JPH0456109B2 - - Google Patents
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- JPH0456109B2 JPH0456109B2 JP32137287A JP32137287A JPH0456109B2 JP H0456109 B2 JPH0456109 B2 JP H0456109B2 JP 32137287 A JP32137287 A JP 32137287A JP 32137287 A JP32137287 A JP 32137287A JP H0456109 B2 JPH0456109 B2 JP H0456109B2
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- tensile strength
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- steel sheet
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Description
［産業上の利用分野］
本発明は加工性と磁気特性がともにすぐれた高
抗張力無方向性電磁鋼板に関する。 ［従来の技術］ 従来、回転機器に要求されていた回転数は、
高々10万rpm程度であり、ローター（回転子）用
材料には積層された電磁鋼板が用いられてきた。
最近、20〜30万rpmもの超高速回転が要求される
ようになり、ローターに加わる遠心力が、電磁鋼
板の強度を上回る可能性が出てきた。 また、例えば最近の揚水発電機では昼間と夜間
の需要電力の変動に、効率的に対応するために、
ローターの回転数を可変できるようにしなければ
ならない。この場合にはさらに回転速度の変化に
基づくローターに作用する遠心力変動に耐える強
度を有する必要がある。 このため超高速回転機あるいは大幅な可変速タ
イプ発電機には、通常、電磁鋼板の代わりに充分
な強度を持つ鋳鋼製のソリツドローターが使用さ
れる。しかし、この場合、鋳鋼ブロツクからロー
ターを削り出すという複雑な加工工程が必要にな
るためコストが高く、しかも積層タイプに比べ渦
電流損失が大きく、電動機の効率が著しく低下す
るという問題点が生じている。 このようなニユーズに対応して、最近では高抗
張力を有する無方向性電磁鋼板について検討さ
れ、いくつか提案されている。例えば、特開昭60
−238421号公報は、Siを3.5〜7.0％と高め、さら
にMn：0.1〜11.5％、Ni：0.1〜20.0％、Co：0.5
〜20.0％、Ti：0.05〜3.0％、Ｗ：0.05〜3.0％、
Mo：0.05〜3.0％、Al：0.5〜13.0％の固溶体強化
成分の１種または２種以上を、1.0〜20.0％含有
させたスラブを素材とし、熱延後、熱延板に100
〜600℃の温間圧延を繰返して最終板厚に圧延し、
焼鈍し、抗張力が50Kg／mm2以上の高抗張力無方向
性電磁鋼板を得ている。 これは圧延の困難な高Si含有量としているの
で、面倒な温間圧延を必須としているが、圧延時
に板破断の発生が多くなる恐れがあり、生産性の
低下、歩留りの低下をもたらすなど改善の余地が
ある。 特開昭61−84360号公報では、Ni：８〜20％、
Mo：0.2〜5.0％、Al：0.1〜2.0％、Ti：0.1〜1.0
％、Cr：1.0〜10.0％を含有する高速回転電動機
用の高抗張力軟磁性材料が提案されている。これ
は特にNiを、またCrを多量に含有しているため
に極めて高価な材料となる。 さらに特開昭61−9520号公報はSi：2.5〜7.0％
と、Ti：0.05〜3.0％、Ｗ：0.05〜3.0％、Mo：
0.05〜3.0％、Ni：0.1〜20.0％、Al：0.5〜13.0％
の１種または２種以上を1.0〜20.0％含有する溶
鋼を用いて、急冷凝固法により高抗張力無方向性
電磁鋼板を製造せんとするものである。これはプ
ロセスが特殊であるために、通常の電磁鋼板の製
造設備では製造できず、工業的に生産することが
難しく、また加工性に改善の余地があると考えら
れる。 このように、高抗張力無方向性電磁鋼板につい
て提案されているが、抗張力の高い無方向性電磁
鋼板から、例えば超高速回転機や発電機のロータ
ー等を製作するさいは、剪断や打抜きされ、その
端面に微小クラツクが生じるケースがある。 さらに製作時に熱処理を受け、鋼板が脆化して
延び特性が著しく劣化し所望のローター等、製品
の製造が難しいという問題がある。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は加工性がすぐれて所望の製品に問題な
く製作でき、かつ磁気特性がすぐれ、超高速回転
機、大幅な可変速機能を有する発電機、および揚
水発電機の如き超大型発電機などのローターに好
適の高抗張力無方向性電磁鋼板を目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明者達は、高抗張力の無方向性電磁鋼板か
らローター、鉄心などの鉄片を打抜き、剪断した
さい、その切断端面に微小クラツクなど割れ誘発
部が発生せず、さらにその後、製作加工時に温度
が上昇しても、伸び特性が劣化せずに十分な加工
性を有する鋼板を、得るべく種々の実験と研究を
行なつた。 その結果、極低炭Si含有鋼に、Mn、Niさらに
必要に応じてCr、Mo、Cuの１種または２種以上
を含有させて高強度化し、Ｐを0.03％未満に低減
させるとともにＢを0.0005〜0.0100％含有させる
と、加工性がすぐれ、磁気特性も良好になること
を見出した。 本発明はこの知見に基づきなされたもので、そ
の要旨は重量％で、 Ｃ ：0.01％以下、Si：2.0
％以上3.5％以下、Mn：0.1％以上6.0％以下、Ｐ
：0.03％未満、Al：0.03％以上1.50％以下、Ｂ
：0.0005％以上0.0100％以下、Ni：0.3％以上
6.0％以下を含有し、さらに必要に応じて、Cr：
5.0％以下、Mo：5.0％以下、Cu：0.4％以下の１
種または２種以上を含有し、平均結晶粒径が
30μm以下であることを特徴とする加工性と磁気
特性のすぐれた高抗張力無方向性電磁鋼板にあ
る。 以下に、本発明について詳細に説明する。 まず鋼成分について述べる。 Ｃは磁気特性を劣化させる成分で、0.01（重量）
％を超えて含有すると鉄損を増大させるため、
0.01％以下とする。なお、Ｃは製鋼で脱炭する
か、熱延板または冷延板で脱炭して上記範囲にさ
れる。 Siは鋼の固有抵抗を高めて渦電流を減らし、鉄
損を低下せめしるとともに、抗張力を高めるが、
含有量が2.0％未満ではその効果が小さい。また
3.5％を超えると鋼を脆化させ、さらに磁束密度
を低下させるため3.5％以下とする。 Mnは鋼の抗張力を高めるとともに、固有抵抗
を高め鉄損を低下させ、さらに鋼板の脆化防止の
作用があるが、0.1％未満ではこれらの効果が少
なく、一方、その含有量が多くなると鋼溶製が難
しくなり、また磁束密度が低下するので6.0％以
下とする。 Ｐは抗張力を高める効果の著しい元素である
が、鋼板からローター、鉄心などの鉄片を打抜
き、または剪断したとき、その切断端面に微小ク
ラツクの発生を防止し、あわせてその後に製品製
作時に加熱作用を受け、例えば150℃以上に加熱
されても、脆化がなく、十分な伸び特性を得るた
めに0.03％未満とする。 このように低減すると前記切断端面を何んら仕
上加工せずとも、そのままの状態で所望の製品が
容易に作成される。 Ｂは粒界破断を防止する作用があり、また前記
Ｐの低減と相乗して脆化を防止する。この作用を
奏させるには0.0005％以上必要である。該Ｂは前
述の如き作用効果があるが、その含有量が余りに
も多くなると、逆に脆化するため上限を0.0100％
とする。 Alは脱酸材として、少なくとも0.03％は必要で
あり、またAlを含有させることにより、強度が
向上し、固有抵抗増加により鉄損も低下するが、
1.50％を超えると脆化が問題になるため、0.03〜
1.50％とする。 Niは磁気特性を劣化させることなく、強度を
高めるのに有効であり、その作用を奏させるため
に0.3％以上とする。一方、その含有量が多くな
ると磁束密度を低下させるので6.0％以下とする。 さらに、必要に応じて、Cr、Mo、Cuの１種ま
たは２種以上を含有させる。これらは何らも磁気
特性を劣化することなく、強度を高める作用があ
る。このために、Crは5.0％以下、Moは5.0％以
下、Cuは0.4％以下の範囲で含有される。Crと
Moは5.0％超となると、またCuは0.4％超になる
と磁束密度が劣化する。 前記成分を含み、残部が鉄および不可避不純物
からなる高抗張力が無方向性電磁鋼板は、転炉や
電気炉で溶製され、連続鋳造または造塊−分塊圧
延によりスラブとされ、熱間圧延され、さらに必
要に応じて熱延板焼鈍され、冷間圧延され、焼鈍
して製造される。 また本発明の高抗張力無方向性電磁鋼板は平均
結晶粒径を30μm以下とする。その理由は前記Si、
Mn、Niさらに必要に応じて含有するCr、Mo、
Cuにより固溶強化に加えて、強度を高めるため
に平均結晶粒径で30μm以下の細粒とする。 実施例 １ 重量％で、Ｃ：0.0015〜0.0040％、Si：2.80〜
3.20％、Mn：0.04〜2.50％、Ｐ：0.005〜0.50％、
Al：0.54〜2.00％、Ｂ：0.0000〜0.0115％、Ni：
0.00〜2.54％、Cr：0.00〜1.54％、Mo：0.00〜
0.50％、Cu：0.00〜0.30％を含有し、残部が鉄お
よび不可避不純物からなる鋼スラブ供試材（表
１）を、熱間圧延で板厚1.8mmとし、次いで無焼
鈍のままあるいは850℃、30秒間の熱延板焼鈍を
施して、冷間圧延により0.50mm厚にし、その後、
焼鈍を実施して造つた製品の結晶粒径、機械的性
質および磁気特性を測定した。 結果を表２に示す。
抗張力無方向性電磁鋼板に関する。 ［従来の技術］ 従来、回転機器に要求されていた回転数は、
高々10万rpm程度であり、ローター（回転子）用
材料には積層された電磁鋼板が用いられてきた。
最近、20〜30万rpmもの超高速回転が要求される
ようになり、ローターに加わる遠心力が、電磁鋼
板の強度を上回る可能性が出てきた。 また、例えば最近の揚水発電機では昼間と夜間
の需要電力の変動に、効率的に対応するために、
ローターの回転数を可変できるようにしなければ
ならない。この場合にはさらに回転速度の変化に
基づくローターに作用する遠心力変動に耐える強
度を有する必要がある。 このため超高速回転機あるいは大幅な可変速タ
イプ発電機には、通常、電磁鋼板の代わりに充分
な強度を持つ鋳鋼製のソリツドローターが使用さ
れる。しかし、この場合、鋳鋼ブロツクからロー
ターを削り出すという複雑な加工工程が必要にな
るためコストが高く、しかも積層タイプに比べ渦
電流損失が大きく、電動機の効率が著しく低下す
るという問題点が生じている。 このようなニユーズに対応して、最近では高抗
張力を有する無方向性電磁鋼板について検討さ
れ、いくつか提案されている。例えば、特開昭60
−238421号公報は、Siを3.5〜7.0％と高め、さら
にMn：0.1〜11.5％、Ni：0.1〜20.0％、Co：0.5
〜20.0％、Ti：0.05〜3.0％、Ｗ：0.05〜3.0％、
Mo：0.05〜3.0％、Al：0.5〜13.0％の固溶体強化
成分の１種または２種以上を、1.0〜20.0％含有
させたスラブを素材とし、熱延後、熱延板に100
〜600℃の温間圧延を繰返して最終板厚に圧延し、
焼鈍し、抗張力が50Kg／mm2以上の高抗張力無方向
性電磁鋼板を得ている。 これは圧延の困難な高Si含有量としているの
で、面倒な温間圧延を必須としているが、圧延時
に板破断の発生が多くなる恐れがあり、生産性の
低下、歩留りの低下をもたらすなど改善の余地が
ある。 特開昭61−84360号公報では、Ni：８〜20％、
Mo：0.2〜5.0％、Al：0.1〜2.0％、Ti：0.1〜1.0
％、Cr：1.0〜10.0％を含有する高速回転電動機
用の高抗張力軟磁性材料が提案されている。これ
は特にNiを、またCrを多量に含有しているため
に極めて高価な材料となる。 さらに特開昭61−9520号公報はSi：2.5〜7.0％
と、Ti：0.05〜3.0％、Ｗ：0.05〜3.0％、Mo：
0.05〜3.0％、Ni：0.1〜20.0％、Al：0.5〜13.0％
の１種または２種以上を1.0〜20.0％含有する溶
鋼を用いて、急冷凝固法により高抗張力無方向性
電磁鋼板を製造せんとするものである。これはプ
ロセスが特殊であるために、通常の電磁鋼板の製
造設備では製造できず、工業的に生産することが
難しく、また加工性に改善の余地があると考えら
れる。 このように、高抗張力無方向性電磁鋼板につい
て提案されているが、抗張力の高い無方向性電磁
鋼板から、例えば超高速回転機や発電機のロータ
ー等を製作するさいは、剪断や打抜きされ、その
端面に微小クラツクが生じるケースがある。 さらに製作時に熱処理を受け、鋼板が脆化して
延び特性が著しく劣化し所望のローター等、製品
の製造が難しいという問題がある。 ［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は加工性がすぐれて所望の製品に問題な
く製作でき、かつ磁気特性がすぐれ、超高速回転
機、大幅な可変速機能を有する発電機、および揚
水発電機の如き超大型発電機などのローターに好
適の高抗張力無方向性電磁鋼板を目的とする。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明者達は、高抗張力の無方向性電磁鋼板か
らローター、鉄心などの鉄片を打抜き、剪断した
さい、その切断端面に微小クラツクなど割れ誘発
部が発生せず、さらにその後、製作加工時に温度
が上昇しても、伸び特性が劣化せずに十分な加工
性を有する鋼板を、得るべく種々の実験と研究を
行なつた。 その結果、極低炭Si含有鋼に、Mn、Niさらに
必要に応じてCr、Mo、Cuの１種または２種以上
を含有させて高強度化し、Ｐを0.03％未満に低減
させるとともにＢを0.0005〜0.0100％含有させる
と、加工性がすぐれ、磁気特性も良好になること
を見出した。 本発明はこの知見に基づきなされたもので、そ
の要旨は重量％で、 Ｃ ：0.01％以下、Si：2.0
％以上3.5％以下、Mn：0.1％以上6.0％以下、Ｐ
：0.03％未満、Al：0.03％以上1.50％以下、Ｂ
：0.0005％以上0.0100％以下、Ni：0.3％以上
6.0％以下を含有し、さらに必要に応じて、Cr：
5.0％以下、Mo：5.0％以下、Cu：0.4％以下の１
種または２種以上を含有し、平均結晶粒径が
30μm以下であることを特徴とする加工性と磁気
特性のすぐれた高抗張力無方向性電磁鋼板にあ
る。 以下に、本発明について詳細に説明する。 まず鋼成分について述べる。 Ｃは磁気特性を劣化させる成分で、0.01（重量）
％を超えて含有すると鉄損を増大させるため、
0.01％以下とする。なお、Ｃは製鋼で脱炭する
か、熱延板または冷延板で脱炭して上記範囲にさ
れる。 Siは鋼の固有抵抗を高めて渦電流を減らし、鉄
損を低下せめしるとともに、抗張力を高めるが、
含有量が2.0％未満ではその効果が小さい。また
3.5％を超えると鋼を脆化させ、さらに磁束密度
を低下させるため3.5％以下とする。 Mnは鋼の抗張力を高めるとともに、固有抵抗
を高め鉄損を低下させ、さらに鋼板の脆化防止の
作用があるが、0.1％未満ではこれらの効果が少
なく、一方、その含有量が多くなると鋼溶製が難
しくなり、また磁束密度が低下するので6.0％以
下とする。 Ｐは抗張力を高める効果の著しい元素である
が、鋼板からローター、鉄心などの鉄片を打抜
き、または剪断したとき、その切断端面に微小ク
ラツクの発生を防止し、あわせてその後に製品製
作時に加熱作用を受け、例えば150℃以上に加熱
されても、脆化がなく、十分な伸び特性を得るた
めに0.03％未満とする。 このように低減すると前記切断端面を何んら仕
上加工せずとも、そのままの状態で所望の製品が
容易に作成される。 Ｂは粒界破断を防止する作用があり、また前記
Ｐの低減と相乗して脆化を防止する。この作用を
奏させるには0.0005％以上必要である。該Ｂは前
述の如き作用効果があるが、その含有量が余りに
も多くなると、逆に脆化するため上限を0.0100％
とする。 Alは脱酸材として、少なくとも0.03％は必要で
あり、またAlを含有させることにより、強度が
向上し、固有抵抗増加により鉄損も低下するが、
1.50％を超えると脆化が問題になるため、0.03〜
1.50％とする。 Niは磁気特性を劣化させることなく、強度を
高めるのに有効であり、その作用を奏させるため
に0.3％以上とする。一方、その含有量が多くな
ると磁束密度を低下させるので6.0％以下とする。 さらに、必要に応じて、Cr、Mo、Cuの１種ま
たは２種以上を含有させる。これらは何らも磁気
特性を劣化することなく、強度を高める作用があ
る。このために、Crは5.0％以下、Moは5.0％以
下、Cuは0.4％以下の範囲で含有される。Crと
Moは5.0％超となると、またCuは0.4％超になる
と磁束密度が劣化する。 前記成分を含み、残部が鉄および不可避不純物
からなる高抗張力が無方向性電磁鋼板は、転炉や
電気炉で溶製され、連続鋳造または造塊−分塊圧
延によりスラブとされ、熱間圧延され、さらに必
要に応じて熱延板焼鈍され、冷間圧延され、焼鈍
して製造される。 また本発明の高抗張力無方向性電磁鋼板は平均
結晶粒径を30μm以下とする。その理由は前記Si、
Mn、Niさらに必要に応じて含有するCr、Mo、
Cuにより固溶強化に加えて、強度を高めるため
に平均結晶粒径で30μm以下の細粒とする。 実施例 １ 重量％で、Ｃ：0.0015〜0.0040％、Si：2.80〜
3.20％、Mn：0.04〜2.50％、Ｐ：0.005〜0.50％、
Al：0.54〜2.00％、Ｂ：0.0000〜0.0115％、Ni：
0.00〜2.54％、Cr：0.00〜1.54％、Mo：0.00〜
0.50％、Cu：0.00〜0.30％を含有し、残部が鉄お
よび不可避不純物からなる鋼スラブ供試材（表
１）を、熱間圧延で板厚1.8mmとし、次いで無焼
鈍のままあるいは850℃、30秒間の熱延板焼鈍を
施して、冷間圧延により0.50mm厚にし、その後、
焼鈍を実施して造つた製品の結晶粒径、機械的性
質および磁気特性を測定した。 結果を表２に示す。
【表】
【表】
【表】
効脆化大〓とした。
［発明の効果］ 表２から明らかなように本発明では、降伏強さ
60Kg／mm2以上、抗張力70Kg／mm2、著しい脆化がな
くて伸び20％以上、鉄損W15／50、7W／Kg以下、
磁束密度B50、1.6T以上の優れた強度と磁気特性
をあわせもつ電磁鋼板が得られる。
［発明の効果］ 表２から明らかなように本発明では、降伏強さ
60Kg／mm2以上、抗張力70Kg／mm2、著しい脆化がな
くて伸び20％以上、鉄損W15／50、7W／Kg以下、
磁束密度B50、1.6T以上の優れた強度と磁気特性
をあわせもつ電磁鋼板が得られる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 重量％で、 Ｃ：0.01％以下 Si：2.0％以上3.5％以下 Mn：0.1％以上6.0％以下 Ｐ：0.03％未満 Al：0.03％以上1.50％以下 Ｂ：0.0005％以上0.0100％以下 Ni：0.3％以上6.0％以下 を含有し、残部が鉄および不可避的不純物からな
り、平均結晶粒径が30μm以下であることを特徴
とする加工性と磁気特性のすぐれた高抗張力無方
向性電磁鋼板。 ２ 重量％で、 Ｃ：0.01％以下 Si：2.0％以上3.5％以下 Mn：0.1％以上6.0％以下 Ｐ：0.03％未満 Al：0.03％以上1.50％以下 Ｂ：0.0005％以上0.0100％以下 Ni：0.3％以上6.0％以下 さらに、 Cr：5.0％以下 Mo：5.0％以下 Cu：0.4％以下 のなかの１種または２種以上を含有し、残部が鉄
および不可避的不純物からなり、平均結晶粒径が
30μm以下であることを特徴とする加工性と磁気
特性のすぐれた高抗張力無方向性電磁鋼板。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32137287A JPH01162748A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 加工性と磁気特性のすぐれた高抗張力無方向性電磁鋼板 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32137287A JPH01162748A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 加工性と磁気特性のすぐれた高抗張力無方向性電磁鋼板 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01162748A JPH01162748A (ja) | 1989-06-27 |
| JPH0456109B2 true JPH0456109B2 (ja) | 1992-09-07 |
Family
ID=18131828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32137287A Granted JPH01162748A (ja) | 1987-12-21 | 1987-12-21 | 加工性と磁気特性のすぐれた高抗張力無方向性電磁鋼板 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01162748A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100772243B1 (ko) * | 2003-10-06 | 2007-11-01 | 신닛뽄세이테쯔 카부시키카이샤 | 고강도 전자 강판 및 그 제조 방법 |
| WO2007007423A1 (ja) | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Sumitomo Metal Industries, Ltd. | 無方向性電磁鋼板およびその製造方法 |
| JPWO2007144964A1 (ja) | 2006-06-16 | 2009-10-29 | 新日本製鐵株式会社 | 高強度電磁鋼板およびその製造方法 |
| JP5359239B2 (ja) * | 2008-12-12 | 2013-12-04 | 日産自動車株式会社 | 電動モータのロータ |
| CN104532119B (zh) * | 2009-09-03 | 2018-01-02 | 新日铁住金株式会社 | 无方向性电磁钢板的制造方法 |
| JP5614063B2 (ja) * | 2010-03-11 | 2014-10-29 | 新日鐵住金株式会社 | 高周波鉄損の優れた高張力無方向性電磁鋼板 |
| KR101536465B1 (ko) * | 2013-12-24 | 2015-07-13 | 주식회사 포스코 | 연질 고규소 강판 및 그 제조방법 |
| JP6623533B2 (ja) * | 2015-03-25 | 2019-12-25 | 日本製鉄株式会社 | Ｆｅ系金属板 |
| JP7303476B2 (ja) | 2021-03-31 | 2023-07-05 | 日本製鉄株式会社 | 無方向性電磁鋼板、モータコア、無方向性電磁鋼板の製造方法及びモータコアの製造方法 |
-
1987
- 1987-12-21 JP JP32137287A patent/JPH01162748A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01162748A (ja) | 1989-06-27 |
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