無方向性電磁鋼板およびその製造方法
【課題】本発明は、焼き嵌めによって突き合わせ部が歪みにくい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：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％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＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５を満足する化学組成を有し、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ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。
【解決手段】本発明は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％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＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５を満足する化学組成を有し、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ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。
【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および発電機など、主に高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に使用することが好適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。これらに共通する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】
従来のモータでは一体打抜き型の鉄心が固定子に採用されるケースが多かった。一方、近年では、巻き線設計や歩留り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、例えば特許文献１〜特許文献３には、分割鉄心用の無方向性電磁鋼板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２７６００号公報
【特許文献２】特開２００８−１２７６０８号公報
【特許文献３】特開２００８−１２７６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分割鉄心を組む手段としては、焼き嵌めによって鉄心のヨーク部に圧縮応力を負荷することで、鉄心を固定するのが一般的である。しかしながら、この焼き嵌めによる圧縮応力によって、鉄心の突き合わせ部が歪み、モータ性能が劣化するという問題がある。この問題は特に薄肉の無方向性電磁鋼板の場合に顕著であることから、鉄心材料である無方向性電磁鋼板には焼き嵌めによって突き合わせ部が歪みにくいことが要求される。しかしながら、従来技術においては斯かる観点から詳細な検討がなされていないのが実情である。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題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および発電機など、主に高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に使用することが好適な、焼き嵌めによって突き合わせ部が歪みにくい無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題を解決すべく、無方向性電磁鋼板のミクロ組織、集合組織を詳細に調査した。その結果、焼き嵌めによる突き合わせ部の歪みを抑制するためには、板厚方向に貫通する結晶粒の個数割合を低減し、｛０１１｝＜１００＞方位の集積度を高めることが有効であることを新たに知見した。このような新知見に基づく本発明の要旨は以下の通りである。
【０００８】
すなわち、本発明は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、下記式（１）を満足する化学組成を有し、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ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。
Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５ （１）
（ここで、Ｓｉ、ｓｏｌ．Ａｌ、ＭｎおよびＰは、各元素の含有量（質量％）を示す。）
【０００９】
上記発明においては、板厚ｔ（ｍｍ）と磁束密度１．０Ｔおよび周波数８００Ｈｚで磁化した際の圧延方向の鉄損Ｗ１０／８００（Ｗ／ｋｇ）とが下記式（２）を満足し、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度Ｂ５０が１．６８Ｔ以上であることが好ましい。
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１６ （２）
多極モータのモータ効率は固定子（ステータ）のティース部の磁気特性の影響を大きく受けることが知られているため、分割鉄心の場合、ティース部の方向を電磁鋼板の磁気特性が良好な方向である圧延方向に一致させて板取りされることが一般的である。したがって、圧延方向の磁気特性が重視されるのである。
【００１０】
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、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】
さらに本発明においては、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】
また本発明は、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板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す第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３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０．３０ｍｍ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下記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
９００≦Ａ≦１２００ （３）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）を示す。）
【００１３】
上記仕上焼鈍工程における仕上焼鈍はさらに下記式（４）を満足することが好ましい。圧延方向の磁気特性をさらに高めることができるからである。
５−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
【００１４】
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、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３時間以上４０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１５０℃以下の温度域に１秒間以上３００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】
【００１５】
本発明に係る無方向性電磁鋼板により、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、本発明に係る無方向性電磁鋼板の製造方法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】
【００１６】
【図１】実施例１における貫通粒の個数割合と応力Ｘとの関係を示すグラフである。
【図２】実施例２における｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞と応力Ｘとの関係を示すグラフである。
【図３】実施例３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磁気特性との関係を示すグラフである。
【図４】実施例３における仕上焼鈍温度および仕上焼鈍時の張力と磁気特性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】
【００１７】
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。
【００１８】
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：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、上記式（１）を満足する化学組成を有し、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１９】
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詳細に説明する。
【００２０】
（化学組成）
まず、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。
【００２１】
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。このため、Ｃ含有量は０．００５％以下とする。好ましくは、０．００３％以下である。
【００２２】
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１．５％以上とする。一方、Ｓｉを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、Ｓｉ含有量は４．０％以下とする。好ましくは３．５％以下である。
【００２３】
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３．０％以下とする。好ましくは２．５％以下である。一方、鉄損低減の観点からは、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が多いほど良いため、０．３％以上とすることが好ましい。さらに好ましくは０．６％以上である。
【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が、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。一方、鉄損低減の観点からは、Ｍｎ含有量が多いほど良いため、０．０５％以上とすることが好ましい。さらに好ましくは０．１５％以上である。
【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含有量を０．２％以下とする。さらに好ましくは０．１５％以下である。上記作用による効果をより確実に得るにはＰ含有量を０．０５％以上とすることが好ましい。
【００２６】
Ｓｉ、Ａｌ、ＭｎおよびＰは、鋼板の降伏応力を増加させて突き合わせ部の歪みを抑制する作用を有する。したがって下記式（１）を満足するようにする。下記式（１）の右辺は２．９であることが好ましく、３．３であることがさらに好ましい。
Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５ （１）
（ここで、Ｓｉ、ｓｏｌ．Ａｌ、ＭｎおよびＰは、各元素の含有量（質量％）を示す。）
【００２７】
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０．０１％以下とする。好ましくは０．００５％以下である。
【００２８】
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０．０１％以下とする。好ましくは０．００５％以下である。
【００２９】
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。したがって、ＳｎおよびＳｂの１種または２種を含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して経済的に不利となる。したがって、ＳｎおよびＳｂの含有量をいずれも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、ＳｎおよびＳｂのいずれかを０．０１％以上含有させることが好ましい。
【００３０】
Ｃａは、介在物制御に有効な元素であり、適度に含有させると結晶粒成長性が向上する。したがって、Ｃａを含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させても上記作用による効果は飽和してしまい経済的に不利となる。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含有量は０．０００３％以上とすることが好ましい。
【００３１】
（板厚）
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および発電機は高速回転域で使用されるため、鉄心材料である無方向性電磁鋼板は高周波域での鉄損が低いものが望ましい。高周波条件下での鉄損低減には板厚が薄い方が好ましい。したがって、板厚は０．３０ｍｍ以下とする。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。したがって、板厚は０．１０ｍｍ以上とする。好ましくは０．１５ｍｍ以上である。
【００３２】
（鋼組織）
本発明の無方向性電磁鋼板は、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有する。
【００３３】
結晶粒径は大きくし過ぎても、小さくし過ぎても鉄損が劣化する。したがって、平均結晶粒径は４０μｍ以上１８０μｍ以下とする。
なお、平均結晶粒径は、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】
また、焼き嵌めによる突き合わせ部の歪みを抑制するためには、鋼板から鉄心を打抜く際に生じる打抜き端面のダレを低減することが重要となる。そして、打抜き端面のダレは板厚方向に貫通した結晶粒を打抜き加工した際に生じやすい。このため、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合を３０％以下とする。好ましくは２５％以下である。
なお、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合は、例えば、通常の光学顕微鏡観察によって任意の１００個の結晶粒の内、貫通している結晶粒の個数を数えることで求めることができる。
【００３５】
（集合組織）
本発明の無方向性電磁鋼板は、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有する。
【００３６】
｛０１１｝＜１００＞方位の集積度を高めることで、打抜き加工によるダレを抑制することができる。さらに、分割鉄心用の無方向性電磁鋼板において重視される圧延方向（以下、「Ｌ方向」ともいう。）の磁気特性を向上させることができる。したがって、Ｉ｛０１１｝＜１００＞は１．０以上とする。好ましくは１．５以上である。
打抜き加工によってダレを抑制できる理由は明らかではないが、以下の原理によると考えられる。すなわち、多極モータのモータ効率は固定子（ステータ）のティース部の磁気特性の影響を大きく受けることが知られているため、分割鉄心の場合、ティース部の方向を電磁鋼板の磁気特性が良好な方向である圧延方向（Ｌ方向）に一致させて板取りされることが一般的である。したがって、焼き嵌めによる突き合わせ部の歪みは、Ｌ方向と平行な打抜き端面で問題となる。｛０１１｝＜１００＞方位の結晶粒を打抜き加工する場合、問題となる端面であるＬ方向と平行な打抜き端面はＦｅのすべり面に相当する。したがって、｛０１１｝＜１００＞方位の集積度が高いほど、打抜き加工によるダレが生じにくくなったものと考えられる。
【００３７】
一方、｛０１１｝＜１００＞方位は圧延直角方向（以下、「Ｃ方向」ともいう。）の磁気特性には不利な結晶方位である。また、Ｉ｛０１１｝＜１００＞を非常に高くするには、一方向性電磁鋼板と同様に、２次再結晶が必要となり、著しいコストの増加を招く。したがって、Ｉ｛０１１｝＜１００＞は１０．０以下とする。好ましくは８．０以下、さらに好ましくは６．０以下である。
なお、Ｉ｛０１１｝＜１００＞はＸ線回折装置により測定することができる。
【００３８】
（磁気特性）
分割鉄心の場合、上述したようにＬ方向の磁気特性が重視される。したがって、板厚ｔ（ｍｍ）と磁束密度１．０Ｔおよび周波数８００Ｈｚで磁化した際の圧延方向（Ｌ方向）の鉄損Ｗ１０／８００（Ｗ／ｋｇ）とが下記式（２）を満足し、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向（Ｌ方向）の磁束密度Ｂ５０が１．６８Ｔ以上であることが好ましい。鉄損に関しては下記式（２ａ）を満足することがさらに好ましく、磁束密度に関してはＢ５０が１．６９Ｔ以上であることがさらに好ましい。
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１６ （２）
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１４ （２ａ）
【００３９】
（製造方法）
本発明の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。
【００４０】
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。
（Ａ）上述の化学組成を有する板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す第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３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０．３０ｍｍ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上記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
【００４１】
以下、本発明に係る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。
【００４２】
（第１冷間圧延工程）
第１冷間圧延工程においては、上述の化学組成を有する板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す。
第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚が厚いほど良好な磁気特性が得られる。したがって、第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚は１．８ｍｍ以上とする。好ましくは２．０ｍｍ以上、さらに好ましくは２．２ｍｍ以上である。一方、第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚が過度に厚くなると冷間圧延の負荷が過大となり冷間圧延が困難となる場合がある。したがって、第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚は３．５ｍｍ以下とする。好ましくは３．３ｍｍ以下である。
第１冷間圧延工程における圧下率が１０％未満または７５％超では、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。さらに好ましくは１５％以上７５％以下である。
【００４３】
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。
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。
【００４４】
（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３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焼鈍温度（以下、「中間焼鈍温度」ともいう。）が７００℃未満であったり、７００℃以上の温度域に保持する時間が３時間未満であったりすると、中間焼鈍後の結晶粒が粗大化されないために、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コストの増加を招く。また、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、コスト的に不利となる。したがって、中間焼鈍は７００℃以上９００℃以下の温度域に３時間以上４０時間以下保持するものとする。中間焼鈍温度は７３０℃以上８７０℃以下とすることが好ましい。保持時間は５時間以上３５時間以下とすることが好ましい。
中間焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４５】
（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０．３０ｍｍ以下の板厚とする。
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。下限については、５４％以上が好ましい。さらに好ましくは５８％以上である。上限については８０％以下が好ましい。
また、上述の「Ａ．無方向性電磁鋼板」の項に記載した理由により、第２冷間圧延後の板厚は０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下とする。
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下記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す。
９００≦Ａ≦１２００ （３）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）を示す。）
【００４７】
仕上焼鈍における焼鈍温度（以下、「仕上焼鈍温度」ともいう。）が９００℃未満では、粒成長不足により平均結晶粒径が４０μｍ未満となって十分な磁気特性が得られない場合がある。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１８０μｍ超となって十分な磁気特性が得られない場合がある。さらに、このような高温焼鈍には特殊な設備が必要になる場合があるためにコスト増加を招く恐れがある。したがって、仕上焼鈍温度は９００℃以上１２００℃以下とする。
【００４８】
仕上焼鈍はさらに下記式（４）を満足することが好ましい。圧延方向の磁気特性をさらに高めることができるからである。
５−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
仕上焼鈍時の張力に関して、式（４）で規定する下限よりも高い張力で焼鈍するとＬ方向の鉄損が低減され、一層良好な磁気特性を得ることが可能となる。一方、上限よりも低い張力で焼鈍すると、鋼板について良好な平坦を確保し、焼鈍時の破断をより確実に防止することができる。したがって、仕上焼鈍時の張力は式（４）で規定した値とすることが好ましい。中でも下記式（４ａ）を満足することがさらに好ましい。
６−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４ａ）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
【００４９】
仕上焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００５０】
（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３時間以上４０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１１５０℃以下の温度域に１秒間以上３００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。
【００５１】
（熱間圧延工程）
上記冷間圧延工程に供する熱延鋼板は、上述の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。
熱間圧延においては、上述の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。
熱間圧延での諸条件は特に規定しないが、仕上温度７００℃以上、巻取温度３００℃以上とするのが好ましい。
【００５２】
（その他の工程）
歪取焼鈍によって打抜き歪みが除去されることから、鉄心加工後に歪取焼鈍を施してもよい。一方、モータの生産コストの観点からは施さない方がよい。
【００５３】
また、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被膜を鋼板表面に塗布するコーティングを施してもよい。環境負荷軽減の観点から、クロムを含有しない絶縁被膜を塗布するものであっても構わない。また、コーティングは、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ものであってもよい。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。
【００５４】
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】
【００５５】
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。
［実施例１］
焼き嵌めによる突き合わせ部の歪み易さを定量的に評価するため、以下の実験を行った。
下記表１に示す化学組成を有する鋼片を板厚２．２ｍｍまで熱間圧延し、酸洗を施した。この酸洗板を板厚０．７ｍｍまで冷間圧延し（圧下率６８．２％）、この冷延鋼板に８００℃で１０時間保持する、箱型の中間焼鈍を施した。この中間焼鈍板を板厚０．２０ｍｍまで冷間圧延した（圧下率７１．４％）。この冷延鋼板に３ＭＰａの張力を負荷しながら、１０５０℃以上１１８０℃以下で２０秒以下保持する種々の条件の仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径８１μｍ〜１６８μｍの無方向性電磁鋼板とした。なお、この無方向性電磁鋼板のＩ｛０１１｝＜１００＞はおよそ４．０に揃っていた。
【００５６】
この無方向性電磁鋼板を長さが３ｃｍの端面がＬ方向と平行になるよう３×１０ｃｍ２のサイズに打抜き加工し、これを１０枚積み重ねてカシメを施した試料を２セット作製した。この積層試験片の長さが３ｃｍの端面を突き合わせて、両端から圧縮応力を負荷した。圧縮応力を増加させていくと、ある応力において突き合わせ部が大きく歪み、その際に圧縮応力が急激に減少した。この急激に減少する直前の圧縮応力を測定して応力Ｘとした。この応力Ｘを各試料のＬ方向断面の組織観察より測定した板厚方向に貫通している結晶粒の個数の割合で整理した。その結果を表２、図１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
鋼板Ｎｏ．１、２、５、６は貫通粒の割合およびＳｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐの値が所定の範囲内であるため、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みにくかった。
一方、鋼板Ｎｏ．３、４、７、８は貫通粒の割合が多かったために、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みやすかった。また、鋼板Ｎｏ．９〜１１は、Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐの値が所定の範囲外であるため、貫通粒の割合が少なくても、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みやすかった。
【００６０】
［実施例２］
上記表１に示す鋼Ａを板厚２．２ｍｍまで熱間圧延した後、酸洗を施した。得られた酸洗板について、一部は箱焼鈍または連続焼鈍による熱延板焼鈍を施した後、１回の冷間圧延で仕上板厚０．２５ｍｍとし、残りは熱延板焼鈍を施さずに、８００℃で１０時間保持する中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延により仕上板厚０．２５ｍｍとした。これらの冷延鋼板に３ＭＰａの張力を負荷しながら１１００℃で１０秒間保持する仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径９６μｍ〜１１３μｍの無方向性電磁鋼板とした。なお、この無方向性電磁鋼板の貫通粒の個数割合は５％〜１０％であった。
この無方向性電磁鋼板を用いて実施例１と同様の手法で応力Ｘを測定し、Ｉ｛０１１｝＜１００＞で整理した。表３、図２にその結果を示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
鋼板Ｎｏ．１２〜１４はＩ｛０１１｝＜１００＞が高く、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みにくかった。一方、鋼板Ｎｏ．１５、１６はＩ｛０１１｝＜１００＞が低いために、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みやすかった。
【００６３】
［実施例３］
下記表４に示す化学組成を有するスラブを仕上温度８００℃、巻取り温度５００℃で熱間圧延を施して板厚１．６ｍｍ〜３．０ｍｍ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〜０．３０ｍｍの冷延鋼板とした。一部は、箱焼鈍または連続焼鈍による熱延板焼鈍を施して、この内の一部は種々の条件での中間焼鈍を挟む第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、残りは１回の冷間圧延工程にて仕上板厚の冷延鋼板とした。これらの冷延鋼板に８５０℃以上１１８０℃以下の温度で１０秒間保持する仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径３１μｍ〜１５１μｍの無方向性電磁鋼板とした。なお、これらの無方向性電磁鋼板における貫通粒の個数割合は０〜２１％であった。
【００６４】
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８００Ｈｚで磁化した際のＬ方向の鉄損Ｗ１０／８００、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際のＬ方向の磁束密度Ｂ５０、およびＸ線回折装置によりランダム方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞を測定した。表５にその結果を示す。また、図３に鋼板Ｎｏ．１７〜２６、３４〜３７の第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程の圧下率と磁気特性との関係、図４に鋼板Ｎｏ．１７〜３０、３９〜４０の仕上焼鈍温度および仕上焼鈍時の張力と磁気特性との関係を示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】
【表５】
【００６７】
鋼板Ｎｏ．１７〜３０および３９〜４０は、熱延鋼板の板厚、２回の冷間圧延の圧下率、中間焼鈍条件、仕上焼鈍条件、平均結晶粒径が所定の範囲内であるため、所望の磁気特性が得られた。また、鋼板Ｎｏ．２２、３９、４０に示すように、仕上焼鈍時の張力を好適範囲とすることにより鉄損が低下して磁気特性が良好になる傾向があった。また、鋼板Ｎｏ．１７、２７、２８に示すように、熱延鋼板の板厚が厚いほど磁気特性が良好になる傾向があった。さらに、鋼板Ｎｏ．２９、３０示すように、熱延板焼鈍を施しても所望の磁気特性を得ることができ、箱焼鈍による熱延板焼鈍を施した鋼板Ｎｏ．２９の方が、連続焼鈍による熱延板焼鈍を施した鋼板Ｎｏ．３０よりも磁気特性が良好であった。
一方、鋼板Ｎｏ．３１は中間焼鈍が連続焼鈍であるため、所望の集合組織を得ることができなかった。また、鋼板Ｎｏ．３２、３３は２回冷延法ではないため、鋼板Ｎｏ．３４、３５は第１冷間圧延工程の圧下率、鋼板Ｎｏ．３６、３７は第２冷間圧延工程の圧下率が所定の範囲外であるため、鋼板Ｎｏ．３８は熱延鋼板の板厚が薄いため、所望の集合組織を得ることができなかった。また、鋼板Ｎｏ．４１は仕上焼鈍温度が低いため、所望の平均結晶粒径を得ることができなかった。
【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および発電機など、主に高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に使用することが好適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。これらに共通する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】
従来のモータでは一体打抜き型の鉄心が固定子に採用されるケースが多かった。一方、近年では、巻き線設計や歩留り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、例えば特許文献１〜特許文献３には、分割鉄心用の無方向性電磁鋼板が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１２７６００号公報
【特許文献２】特開２００８−１２７６０８号公報
【特許文献３】特開２００８−１２７６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
分割鉄心を組む手段としては、焼き嵌めによって鉄心のヨーク部に圧縮応力を負荷することで、鉄心を固定するのが一般的である。しかしながら、この焼き嵌めによる圧縮応力によって、鉄心の突き合わせ部が歪み、モータ性能が劣化するという問題がある。この問題は特に薄肉の無方向性電磁鋼板の場合に顕著であることから、鉄心材料である無方向性電磁鋼板には焼き嵌めによって突き合わせ部が歪みにくいことが要求される。しかしながら、従来技術においては斯かる観点から詳細な検討がなされていないのが実情である。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題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および発電機など、主に高効率分割鉄心型モータの固定子（ステータ）鉄心に使用することが好適な、焼き嵌めによって突き合わせ部が歪みにくい無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは上記課題を解決すべく、無方向性電磁鋼板のミクロ組織、集合組織を詳細に調査した。その結果、焼き嵌めによる突き合わせ部の歪みを抑制するためには、板厚方向に貫通する結晶粒の個数割合を低減し、｛０１１｝＜１００＞方位の集積度を高めることが有効であることを新たに知見した。このような新知見に基づく本発明の要旨は以下の通りである。
【０００８】
すなわち、本発明は、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、下記式（１）を満足する化学組成を有し、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ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。
Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５ （１）
（ここで、Ｓｉ、ｓｏｌ．Ａｌ、ＭｎおよびＰは、各元素の含有量（質量％）を示す。）
【０００９】
上記発明においては、板厚ｔ（ｍｍ）と磁束密度１．０Ｔおよび周波数８００Ｈｚで磁化した際の圧延方向の鉄損Ｗ１０／８００（Ｗ／ｋｇ）とが下記式（２）を満足し、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度Ｂ５０が１．６８Ｔ以上であることが好ましい。
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１６ （２）
多極モータのモータ効率は固定子（ステータ）のティース部の磁気特性の影響を大きく受けることが知られているため、分割鉄心の場合、ティース部の方向を電磁鋼板の磁気特性が良好な方向である圧延方向に一致させて板取りされることが一般的である。したがって、圧延方向の磁気特性が重視されるのである。
【００１０】
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、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】
さらに本発明においては、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】
また本発明は、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板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す第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３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０．３０ｍｍ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下記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
９００≦Ａ≦１２００ （３）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）を示す。）
【００１３】
上記仕上焼鈍工程における仕上焼鈍はさらに下記式（４）を満足することが好ましい。圧延方向の磁気特性をさらに高めることができるからである。
５−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
【００１４】
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、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３時間以上４０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１５０℃以下の温度域に１秒間以上３００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】
【００１５】
本発明に係る無方向性電磁鋼板により、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、本発明に係る無方向性電磁鋼板の製造方法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】
【００１６】
【図１】実施例１における貫通粒の個数割合と応力Ｘとの関係を示すグラフである。
【図２】実施例２における｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞と応力Ｘとの関係を示すグラフである。
【図３】実施例３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磁気特性との関係を示すグラフである。
【図４】実施例３における仕上焼鈍温度および仕上焼鈍時の張力と磁気特性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】
【００１７】
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。
【００１８】
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：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、上記式（１）を満足する化学組成を有し、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であることを特徴とするものである。
【００１９】
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詳細に説明する。
【００２０】
（化学組成）
まず、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。
【００２１】
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。このため、Ｃ含有量は０．００５％以下とする。好ましくは、０．００３％以下である。
【００２２】
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１．５％以上とする。一方、Ｓｉを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、Ｓｉ含有量は４．０％以下とする。好ましくは３．５％以下である。
【００２３】
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３．０％以下とする。好ましくは２．５％以下である。一方、鉄損低減の観点からは、ｓｏｌ．Ａｌ含有量が多いほど良いため、０．３％以上とすることが好ましい。さらに好ましくは０．６％以上である。
【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が、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。一方、鉄損低減の観点からは、Ｍｎ含有量が多いほど良いため、０．０５％以上とすることが好ましい。さらに好ましくは０．１５％以上である。
【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含有量を０．２％以下とする。さらに好ましくは０．１５％以下である。上記作用による効果をより確実に得るにはＰ含有量を０．０５％以上とすることが好ましい。
【００２６】
Ｓｉ、Ａｌ、ＭｎおよびＰは、鋼板の降伏応力を増加させて突き合わせ部の歪みを抑制する作用を有する。したがって下記式（１）を満足するようにする。下記式（１）の右辺は２．９であることが好ましく、３．３であることがさらに好ましい。
Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５ （１）
（ここで、Ｓｉ、ｓｏｌ．Ａｌ、ＭｎおよびＰは、各元素の含有量（質量％）を示す。）
【００２７】
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０．０１％以下とする。好ましくは０．００５％以下である。
【００２８】
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０．０１％以下とする。好ましくは０．００５％以下である。
【００２９】
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。したがって、ＳｎおよびＳｂの１種または２種を含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させても上記作用による効果が飽和して経済的に不利となる。したがって、ＳｎおよびＳｂの含有量をいずれも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、ＳｎおよびＳｂのいずれかを０．０１％以上含有させることが好ましい。
【００３０】
Ｃａは、介在物制御に有効な元素であり、適度に含有させると結晶粒成長性が向上する。したがって、Ｃａを含有させてもよい。しかしながら、過剰に含有させても上記作用による効果は飽和してしまい経済的に不利となる。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含有量は０．０００３％以上とすることが好ましい。
【００３１】
（板厚）
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および発電機は高速回転域で使用されるため、鉄心材料である無方向性電磁鋼板は高周波域での鉄損が低いものが望ましい。高周波条件下での鉄損低減には板厚が薄い方が好ましい。したがって、板厚は０．３０ｍｍ以下とする。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。したがって、板厚は０．１０ｍｍ以上とする。好ましくは０．１５ｍｍ以上である。
【００３２】
（鋼組織）
本発明の無方向性電磁鋼板は、平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有する。
【００３３】
結晶粒径は大きくし過ぎても、小さくし過ぎても鉄損が劣化する。したがって、平均結晶粒径は４０μｍ以上１８０μｍ以下とする。
なお、平均結晶粒径は、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】
また、焼き嵌めによる突き合わせ部の歪みを抑制するためには、鋼板から鉄心を打抜く際に生じる打抜き端面のダレを低減することが重要となる。そして、打抜き端面のダレは板厚方向に貫通した結晶粒を打抜き加工した際に生じやすい。このため、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合を３０％以下とする。好ましくは２５％以下である。
なお、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合は、例えば、通常の光学顕微鏡観察によって任意の１００個の結晶粒の内、貫通している結晶粒の個数を数えることで求めることができる。
【００３５】
（集合組織）
本発明の無方向性電磁鋼板は、ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有する。
【００３６】
｛０１１｝＜１００＞方位の集積度を高めることで、打抜き加工によるダレを抑制することができる。さらに、分割鉄心用の無方向性電磁鋼板において重視される圧延方向（以下、「Ｌ方向」ともいう。）の磁気特性を向上させることができる。したがって、Ｉ｛０１１｝＜１００＞は１．０以上とする。好ましくは１．５以上である。
打抜き加工によってダレを抑制できる理由は明らかではないが、以下の原理によると考えられる。すなわち、多極モータのモータ効率は固定子（ステータ）のティース部の磁気特性の影響を大きく受けることが知られているため、分割鉄心の場合、ティース部の方向を電磁鋼板の磁気特性が良好な方向である圧延方向（Ｌ方向）に一致させて板取りされることが一般的である。したがって、焼き嵌めによる突き合わせ部の歪みは、Ｌ方向と平行な打抜き端面で問題となる。｛０１１｝＜１００＞方位の結晶粒を打抜き加工する場合、問題となる端面であるＬ方向と平行な打抜き端面はＦｅのすべり面に相当する。したがって、｛０１１｝＜１００＞方位の集積度が高いほど、打抜き加工によるダレが生じにくくなったものと考えられる。
【００３７】
一方、｛０１１｝＜１００＞方位は圧延直角方向（以下、「Ｃ方向」ともいう。）の磁気特性には不利な結晶方位である。また、Ｉ｛０１１｝＜１００＞を非常に高くするには、一方向性電磁鋼板と同様に、２次再結晶が必要となり、著しいコストの増加を招く。したがって、Ｉ｛０１１｝＜１００＞は１０．０以下とする。好ましくは８．０以下、さらに好ましくは６．０以下である。
なお、Ｉ｛０１１｝＜１００＞はＸ線回折装置により測定することができる。
【００３８】
（磁気特性）
分割鉄心の場合、上述したようにＬ方向の磁気特性が重視される。したがって、板厚ｔ（ｍｍ）と磁束密度１．０Ｔおよび周波数８００Ｈｚで磁化した際の圧延方向（Ｌ方向）の鉄損Ｗ１０／８００（Ｗ／ｋｇ）とが下記式（２）を満足し、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向（Ｌ方向）の磁束密度Ｂ５０が１．６８Ｔ以上であることが好ましい。鉄損に関しては下記式（２ａ）を満足することがさらに好ましく、磁束密度に関してはＢ５０が１．６９Ｔ以上であることがさらに好ましい。
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１６ （２）
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１４ （２ａ）
【００３９】
（製造方法）
本発明の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。
【００４０】
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。
（Ａ）上述の化学組成を有する板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す第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３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０．３０ｍｍ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上記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程
【００４１】
以下、本発明に係る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。
【００４２】
（第１冷間圧延工程）
第１冷間圧延工程においては、上述の化学組成を有する板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す。
第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚が厚いほど良好な磁気特性が得られる。したがって、第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚は１．８ｍｍ以上とする。好ましくは２．０ｍｍ以上、さらに好ましくは２．２ｍｍ以上である。一方、第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚が過度に厚くなると冷間圧延の負荷が過大となり冷間圧延が困難となる場合がある。したがって、第１冷間圧延工程に供する熱延鋼板の板厚は３．５ｍｍ以下とする。好ましくは３．３ｍｍ以下である。
第１冷間圧延工程における圧下率が１０％未満または７５％超では、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。さらに好ましくは１５％以上７５％以下である。
【００４３】
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。
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。
【００４４】
（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３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焼鈍温度（以下、「中間焼鈍温度」ともいう。）が７００℃未満であったり、７００℃以上の温度域に保持する時間が３時間未満であったりすると、中間焼鈍後の結晶粒が粗大化されないために、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コストの増加を招く。また、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、コスト的に不利となる。したがって、中間焼鈍は７００℃以上９００℃以下の温度域に３時間以上４０時間以下保持するものとする。中間焼鈍温度は７３０℃以上８７０℃以下とすることが好ましい。保持時間は５時間以上３５時間以下とすることが好ましい。
中間焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００４５】
（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０．３０ｍｍ以下の板厚とする。
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。下限については、５４％以上が好ましい。さらに好ましくは５８％以上である。上限については８０％以下が好ましい。
また、上述の「Ａ．無方向性電磁鋼板」の項に記載した理由により、第２冷間圧延後の板厚は０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下とする。
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下記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す。
９００≦Ａ≦１２００ （３）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）を示す。）
【００４７】
仕上焼鈍における焼鈍温度（以下、「仕上焼鈍温度」ともいう。）が９００℃未満では、粒成長不足により平均結晶粒径が４０μｍ未満となって十分な磁気特性が得られない場合がある。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１８０μｍ超となって十分な磁気特性が得られない場合がある。さらに、このような高温焼鈍には特殊な設備が必要になる場合があるためにコスト増加を招く恐れがある。したがって、仕上焼鈍温度は９００℃以上１２００℃以下とする。
【００４８】
仕上焼鈍はさらに下記式（４）を満足することが好ましい。圧延方向の磁気特性をさらに高めることができるからである。
５−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
仕上焼鈍時の張力に関して、式（４）で規定する下限よりも高い張力で焼鈍するとＬ方向の鉄損が低減され、一層良好な磁気特性を得ることが可能となる。一方、上限よりも低い張力で焼鈍すると、鋼板について良好な平坦を確保し、焼鈍時の破断をより確実に防止することができる。したがって、仕上焼鈍時の張力は式（４）で規定した値とすることが好ましい。中でも下記式（４ａ）を満足することがさらに好ましい。
６−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４ａ）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
【００４９】
仕上焼鈍の他の条件は特に限定されるものではない。
【００５０】
（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３時間以上４０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１１５０℃以下の温度域に１秒間以上３００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。
【００５１】
（熱間圧延工程）
上記冷間圧延工程に供する熱延鋼板は、上述の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。
熱間圧延においては、上述の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。
熱間圧延での諸条件は特に規定しないが、仕上温度７００℃以上、巻取温度３００℃以上とするのが好ましい。
【００５２】
（その他の工程）
歪取焼鈍によって打抜き歪みが除去されることから、鉄心加工後に歪取焼鈍を施してもよい。一方、モータの生産コストの観点からは施さない方がよい。
【００５３】
また、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被膜を鋼板表面に塗布するコーティングを施してもよい。環境負荷軽減の観点から、クロムを含有しない絶縁被膜を塗布するものであっても構わない。また、コーティングは、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ものであってもよい。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。
【００５４】
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】
【００５５】
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。
［実施例１］
焼き嵌めによる突き合わせ部の歪み易さを定量的に評価するため、以下の実験を行った。
下記表１に示す化学組成を有する鋼片を板厚２．２ｍｍまで熱間圧延し、酸洗を施した。この酸洗板を板厚０．７ｍｍまで冷間圧延し（圧下率６８．２％）、この冷延鋼板に８００℃で１０時間保持する、箱型の中間焼鈍を施した。この中間焼鈍板を板厚０．２０ｍｍまで冷間圧延した（圧下率７１．４％）。この冷延鋼板に３ＭＰａの張力を負荷しながら、１０５０℃以上１１８０℃以下で２０秒以下保持する種々の条件の仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径８１μｍ〜１６８μｍの無方向性電磁鋼板とした。なお、この無方向性電磁鋼板のＩ｛０１１｝＜１００＞はおよそ４．０に揃っていた。
【００５６】
この無方向性電磁鋼板を長さが３ｃｍの端面がＬ方向と平行になるよう３×１０ｃｍ２のサイズに打抜き加工し、これを１０枚積み重ねてカシメを施した試料を２セット作製した。この積層試験片の長さが３ｃｍの端面を突き合わせて、両端から圧縮応力を負荷した。圧縮応力を増加させていくと、ある応力において突き合わせ部が大きく歪み、その際に圧縮応力が急激に減少した。この急激に減少する直前の圧縮応力を測定して応力Ｘとした。この応力Ｘを各試料のＬ方向断面の組織観察より測定した板厚方向に貫通している結晶粒の個数の割合で整理した。その結果を表２、図１に示す。
【００５７】
【表１】
【００５８】
【表２】
【００５９】
鋼板Ｎｏ．１、２、５、６は貫通粒の割合およびＳｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐの値が所定の範囲内であるため、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みにくかった。
一方、鋼板Ｎｏ．３、４、７、８は貫通粒の割合が多かったために、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みやすかった。また、鋼板Ｎｏ．９〜１１は、Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐの値が所定の範囲外であるため、貫通粒の割合が少なくても、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みやすかった。
【００６０】
［実施例２］
上記表１に示す鋼Ａを板厚２．２ｍｍまで熱間圧延した後、酸洗を施した。得られた酸洗板について、一部は箱焼鈍または連続焼鈍による熱延板焼鈍を施した後、１回の冷間圧延で仕上板厚０．２５ｍｍとし、残りは熱延板焼鈍を施さずに、８００℃で１０時間保持する中間焼鈍を挟む２回の冷間圧延により仕上板厚０．２５ｍｍとした。これらの冷延鋼板に３ＭＰａの張力を負荷しながら１１００℃で１０秒間保持する仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径９６μｍ〜１１３μｍの無方向性電磁鋼板とした。なお、この無方向性電磁鋼板の貫通粒の個数割合は５％〜１０％であった。
この無方向性電磁鋼板を用いて実施例１と同様の手法で応力Ｘを測定し、Ｉ｛０１１｝＜１００＞で整理した。表３、図２にその結果を示す。
【００６１】
【表３】
【００６２】
鋼板Ｎｏ．１２〜１４はＩ｛０１１｝＜１００＞が高く、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みにくかった。一方、鋼板Ｎｏ．１５、１６はＩ｛０１１｝＜１００＞が低いために、焼き嵌めによる圧縮応力によって突き合わせ部が歪みやすかった。
【００６３】
［実施例３］
下記表４に示す化学組成を有するスラブを仕上温度８００℃、巻取り温度５００℃で熱間圧延を施して板厚１．６ｍｍ〜３．０ｍｍ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〜０．３０ｍｍの冷延鋼板とした。一部は、箱焼鈍または連続焼鈍による熱延板焼鈍を施して、この内の一部は種々の条件での中間焼鈍を挟む第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、残りは１回の冷間圧延工程にて仕上板厚の冷延鋼板とした。これらの冷延鋼板に８５０℃以上１１８０℃以下の温度で１０秒間保持する仕上焼鈍を施して、平均結晶粒径３１μｍ〜１５１μｍの無方向性電磁鋼板とした。なお、これらの無方向性電磁鋼板における貫通粒の個数割合は０〜２１％であった。
【００６４】
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８００Ｈｚで磁化した際のＬ方向の鉄損Ｗ１０／８００、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際のＬ方向の磁束密度Ｂ５０、およびＸ線回折装置によりランダム方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞を測定した。表５にその結果を示す。また、図３に鋼板Ｎｏ．１７〜２６、３４〜３７の第１冷間圧延工程および第２冷間圧延工程の圧下率と磁気特性との関係、図４に鋼板Ｎｏ．１７〜３０、３９〜４０の仕上焼鈍温度および仕上焼鈍時の張力と磁気特性との関係を示す。
【００６５】
【表４】
【００６６】
【表５】
【００６７】
鋼板Ｎｏ．１７〜３０および３９〜４０は、熱延鋼板の板厚、２回の冷間圧延の圧下率、中間焼鈍条件、仕上焼鈍条件、平均結晶粒径が所定の範囲内であるため、所望の磁気特性が得られた。また、鋼板Ｎｏ．２２、３９、４０に示すように、仕上焼鈍時の張力を好適範囲とすることにより鉄損が低下して磁気特性が良好になる傾向があった。また、鋼板Ｎｏ．１７、２７、２８に示すように、熱延鋼板の板厚が厚いほど磁気特性が良好になる傾向があった。さらに、鋼板Ｎｏ．２９、３０示すように、熱延板焼鈍を施しても所望の磁気特性を得ることができ、箱焼鈍による熱延板焼鈍を施した鋼板Ｎｏ．２９の方が、連続焼鈍による熱延板焼鈍を施した鋼板Ｎｏ．３０よりも磁気特性が良好であった。
一方、鋼板Ｎｏ．３１は中間焼鈍が連続焼鈍であるため、所望の集合組織を得ることができなかった。また、鋼板Ｎｏ．３２、３３は２回冷延法ではないため、鋼板Ｎｏ．３４、３５は第１冷間圧延工程の圧下率、鋼板Ｎｏ．３６、３７は第２冷間圧延工程の圧下率が所定の範囲外であるため、鋼板Ｎｏ．３８は熱延鋼板の板厚が薄いため、所望の集合組織を得ることができなかった。また、鋼板Ｎｏ．４１は仕上焼鈍温度が低いため、所望の平均結晶粒径を得ることができなかった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、下記式（１）を満足する化学組成を有し、
平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、
ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、
板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板。
Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５ （１）
（ここで、Ｓｉ、ｓｏｌ．Ａｌ、ＭｎおよびＰは、各元素の含有量（質量％）を示す。）
【請求項２】
板厚ｔ（ｍｍ）と磁束密度１．０Ｔおよび周波数８００Ｈｚで磁化した際の圧延方向の鉄損Ｗ１０／８００（Ｗ／ｋｇ）とが下記式（２）を満足し、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度Ｂ５０が１．６８Ｔ以上であ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。
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１６ （２）
【請求項３】
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または請求項２に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項４】
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から請求項３までのいずれかに記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項５】
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４までのいずれかに記載された化学組成を有する板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す第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３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０．３０ｍｍ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下記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程。
９００≦Ａ≦１２００ （３）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）を示す。）
【請求項６】
前記仕上焼鈍工程において、さらに下記式（４）を満足する仕上焼鈍を施すことを特徴とする請求項５に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
５−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
【請求項７】
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３時間以上４０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１５０℃以下の温度域に１秒間以上３００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５または請求項６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：１．５％以上４．０％以下、Ｍｎ：３．０％以下、ｓｏｌ．Ａｌ：３．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．０１％以下およびＮ：０．０１％以下を含有し、残部がＦｅおよび不純物からなるとともに、下記式（１）を満足する化学組成を有し、
平均結晶粒径が４０μｍ以上１８０μｍ以下、板厚方向に貫通した結晶粒の個数割合が３０％以下である鋼組織を有し、
ランダム組織の方位強度に対する｛０１１｝＜１００＞方位強度Ｉ｛０１１｝＜１００＞が１．０以上１０．０以下である集合組織を有し、
板厚が０．１０ｍｍ以上０．３０ｍｍ以下であることを特徴とする無方向性電磁鋼板。
Ｓｉ＋０．５×ｓｏｌ．Ａｌ＋０．３×Ｍｎ＋１０×Ｐ≧２．５ （１）
（ここで、Ｓｉ、ｓｏｌ．Ａｌ、ＭｎおよびＰは、各元素の含有量（質量％）を示す。）
【請求項２】
板厚ｔ（ｍｍ）と磁束密度１．０Ｔおよび周波数８００Ｈｚで磁化した際の圧延方向の鉄損Ｗ１０／８００（Ｗ／ｋｇ）とが下記式（２）を満足し、磁化力５０００Ａ／ｍで磁化した際の圧延方向の磁束密度Ｂ５０が１．６８Ｔ以上であ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。
Ｗ１０／８００≦８０×ｔ＋１６ （２）
【請求項３】
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または請求項２に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項４】
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から請求項３までのいずれかに記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項５】
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４までのいずれかに記載された化学組成を有する板厚１．８ｍｍ以上３．５ｍｍ以下の熱延鋼板に１０％以上７５％以下の圧下率で冷間圧延を施す第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３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０．３０ｍｍ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下記式（３）を満足する仕上焼鈍を施す仕上焼鈍工程。
９００≦Ａ≦１２００ （３）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）を示す。）
【請求項６】
前記仕上焼鈍工程において、さらに下記式（４）を満足する仕上焼鈍を施すことを特徴とする請求項５に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
５−Ａ／３００≦Ｂ≦１０−Ａ／３００ （４）
（ここで、Ａは仕上焼鈍温度（℃）、Ｂは仕上焼鈍時に負荷する張力（ＭＰａ）を示す。）
【請求項７】
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３時間以上４０時間以下保持する箱焼鈍による、または、９００℃以上１１５０℃以下の温度域に１秒間以上３００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５または請求項６に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１２−３６４７４（Ｐ２０１２−３６４７４Ａ）
【公開日】平成２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７９４６１（Ｐ２０１０−１７９４６１）
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【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２４年２月２３日（２０１２．２．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月１０日（２０１０．８．１０）
【出願人】（０００００２１１８）住友金属工業株式会社 (2,544)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]