JPH0586453B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

＜産業上の利用分野＞ この発明は、優れた磁気特性を有する上、打抜
き性が極めて良好な電磁鋼板を製造する方法に関
するものである。 ＜背景技術＞ 一般に、電磁鋼板は各種変圧器、安定器、或い
は各種電動機等の鉄芯用材料として使用されてい
るが、近年、電気製品の小型・高性能化や省エネ
ルギー化等の観点から、磁気特性の一層優れた高
性能電磁鋼板に対する要望が高まつてきている。 一方、電磁鋼板には、変圧器や電動機の鉄芯に
成形される際に打抜き・積層の工程が施されるこ
とから、磁気特性に優れることはもちろん、良好
な打抜き性を備えていることも要求されている。 このため、従来、電磁鋼板の打抜き成形に当つ
ては、その表面にアクリル樹脂等の有機成分を主
体としたコーテイングを行うことで、電気絶縁性
の確保とともに打抜き加工のための潤滑性付与の
対策がとられていたが、電気製品の組立てに際
し、積層された鉄芯を固定するために端部を溶接
することも行われることがあり、この場合には、
溶接中にコーテイング皮膜中の有機成分が蒸発し
てブローホール等の溶接欠陥を発生しやすいの
で、必然的にコーテイング膜厚が制限されてしま
うと言う問題があつた。 このようなことから、材料自体が優れた打抜き
性を有するような電磁鋼板の開発も強く望まれて
いたのである。 ところで、電磁鋼板の打抜き作業を続けている
と、打抜き金型が摩耗され、ポンチとダイスとの
間のクリアランスが次第に広がることとなつて打
抜き品の“かえり”が増大してくる。このため、
前記“かえり”が或る値よりも大きくなると型研
磨を行う必要が生じる。従つて、電磁鋼板におい
ては、１回当りの型研磨においてより多く打抜け
る鋼板ほど打抜き性が良好であると評価されてい
る。 即ち、電磁鋼板の打抜き性を向上させるには、
快削鋼にみられるように、析出物や介在物を多量
に含ませて打抜き時の鋼板の“ちぎれ性”を上げ
ることが有効とされている。 しかしながら、電磁鋼板の磁気特性を向上させ
るためには、Ｃ等の不純物元素を極力少なくする
とともに析出物や介在物等も抑えることが必要で
あるとされており、高級電磁鋼板ほど打抜き性が
劣化すると言う極めて厄介な問題が存在してい
た。 ＜問題点を解決するための手段＞ 本発明者等は、電磁鋼板の製造における上述の
如き問題点を解消し、優れた磁気特性と良好な打
抜き性とを兼備した電磁鋼板を提供すべく研究を
重ねた結果、以下に示す如き知見が得られたので
ある。即ち、 (a) 従来の電磁鋼板における常識よりもはるかに
多量のＣを含有せしめた鋼を熱間圧延した後特
定条件の焼鈍を施すと、鋼板素地中に粗大なグ
ラフアイトが析出し、鋼板の打抜き性が格段に
向上すること、 (b) 上記のように粗大グラフアイトが析出すると
素地中の固溶Ｃが極めて少なくなり、しかも粗
大に析出したグラフアイトは粒成長性や磁壁の
移動等を妨げることがないので、素地をSiや
Al等の過電流損を下げるのに有効な元素を含
んだフエライト組織とすれば、従来の極低Ｃ系
電磁鋼板なみの磁気特性を有する電磁鋼板が得
られること、 (c) 前記高Ｃ含有鋼を熱間圧延し、冷間圧延して
からグラフアイト析出焼鈍を施しても鋼板の打
抜き性は目立つて向上するが、熱間圧延後にグ
ラフアイト焼鈍を施して粗大グラフアイトを析
出させ、その後で冷間圧延を行うと、第１図ａ
で示す状態から第１図ｂで示す状態に粗大グラ
フアイト１が圧延方向に伸展して細長く分布す
ることとなり、打抜き方向（第１図における矢
印方向）に対する有効グラフアイト面積Ａが増
して打抜き性が更に改善されること。なお、第
１図において、符号２は電磁鋼板を、符号３は
伸展状グラフアイトをそれぞれ示す、 (d) 前記高Ｃ含有鋼を熱間圧延した後に一旦グラ
フアイト析出焼鈍を施し、次いで冷間圧延を行
つた後で再度グラフアイト析出焼鈍を施すと、
熱延板のグラフアイト析出焼鈍時間が短かくて
も打抜き性のより優れた電磁鋼板が得られるこ
と。 この発明は、上記知見に基づいてなされたもの
であり、 Ｃ：0.1〜1.0％（以下、成分割合を表わす％
は重量％とする）、 Si：3.5％以下 を含有し、かつ Ni：2.0％以下、 Al：1.0％以下、 Cu：1.0％以下 のうちの１種以上をも含むとともに、残部がFe
及び不可避不純物から成る鋼を熱間圧延し、その
後、600〜800℃での焼鈍によりグラフアイトを析
出させてから冷間圧延を行い、更に再結晶焼鈍を
施すか、或いは600〜800℃での焼鈍によりグラフ
アイトを析出させてから冷間圧延を行い、次いで
600〜800℃で再結晶焼鈍して更にグラフアイトを
析出させるかすることによつて、優れた打抜き性
と磁気特性とを兼備した電磁鋼板を得る点、 に特徴を有するものである。 次いで、この発明の方法において素材鋼の成分
組成及び処理条件を前記の如くに数値限定した理
由を説明する。 Ａ 素材鋼の成分組成 ａ Ｃ Ｃは所定の焼鈍によつて鋼板中に粗大グラフア
イトとして析出し、鋼板の打抜き性を向上させる
成分であるが、その含有量が0.1％未満では粗大
グラフアイトの析出が困難となつて十分な打抜き
性向上効果を確保できず、一方1.0％を越えて含
有させると熱間圧延が難かしくなることから、Ｃ
含有量は0.1〜1.0％と定めた。 ｂ Si Siは電磁鋼板の磁気特性向上やグラフアイトの
析出促進に有効な成分であるが、その含有量が
3.5％を越えると鋼の加工性を劣化することから、
Si含有量は3.5％以下と定めた。なお、Siは極く
微量であつてもそれなりの効果を発揮するが、好
ましくは0.1％以上の含有量を確保するのが良い。 ｃ Ni，Al，及びCu これらの成分もグラフアイトの析出促進に有効
な元素であり、極く微量の添加であつてもそれな
りの効果を発揮するので１種以上含有せしめられ
るものであるが、2.0％を越えるNi、1.0％を越え
るAl、そして1.0％を越えるCuを含有させてもグ
ラフアイト析出促進効果はそれほど顕著に向上せ
ず、経済的に好ましくないことから、Ni含有量
は2.0％以下と、Al含有量は1.0％以下と、そして
Cu含有量は1.0％以下とそれぞれ定めた。 Ｂ 処理条件 ａ グラフアイを析出させるための焼鈍の温度 グラフアイト析出焼鈍（再結晶焼鈍を兼ねる場
合をも含む）の温度が600℃以下であると、十分
なグラフアイトの析出が達成されずに満足できる
磁気特性を安定して確保することが困難となり、
また、グラフアイト析出焼鈍温度が800℃を越え
ても同様であることから、前記焼鈍温度を600〜
800℃と定めた。 このように、前記成分系の鋼の場合には、グラ
フアイト析出焼鈍温度として600〜800℃が最も有
効であるが、グラフアイトの析出を完全化するた
めには成分に応じて均熱時間を調整するのが好ま
しい。 なお、この発明の方法で実施する熱間圧延及び
冷間圧延は通常の条件で十分であり、またグラフ
アイトの析出を意図しない再結晶焼鈍には、箱焼
鈍及び連続焼鈍のいずれかの手段を採用しても差
し支えない。しかしながら、グラフアイト析出焼
鈍並びにグラフアイトの析出を兼ねた再結晶焼鈍
には箱焼鈍を採用するのが良い。 次に、この発明を実施例により比較例と対比し
ながら説明する。 ＜実施例＞ 実施例 １ まず、常法（転炉溶製、造塊、分塊圧延）によ
つて第１表に示される如き成分組成の鋼スラブを
得た後、これに熱間圧延を施して2.3mm厚の熱延
コイルとし、次いでグラフアイト析出焼鈍、酸洗
及び冷間圧延を順次施して0.5mm厚の冷延コイル
を製造した。 続いて、上記冷延コイルに再結晶焼鈍を施して
得られた電磁鋼板について、その磁気特性並びに
打抜き性を判定した。因に、打抜き性は、“かえ
り”が50μmになるまでの打抜き回数で評価した。 得られた結果を、処理条件とともに第２表に示
す。 第２表に示される結果からも、本発明の方法を
採用することにより、磁気特性は従来の極低Ｃ電
磁鋼板と同等であるにもかかわらず打抜き性が格
段に優れた電磁鋼板を安定して製造し得ることが
明白である。 なお、この実施例では、再結晶焼鈍として箱焼
鈍を採用したが、平坦度が損われやすい箱焼鈍に
代えて連続焼鈍を採用しても同等性能の電磁鋼板
が得られることも確認された。但し、この場合に
は焼鈍温度を700℃以上に設定することが望まし
い。 また、電磁鋼板の打抜き性評価は、一般的には
“かえり”が50μmになるまでの打抜き回数を測定
することで行われているが、それには莫大な試験
片が必要であり、また金型の段取りや測定等にも
多くの時間を要する。 ところが、第２図で示されるような“１回の打

【表】 (注) ＊印は、本発明の条件から外れて
いることを示す。

【表】 抜き時のポンチストロークと打抜き荷重の変動関
係”を測定し、その結果を比較すると、電磁鋼板
の打抜き性を的確に評価できることが本発明者等
によつて見出された。 即ち、第２図において、矢印の範囲で示す剪断
ストローク（Ｓ）は、打抜き中に材料がその粘り
によつて剪断的に破断する部分に対応し、打抜き
破面上では剪断破面として現われる部分である。
従つて、この剪断ストロークが板厚に比べて少な
いほど材料は脆弱に打抜かれたこととなつて“か
えり”が小さくなるものであるから、前記剪断ス
トロークの比較により打抜き性を的確に評価する
ことができるのである。 さて、第３図は、本発明の方法によつて製造さ
れた鋼板とＣ含有量以外はほぼ同一組成の従来鋼
（極低Ｃ鋼）から製造された鋼板とについて剪断
ストローク比（板厚に対する剪断ストロークの割
合で、式 剪断ストローク比＝Ｓ／ｔ×100（％） 〔但し、Ｓ：剪断ストローク、 ｔ：板厚〕 で表わされるもの）と剪断強さとの関係を比較し
てグラフ化したものであるが、該第３図からも、
本発明の方法による鋼板は従来のものに比較して
打抜き時の“かえり”が小さく、また金型の摩耗
も少ないことが窺え、打抜き性が顕著に改善され
た電磁鋼板であることは一目瞭然である。 ところで、第４図は、試験番号１で示された手
段によつて製造された電磁鋼板の断面を示す顕微
鏡写真図であるが、圧延方向に展伸された粗大グ
ラフアイト析出物が明瞭に認められ、打抜き性が
改善された理由が良く理解できる。なお、このと
きの素地中に固溶しているＣ量を測定したとこ
ろ、その値は50ppm以下となつていることが確認
された。 実施例 ２ 実施例１におけると同様の手順によつて第１表
のＡ−Ｉで示される成分組成の熱延コイル（厚さ
2.3mm）を得、次いでグラフアイト析出焼鈍、酸
洗及び冷間圧延を順次施して0.5mm厚の冷延コイ
ルを製造した。 続いて、上記冷延コイルに更にグラフアイト析
出焼鈍を兼ねた再結晶焼鈍を施し、得られた電磁
鋼板についてその磁気特性並びに打抜き性を測定
した。 得られた結果を、処理条件とともに第３表に示
す。なお、打抜き性は前記“剪断ストローク比で
評価した。 第３表に示される結果からも、冷間圧延の前後
２回に分けてグラフアイト析出処理を施したとし
ても、本発明で規定する条件を満たす成分組成の
鋼を使用すると磁気特性並びに打抜き性が共に優
れた電磁鋼板を得られることが明白であり、また
この場合には、熱延板に対するグラフアイト析出
焼鈍の処理時間短縮を図れることもわかる。 ＜総括的な効果＞ 上述のように、この発明によれば、優れた磁気
特性を有することはもちろんのこと、同時に極め
て良好な打抜き性をも兼備した電磁鋼板を安定し

【表】 て製造することが可能となるなど、産業上有用な
効果がもたらされるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明法の工程中に析出する粗大グ
ラフアイトの分布状態と、冷間圧延によつて展伸
された粗大グラフアイトの状態を示す模式図であ
り、第１図ａは熱間圧延後の処理によつて析出し
たままの状態を示し、第１図ｂは冷間圧延によつ
て展伸した状態を示している。第２図は、電磁鋼
板の打抜き時におけるポンチストロークと荷重と
の関係を示すグラフ、第３図は、本発明材と従来
材との剪断強さ及び剪断ストローク比を比較した
グラフ、第４図は、実施例によつて得られた本発
明電磁鋼板断面の顕微鏡組織写真図である。 図面において、１……粗大グラフアイト、２…
…電磁鋼板、３……伸展状グラフアイト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 重量割合にて、 Ｃ：0.1〜1.0％、Si：3.5％以下、 を含有し、かつ、 Ni：2.0％以下、 Al：1.0％以下、 Cu：1.0％以下 のうちの１種以上をも含むとともに、残部がFe
   及び不可避不純物から成る鋼を熱間圧延し、その
   後600〜800℃で焼鈍することによつてグラフアイ
   トを析出させてから冷間圧延を行い、次いで再結
   晶焼鈍を施すことを特徴とする、優れた打抜き性
   と磁気特性とを兼備した電磁鋼板の製造方法。 ２ 重量割合にて、 Ｃ：0.1〜1.0％、Si：3.5％以下、 を含有し、かつ、 Ni：2.0％以下、 Al：1.0％以下、 Cu：1.0％以下 のうちの１種以上をも含むとともに、残部がFe
   及び不可避不純物から成る鋼を熱間圧延し、その
   後600〜800℃で焼鈍することによつてグラフアイ
   トを析出させてから冷間圧延を行い、その後600
   〜800℃で再結晶焼鈍して更にグラフアイトを析
   出させることを特徴とする、優れた打抜き性と磁
   気特性とを兼備した電磁鋼板の製造方法。