要が出てくる。
【００３８】
そして、第３工程での、冷却室１４におけるその冷却速度でのモーターコアの冷却は、少なくとも、第２工程（焼鈍工程）における温度、好ましくは均熱温度（例えば８５０℃）乃至５００℃の温度帯において実行される。ただし、上記冷却速度は、このような温度帯における平均の冷却速度である。なお、６００℃／時を超える冷却速度でのモーターコアの冷却は、第２工程における温度乃至３００℃の温度帯で行われてもよい。
【００３９】
なお、上述したように、本実施形態に係る熱処理方法は、歪取り焼鈍を行いつつ、ブルーイング処理を施すことなく、ブルーイング処理を施した際と同等レベルの特性を得ることを可能にする方法であるが、ブルーイング処理を施すことを排除するものではない。即ち、第３工程の後にブルーイング処理が行われてもよい。第３工程の後にブルーイング処理が行われないとき、６００℃／時を超える冷却速度でのモーターコアの冷却は、第２工程における温度乃至３００℃の温度帯で行われるとよい。なお、これらは、第３工程の後にブルーイング処理が行われるときに、第２工程における温度から５００℃よりも低い３００℃までの温度帯でのその冷却速度でのモーターコアの冷却を排除するものではない。
【００４０】
そして、第２工程での焼鈍及び第３工程での急冷では、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスが用いられる。発熱型変成ガスとしては、例えばＤＸガスを挙げることができる。ＤＸガスはＮ２ガス、Ａｒガスよりも冷却性に優れているため、第３工程における急冷の際の炉内雰囲気ガスとして好適に使用できる。なお、上述のように、ここでは、第１工程でも、同じく、発熱型変成ガスが、例えばＤＸガスが用いられ得る。
【００４１】
ただし、第３工程における冷却室１４での冷却時には、冷却室１４における系内の冷却雰囲気の酸素分圧を、
３／２Ｆｅ＋Ｏ２＝１／２Ｆｅ３Ｏ４の酸素平衡分圧及び２Ｆｅ＋Ｏ２＝２ＦｅＯの酸素平衡分圧のうち、低い方の酸素平衡分圧以上、
４／３Ｆｅ＋Ｏ２＝２／３Ｆｅ２Ｏ３の酸素平衡分圧以下、
とすることが好ましい。これは、モーターコアの酸化を好適にコントロールするためであり、酸化鉄の標準生成自由エネルギーを表したエリンガム図から理解できよう。この雰囲気を実現するように、ガス供給装置１６の変成炉１６ａの作動、変成炉１６ａに供給される空気との燃料ガスとの混合割合、及び／又は、変成炉１６ａで生成された変成ガスの冷却及び／又は脱水などは制御されるとよい。
【００４２】
（実施例）
実施例のサンプルとして、上記のごとく用意した複数のモーターコアに対して、所定の条件で脱脂予熱（第１工程）及び焼鈍し（第２工程）、その後急冷（第３工程：１時間当たり６００℃を超える冷却速度）することで、歪み取り焼鈍処理を行った。なお、第２工程における熱処理温度は７５０℃〜８５０℃とし、第３工程における冷却速度は、熱処理温度〜５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超える冷却速度とした。また、第２工程及び第３工程においては、発熱型変成ガスであるＤＸガスを雰囲気ガスとして用いた。こうして、焼鈍後に徐冷しておらず、かつ、ブルーイング処理を行っていない、実施例１、２のモーターコアを得た。
【００４３】
比較のため参考例のサンプルとして、冷却速度を約３００℃〜約４００℃として焼鈍後の冷却を行って、参考例１、２、３、４のモーターコアを得た。参考例でも、第２工程及び第３工程においてはＤＸガスを雰囲気ガスとして用いた。参考例のモーターコアでも、焼鈍後に徐冷せずに約３００℃〜約４００℃の冷却速度で冷却した。ただし、参考例１のモーターコアではブルーイング処理を行わなかったが、他の参考例２、３、４のモーターコアの各々はその冷却後にブルーイング処理を行った。なお、ブルーイング処理条件は、温度４５０℃〜５５０℃、露点＋４０℃前後のＤＸガスで３０分前後の保持とした。
【００４４】
（評価）
評価については、先ず、この処理済みのモーターコアについて、鉄損、積厚及び内径変化量について評価した。
【００４５】
先ず、鉄損については、歪取り焼鈍の処理済みの電磁鋼板つまりモーターコアに、巻線を施し、ＪＩＳ（Ｃ  ２５５０）に準拠する方法（エプスタイン試験）により鉄損を測定した。そして、実施例１で得られた１つのモーターコアの鉄損値を１（ベース値）とし、このモーターコアの鉄損値に対する、別途得られたモーターコアの鉄損値との比の値を求めた。積厚については、上述のベース値としたモーターコアの、焼鈍処理前後の積厚の変化量を１（ベース値）とし、このモーターコアの変化量に対する、別途得られたモーターコアの積厚の変化量との比の値を求めた。内径変化量については、上述のベース値としたモーターコアの、焼鈍処理前後の内径の変化量を１（ベース値）とし、このモーターコアの変化量に対する、別途得られたモーターコアの内径の変化量との比の値を求めた。
【００４６】
表１に、本実施例及び参考例に係るサンプルの鉄損、積厚及び内径変化量の比の値を示したものの一例を示す。なお、表１では、第３工程又はそれに対応する工程での冷却速度及びブルーイング処理の有無についても記す。
【００４７】
【表１】
0006944146.tif 000002
【００４８】
表１に示されるように、ブルーイング処理を施しておらず、徐冷もしていない実施例１、２に係るモーターコアの鉄損値は、表１に示す冷却速度で冷却した参考例１、及び、ブルーイング処理を施してかつ表１に示す冷却速度で冷却した参考例２、３、４に係るモーターコアのものと比較しても、同等レベルであることがわかった。
【００４９】
また、積厚及び内径変化量については、表１に示されるように、ブルーイング処理を施しておらず、徐冷もしていない実施例１、２に係るモーターコアは、表１に示す冷却速度で冷却した参考例１、及び、ブルーイング処理を施してかつ表１に示す冷却速度で冷却した参考例２、３、４に係るモーターコアと比較して、優れた値を有することがわかった。これは、本実施例に係るモーターコアは、（１時間当たり６００℃を超える冷却速度での）急冷により冷却時間が短いため、冷却中のモーターコアの酸化が抑制され、また、ブルーイング処理（即ち、酸化処理）を施していないため、更にモーターコアの酸化が抑制されたからであると考えられる。
【００５０】
なお、第３工程でブルーイング処理無しで３００℃以下まで冷却すること以外、実施例１、２と同様の条件で得た実施例に係るモーターコアのサンプルにおいても、鉄損、積厚及び内径変化量に関して、実施例１、２と同様の優れた結果を得ることができた。
【００５１】
次に、得られたーターコアの耐食性を調べるために、実施例１のモーターコア及び参考例のブルーイング処理を施したモーターコアについて、中性塩水噴霧試験を実施した。試験条件としては、３５℃８５％ＲＨ、４８時間とした。評価としては、耐食性試験前後のモーターコアについて、走査電子顕微鏡を用いて組織観察を行った。また、比較対象実験として、焼鈍処理を実施していないモーターコアについても同様の組織観察を行った。
【００５２】
図３に、モーターコアの組織写真の一例を示す。図３に示されるように、実施例１に係るモーターコアは、参考例に係るモーターコアと比較しても、耐食性試験前後において組織の変化が見受けられず、十分な耐食性を有することがわかった。本実施例に係る熱処理方法において十分な耐食性を有するモーターコアが得られる理由については、発明者らは下記のように考えている。第２工程及び第３工程における炉内雰囲気を発熱型変成ガスであるＤＸガスとしている。ここで、図４に、ガス供給装置１６の変成炉１６ａに供給される空気と燃料ガスとの混合割合つまり空燃比と、それを燃焼したときに発生する変成ガスの成分割合との関係を示す。図４に示されるように、ＤＸガスは水分（Ｈ２Ｏ）を含む。このＤＸガス由来の水分によって、ブルーイング処理を行うときと同様の効果を第２工程及び第３工程でモーターコアに生じさせることができているのではないかと考えられる。
【００５３】
以上の結果より、表１及び図３により、本実施形態に係る熱処理炉１０及び熱処理方法によれば、ブルーイング処理を施さず、徐冷も行わなくても、ブルーイング処理を施して、かつ、表１に示す冷却速度で冷却した場合と同等レベル又はそれ以上の物性及び耐食性を有するモーターコアを得られることがわかった。また、本実施形態に係る熱処理炉１０及び熱処理方法は、ブルーイング処理を施さず、徐冷も行わないため、従来の焼鈍処理と比較して、プロセス全体の処理時間を大幅に低減することができる。
【００５４】
以上、本開示の代表的な実施形態等について説明したが、本開示はそれらに限定されず、種々の変更が可能である。本願の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神および範囲から逸脱しない限り、種々の置換、変更が可能である。
【符号の説明】
【００５５】
１０  熱処理炉
１１  脱脂予熱室
１２  加熱室
１４  冷却室
１６  雰囲気ガス供給装置
【要約】
【課題】モーターコアの歪取り焼鈍において、ブルーイング処理を行うことなく、ブルーイング処理を施した際と同等レベルの特性を得ることを可能にする熱処理方法及び熱処理炉を提供する。
【解決手段】本開示の一態様に係る熱処理方法は、モーターコアの歪取り焼鈍における熱処理方法であって、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いてモーターコアを焼鈍する焼鈍工程と、前記焼鈍工程で得られた前記モーターコアを、炉内雰囲気ガスとして発熱型変成ガスを用いて、前記焼鈍工程における温度乃至５００℃の温度帯において、１時間当たり６００℃を超えた冷却速度で冷却する冷却工程とを含む。
【選択図】図２【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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