無方向性電磁鋼板およびその製造方法
【課題】本発明は、高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に好適な、圧延方向の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板を提供することにより、上記目的を達成する。
【解決手段】本発明は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板を提供することにより、上記目的を達成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に好適な、圧延方向の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化ガスを削減する必要性から、自動車、家電製品等の分野では消費エネルギーの少ない製品が開発されている。例えば、自動車分野においては、ガソリンエンジンとモータとを組み合わせたハイブリッド駆動自動車、モータ駆動の電気自動車等の低燃費自動車がある。また、家電製品分野においては、年間電気消費量の少ない高効率エアコン、冷蔵庫等がある。これらの共通した技術はモータであり、モータの高効率化が重要な技術となっている。
【０００３】
従来のモータでは固定子は一体打抜き型鉄心が採用されるケースが多く、このようなモータの鉄心材料としては異方性が小さく、全周方向の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板が求められてきた。
一方、近年では、固定子に巻き線設計の面で有利な分割鉄心が採用されるケースが増加しており、このようなモータの鉄心材料としては、圧延方向（以下、「Ｌ方向」ともいう。）の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板が求められている。
【０００４】
ところで、Ｌ方向の磁気特性が良好な電磁鋼板として方向性電磁鋼板がある。しかしながら、方向性電磁鋼板は圧延垂直方向（以下、「Ｃ方向」ともいう。）の磁気特性が極めて悪いため、Ｃ方向にも磁束が流れるモータ鉄心材料としては適していない。
【０００５】
そこで、特許文献１には、分割鉄心用の電磁鋼板であって、Ｌ方向の鉄損は方向性電磁鋼板と同等で、Ｃ方向の鉄損は方向性電磁鋼板よりも低い無方向性電磁鋼板に関する技術が開示されている。しかしながら、このような無方向性電磁鋼板を製造するためには高温長時間の２次再結晶焼鈍や脱炭焼鈍が可能な特殊な設備を要するため、著しく製造コストが嵩むという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０００２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に好適な、圧延方向の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記課題を解決するために、Ｌ方向の磁気特性が特に優れるとともに、Ｃ方向の磁気特性が良好である無方向性電磁鋼板を得るために鋭意検討を行った。その結果、無方向性電磁鋼板の製造工程において、第１冷間圧延工程、中間焼鈍工程、第２冷間圧延工程および仕上焼鈍工程を順に行い、第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程における圧下率ならびに中間焼鈍工程および仕上焼鈍工程における焼鈍条件を適正化することにより、Ｌ方向の磁気特性が特に優れるとともに、Ｃ方向の磁気特性が良好である無方向性電磁鋼板を得られることが可能になることを新たに知見した。また、適正量のＳｉ、Ａｌ、Ｍｎを複合添加し、板厚を薄くし、平均結晶粒径を適正に制御することにより、良好なＬ方向およびＣ方向の磁気特性が得られることを知見した。
本発明は上記新知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
【０００９】
すなわち、本発明は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板を提供する。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
（ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。）
【００１０】
上記発明においては、上記化学組成が、上記Ｆｅの一部に代えて、Ｓｎ：０．１質量％以下およびＳｂ：０．１質量％以下からなる群から選択される１種または２種を含有していてもよい。無方向性電磁鋼板の集合組織を改善して磁気特性を向上させることができるからである。
【００１１】
また本発明においては、上記化学組成が、上記Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ：０．０１質量％以下を含有していてもよい。結晶粒成長性を向上させて磁気特性を向上させることができるからである。
【００１２】
本発明は、下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。
（Ａ）上述の化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す第１冷間圧延工程
（Ｂ）上記第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す中間焼鈍工程
（Ｃ）上記中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする第２冷間圧延工程
（Ｄ）上記第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
【００１３】
上記発明においては、上記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板に、７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上２０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１００℃以下の温度域に１秒間以上１８０秒間以下保持する連続焼鈍による、熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程を有していてもよい。磁気特性をさらに高めることができるからである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、分割鉄心型モータのモータ効率の向上が期待できる。また、本発明においては、特殊な設備を要しないため、製造コスト面でも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例における第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程の圧下率とＸ値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】
【００１６】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。
【００１７】
Ａ．無方向性電磁鋼板
本発明の無方向性電磁鋼板は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とするものである。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
（ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。）
【００１８】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板における各構成について説明する。
【００１９】
（化学組成）
まず、本発明の無方向性電磁鋼板の化学組成の限定理由について説明する。なお、各元素の含有量を示す「％」は、特に断りのない限り「質量％」を意味するものである。
【００２０】
Ｃは、不純物として含有され、磁気特性を劣化させる元素である。したがって、Ｃ含有量は０．００５％以下とする。好ましくは、０．００３％以下である。
【００２１】
Ｓｉは、鋼板の比抵抗を高めて鉄損を低減させるのに有効な元素である。したがって、Ｓｉ含有量は１．０％以上とする。一方、過剰に含有させると磁束密度が著しく低下する。したがって、Ｓｉ含有量は４．０％以下とする。好ましくは３．５％以下である。
【００２２】
Ａｌは、鋼板の比抵抗を高めて鉄損を低減させるのに有効な元素であるが、過剰に含有させると磁束密度が著しく低下する。このため、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は２．５％未満とする。上記作用による効果をより確実に得るにはｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．１％以上とすることが好ましい。
【００２３】
ここで、ＳｉおよびＡｌは、固溶強化能が高いので、過剰に含有させると冷間圧延が困難になる。したがって、Ｓｉとｓｏｌ．Ａｌの合計含有量は４．５％未満とする。
【００２４】
Ｍｎは、鋼板の比抵抗を高めて鉄損を低減させるのに有効な元素である。したがって、Ｍｎ含有量は０．１％以上とする。一方、ＭｎはＳｉやＡｌに比べて合金コストが高いため、Ｍｎ含有量が多くなると経済的に不利となる。このため、Ｍｎ含有量は３．０％以下とする。好ましくは２．５％以下である。
【００２５】
Ｐは、一般に不純物として含有される元素であるが、無方向性電磁鋼板の集合組織を改善して磁気特性を向上させる作用を有するので、積極的に含有させてもよい。しかしながら、Ｐは固溶強化元素でもあるため、Ｐ含有量が過剰になると、鋼板が硬質化して冷間圧延が困難になる。このため、Ｐ含有量は０．２％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るにはＰ含有量を０．０１５％以上とすることが好ましい。
【００２６】
Ｓは、不純物として含有され、鋼中のＭｎと結合して微細なＭｎＳを形成し、焼鈍時の結晶粒の成長を阻害し、無方向性電磁鋼板の磁気特性を劣化させる。このため、Ｓ含有量は０．００５％以下とする。好ましくは０．００３％以下である。
【００２７】
Ｎは、不純物として含有され、Ａｌと結合して微細なＡｌＮを形成し、焼鈍時の結晶粒の成長を阻害し、磁気特性を劣化させる。このため、Ｎ含有量を０．００５％以下とする。好ましくは０．００３％以下である。
【００２８】
ＳｎおよびＳｂは、無方向性電磁鋼板の集合組織を改善して磁気特性を向上させる作用を有するので、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると却って磁気特性を劣化させる。このため、ＳｎおよびＳｂの含有量はそれぞれ０．１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るにはいずれかの元素を０．０１％以上含有させることが好ましい。
【００２９】
Ｃａは、介在物制御に有効な元素であり、適度に添加すると結晶粒成長性を向上させて磁気特性を向上させる作用を有する。しかしながら、過剰に含有させると上記作用による効果は飽和して徒にコストの増加を招く。したがって、Ｃａ含有量は０．０１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るにはＣａ含有量を０．０００３％以上とすることが好ましい。
【００３０】
（磁気特性）
磁束密度に関しては、分割鉄心の場合、Ｃ方向よりもＬ方向が重視される。そこで、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上とする。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。
Ｉｓは、下記式（２）および（３）により求める。なお、式（２）は、鋼板の自発磁化がＦｅ以外の元素によって単純に希釈されると仮定して自発磁化を求めるものである。また、式（２）における鋼板の密度はＪＩＳ Ｚ８８０７に従って測定すればよい。
Ｉｓ＝２．１６×｛（鋼板の密度）／（Ｆｅの密度）｝×［Ｆｅの含有量（質量％）］／１００ （２）
Ｆｅの含有量（質量％）＝１００（質量％）−［Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、ｓｏｌ．Ａｌ、Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃａの合計含有量（質量％）］ （３）
【００３１】
さらに、鉄損に関しては、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータは高速回転域で使用される場合が多いので、高周波条件下における鉄損が低いことが求められる。したがって、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋは８０Ｗ／ｋｇ以下とする。好ましくは７０Ｗ／ｋｇ以下である。
【００３２】
（平均結晶粒径）
上述したように、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータは高速回転域で使用される場合が多いので、高周波条件下における鉄損が低いことが求められる。結晶粒径が過大であっても過小であっても高周波条件での鉄損が劣化するため、平均結晶粒径は３０μｍ以上２００μｍ以下とする。
【００３３】
ここで、平均結晶粒径とは、縦断面組織写真において、板厚方向および圧延方向について切断法により測定した結晶粒径の平均値を用いればよい。この縦断面組織写真としては光学顕微鏡写真を用いることができ、例えば５０倍の倍率で撮影した写真を用いればよい。
【００３４】
（板厚）
高周波条件下における鉄損を低減するには板厚が薄いほど好ましいので、板厚は０．３５ｍｍ以下とする。好ましくは０．３０ｍｍ以下である。一方、過度の薄肉化は鋼板やモータの生産性を著しく低下させるので、板厚は０．１０ｍｍ以上とする。好ましくは、０．１５ｍｍ以上である。
【００３５】
（製造方法）
上記磁気特性を備える無方向性電磁鋼板は、後述する無方向性電磁鋼板の製造方法により製造することが好適である。
【００３６】
Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を有することを特徴とするものである。
（Ａ）上述の化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す第１冷間圧延工程
（Ｂ）第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す中間焼鈍工程
（Ｃ）中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする第２冷間圧延工程
（Ｄ）第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
【００３７】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法における各工程について説明する。
【００３８】
（第１冷間圧延工程）
第１冷間圧延工程においては、上記化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す。
第１冷間圧延工程における圧下率が１０％未満もしくは７５％超であると、目的とする磁気特性を得ることができない場合がある。したがって、第１冷間圧延工程における圧下率は１０％以上７５％以下とする。
【００３９】
冷間圧延時の鋼板温度、圧延ロール径など、冷間圧延の他の条件は特に限定されるものではなく、熱延鋼板の化学組成、目的とする鋼板の板厚などにより適宜選択するものとする。
【００４０】
熱延鋼板は、通常、熱間圧延の際に鋼板表面に生成したスケールを酸洗により除去してから冷間圧延に供される。後述するように熱延鋼板に熱延板焼鈍を施す場合には、熱延板焼鈍前あるいは熱延板焼鈍後のいずれかにおいて酸洗すればよい。
【００４１】
（中間焼鈍工程）
中間焼鈍工程においては、上記第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す。
中間焼鈍工程における中間焼鈍温度が７００℃未満であったり、７００℃以上の温度域に保持する時間が１時間未満であったりすると、目的とする磁気特性を得ることができない場合がある。一方、中間焼鈍温度を９００℃超とするには特殊な設備が必要となり、７００℃以上の温度域に保持する時間を４０時間超としても効果が飽和してしまうので、いずれもコストの増加を招く。したがって、中間焼鈍工程は７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持するものとする。
中間焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４２】
（第２冷間圧延工程）
第２冷間圧延工程においては、上記中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする。
【００４３】
第２冷間圧延工程における圧下率が５０％未満または８５％超であると、目的とする磁気特性を得ることができない場合がある。したがって、第２冷間圧延工程における圧下率は５０％以上８５％以下とする。
【００４４】
上述の「Ａ．無方向性電磁鋼板」の項に記載したように、高周波条件下における鉄損を低減するには板厚が薄いほど好ましく、一方で過度の薄肉化は鋼板やモータの生産性を著しく低下させるので、板厚は０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下、好ましくは０．１５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。板厚は０．１０ｍｍ以上とする。
【００４５】
冷間圧延時の鋼板温度、圧延ロール径など、冷間圧延の他の条件は特に限定されるものではなく、鋼板の化学組成、目的とする鋼板の板厚などにより適宜選択するものとする。
【００４６】
（仕上焼鈍工程）
仕上焼鈍工程においては、上記第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す。
仕上焼鈍工程における仕上焼鈍温度が９００℃未満では、粒成長不足により平均結晶粒径が３０μｍ未満となって十分な磁気特性が得られない場合がある。したがって、仕上焼鈍温度は９００℃以上とする。一方、仕上焼鈍温度が１２００℃超では、粒成長が過度に進行してしまい平均結晶粒径が２００μｍ超となって十分な磁気特性が得られない場合がある。したがって、仕上焼鈍温度は１２００℃以下とする。
９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍時間は特に規定せずともよいが、良好な磁気特性をより確実に得るには１秒間以上とすることが好ましい。一方、生産性の観点からは仕上焼鈍時間を１２０秒間以下とすることが好ましい。
仕上焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４７】
（熱延板焼鈍工程）
上記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板には、熱延板焼鈍を施してもよい。熱延板焼鈍を施すことにより、一層良好な磁気特性が得られる。
熱延板焼鈍は箱焼鈍および連続焼鈍のいずれによって行ってもよい。箱焼鈍により行う場合には、７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上２０時間以下保持することが好ましい。連続焼鈍により行う場合には、９００℃以上１１００℃以下の温度域に１秒間以上１８０秒間以下保持することが好ましい。
熱延板焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４８】
（熱間圧延工程）
上記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板は、上記化学組成を有する鋼塊または鋼片（以下、「スラブ」ともいう。）に熱間圧延を施すことにより得ることができる。
【００４９】
熱間圧延においては、上記化学組成を有する鋼を、連続鋳造法あるいは鋼塊を分塊圧延する方法など一般的な方法によりスラブとし、加熱炉に装入して熱間圧延を施す。この際、スラブ温度が高い場合には加熱炉に装入しないで熱間圧延を行ってもよい。
熱間圧延の各種条件は特に限定されるものではない。
【００５０】
（その他の工程）
上記仕上焼鈍工程後に、一般的な方法に従って、有機成分のみ、無機成分のみ、あるいは有機無機複合物からなる絶縁皮膜を鋼板表面に塗布するコーティング工程を行ってもよい。環境負荷軽減の観点から、クロムを含有しない絶縁皮膜を塗布しても構わない。また、コーティング工程は、加熱・加圧することにより接着能を発揮する絶縁コーティングを施す工程であってもよい。接着能を発揮するコーティング材料としては、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂またはメラミン樹脂などを用いることができる。
【００５１】
なお、本発明により製造される無方向性電磁鋼板については、上述した「Ａ．無方向性電磁鋼板」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００５２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、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。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例および比較例を例示して、本発明を具体的に説明する。
下記表１に示す化学組成を有するスラブを熱間圧延によって板厚２．０ｍｍ〜２．３ｍｍの熱延鋼板とし、酸洗を施した。これらの酸洗鋼板について、一部を除いて熱延板焼鈍を施さずに中間焼鈍を挟む第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程によって仕上板厚０．２０ｍｍ〜０．５０ｍｍの冷延鋼板とした。一部は、８００℃１０時間の箱焼鈍または９５０℃２０秒間の連続焼鈍による熱延板焼鈍を施して、中間焼鈍を挟む第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程によって仕上板厚の冷延鋼板とした。残りは、９００℃１０時間の箱焼鈍による熱延板焼鈍を施して、１回の冷間圧延工程により仕上板厚の冷延鋼板とした。これらの冷延鋼板に９５０℃以上１１８０℃以下の温度で３０秒間保持する仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径５１μｍ〜１６２μｍの無方向性電磁鋼板とした。
【００５４】
これらの無方向性電磁鋼板について、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで磁化した際の鉄損Ｗ１０／１ｋと、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際のＬ方向の磁束密度Ｂ５０ＬおよびＣ方向の磁束密度Ｂ５０Ｃを測定した。上述の式（１）にＢ５０ＬとＢ５０Ｃを代入してＸ値を算出した。この結果を製造条件と併せて下記表２に示す。また、図１に第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程の圧下率とＸ値との関係を示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
Ｎｏ．１〜５および１１〜２０は第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程における圧下率、仕上板厚、平均結晶粒径が所定の範囲内であるため、所望の磁気特性を得られている。また、Ｎｏ．１８〜２０に示すように、熱延板焼鈍を施すことにより磁気特性が向上した。一方、Ｎｏ．６は仕上板厚が所定の範囲から外れているため、Ｎｏ．７は中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施していないため、Ｎｏ．８および９は第２冷間圧延工程における圧下率および仕上板厚が所定の範囲から外れているため、Ｎｏ．１０は第１冷間圧延工程における圧下率が所定の範囲から外れているため、いずれも所望の磁気特性を得られなかった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。より詳しくは、本発明は、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に好適な、圧延方向の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球温暖化ガスを削減する必要性から、自動車、家電製品等の分野では消費エネルギーの少ない製品が開発されている。例えば、自動車分野においては、ガソリンエンジンとモータとを組み合わせたハイブリッド駆動自動車、モータ駆動の電気自動車等の低燃費自動車がある。また、家電製品分野においては、年間電気消費量の少ない高効率エアコン、冷蔵庫等がある。これらの共通した技術はモータであり、モータの高効率化が重要な技術となっている。
【０００３】
従来のモータでは固定子は一体打抜き型鉄心が採用されるケースが多く、このようなモータの鉄心材料としては異方性が小さく、全周方向の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板が求められてきた。
一方、近年では、固定子に巻き線設計の面で有利な分割鉄心が採用されるケースが増加しており、このようなモータの鉄心材料としては、圧延方向（以下、「Ｌ方向」ともいう。）の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板が求められている。
【０００４】
ところで、Ｌ方向の磁気特性が良好な電磁鋼板として方向性電磁鋼板がある。しかしながら、方向性電磁鋼板は圧延垂直方向（以下、「Ｃ方向」ともいう。）の磁気特性が極めて悪いため、Ｃ方向にも磁束が流れるモータ鉄心材料としては適していない。
【０００５】
そこで、特許文献１には、分割鉄心用の電磁鋼板であって、Ｌ方向の鉄損は方向性電磁鋼板と同等で、Ｃ方向の鉄損は方向性電磁鋼板よりも低い無方向性電磁鋼板に関する技術が開示されている。しかしながら、このような無方向性電磁鋼板を製造するためには高温長時間の２次再結晶焼鈍や脱炭焼鈍が可能な特殊な設備を要するため、著しく製造コストが嵩むという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０００２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に好適な、圧延方向の磁気特性が良好な無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記課題を解決するために、Ｌ方向の磁気特性が特に優れるとともに、Ｃ方向の磁気特性が良好である無方向性電磁鋼板を得るために鋭意検討を行った。その結果、無方向性電磁鋼板の製造工程において、第１冷間圧延工程、中間焼鈍工程、第２冷間圧延工程および仕上焼鈍工程を順に行い、第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程における圧下率ならびに中間焼鈍工程および仕上焼鈍工程における焼鈍条件を適正化することにより、Ｌ方向の磁気特性が特に優れるとともに、Ｃ方向の磁気特性が良好である無方向性電磁鋼板を得られることが可能になることを新たに知見した。また、適正量のＳｉ、Ａｌ、Ｍｎを複合添加し、板厚を薄くし、平均結晶粒径を適正に制御することにより、良好なＬ方向およびＣ方向の磁気特性が得られることを知見した。
本発明は上記新知見に基づいてなされたものであり、その要旨は以下のとおりである。
【０００９】
すなわち、本発明は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板を提供する。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
（ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。）
【００１０】
上記発明においては、上記化学組成が、上記Ｆｅの一部に代えて、Ｓｎ：０．１質量％以下およびＳｂ：０．１質量％以下からなる群から選択される１種または２種を含有していてもよい。無方向性電磁鋼板の集合組織を改善して磁気特性を向上させることができるからである。
【００１１】
また本発明においては、上記化学組成が、上記Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ：０．０１質量％以下を含有していてもよい。結晶粒成長性を向上させて磁気特性を向上させることができるからである。
【００１２】
本発明は、下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法を提供する。
（Ａ）上述の化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す第１冷間圧延工程
（Ｂ）上記第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す中間焼鈍工程
（Ｃ）上記中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする第２冷間圧延工程
（Ｄ）上記第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
【００１３】
上記発明においては、上記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板に、７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上２０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１００℃以下の温度域に１秒間以上１８０秒間以下保持する連続焼鈍による、熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程を有していてもよい。磁気特性をさらに高めることができるからである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明においては、分割鉄心型モータのモータ効率の向上が期待できる。また、本発明においては、特殊な設備を要しないため、製造コスト面でも優れている。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例における第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程の圧下率とＸ値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】
【００１６】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板およびその製造方法について詳細に説明する。
【００１７】
Ａ．無方向性電磁鋼板
本発明の無方向性電磁鋼板は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とするものである。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
（ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。）
【００１８】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板における各構成について説明する。
【００１９】
（化学組成）
まず、本発明の無方向性電磁鋼板の化学組成の限定理由について説明する。なお、各元素の含有量を示す「％」は、特に断りのない限り「質量％」を意味するものである。
【００２０】
Ｃは、不純物として含有され、磁気特性を劣化させる元素である。したがって、Ｃ含有量は０．００５％以下とする。好ましくは、０．００３％以下である。
【００２１】
Ｓｉは、鋼板の比抵抗を高めて鉄損を低減させるのに有効な元素である。したがって、Ｓｉ含有量は１．０％以上とする。一方、過剰に含有させると磁束密度が著しく低下する。したがって、Ｓｉ含有量は４．０％以下とする。好ましくは３．５％以下である。
【００２２】
Ａｌは、鋼板の比抵抗を高めて鉄損を低減させるのに有効な元素であるが、過剰に含有させると磁束密度が著しく低下する。このため、ｓｏｌ．Ａｌ含有量は２．５％未満とする。上記作用による効果をより確実に得るにはｓｏｌ．Ａｌ含有量を０．１％以上とすることが好ましい。
【００２３】
ここで、ＳｉおよびＡｌは、固溶強化能が高いので、過剰に含有させると冷間圧延が困難になる。したがって、Ｓｉとｓｏｌ．Ａｌの合計含有量は４．５％未満とする。
【００２４】
Ｍｎは、鋼板の比抵抗を高めて鉄損を低減させるのに有効な元素である。したがって、Ｍｎ含有量は０．１％以上とする。一方、ＭｎはＳｉやＡｌに比べて合金コストが高いため、Ｍｎ含有量が多くなると経済的に不利となる。このため、Ｍｎ含有量は３．０％以下とする。好ましくは２．５％以下である。
【００２５】
Ｐは、一般に不純物として含有される元素であるが、無方向性電磁鋼板の集合組織を改善して磁気特性を向上させる作用を有するので、積極的に含有させてもよい。しかしながら、Ｐは固溶強化元素でもあるため、Ｐ含有量が過剰になると、鋼板が硬質化して冷間圧延が困難になる。このため、Ｐ含有量は０．２％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るにはＰ含有量を０．０１５％以上とすることが好ましい。
【００２６】
Ｓは、不純物として含有され、鋼中のＭｎと結合して微細なＭｎＳを形成し、焼鈍時の結晶粒の成長を阻害し、無方向性電磁鋼板の磁気特性を劣化させる。このため、Ｓ含有量は０．００５％以下とする。好ましくは０．００３％以下である。
【００２７】
Ｎは、不純物として含有され、Ａｌと結合して微細なＡｌＮを形成し、焼鈍時の結晶粒の成長を阻害し、磁気特性を劣化させる。このため、Ｎ含有量を０．００５％以下とする。好ましくは０．００３％以下である。
【００２８】
ＳｎおよびＳｂは、無方向性電磁鋼板の集合組織を改善して磁気特性を向上させる作用を有するので、含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させると却って磁気特性を劣化させる。このため、ＳｎおよびＳｂの含有量はそれぞれ０．１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るにはいずれかの元素を０．０１％以上含有させることが好ましい。
【００２９】
Ｃａは、介在物制御に有効な元素であり、適度に添加すると結晶粒成長性を向上させて磁気特性を向上させる作用を有する。しかしながら、過剰に含有させると上記作用による効果は飽和して徒にコストの増加を招く。したがって、Ｃａ含有量は０．０１％以下とする。上記作用による効果をより確実に得るにはＣａ含有量を０．０００３％以上とすることが好ましい。
【００３０】
（磁気特性）
磁束密度に関しては、分割鉄心の場合、Ｃ方向よりもＬ方向が重視される。そこで、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上とする。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。
Ｉｓは、下記式（２）および（３）により求める。なお、式（２）は、鋼板の自発磁化がＦｅ以外の元素によって単純に希釈されると仮定して自発磁化を求めるものである。また、式（２）における鋼板の密度はＪＩＳ Ｚ８８０７に従って測定すればよい。
Ｉｓ＝２．１６×｛（鋼板の密度）／（Ｆｅの密度）｝×［Ｆｅの含有量（質量％）］／１００ （２）
Ｆｅの含有量（質量％）＝１００（質量％）−［Ｃ、Ｓｉ、Ｍｎ、ｓｏｌ．Ａｌ、Ｐ、Ｓ、Ｎ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｃａの合計含有量（質量％）］ （３）
【００３１】
さらに、鉄損に関しては、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータは高速回転域で使用される場合が多いので、高周波条件下における鉄損が低いことが求められる。したがって、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋは８０Ｗ／ｋｇ以下とする。好ましくは７０Ｗ／ｋｇ以下である。
【００３２】
（平均結晶粒径）
上述したように、エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ、電気自動車やハイブリッド自動車などの駆動モータや発電機などの高効率分割鉄心型モータは高速回転域で使用される場合が多いので、高周波条件下における鉄損が低いことが求められる。結晶粒径が過大であっても過小であっても高周波条件での鉄損が劣化するため、平均結晶粒径は３０μｍ以上２００μｍ以下とする。
【００３３】
ここで、平均結晶粒径とは、縦断面組織写真において、板厚方向および圧延方向について切断法により測定した結晶粒径の平均値を用いればよい。この縦断面組織写真としては光学顕微鏡写真を用いることができ、例えば５０倍の倍率で撮影した写真を用いればよい。
【００３４】
（板厚）
高周波条件下における鉄損を低減するには板厚が薄いほど好ましいので、板厚は０．３５ｍｍ以下とする。好ましくは０．３０ｍｍ以下である。一方、過度の薄肉化は鋼板やモータの生産性を著しく低下させるので、板厚は０．１０ｍｍ以上とする。好ましくは、０．１５ｍｍ以上である。
【００３５】
（製造方法）
上記磁気特性を備える無方向性電磁鋼板は、後述する無方向性電磁鋼板の製造方法により製造することが好適である。
【００３６】
Ｂ．無方向性電磁鋼板の製造方法
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を有することを特徴とするものである。
（Ａ）上述の化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す第１冷間圧延工程
（Ｂ）第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す中間焼鈍工程
（Ｃ）中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする第２冷間圧延工程
（Ｄ）第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
【００３７】
以下、本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法における各工程について説明する。
【００３８】
（第１冷間圧延工程）
第１冷間圧延工程においては、上記化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す。
第１冷間圧延工程における圧下率が１０％未満もしくは７５％超であると、目的とする磁気特性を得ることができない場合がある。したがって、第１冷間圧延工程における圧下率は１０％以上７５％以下とする。
【００３９】
冷間圧延時の鋼板温度、圧延ロール径など、冷間圧延の他の条件は特に限定されるものではなく、熱延鋼板の化学組成、目的とする鋼板の板厚などにより適宜選択するものとする。
【００４０】
熱延鋼板は、通常、熱間圧延の際に鋼板表面に生成したスケールを酸洗により除去してから冷間圧延に供される。後述するように熱延鋼板に熱延板焼鈍を施す場合には、熱延板焼鈍前あるいは熱延板焼鈍後のいずれかにおいて酸洗すればよい。
【００４１】
（中間焼鈍工程）
中間焼鈍工程においては、上記第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す。
中間焼鈍工程における中間焼鈍温度が７００℃未満であったり、７００℃以上の温度域に保持する時間が１時間未満であったりすると、目的とする磁気特性を得ることができない場合がある。一方、中間焼鈍温度を９００℃超とするには特殊な設備が必要となり、７００℃以上の温度域に保持する時間を４０時間超としても効果が飽和してしまうので、いずれもコストの増加を招く。したがって、中間焼鈍工程は７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持するものとする。
中間焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４２】
（第２冷間圧延工程）
第２冷間圧延工程においては、上記中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする。
【００４３】
第２冷間圧延工程における圧下率が５０％未満または８５％超であると、目的とする磁気特性を得ることができない場合がある。したがって、第２冷間圧延工程における圧下率は５０％以上８５％以下とする。
【００４４】
上述の「Ａ．無方向性電磁鋼板」の項に記載したように、高周波条件下における鉄損を低減するには板厚が薄いほど好ましく、一方で過度の薄肉化は鋼板やモータの生産性を著しく低下させるので、板厚は０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下、好ましくは０．１５ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下である。板厚は０．１０ｍｍ以上とする。
【００４５】
冷間圧延時の鋼板温度、圧延ロール径など、冷間圧延の他の条件は特に限定されるものではなく、鋼板の化学組成、目的とする鋼板の板厚などにより適宜選択するものとする。
【００４６】
（仕上焼鈍工程）
仕上焼鈍工程においては、上記第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す。
仕上焼鈍工程における仕上焼鈍温度が９００℃未満では、粒成長不足により平均結晶粒径が３０μｍ未満となって十分な磁気特性が得られない場合がある。したがって、仕上焼鈍温度は９００℃以上とする。一方、仕上焼鈍温度が１２００℃超では、粒成長が過度に進行してしまい平均結晶粒径が２００μｍ超となって十分な磁気特性が得られない場合がある。したがって、仕上焼鈍温度は１２００℃以下とする。
９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍時間は特に規定せずともよいが、良好な磁気特性をより確実に得るには１秒間以上とすることが好ましい。一方、生産性の観点からは仕上焼鈍時間を１２０秒間以下とすることが好ましい。
仕上焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４７】
（熱延板焼鈍工程）
上記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板には、熱延板焼鈍を施してもよい。熱延板焼鈍を施すことにより、一層良好な磁気特性が得られる。
熱延板焼鈍は箱焼鈍および連続焼鈍のいずれによって行ってもよい。箱焼鈍により行う場合には、７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上２０時間以下保持することが好ましい。連続焼鈍により行う場合には、９００℃以上１１００℃以下の温度域に１秒間以上１８０秒間以下保持することが好ましい。
熱延板焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４８】
（熱間圧延工程）
上記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板は、上記化学組成を有する鋼塊または鋼片（以下、「スラブ」ともいう。）に熱間圧延を施すことにより得ることができる。
【００４９】
熱間圧延においては、上記化学組成を有する鋼を、連続鋳造法あるいは鋼塊を分塊圧延する方法など一般的な方法によりスラブとし、加熱炉に装入して熱間圧延を施す。この際、スラブ温度が高い場合には加熱炉に装入しないで熱間圧延を行ってもよい。
熱間圧延の各種条件は特に限定されるものではない。
【００５０】
（その他の工程）
上記仕上焼鈍工程後に、一般的な方法に従って、有機成分のみ、無機成分のみ、あるいは有機無機複合物からなる絶縁皮膜を鋼板表面に塗布するコーティング工程を行ってもよい。環境負荷軽減の観点から、クロムを含有しない絶縁皮膜を塗布しても構わない。また、コーティング工程は、加熱・加圧することにより接着能を発揮する絶縁コーティングを施す工程であってもよい。接着能を発揮するコーティング材料としては、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂またはメラミン樹脂などを用いることができる。
【００５１】
なお、本発明により製造される無方向性電磁鋼板については、上述した「Ａ．無方向性電磁鋼板」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００５２】
本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、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。
【実施例】
【００５３】
以下、実施例および比較例を例示して、本発明を具体的に説明する。
下記表１に示す化学組成を有するスラブを熱間圧延によって板厚２．０ｍｍ〜２．３ｍｍの熱延鋼板とし、酸洗を施した。これらの酸洗鋼板について、一部を除いて熱延板焼鈍を施さずに中間焼鈍を挟む第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程によって仕上板厚０．２０ｍｍ〜０．５０ｍｍの冷延鋼板とした。一部は、８００℃１０時間の箱焼鈍または９５０℃２０秒間の連続焼鈍による熱延板焼鈍を施して、中間焼鈍を挟む第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程によって仕上板厚の冷延鋼板とした。残りは、９００℃１０時間の箱焼鈍による熱延板焼鈍を施して、１回の冷間圧延工程により仕上板厚の冷延鋼板とした。これらの冷延鋼板に９５０℃以上１１８０℃以下の温度で３０秒間保持する仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径５１μｍ〜１６２μｍの無方向性電磁鋼板とした。
【００５４】
これらの無方向性電磁鋼板について、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで磁化した際の鉄損Ｗ１０／１ｋと、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際のＬ方向の磁束密度Ｂ５０ＬおよびＣ方向の磁束密度Ｂ５０Ｃを測定した。上述の式（１）にＢ５０ＬとＢ５０Ｃを代入してＸ値を算出した。この結果を製造条件と併せて下記表２に示す。また、図１に第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程の圧下率とＸ値との関係を示す。
【００５５】
【表１】
【００５６】
【表２】
【００５７】
Ｎｏ．１〜５および１１〜２０は第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程における圧下率、仕上板厚、平均結晶粒径が所定の範囲内であるため、所望の磁気特性を得られている。また、Ｎｏ．１８〜２０に示すように、熱延板焼鈍を施すことにより磁気特性が向上した。一方、Ｎｏ．６は仕上板厚が所定の範囲から外れているため、Ｎｏ．７は中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延を施していないため、Ｎｏ．８および９は第２冷間圧延工程における圧下率および仕上板厚が所定の範囲から外れているため、Ｎｏ．１０は第１冷間圧延工程における圧下率が所定の範囲から外れているため、いずれも所望の磁気特性を得られなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
（ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。）
【請求項２】
前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｓｎ：０．１質量％以下およびＳｂ：０．１質量％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項３】
前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ：０．０１質量％以下を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項４】
下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法：
（Ａ）請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載された化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す第１冷間圧延工程；
（Ｂ）前記第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す中間焼鈍工程；
（Ｃ）前記中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする第２冷間圧延工程；および
（Ｄ）前記第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程。
【請求項５】
前記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板に、７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上２０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１００℃以下の温度域に１秒間以上１８０秒間以下保持する連続焼鈍による、熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程を有することを特徴とする請求項４に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．０％以上４．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：２．５％未満、Ｍｎ：０．１％以上３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下およびＮ：０．００５％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、Ｓｉおよびｓｏｌ．Ａｌの合計含有量が４．５％未満である化学組成を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下であり、平均結晶粒径が３０μｍ以上２００μｍ以下であり、下記式（１）で規定されるＸ値が０．８４５以上であり、磁束密度１．０Ｔ、周波数１ｋＨｚで励磁した際の鉄損Ｗ１０／１ｋが８０Ｗ／ｋｇ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板。
Ｘ＝（２×Ｂ５０Ｌ＋Ｂ５０Ｃ）／（３×Ｉｓ） （１）
（ここで、Ｂ５０Ｌは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度、Ｂ５０Ｃは磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延直角方向の磁束密度、Ｉｓは室温における自発磁化である。）
【請求項２】
前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｓｎ：０．１質量％以下およびＳｂ：０．１質量％以下からなる群から選択される１種または２種を含有することを特徴とする請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項３】
前記化学組成が、前記Ｆｅの一部に代えて、Ｃａ：０．０１質量％以下を含有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項４】
下記工程（Ａ）〜（Ｄ）を有することを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法：
（Ａ）請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載された化学組成を有する熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率の冷間圧延を施す第１冷間圧延工程；
（Ｂ）前記第１冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上４０時間以下保持する中間焼鈍を施す中間焼鈍工程；
（Ｃ）前記中間焼鈍工程により得られた中間焼鈍鋼板に５０％以上８５％以下の圧下率の冷間圧延を施して０．１０ｍｍ以上０．３５ｍｍ以下の板厚とする第２冷間圧延工程；および
（Ｄ）前記第２冷間圧延工程により得られた冷延鋼板に９００℃以上１２００℃以下の温度域に保持する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程。
【請求項５】
前記第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板に、７００℃以上９００℃以下の温度域に１時間以上２０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１００℃以下の温度域に１秒間以上１８０秒間以下保持する連続焼鈍による、熱延板焼鈍を施す熱延板焼鈍工程を有することを特徴とする請求項４に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【図１】
【公開番号】特開２０１１−２３６４８６（Ｐ２０１１−２３６４８６Ａ）
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１０８５１（Ｐ２０１０−１１０８５１）
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月２４日（２０１１．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１３日（２０１０．５．１３）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
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