JP2017222911A - 鉄心、再冷延鋼板、再冷延鋼板の製造方法、及び鉄心の製造方法 - Google Patents
鉄心、再冷延鋼板、再冷延鋼板の製造方法、及び鉄心の製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】優れた磁気特性を有し、さらに、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制された鉄心の提供。【解決手段】｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である鋼板からなる鉄心。【選択図】図３
Description
本発明は、鉄心、再冷延鋼板、再冷延鋼板の製造方法、及び鉄心の製造方法に関するものである。
近年、地球温暖化防止、省エネルギー化への要求の高まりに伴い、鉄心の材料である一方向性電磁鋼板に対しても、商用周波数での低鉄損及び低励磁場での高磁束密度といった高い磁気特性が求められている。
このような磁気特性を実現するためには、鉄の磁化容易軸である＜００１＞軸を使用磁界方向に集積させることが有効とされている。
このような磁気特性を実現するためには、鉄の磁化容易軸である＜００１＞軸を使用磁界方向に集積させることが有効とされている。
一般的な方向性電磁鋼板は、｛１１０｝＜００１＞方位（ゴス方位）、すなわち｛１１０｝面が鋼板に平行で、かつ＜００１＞軸が圧延方向に収束した集合組織を有している。
これにより、一方向性電磁鋼板は、圧延方向に対して極めて高い磁気特性を示すことができる。このため、一方向性電磁鋼板は、巻き鉄心のような圧延方向にのみ磁束が流れる用途に適しており、有用な磁性材料として使用されている。
これにより、一方向性電磁鋼板は、圧延方向に対して極めて高い磁気特性を示すことができる。このため、一方向性電磁鋼板は、巻き鉄心のような圧延方向にのみ磁束が流れる用途に適しており、有用な磁性材料として使用されている。
一方で、近年、一方向だけでなく、それと直交する方向の磁気特性にも優れた用途に適する二方向性電磁鋼板が要求されている。二方向性電磁鋼板は、｛１００｝＜００１＞（いわゆるキューブ方位）集合組織を有する。そして、二方向性電磁鋼板は、＜００１＞軸が鋼板面内の圧延方向と圧延直角方向（圧延方向に対して直交する方向）の両方に向いており、鋼板面内に直交する２つの方向で優れた磁気特性を示す電磁鋼板である。
二方向性電磁鋼板は、例えば、特許文献１〜３に開示された製造方法によって得られることが知られている。
例えば、二方向性電磁鋼板は、クロス圧延による方法によって得られることが知られている（特許文献１）。この方法は、珪素鋼素材を一方向に冷間圧延した後、さらに、この冷間圧延方向と交差方向に冷間圧延を加え、その後、仕上げ焼鈍として、短時間焼鈍と９００℃〜１３００℃程度の高温焼鈍とを行う方法である。
しかし、仕上げ焼鈍前に交差圧延を行うことは、商業生産上、コイルの状態で幅方向に圧延しなければならず、特殊な装置が必要となる。
例えば、二方向性電磁鋼板は、クロス圧延による方法によって得られることが知られている（特許文献１）。この方法は、珪素鋼素材を一方向に冷間圧延した後、さらに、この冷間圧延方向と交差方向に冷間圧延を加え、その後、仕上げ焼鈍として、短時間焼鈍と９００℃〜１３００℃程度の高温焼鈍とを行う方法である。
しかし、仕上げ焼鈍前に交差圧延を行うことは、商業生産上、コイルの状態で幅方向に圧延しなければならず、特殊な装置が必要となる。
また、二方向性電磁鋼板を得るための他の製造方法としては、脱Ｃ、又は脱Ｃと脱Ｍｎとを生じさせる高温焼鈍を利用した製造方法（特許文献２）も提案されている。
しかし、この手法では真空中で焼鈍しなければならず、やはり、特殊な装置が必要となる。
しかし、この手法では真空中で焼鈍しなければならず、やはり、特殊な装置が必要となる。
さらに、結晶粒径が小さい二方向性電磁鋼板を得るための製造方法として、二次再結晶後の方向性電磁鋼板を浸炭させ、１００℃〜４００℃で焼鈍し、圧延方向に５０％以上の圧下率で圧延した後、再結晶焼鈍をする方法（特許文献３）が知られている。
しかし、この手法では、浸炭によりセメンタイトが析出し、鉄損が劣位である。
しかし、この手法では、浸炭によりセメンタイトが析出し、鉄損が劣位である。
ところで、二方向性電磁鋼板は、鋼板面内に直交する二方向に優れた磁気特性を示す電磁鋼板であることから、直交する両方向に優れた磁気特性が要求される用途に適用することが検討されている。このような用途としては、例えば、ティース部とヨーク部とで磁束が流れる方向が直交している鉄心の材料として適用することが提案されている。
しかしながら、特許文献１〜３に開示されている二方向性電磁鋼板は、生成される｛１００｝＜００１＞方位の集積度が高すぎる。このため、これら従来の二方向性電磁鋼板をモータの鉄心として適用する場合に、打ち抜き加工時の寸法精度が低いという課題、及び曲げ加工時に板厚が減少し、占積率が低下するという課題があった。二方向性電磁鋼板をモータの鉄心として使用する際、主に打ち抜き加工が行われる。打ち抜き加工時の寸法精度が低いとモータ効率が低下する。また、モータの鉄心が、螺旋巻き鉄心であるとき、曲げ加工を行う場合がある。二方向性電磁鋼板の｛１００｝＜００１＞方位が多いと、曲げ加工時に板厚が減少し、占積率が低下しやすい。占積率の低下はモータ効率の低下につながる。
このように、従来の二方向性電磁鋼板を用いて鉄心とする場合、直交する二方向に優れた磁気特性を有するだけでなく、さらに、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制された鉄心を得る技術は確立されていなかったのが実情である。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、優れた磁気特性を有し、さらに、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制された鉄心を提供するものである。また、これら特性を有する鉄心を製造するのに好適な再冷延鋼板とその製造方法を提供するものである。さらに上記特性を有する鉄心の製造方法を提供するものである。
本発明者らは、上記課題を解決するために、直交する二方向に優れた磁気特性を有する鉄心において、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制された鉄心とする観点から、鋭意研究を重ねた。
その結果、本発明者らは、主方位となる｛１００｝＜００１＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、副方位となる結晶の滑り面が板厚と平行な｛１１０｝＜１１０＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒の面積比率が２０％以上である集合組織を有する鋼板からなる鉄心とすることで、優れた磁気特性を有するとともに、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制されることを知見した。
その結果、本発明者らは、主方位となる｛１００｝＜００１＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、副方位となる結晶の滑り面が板厚と平行な｛１１０｝＜１１０＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒の面積比率が２０％以上である集合組織を有する鋼板からなる鉄心とすることで、優れた磁気特性を有するとともに、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制されることを知見した。
本発明は上記の知見に基づきなされたものであり、その要旨は、以下のとおりである。
＜１＞ ｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である鋼板からなる鉄心。
＜２＞ 前記鋼板の平均結晶粒径が３５０μｍ以下である＜１＞に記載の鉄心。
＜３＞ 前記鋼板が、質量％で、
Ｃ：０．０１００％以下、
Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｓｂ：０．２％以下、
Ｓｎ：０．２％以下、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．３％以下、
及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する請求項＜１＞又は＜２＞に記載の鉄心。
＜２＞ 前記鋼板の平均結晶粒径が３５０μｍ以下である＜１＞に記載の鉄心。
＜３＞ 前記鋼板が、質量％で、
Ｃ：０．０１００％以下、
Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｓｂ：０．２％以下、
Ｓｎ：０．２％以下、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．３％以下、
及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する請求項＜１＞又は＜２＞に記載の鉄心。
＜４＞ ｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である再冷延鋼板。
＜５＞ 質量％で、
Ｃ：０．０１００％以下、
Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｓｂ：０．２％以下、
Ｓｎ：０．２％以下、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．３％以下、
及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する＜４＞に記載の再冷延鋼板。
＜５＞ 質量％で、
Ｃ：０．０１００％以下、
Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｓｂ：０．２％以下、
Ｓｎ：０．２％以下、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．３％以下、
及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する＜４＞に記載の再冷延鋼板。
＜６＞ ｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延して、＜４＞又は＜５＞に記載の再冷延鋼板を得る工程を有する再冷延鋼板の製造方法。
＜７＞ ＜４＞又は＜５＞に記載の再冷延鋼板を積層した鉄心。
＜８＞ ｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延し、＜４＞又は＜５＞に記載の再冷延鋼板を得る工程と、
前記再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化して、７００℃以上の温度域で焼鈍する工程と、
を有する＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の鉄心の製造方法。
＜９＞ 前記温度域が、７００℃〜１０００℃である＜８＞に記載の鉄心の製造方法。
前記再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化して、７００℃以上の温度域で焼鈍する工程と、
を有する＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の鉄心の製造方法。
＜９＞ 前記温度域が、７００℃〜１０００℃である＜８＞に記載の鉄心の製造方法。
＜１０＞ ｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延し、＜４＞又は＜５＞に記載の再冷延鋼板を得る工程と、
前記再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化する工程と
を有する＜７＞に記載の鉄心の製造方法。
＜１１＞ ＜１０＞に記載の鉄心の製造方法であって、前記積層一体化する工程の後、７００℃〜１０００℃の温度域で焼鈍する工程をさらに有する鉄心の製造方法。
前記再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化する工程と
を有する＜７＞に記載の鉄心の製造方法。
＜１１＞ ＜１０＞に記載の鉄心の製造方法であって、前記積層一体化する工程の後、７００℃〜１０００℃の温度域で焼鈍する工程をさらに有する鉄心の製造方法。
＜１２＞ ｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である二方向性電磁鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化する工程と、
を有する＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の鉄心の製造方法。
前記打ち抜き部材を積層一体化する工程と、
を有する＜１＞〜＜３＞のいずれか１項に記載の鉄心の製造方法。
本発明によれば、優れた磁気特性を有し、さらに、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制された鉄心を提供できる。また、これら特性を有する鉄心を製造するのに好適な再冷延鋼板とその製造方法が提供できる。さらに上記特性を有する鉄心の製造方法が提供できる。
以下、本発明について詳細に説明する。
なお、本明細書中において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
なお、本明細書中において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本発明の鉄心は、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上の鋼板からなる。つまり、鉄心を構成する鋼板（鉄心となった状態の鉄心を構成している鋼板）は、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である結晶粒を有する。
本発明の鉄心を構成する鋼板は、２００Ｈｚ以上の高周波鉄損を低減する点で、鉄心を構成する鋼板の平均結晶粒径を３５０μｍ以下とすることがよく、３００μｍ以下とすることが好ましく、１５０μｍ以下とすることがより好ましい。
一方、平均結晶粒径の下限は特に限定されないが、平均結晶粒径が小さすぎると磁気特性が低くなるため、２０μｍ以上にすることがよい。
一方、平均結晶粒径の下限は特に限定されないが、平均結晶粒径が小さすぎると磁気特性が低くなるため、２０μｍ以上にすることがよい。
鉄心を構成する鋼板の平均結晶粒径の測定方法は、以下のとおりである。
試験片を板厚断面が観察できるように切断し、ナイタールエッチングにより粒界を腐食させて発現させる。その後、１００個以上の結晶粒の結晶粒径を線分法により測定し、平均結晶粒径を求める。
試験片を板厚断面が観察できるように切断し、ナイタールエッチングにより粒界を腐食させて発現させる。その後、１００個以上の結晶粒の結晶粒径を線分法により測定し、平均結晶粒径を求める。
鉄心を構成する鋼板は、以下のような化学組成であることがよい。例えば、質量％で、Ｃ：０．０１００％以下、Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｓｂ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｐ：０．３％以下、及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する。
なお、本明細書中において、不純物とは、原材料に含まれる成分、または、製造の過程で混入する成分であって、意図的に鋼板に含有させたものではない成分を指す。
なお、本明細書中において、不純物とは、原材料に含まれる成分、または、製造の過程で混入する成分であって、意図的に鋼板に含有させたものではない成分を指す。
次に、本発明の鉄心に用いられる鋼板について説明する。
本発明の鉄心に用いられる好適な鋼板としては、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である集合組織を有する二方向性電磁鋼板が挙げられる。
なお、｛１００｝＜００１＞（±３０°）は、｛１００｝＜００１＞から±３０度以内を表し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）は、｛１１０｝＜１１０＞から±３０度以内を表す。
まず、本発明の鉄心に用いられる鋼板の有する｛１００｝＜００１＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒、及び｛１１０｝＜１１０＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒について、図面を用いて説明する。
本発明の鉄心に用いられる好適な鋼板としては、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である集合組織を有する二方向性電磁鋼板が挙げられる。
なお、｛１００｝＜００１＞（±３０°）は、｛１００｝＜００１＞から±３０度以内を表し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）は、｛１１０｝＜１１０＞から±３０度以内を表す。
まず、本発明の鉄心に用いられる鋼板の有する｛１００｝＜００１＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒、及び｛１１０｝＜１１０＞から±３０度以内の結晶方位の結晶粒について、図面を用いて説明する。
図１は、本発明の鉄心に用いられる鋼板の（００１）極点図の一例を示す模式図である。本発明の鉄心に用いられる鋼板は、例えば、図１に示す（００１）極点図のように、主方位である｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位１（以下、「｛１００｝＜００１＞近傍方位１」と称する）に結晶粒を有し、かつ、副方位である｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位２（以下、「｛１１０｝＜１１０＞近傍方位２」と称する）に結晶粒を有している。
そして、本発明の鉄心に用いられる鋼板は、｛１００｝＜００１＞近傍方位１の結晶粒が、全結晶粒に対する面積比率で５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞近傍方位２の結晶粒が、全結晶粒に対する面積比率で２０％以上である結晶方位を有している。本発明の鉄心に用いられる鋼板は、板厚中心層を観察したときに、このような結晶方位を有している視野が一つ以上存在している。
一方、図２は、従来の二方向性電磁鋼板の（００１）極点図を示す模式図である。従来の二方向性電磁鋼板は、図２に示す（００１）極点図のように、｛１００｝＜００１＞近傍方位１に結晶粒を有しているが、｛１１０｝＜１１０＞近傍方位には結晶粒を有していない。
なお、図２に示す従来の二方向性電磁鋼板は、歪取り焼鈍を行っていない。
なお、図２に示す従来の二方向性電磁鋼板は、歪取り焼鈍を行っていない。
このように、本発明の鉄心に用いられる鋼板は、主方位である｛１００｝＜００１＞近傍方位１と、副方位である｛１１０｝＜１１０＞近傍方位２との両者に結晶方位を有している点で、従来の二方向性電磁鋼板とは、異なるものである。
ここで、本発明の鉄心に用いられる鋼板が有する｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率を測定する方法について説明する。
なお、以下の説明において、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率は、それぞれ、「｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率」、及び「｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率」と称する場合がある。
なお、以下の説明において、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率は、それぞれ、「｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率」、及び「｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率」と称する場合がある。
これらの面積比率は、以下の方法によって求められる。
本発明の鉄心に用いられる鋼板の結晶方位は、電子線後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）を用いて観察する。結晶方位の｛｝内は圧延面の法線方向のミラー指数を示し、＜＞内は２次再結晶前の冷延における圧延方向と平行な方向をミラー指数で示している。
本発明の鉄心に用いられる鋼板の結晶方位は、電子線後方散乱回折法（ＥＢＳＤ）を用いて観察する。結晶方位の｛｝内は圧延面の法線方向のミラー指数を示し、＜＞内は２次再結晶前の冷延における圧延方向と平行な方向をミラー指数で示している。
ＥＢＳＤの測定条件の詳細は次の通りである。
・測定装置：電子線後方散乱回折装置付き走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＢＳＤ）
（ＳＥＭの型番「ＪＳＭ−６４００」（ＪＥＯＬ社製））
・ステップ間隔：１０μｍ
・倍率：１００倍
・測定対象：鋼板の圧延面の中心層
・測定領域：７５００μｍ×７５００μｍ
・測定結晶粒数：１０００個
・測定装置：電子線後方散乱回折装置付き走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ−ＥＢＳＤ）
（ＳＥＭの型番「ＪＳＭ−６４００」（ＪＥＯＬ社製））
・ステップ間隔：１０μｍ
・倍率：１００倍
・測定対象：鋼板の圧延面の中心層
・測定領域：７５００μｍ×７５００μｍ
・測定結晶粒数：１０００個
以上の測定条件により測定された全結晶粒に対して、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒について、全結晶粒に対する面積比率を求める。なお、面積比率は平均値で表される。
鉄心の磁気特性が特に優れる点で、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率は、５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましい。上限は特に限定されないが、鉄心の寸法精度、占積率の低下抑制の点で、８０％以下であることがよい。
また、鉄心の磁気特性、及び寸法精度、並びに占積率の低下抑制の点で、鉄心に用いられる鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が、２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。上限は磁気特性の点で、４９％以下であることがよい。
また、鉄心の磁気特性、及び寸法精度、並びに占積率の低下抑制の点で、鉄心に用いられる鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が、２０％以上であることが好ましく、３０％以上であることがより好ましい。上限は磁気特性の点で、４９％以下であることがよい。
本発明の鉄心は、鉄心に用いられる鋼板が上記構成を有することで、特に、寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制される。この理由は定かではないが、以下のように推測される。
鉄心に用いられる鋼板が、｛１１０｝＜１１０＞結晶粒を有することで、寸法精度が向上すると本発明者らは考えている。鉄心を得るための鋼板を打ち抜いたとき（例えば、円形）、鋼板が｛１００｝＜００１＞結晶粒のみ有する場合は、鋼板の加工異方性が強いため、鉄心の寸法精度が出にくい。しかしながら、鉄心を得るための鋼板が｛１１０｝＜１１０＞を有することで寸法精度が向上すると考えられる。
また、本発明の鉄心は、占積率の低下が抑制される点については、鉄心を得るための鋼板のｒ値（引張加工時における（幅減少量）／（板厚減少量））が高いことに起因していると本発明者らは考えている。｛１００｝＜００１＞のｒ値は｛１１０｝＜１１０＞のｒ値よりも低いことが知られている。鉄心を得るための鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞結晶粒を有することで、従来の二方向性電磁鋼板よりもｒ値が高い。つまり、｛１１０｝＜１１０＞結晶粒を有する鋼板は、曲げ加工時の板厚が減少しにくくなっていると考えられる。それによって、鉄心の占積率の低下が抑制される。
なお、｛１１０｝＜１１０＞方位粒が、例えば、螺旋巻き鉄心のような螺旋状等の曲げ加工に適していることは、特許３６３１５２３号公報で述べられている。
また、本発明の鉄心は、占積率の低下が抑制される点については、鉄心を得るための鋼板のｒ値（引張加工時における（幅減少量）／（板厚減少量））が高いことに起因していると本発明者らは考えている。｛１００｝＜００１＞のｒ値は｛１１０｝＜１１０＞のｒ値よりも低いことが知られている。鉄心を得るための鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞結晶粒を有することで、従来の二方向性電磁鋼板よりもｒ値が高い。つまり、｛１１０｝＜１１０＞結晶粒を有する鋼板は、曲げ加工時の板厚が減少しにくくなっていると考えられる。それによって、鉄心の占積率の低下が抑制される。
なお、｛１１０｝＜１１０＞方位粒が、例えば、螺旋巻き鉄心のような螺旋状等の曲げ加工に適していることは、特許３６３１５２３号公報で述べられている。
本発明の鉄心に用いられる鋼板は、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上であればよく、その化学組成は特に限定されない。鋼板の化学組成は、例えば、質量％で、Ｃ：０．００３０％以下、Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｓｂ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｐ：０．３％以下、及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素からなる鋼板であることが挙げられる。
これらの元素のうち、Ｃは、鉄損を低下させる成分であり、磁気時効の原因ともなる元素であるため、０．０１００％以下（０．００００％〜０．０１００％）とすることがよい。
また、Ｓｉは、電気抵抗を増大させて渦電流損を減少させることにより、鉄損を低減する作用のある成分であり、さらに、降伏比を増大させることにより、打ち抜き精度を向上させる作用も有する。これらの作用を奏するためには、２．００％以上含有させることがよい。
一方、Ｓｉは、含有量が増え過ぎると、磁束密度が低下し、かつ、硬度の上昇を招いて、打ち抜き精度が低下しやすくなる。また、鋼板（二方向性電磁鋼板）の製造工程において、冷延等の作業性の低下、コスト高ともなり得るので、４．００％以下とすることがよい。
一方、Ｓｉは、含有量が増え過ぎると、磁束密度が低下し、かつ、硬度の上昇を招いて、打ち抜き精度が低下しやすくなる。また、鋼板（二方向性電磁鋼板）の製造工程において、冷延等の作業性の低下、コスト高ともなり得るので、４．００％以下とすることがよい。
なお、鋼板中には、上記したＣ、Ｓｉの他、Ｍｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐ、及びＡｌ等の元素を含んでいてもよい。これらの成分については、上述のような一般的な量で含有していてもよい。具体的には、Ｍｎ：０．５％以下、Ｓｂ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｐ：０．３％以下、及びＡｌ：０．５％以下を含有する。そして、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する。ただし、Ｍｎ、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｐ、及びＡｌの下限としては、０．０％である。
ここで、本発明の好適な鉄心としては、例えば、図４および図５に示す鉄心が挙げられる。
図４に示す鉄心１００は、本発明の鉄心の一例を表す模式図である。図４に示す鉄心１００は、分割鉄心を表す。鉄心１００は、図４に示すように、円弧上のヨーク部１７と、ヨーク部１７の内周面から径方向内側に向かって突出しているティース部１５とを備えた分割鉄心用の打ち抜き部材１１を有する。そして、鉄心１００は、分割鉄心用の打ち抜き部材１１を円環状に連結し、複数枚積層して一体化した積層体１３として形成されている。なお、分割鉄心用の打ち抜き部材１１は、図４に示す形状、個数、積層数等に限らず、目的に応じて設計すればよい。
図４に示す鉄心１００は、本発明の鉄心の一例を表す模式図である。図４に示す鉄心１００は、分割鉄心を表す。鉄心１００は、図４に示すように、円弧上のヨーク部１７と、ヨーク部１７の内周面から径方向内側に向かって突出しているティース部１５とを備えた分割鉄心用の打ち抜き部材１１を有する。そして、鉄心１００は、分割鉄心用の打ち抜き部材１１を円環状に連結し、複数枚積層して一体化した積層体１３として形成されている。なお、分割鉄心用の打ち抜き部材１１は、図４に示す形状、個数、積層数等に限らず、目的に応じて設計すればよい。
図５に示す鉄心３００は、本発明の鉄心の他の一例を表す模式図である。図５に示す鉄心３００は、螺旋巻き鉄心を表す。鉄心３００は、図５に示すように、外周側にヨーク部３７、ヨーク部３７の内周面から径方向内側に向かって突出しているティース部３５を備えた螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材３１を有する。螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材３１は、ヨーク部３７を外周側、ティース部３５を内周側となるように、螺旋状の曲げ加工が行われている。そして、鉄心３００は、打ち抜き部材３１を複数枚積層して一体化した積層体３３として形成されている。なお、螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材３１は、図４に示す形状、積層数等に限らず、目的に応じて設計すればよい。
以上、図４および図５に示す鉄心について説明したが、本発明の鉄心はこれらに限定されるものではない。
次に、本発明の鉄心の好適な製造方法について説明する。本発明の鉄心の好適な製造方法としては、例えば、下記のような製造方法が挙げられる。
｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％である二方向性電磁鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、打ち抜き部材を積層一体化して鉄心を得る工程と、を有していてもよい。なお、積層一体化した鉄心は、加工歪みを除くための焼鈍を行ってもよい。
具体的には、まず、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板を準備する。準備した一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延する。冷間圧延の後、７００℃以上（好ましくは７００℃以上１１００℃未満）の温度域で焼鈍して、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒を５０％以上有し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒を２０％以上有する二方向性電磁鋼板を得る。
この二方向性電磁鋼板から、打ち抜き部材を得て、打ち抜き部材を積層一体化する。打ち抜き部材を得る方法、及び打ち抜き部材を積層一体化する方法は、通常工業的に採用されている方法によって鉄心を製造すればよい。
例えば、鉄心が分割鉄心である場合、この二方向性電磁鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る。そして、打ち抜き部材を組み合わせて積層し、積層一体化して鉄心を得る。
打ち抜き部材は、例えば、ティース部とヨーク部とを有する所定形状の打ち抜き部材でもよい。また、所定形状の打ち抜き部材は、所定の枚数を打ち抜く。所定形状の打ち抜き部材は、例えば、所定の形状に打ち抜かれるときに、積層して一体化するための凹凸部が形成されてもよい。次に、所定形状の打ち抜き部材を所定の枚数を組み合わせて積層し、積層一体化させて鉄心を得る。積層一体化は、例えば、かしめ加工により、各々の打ち抜き板に形成された凹凸部が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、打ち抜き部材が積層一体化される。
打ち抜き部材は、例えば、ティース部とヨーク部とを有する所定形状の打ち抜き部材でもよい。また、所定形状の打ち抜き部材は、所定の枚数を打ち抜く。所定形状の打ち抜き部材は、例えば、所定の形状に打ち抜かれるときに、積層して一体化するための凹凸部が形成されてもよい。次に、所定形状の打ち抜き部材を所定の枚数を組み合わせて積層し、積層一体化させて鉄心を得る。積層一体化は、例えば、かしめ加工により、各々の打ち抜き板に形成された凹凸部が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、打ち抜き部材が積層一体化される。
また、例えば、鉄心が螺旋巻き鉄心である場合、この二方向性電磁鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る。そして、打ち抜き部材に螺旋状の曲げ加工を施し、曲げ加工部材を得る。その後、曲げ加工部材を積層一体化して鉄心を得る。
螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、帯状の打ち抜き部材の長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する。螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、一周分の螺旋状の曲げ加工を行うことが可能な長さでもよく、螺旋状に曲げ加工を行い巻き回しながら積層することが可能な長さでもよい。この打ち抜き部材は、例えば、所定の形状に打ち抜かれるときに、積層して一体化するための凹凸部が形成されてもよい。
螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、螺旋状の曲げ加工により、曲げ加工部材とした後、この曲げ加工部材を積層し、積層一体化させて鉄心を得る。例えば、打ち抜き部材を板面方向に、ティース部を内側、ヨーク部を外側にして、螺旋状に曲げ加工を行ってもよい。曲げ加工部材の積層は、複数枚の曲げ加工部材を積層してもよい。この場合、回し積みによって積層してもよい。また、曲げ加工部材を巻き回して積層してもよい。積層一体化は、例えば、かしめ加工により、各々の打ち抜き板に形成された凹凸部が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、打ち抜き部材が積層一体化される。
以上の工程を経て、二方向性電磁鋼板を用いた鉄心が得られる。すなわち、二方向性電磁鋼板を用いて得た鉄心は、直交する二方向に優れた磁気特性を有する。
螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、帯状の打ち抜き部材の長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する。螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、一周分の螺旋状の曲げ加工を行うことが可能な長さでもよく、螺旋状に曲げ加工を行い巻き回しながら積層することが可能な長さでもよい。この打ち抜き部材は、例えば、所定の形状に打ち抜かれるときに、積層して一体化するための凹凸部が形成されてもよい。
螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、螺旋状の曲げ加工により、曲げ加工部材とした後、この曲げ加工部材を積層し、積層一体化させて鉄心を得る。例えば、打ち抜き部材を板面方向に、ティース部を内側、ヨーク部を外側にして、螺旋状に曲げ加工を行ってもよい。曲げ加工部材の積層は、複数枚の曲げ加工部材を積層してもよい。この場合、回し積みによって積層してもよい。また、曲げ加工部材を巻き回して積層してもよい。積層一体化は、例えば、かしめ加工により、各々の打ち抜き板に形成された凹凸部が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、打ち抜き部材が積層一体化される。
以上の工程を経て、二方向性電磁鋼板を用いた鉄心が得られる。すなわち、二方向性電磁鋼板を用いて得た鉄心は、直交する二方向に優れた磁気特性を有する。
なお、鉄心を得るために用いる上記一方向性電磁鋼板の化学組成は、例えば、質量％で、Ｃ：０．００３０％以下、Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、Ｍｎ：０．５％以下、Ｓｂ：０．２％以下、Ｓｎ：０．２％以下、Ｎｉ：０．５％以下、Ｃｕ：０．５％以下、Ｃｒ：０．５％以下、Ｐ：０．３％以下、及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素からなる鋼板であることがよい。
次に、本発明の鉄心に用いられる好適な他の鋼板について説明する。
本発明の鉄心に用いられる好適な他の鋼板としては、得られる鉄心が寸法精度に優れる点および占積率の低下を抑制する点で、例えば、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上（好ましくは９０％〜１００％、さらに好ましくは９５％〜１００％）であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上（好ましくは４０個／ｍｍ以上、さらに好ましくは５０個／ｍｍ以上）である再冷延鋼板が挙げられる。
本発明の鉄心に用いられる好適な他の鋼板としては、得られる鉄心が寸法精度に優れる点および占積率の低下を抑制する点で、例えば、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上（好ましくは９０％〜１００％、さらに好ましくは９５％〜１００％）であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上（好ましくは４０個／ｍｍ以上、さらに好ましくは５０個／ｍｍ以上）である再冷延鋼板が挙げられる。
再冷延鋼板が、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であることに加えて、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上であることで、打ち抜き加工を行うときの打ち抜き寸法精度、及び曲げ加工を行うときの曲げ加工性に優れる。そのため、これら特性を有する再冷延鋼板を用いることで、得られる鉄心は寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制される。
ここで、再冷延鋼板及び再冷延鋼板を焼鈍した鋼板についての結晶方位は、｛｝内の面が鋼板に平行で、かつ＜＞内の軸が再圧延方向に平行であることを示す。なお、結晶方位の観察は、ＥＢＳＤを用いて既述の条件で行う。
上記の再冷延鋼板を得る方法としては、例えば、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の切板の幅方向（一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向）に冷間圧延（以下、「冷延」と称する場合がある）を行う。この冷延により、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上（例えば、９５％以上）であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上（例えば、４０個／ｍｍ以上）である再冷延鋼板を得る。この冷延において、圧下率は２０％〜５０％の範囲とすることがよい。
ここで、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板を板厚方向に９０度回転させると｛１１０｝＜１１０＞方位となる。この｛１１０｝＜１１０＞方位を冷間圧延すると、剪断変形により圧下率に応じて｛１１０｝＜１１０＞が一部｛１００｝＜００１＞に方位変化する。
このとき、圧下率が２０％未満のときは｛１００｝＜００１＞方位の発生量が少な過ぎる。そのため、この｛１００｝＜００１＞方位の発生量が少な過ぎる再冷延鋼板を用いて鉄心を得た場合、得られた鉄心は磁気特性が低下する。また、再冷延鋼板のせん断帯の数が３０個／ｍｍ未満となるため、鉄心の寸法精度が劣位となる。
一方、圧下率が５０％超のときは｛１１０｝＜１１０＞方位粒が磁気特性の低い｛１１１｝＜１１０＞に変化するため、得られる鉄心の磁気特性が低下する。また、鉄心の寸法精度および占積率が低下する。しかも、再冷延鋼板の焼鈍後の方位が、磁気特性の悪い｛１１１｝＜２１１＞に変化しやすくなるため、得られる鉄心の磁気特性がより低下する。
このように、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板を、圧延方向に対して直交する方向に圧下率が２０％〜５０％となるように冷延した再冷延鋼板を用いると、上記特性を有する再冷延鋼板が得られる。そして、この再冷延鋼板を用いて得られた鉄心は、磁気特性、及び寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制される。
このとき、圧下率が２０％未満のときは｛１００｝＜００１＞方位の発生量が少な過ぎる。そのため、この｛１００｝＜００１＞方位の発生量が少な過ぎる再冷延鋼板を用いて鉄心を得た場合、得られた鉄心は磁気特性が低下する。また、再冷延鋼板のせん断帯の数が３０個／ｍｍ未満となるため、鉄心の寸法精度が劣位となる。
一方、圧下率が５０％超のときは｛１１０｝＜１１０＞方位粒が磁気特性の低い｛１１１｝＜１１０＞に変化するため、得られる鉄心の磁気特性が低下する。また、鉄心の寸法精度および占積率が低下する。しかも、再冷延鋼板の焼鈍後の方位が、磁気特性の悪い｛１１１｝＜２１１＞に変化しやすくなるため、得られる鉄心の磁気特性がより低下する。
このように、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板を、圧延方向に対して直交する方向に圧下率が２０％〜５０％となるように冷延した再冷延鋼板を用いると、上記特性を有する再冷延鋼板が得られる。そして、この再冷延鋼板を用いて得られた鉄心は、磁気特性、及び寸法精度に優れ、占積率の低下が抑制される。
なお、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率は、既述の方法により測定する。
また、再冷延鋼板のせん断帯の数は、次のようにして測定する。
試験片を板厚断面が観察できるように圧延方向に平行に切断し、ナイタールエッチングによりせん断帯を腐食させて発現させる。結晶粒径観察に用いた写真の板厚中心部に１ｍｍの線分を描く。その線分とせん断帯との交点を数え、その交点数を個／ｍｍの単位で表す。この時、せん断帯とは結晶粒内に圧延方向から１０°から７０°傾いた斜め線状のエッチング痕のことを指す。
また、再冷延鋼板のせん断帯の数は、次のようにして測定する。
試験片を板厚断面が観察できるように圧延方向に平行に切断し、ナイタールエッチングによりせん断帯を腐食させて発現させる。結晶粒径観察に用いた写真の板厚中心部に１ｍｍの線分を描く。その線分とせん断帯との交点を数え、その交点数を個／ｍｍの単位で表す。この時、せん断帯とは結晶粒内に圧延方向から１０°から７０°傾いた斜め線状のエッチング痕のことを指す。
再冷延鋼板としては、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上であれば、再冷延鋼板の化学組成は特に限定されない。再冷延鋼板は、例えば、以下の化学組成を有する再冷延鋼板が挙げられる。
質量比で、Ｃ：０．００００％〜０．００３０％、Ｓｉ：２．００％〜４．００％、Ｍｎ：０．０％〜０．５％、Ｓｂ：０．０％〜０．２％、Ｓｎ：０．０％〜０．２％、Ｎｉ：０．０％〜０．５％、Ｃｕ：０．０％〜０．５％、Ｃｒ：０．０％〜０．５％、Ｐ：０．０％〜０．３％、及びＡｌ：０．０％〜０．５％を含有する。そして、残部は、Ｆｅおよび不純物元素からなる鋼板である。
再冷延鋼板の化学組成は、前述の鉄心に用いる好適な鋼板（二方向性電磁鋼板）で例示した化学組成と同様の点で、上記範囲の化学組成とすることがよい。
質量比で、Ｃ：０．００００％〜０．００３０％、Ｓｉ：２．００％〜４．００％、Ｍｎ：０．０％〜０．５％、Ｓｂ：０．０％〜０．２％、Ｓｎ：０．０％〜０．２％、Ｎｉ：０．０％〜０．５％、Ｃｕ：０．０％〜０．５％、Ｃｒ：０．０％〜０．５％、Ｐ：０．０％〜０．３％、及びＡｌ：０．０％〜０．５％を含有する。そして、残部は、Ｆｅおよび不純物元素からなる鋼板である。
再冷延鋼板の化学組成は、前述の鉄心に用いる好適な鋼板（二方向性電磁鋼板）で例示した化学組成と同様の点で、上記範囲の化学組成とすることがよい。
なお、再冷延鋼板を用いて得られる好適な鉄心としては、例えば、前述の図４および図５に示す鉄心が挙げられる。
次に、本発明の鉄心の好適な他の製造方法について説明する。
本発明の鉄心の好適な他の製造方法は、例えば、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である再冷延鋼板を得る工程と、再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、打ち抜き部材を積層一体化して、７００℃以上の温度域で焼鈍する工程と、を有する。
本発明の鉄心の好適な他の製造方法は、例えば、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である再冷延鋼板を得る工程と、再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、打ち抜き部材を積層一体化して、７００℃以上の温度域で焼鈍する工程と、を有する。
まず、一方向性電磁鋼板から特定の再冷延鋼板を得る。
具体的には、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板のコイルの幅方向に切断された鋼板（以下、「切板」と称する）を準備する。一方向性電磁鋼板としては、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を有しない鋼板を準備してもよい。又は、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を有している鋼板を準備し、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を切削等で機械的に除去した鋼板としてもよい。
具体的には、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板のコイルの幅方向に切断された鋼板（以下、「切板」と称する）を準備する。一方向性電磁鋼板としては、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を有しない鋼板を準備してもよい。又は、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を有している鋼板を準備し、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を切削等で機械的に除去した鋼板としてもよい。
また、一方向性電磁鋼板としては、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有するのであれば、一方向性電磁鋼板の化学組成は特に限定されない。｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板としては、例えば、以下の化学組成を有する一方向性電磁鋼板であることがよい。
このような一方向性電磁鋼板としては、質量比で、Ｃ：０．００００％〜０．００３０％、Ｓｉ：２．００％〜４．００％、Ｍｎ：０．０％〜０．５％、Ｓｂ：０．０％〜０．２％、Ｓｎ：０．０％〜０．２％、Ｎｉ：０．０％〜０．５％、Ｃｕ：０．０％〜０．５％、Ｃｒ：０．０％〜０．５％、Ｐ：０．０％〜０．３％、及びＡｌ：０．０％〜０．５％を含有する。そして、残部は、Ｆｅおよび不純物元素からなる鋼板である。
このような一方向性電磁鋼板としては、質量比で、Ｃ：０．００００％〜０．００３０％、Ｓｉ：２．００％〜４．００％、Ｍｎ：０．０％〜０．５％、Ｓｂ：０．０％〜０．２％、Ｓｎ：０．０％〜０．２％、Ｎｉ：０．０％〜０．５％、Ｃｕ：０．０％〜０．５％、Ｃｒ：０．０％〜０．５％、Ｐ：０．０％〜０．３％、及びＡｌ：０．０％〜０．５％を含有する。そして、残部は、Ｆｅおよび不純物元素からなる鋼板である。
次に、準備した切板の幅方向（一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向）に、圧下率が２０％〜５０％となるように、冷間圧延を行い、前述の再冷延鋼板と同様の再冷延鋼板を得る。すなわち、再冷延鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である。
次に、再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材（打ち抜き板）を得る。打ち抜き部材は、目的に合わせた鉄心に応じて、所定の形状に打ち抜く。打ち抜き部材を得る方法は特に限定されず、通常工業的に採用されている方法によって行えばよい。
なお、打ち抜き部材を得る工程は、例えば、所定形状の打ち抜き部材よりも大きい予備打ち抜き部材を得る工程と、予備打ち抜き部材から目的とする所定形状の打ち抜き部材を得る工程とを有する２段階の工程としてもよい。
なお、打ち抜き部材を得る工程は、例えば、所定形状の打ち抜き部材よりも大きい予備打ち抜き部材を得る工程と、予備打ち抜き部材から目的とする所定形状の打ち抜き部材を得る工程とを有する２段階の工程としてもよい。
鉄心が分割鉄心である場合、分割鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、ティース部とヨーク部とを有する分割された形状の打ち抜き部材が挙げられる。
また、鉄心が螺旋巻き鉄心である場合、螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、帯状の打ち抜き部材であり、長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一方の端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する形状の打ち抜き部材が挙げられる。螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、一周分の螺旋状の曲げ加工を行うことが可能な長さでもよく、螺旋状に曲げ加工を行い巻き回しながら積層することが可能な長さでもよい。
これらの打ち抜き部材は、積層一体化する場合に、ティース部とヨーク部とを有する所定の形状に打ち抜かれるときに、例えば、積層して一体化するための凹凸部が形成されてもよい。
また、鉄心が螺旋巻き鉄心である場合、螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、帯状の打ち抜き部材であり、長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一方の端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する形状の打ち抜き部材が挙げられる。螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材は、例えば、一周分の螺旋状の曲げ加工を行うことが可能な長さでもよく、螺旋状に曲げ加工を行い巻き回しながら積層することが可能な長さでもよい。
これらの打ち抜き部材は、積層一体化する場合に、ティース部とヨーク部とを有する所定の形状に打ち抜かれるときに、例えば、積層して一体化するための凹凸部が形成されてもよい。
次に、打ち抜き部材を積層一体化する。
例えば、鉄心が分割鉄心である場合、分割鉄心用の打ち抜き部材の所定枚数を組み合わせて環状に連結させ、これを積層する。そして、例えば、かしめ加工により、各々の打ち抜き板に形成された凹凸部が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、打ち抜き部材が積層一体化される。
例えば、鉄心が分割鉄心である場合、分割鉄心用の打ち抜き部材の所定枚数を組み合わせて環状に連結させ、これを積層する。そして、例えば、かしめ加工により、各々の打ち抜き板に形成された凹凸部が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、打ち抜き部材が積層一体化される。
鉄心が螺旋巻き鉄心である場合、螺旋巻き鉄心用の打ち抜き部材に曲げ加工を行い、曲げ加工された打ち抜き部材（以下、「曲げ加工部材」とも称する）を得る。曲げ加工は、打ち抜き部材の板面方向に対して、例えば、ヨーク部を外周側、ティース部を内周側となるように螺旋状の曲げ加工を行い、曲げ加工部材を得る。そして、曲げ加工部材を積層する。曲げ加工部材の積層は、一周分の曲げ加工を行った曲げ加工部材を所定枚数積層してもよい。この場合、回し積みによって積層してもよい。また、曲げ加工部材を巻き回して積層してもよい。その後、例えば、かしめ加工により、積層された曲げ加工部材が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、曲げ加工部材が積層一体化される。
なお、かしめ加工により積層一体化する方法を例に挙げて説明したが、積層一体化する方法は特に限定されず、通常工業的に採用されている方法で行えばよい。
なお、かしめ加工により積層一体化する方法を例に挙げて説明したが、積層一体化する方法は特に限定されず、通常工業的に採用されている方法で行えばよい。
次に、積層一体化された積層体に対して焼鈍を行う。焼鈍温度は、得られる鉄心の磁気特性が優位となる点で、７００度以上で焼鈍をすることがよく、８００度以上であることが好ましい。なお、焼鈍の温度域の上限は特に限定されないが、焼鈍温度が高すぎると、得られる鉄心の磁気特性が劣位となる場合があるので、焼鈍の温度域の上限は、１１００℃未満（好ましくは１０００℃以下）とすることがよい。
以上の工程を経て、再冷延鋼板を用いた鉄心が得られる。
以上の工程を経て、再冷延鋼板を用いた鉄心が得られる。
ここで、再冷延鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である。この再冷延鋼板では、｛１００｝＜００１＞方位から±３０度以内の結晶粒の面積比率は１５％未満である。この再冷延鋼板を再結晶させた後の鋼板は、｛１００｝＜００１＞方位から±３０度以内の結晶粒の面積比率を５０％以上に増加し得る。このとき、再結晶比率を１００％にすることが望ましい。再冷延鋼板を再結晶させるためには、７００度以上（好ましくは７００℃〜１０００℃）の温度域で焼鈍をすることがよい。この焼鈍により、再結晶させた後の鋼板は、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒を５０％以上有し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒を２０％以上有する。すなわち、再冷延鋼板を用いて得た鉄心は、上記の焼鈍により、直交する二方向に優れた磁気特性を有する。
なお、本発明の鉄心は、再冷延鋼板を積層したものとしてもよい。再冷延鋼板を積層した鉄心とする場合、この鉄心の製造方法としては、｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である再冷延鋼板を得る工程と、再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、打ち抜き部材を積層一体化する工程とを有することが挙げられる。
また、この再冷延鋼板を積層した鉄心は、例えば、７００℃〜１０００℃の温度域で焼鈍を施してもよい。この温度域で焼鈍することで、鉄心を構成する鋼板は、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒を５０％以上有し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒を２０％以上有するものとなる。つまり、鉄心は、前述の直交する二方向に優れた磁気特性を有するものとなる。
また、この再冷延鋼板を積層した鉄心は、例えば、７００℃〜１０００℃の温度域で焼鈍を施してもよい。この温度域で焼鈍することで、鉄心を構成する鋼板は、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒を５０％以上有し、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒を２０％以上有するものとなる。つまり、鉄心は、前述の直交する二方向に優れた磁気特性を有するものとなる。
以上、本発明の鉄心を得るための好適な鋼板として、二方向性電磁鋼板および再冷延鋼板を例に挙げて説明したが、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上の鋼板からなる鉄心が得られるのであれば、上記の鋼板に限定されるものではない。
なお、従来の二方向性電磁鋼板を用いて鉄心を得る方法では、二方向性電磁鋼板を得るための特殊な装置を必要としていた。これに対して、本発明の鉄心は、二方向性電磁鋼板を得るための特殊な装置を必要とせず、二方向に優れた磁気特性を有する鉄心が簡便に製造し得る。
以上のように、本発明によれば、鉄心は、優れた磁気特性を有し、寸法精度に優れおよび占積率の低下が抑制されているため、電気機器鉄心（特に、モータの螺旋巻き鉄心）として適用することが望ましい。本発明によれば、電気機器の分野における喫緊の高効率化、小型化要請に十分に応えることができ、その工業的価値は極めて高いものである。
なお、本発明は、上記に限定されるものではない。上記は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
以下、実施例を例示して、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
（実施例１）
−主方位および副方位の確認−
本発明の鉄心を構成する鋼板が、主方位および副方位を有することについて確認試験を行う。
まず、質量％で、Ｃ：０．００３０％、Ｓｉ：３．１０％、Ｍｎ：０．１％、を含有する厚さ０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板の切板を準備する。次に、絶縁コーティングを水酸化ナトリウム水溶液で、フォルステライト皮膜を硫酸で除去する。しかる後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に対して４０％の圧下率で冷延を行い、再冷延鋼板を得る。この再冷延鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞から３０°以内の結晶粒が９１％、せん断帯の数が７２個／ｍｍである。
この再冷延鋼板を窒素雰囲気中にて８５０℃で１秒焼鈍する。焼鈍終了後、鋼板を空冷する。
−主方位および副方位の確認−
本発明の鉄心を構成する鋼板が、主方位および副方位を有することについて確認試験を行う。
まず、質量％で、Ｃ：０．００３０％、Ｓｉ：３．１０％、Ｍｎ：０．１％、を含有する厚さ０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板の切板を準備する。次に、絶縁コーティングを水酸化ナトリウム水溶液で、フォルステライト皮膜を硫酸で除去する。しかる後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に対して４０％の圧下率で冷延を行い、再冷延鋼板を得る。この再冷延鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞から３０°以内の結晶粒が９１％、せん断帯の数が７２個／ｍｍである。
この再冷延鋼板を窒素雰囲気中にて８５０℃で１秒焼鈍する。焼鈍終了後、鋼板を空冷する。
上記焼鈍後の鋼板の中心層を既述の測定条件により、ＥＢＳＤにより観察を行う。
上記焼鈍後の鋼板の（００１）極点図を図３に示す。図３に示すとおり、焼鈍後の鋼板は、主方位である｛１００｝＜００１＞近傍方位１Ａと、副方位である｛１１０｝＜１１０＞近傍方位２Ａとの２方位で結晶粒が観察される。この鉄心に用いられる鋼板における各結晶粒の面積比率は、｛１００｝＜００１＞から３０°以内の結晶粒は６１％であり、｛１１０｝＜１１０＞から３０°以内の結晶粒は３７％である。
上記焼鈍後の鋼板の（００１）極点図を図３に示す。図３に示すとおり、焼鈍後の鋼板は、主方位である｛１００｝＜００１＞近傍方位１Ａと、副方位である｛１１０｝＜１１０＞近傍方位２Ａとの２方位で結晶粒が観察される。この鉄心に用いられる鋼板における各結晶粒の面積比率は、｛１００｝＜００１＞から３０°以内の結晶粒は６１％であり、｛１１０｝＜１１０＞から３０°以内の結晶粒は３７％である。
また、上記の再冷延鋼板から、冷延方向に沿う方向に対して複数のティース部が形成されるように、帯状の打ち抜き部材を打ち抜く。この帯状の打ち抜き部材は、長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する。次に、この帯状の打ち抜き部材に対し曲げ加工を行い、曲げ加工部材を得る。曲げ加工は、帯状の打ち抜き部材が一周するように、かつ、ヨーク部が外周側、ティース部が内周側となるように、螺旋状の曲げ加工を行う。その後、曲げ加工部材を積層して、かしめ加工を行い、積層一体化した積層体を得る。その後、この積層体を窒素雰囲気中にて、８５０℃の各温度条件で１秒間焼鈍して鉄心を得る。焼鈍終了後、鉄心を空冷する。
得られる鉄心において、ティース部とヨーク部から鋼板を採取し、その板厚中心層を既述の測定条件により、ＥＢＳＤにより観察を行う。この採取した鋼板における結晶粒の面積比率は、｛１００｝＜００１＞から３０°以内の結晶粒が６１％であり、｛１１０｝＜１１０＞から３０°以内の結晶粒が３７％である。
このように、上記の再冷延鋼板を用いて得る鉄心は、再冷延鋼板を焼鈍して得られる鋼板の主方位と副方位とに対応する結晶方位の結晶粒を有することが分かる。
（実施例２）
−圧下率および焼鈍条件の影響−
まず、質量％で、Ｃ：０．０００２％、Ｓｉ：３．０９％を含有する０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板の切板を準備する。次に、水酸化ナトリウム水溶液で絶縁コーティングを除去し、硫酸でフォルステライト皮膜を除去する。その後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に対して圧下率１０％〜６０％で冷延を行い、再冷延鋼板を得る。
−圧下率および焼鈍条件の影響−
まず、質量％で、Ｃ：０．０００２％、Ｓｉ：３．０９％を含有する０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板の切板を準備する。次に、水酸化ナトリウム水溶液で絶縁コーティングを除去し、硫酸でフォルステライト皮膜を除去する。その後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に対して圧下率１０％〜６０％で冷延を行い、再冷延鋼板を得る。
この再冷延鋼板から、冷延方向に沿う方向に対して複数のティース部が形成されるように、帯状の打ち抜き部材を打ち抜く。この帯状の打ち抜き部材は、長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する。次に、この帯状の打ち抜き部材に対し曲げ加工を行い、曲げ加工部材を得る。曲げ加工は、帯状の打ち抜き部材が一周するように、かつ、ヨーク部が外周側、ティース部が内周側となるように、螺旋状の曲げ加工を行う。その後、曲げ加工部材を積層して、かしめ加工を行い、積層一体化した積層体を得る。その後、この積層体を窒素雰囲気中にて、６００℃〜１１００℃の各温度条件で１秒間焼鈍して鉄心を得る。焼鈍終了後、鉄心を空冷する。
上記方法で得られる鉄心について、磁気特性の各評価を行う。上記方法で得られる鉄心において、ティース部とヨーク部とから鋼板を採取し、その板厚中心層を既述の測定条件により、ＥＢＳＤにより観察を行う。さらに、上記方法で得られる鉄心において、鋼板を採取し、平均結晶粒径の測定を行う。また、再冷延鋼板について、打ち抜き精度、及び曲げ加工性の各評価を行う。
ＥＢＳＤ観察および平均結晶粒径の測定は、既述の方法により測定を行う。
磁気特性はＢ５０（Ｔ）（磁化力５０００Ａ／ｍにおける磁束密度）およびＷ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）（磁束密度１．０Ｔ、周波数４００Ｈｚの時の鉄損）の測定を行う。
Ｂ５０（Ｔ）と、Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）は、鉄心における径方向に沿う方向と、周の接線方向との平均値である。
寸法精度と曲げ加工性は下記操作方法により評価を行う。
なお、再冷延鋼板の寸法精度、及び曲げ加工性を評価することにより、鉄心の寸法精度、及び占積率が評価される。
ＥＢＳＤ観察および平均結晶粒径の測定は、既述の方法により測定を行う。
磁気特性はＢ５０（Ｔ）（磁化力５０００Ａ／ｍにおける磁束密度）およびＷ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）（磁束密度１．０Ｔ、周波数４００Ｈｚの時の鉄損）の測定を行う。
Ｂ５０（Ｔ）と、Ｗ１０／４００（Ｗ／ｋｇ）は、鉄心における径方向に沿う方向と、周の接線方向との平均値である。
寸法精度と曲げ加工性は下記操作方法により評価を行う。
なお、再冷延鋼板の寸法精度、及び曲げ加工性を評価することにより、鉄心の寸法精度、及び占積率が評価される。
・打ち抜き精度
内径１００ｍｍ、外径１２０ｍｍのリング状試料を打ち抜き、真円からの平均差（真円からのズレ）を求める。平均差が２μｍ以下であれば、得られる鉄心の寸法精度は良いと考える。
内径１００ｍｍ、外径１２０ｍｍのリング状試料を打ち抜き、真円からの平均差（真円からのズレ）を求める。平均差が２μｍ以下であれば、得られる鉄心の寸法精度は良いと考える。
・曲げ加工性
２０ｍｍ幅×８００ｍｍ長さの鋼板を作製し、内径２００ｍｍ、外径２４０ｍｍの曲げ加工を行う。その際の板厚変化量（％）を測定する。板厚変化量が６％以下であれば、得られる鉄心の占積率の低下が抑制されていると考える。ただし、曲げ加工時に割れが発生しやすい場合は、３００℃以下での温間加工をしても良い。
２０ｍｍ幅×８００ｍｍ長さの鋼板を作製し、内径２００ｍｍ、外径２４０ｍｍの曲げ加工を行う。その際の板厚変化量（％）を測定する。板厚変化量が６％以下であれば、得られる鉄心の占積率の低下が抑制されていると考える。ただし、曲げ加工時に割れが発生しやすい場合は、３００℃以下での温間加工をしても良い。
表１に示すように、符号２−２〜符号２−６は本発明の範囲内であり、これらの鉄心は、磁束密度Ｂ５０が高く、打ち抜き精度及び、曲げ加工性が良好である。符号２−１の鉄心の鋼板は｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。そのため、符号２−１の鉄心は磁束密度Ｂ５０が低い。また、符号２−１は、再冷延鋼板のせん断帯の数が少ないため、寸法精度が劣位である。さらに、せん断帯が少ないため、再結晶後の｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率も少なくなり、鉄心の磁気特性も劣位である。
符号２−７及び符号２−８の鉄心の鋼板は｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率と｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。そのため、符号２−７及び符号２−８の鉄心は磁束密度Ｂ５０が低い。また、符号２−７の再冷延鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。そのため、曲げ加工性が劣位である。さらに、符号２−８の鉄心の鋼板は、未再結晶部が残存しているため、鉄心のＷ１０／４００が著しく劣位である。
また、表１に示すように、圧下率が低すぎると、鉄心の鋼板は｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。圧下率が高すぎる、又は焼鈍温度が低すぎると、鉄心の鋼板は｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。さらに、同じ圧下率であって、焼鈍温度が高い場合は、鉄心の鋼板は平均結晶粒径が大きくなる傾向がある。
なお、符号２−６の鉄心の鋼板は本発明の範囲内であるが、結晶粒径が３２０μｍと粗大である。そのため、同一再冷延条件の符号２−３の鉄心よりも鉄損が高く、磁気特性的に不利である。
符号２−７及び符号２−８の鉄心の鋼板は｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率と｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。そのため、符号２−７及び符号２−８の鉄心は磁束密度Ｂ５０が低い。また、符号２−７の再冷延鋼板は、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。そのため、曲げ加工性が劣位である。さらに、符号２−８の鉄心の鋼板は、未再結晶部が残存しているため、鉄心のＷ１０／４００が著しく劣位である。
また、表１に示すように、圧下率が低すぎると、鉄心の鋼板は｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。圧下率が高すぎる、又は焼鈍温度が低すぎると、鉄心の鋼板は｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が少ない。さらに、同じ圧下率であって、焼鈍温度が高い場合は、鉄心の鋼板は平均結晶粒径が大きくなる傾向がある。
なお、符号２−６の鉄心の鋼板は本発明の範囲内であるが、結晶粒径が３２０μｍと粗大である。そのため、同一再冷延条件の符号２−３の鉄心よりも鉄損が高く、磁気特性的に不利である。
（実施例３）
−化学組成による影響−
まず、質量％で、表２に示す化学組成を有し、厚さ０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板（鋼板と表記）の切板を準備する。次に、水酸化ナトリウム水溶液で絶縁コーティングを除去し、硫酸でフォルステライト皮膜を除去する。その後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に圧下率４０％で冷延を行い、再冷延鋼板を得る。
−化学組成による影響−
まず、質量％で、表２に示す化学組成を有し、厚さ０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板（鋼板と表記）の切板を準備する。次に、水酸化ナトリウム水溶液で絶縁コーティングを除去し、硫酸でフォルステライト皮膜を除去する。その後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に圧下率４０％で冷延を行い、再冷延鋼板を得る。
この再冷延鋼板から、冷延方向に沿う方向に対して複数のティース部が形成されるように、帯状の打ち抜き部材を打ち抜く。この帯状の打ち抜き部材は、長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する。次に、この帯状の打ち抜き部材に対し曲げ加工を行い、曲げ加工部材を得る。曲げ加工は、帯状の打ち抜き部材が一周するように、かつ、ヨーク部が外周側、ティース部が内周側となるように、螺旋状の曲げ加工を行う。その後、曲げ加工部材を積層して、かしめ加工を行い、積層一体化した積層体を得る。この積層体を窒素雰囲気中にて８５０℃で１秒焼鈍して鉄心を得る。焼鈍終了後、鉄心を空冷する。
上記方法で得られる再冷延鋼板および鉄心について、実施例２と同様の評価方法により、各評価を行う。
表３に示すように、鉄心を構成する鋼板は、再冷延鋼板を得るために用いる一方向性電磁鋼板の化学組成によらずに、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が本発明の範囲内であることが分かる。そして、｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶粒の面積比率、及び｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が本発明の範囲内である鋼板からなる鉄心は、磁束密度Ｂ５０が高いことが分かる。また、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶粒の面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である再冷延鋼板は、打ち抜き精度及び曲げ加工性が良好であることが分かる。これにより、この再冷延鋼板を用いて得られる鉄心は、寸法精度及び占積率の低下が抑制されることが分かる。
しかし、化学成分の推奨範囲を外れると別の課題が発生する。符号３−９の鋼板はＣが多く、磁気時効を起こすためモータ鉄心への適用は不向きである。また、符号３−１０の鋼板はＳｉが多く、冷延時の作業性が低下するため、商業生産には向いていない。符号３−１１の鋼板はＳｉ量が少なく、相変態をするため、一方向性電磁鋼板を商業的に生産するには不向きである。したがって、これらの鋼板を用いて、鉄心を商業的に製造することは困難であり、鉄心を生産できても、鉄心としての安定した十分な性能が得られ難い。
しかし、化学成分の推奨範囲を外れると別の課題が発生する。符号３−９の鋼板はＣが多く、磁気時効を起こすためモータ鉄心への適用は不向きである。また、符号３−１０の鋼板はＳｉが多く、冷延時の作業性が低下するため、商業生産には向いていない。符号３−１１の鋼板はＳｉ量が少なく、相変態をするため、一方向性電磁鋼板を商業的に生産するには不向きである。したがって、これらの鋼板を用いて、鉄心を商業的に製造することは困難であり、鉄心を生産できても、鉄心としての安定した十分な性能が得られ難い。
（実施例４）
−他の例による主方位および副方位の確認−
本発明の鉄心が、主方位および副方位を有する二方向性電磁鋼板から製造しても、鉄心を構成する鋼板が、主方位と副方位とを有することについて確認試験を行う。
質量％で、Ｃ：０．００３０％、Ｓｉ：３．１０％、Ｍｎ：０．１％、を含有する厚さ０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板の切板を準備する。次に、絶縁コーティングを水酸化ナトリウム水溶液で、フォルステライト皮膜を硫酸で除去する。しかる後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に対して４０％の圧下率で冷延を行う。その後、冷延板を窒素雰囲気中にて８５０℃で１秒焼鈍する。焼鈍終了後、鋼板を空冷し、二方向性電磁鋼板を得る。
−他の例による主方位および副方位の確認−
本発明の鉄心が、主方位および副方位を有する二方向性電磁鋼板から製造しても、鉄心を構成する鋼板が、主方位と副方位とを有することについて確認試験を行う。
質量％で、Ｃ：０．００３０％、Ｓｉ：３．１０％、Ｍｎ：０．１％、を含有する厚さ０．３０ｍｍの一方向性電磁鋼板の切板を準備する。次に、絶縁コーティングを水酸化ナトリウム水溶液で、フォルステライト皮膜を硫酸で除去する。しかる後に、絶縁コーティング、及びフォルステライト皮膜を除去した切板の幅方向に対して４０％の圧下率で冷延を行う。その後、冷延板を窒素雰囲気中にて８５０℃で１秒焼鈍する。焼鈍終了後、鋼板を空冷し、二方向性電磁鋼板を得る。
この鋼板の中心層を既述の測定条件により、ＥＢＳＤにより観察を行う。その結果、この二方向性電磁鋼板における結晶粒の面積比率は、｛１００｝＜００１＞から３０°以内の結晶粒は６１％であり、｛１１０｝＜１１０＞から３０°以内の結晶粒は３７％である。
この二方向性電磁鋼板から、冷延方向に沿う方向に対して複数のティース部が形成されるように、帯状の打ち抜き部材を打ち抜く。この帯状の打ち抜き部材は、長手方向に沿う方向に連続的に延びているヨーク部と、ヨーク部の短手方向の一端部側に突出して複数個設けられたティース部とを有する。次に、この帯状の打ち抜き部材に対し曲げ加工を行い、曲げ加工部材を得る。曲げ加工は、帯状の打ち抜き部材が一周するように、かつ、ヨーク部が外周側、ティース部が内周側となるように、螺旋状の曲げ加工を行う。その後、曲げ加工部材を積層して、かしめ加工を行い、積層一体化して鉄心を得る。
上記方法で得られる鉄心において、鉄心のティース部とヨーク部から鋼板を採取し、その板厚中心層を既述の測定条件により、ＥＢＳＤにより観察を行う。その結果、採取した鋼板における結晶粒の面積比率は、｛１００｝＜００１＞から３０°以内の結晶粒は６１％であり、｛１１０｝＜１１０＞から３０°以内の結晶粒は３７％である。
このように、上記の主方位と副方位とを有する二方向性電磁鋼板を用いて得る鉄心は、曲げ加工による方位変化をほとんどせず、二方向性電磁鋼板に対応する主方位と副方位とを有することが分かる。
Claims (12)
- ｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である鋼板からなる鉄心。
- 前記鋼板の平均結晶粒径が３５０μｍ以下である請求項１に記載の鉄心。
- 前記鋼板が、質量％で、
Ｃ：０．０１００％以下、
Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｓｂ：０．２％以下、
Ｓｎ：０．２％以下、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．３％以下、
及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する請求項１又は２に記載の鉄心。 - ｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が８５％以上であり、せん断帯の数が３０個／ｍｍ以上である再冷延鋼板。
- 質量％で、
Ｃ：０．０１００％以下、
Ｓｉ：２．００％以上４．００％以下、
Ｍｎ：０．５％以下、
Ｓｂ：０．２％以下、
Ｓｎ：０．２％以下、
Ｎｉ：０．５％以下、
Ｃｕ：０．５％以下、
Ｃｒ：０．５％以下、
Ｐ：０．３％以下、
及びＡｌ：０．５％以下を含有し、並びに、残部としてＦｅおよび不純物元素を含有する請求項４に記載の再冷延鋼板。 - ｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延して、請求項４又は５に記載の再冷延鋼板を得る工程を有する再冷延鋼板の製造方法。
- 請求項４又は５に記載の再冷延鋼板を積層した鉄心。
- ｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延し、請求項４又は５に記載の再冷延鋼板を得る工程と、
前記再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化して、７００℃以上の温度域で焼鈍する工程と、
を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄心の製造方法。
- 前記温度域が、７００℃〜１０００℃である請求項８に記載の鉄心の製造方法。
- ｛１１０｝＜００１＞方位に集積した結晶粒を有する一方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向に、圧下率が２０％〜５０％となるように冷間圧延し、請求項４又は５に記載の再冷延鋼板を得る工程と、
前記再冷延鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化する工程と
を有する請求項７に記載の鉄心の製造方法。 - 請求項１０に記載の鉄心の製造方法であって、前記積層一体化する工程の後、７００℃〜１０００℃の温度域で焼鈍する工程をさらに有する鉄心の製造方法。
- ｛１００｝＜００１＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が５０％以上であり、｛１１０｝＜１１０＞（±３０°）の結晶方位の結晶粒の占める面積比率が２０％以上である二方向性電磁鋼板を打ち抜き、打ち抜き部材を得る工程と、
前記打ち抜き部材を積層一体化する工程と、
を有する請求項１〜３のいずれか１項に記載の鉄心の製造方法。
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