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公開番号2025001450
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-08
出願番号2023101047
出願日2023-06-20
発明の名称鋼材及び軟磁性部品
出願人日本製鉄株式会社
代理人アセンド弁理士法人
主分類C22C 38/00 20060101AFI20241225BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】優れた磁気特性及び優れた冷間鍛造性が得られ、さらに、優れた切り屑処理性が得られる鋼材を提供する。
【解決手段】
本開示による鋼材は、化学組成が、質量%で、C:0.0300%以下、Si:0.20%以下、Mn:0.10～0.50%、P:0.030%以下、S:0.030%以下、Al:0.050%以下、N:0.0080%未満、O:0.030%以下、及び、Bi:0.0010～0.0300%、を含有し、残部はFe及び不純物からなり、Bi及びMnSの複合析出物の粒径が1.0～10.0μmであり、個数密度が0.9～300.0個/mm²である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０３００％以下、
Ｓｉ：０．２０％以下、
Ｍｎ：０．１０～０．５０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｎ：０．００８０％未満、
Ｏ：０．０３０％以下、及び、
Ｂｉ：０．００１０～０．０３００％を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなり、
Ｂｉ及びＭｎＳを含有し、円相当径が１．０～１０．０μｍである複合析出物の個数密度が０．９～３００．０個／ｍｍ
２
である、
鋼材。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
化学組成が、質量％で、
Ｃ：０．０３００％以下、
Ｓｉ：０．２０％以下、
Ｍｎ：０．１０～０．５０％、
Ｐ：０．０３０％以下、
Ｓ：０．０３０％以下、
Ａｌ：０．０５０％以下、
Ｎ：０．００８０％未満、
Ｏ：０．０３０％以下、及び、
Ｂｉ：０．００１０～０．０３００％を含有し、
さらに、第１群～第４群からなる群から選択される１種以上を含有し、
残部はＦｅ及び不純物からなり、
Ｂｉ及びＭｎＳを含有し、円相当径が１．０～１０．０μｍである複合析出物の個数密度が０．９～３００．０個／ｍｍ
２
である、
鋼材。
［第１群］
Ｃｕ：０．３０％以下、
Ｎｉ：０．２０％以下、
Ｃｒ：０．２０％以下、及び、
Ｍｏ：０．０５％以下からなる群から選択される１種以上
［第２群］
Ｂ：０．０１０％以下、
Ｔｉ：０．０１０％以下、
Ｎｂ：０．０１０％以下、及び、
Ｖ：０．０１０％以下からなる群から選択される１種以上
［第３群］
Ｃａ：０．０１０％以下、
Ｔｅ：０．０１０％以下、
Ｚｒ：０．０１０％以下、及び、
Ｍｇ：０．０１０％以下からなる群から選択される１種以上
［第４群］
Ｐｂ：０．０９０％以下
【請求項３】
請求項２に記載の鋼材であって、
前記化学組成は、前記第１群を含有する、
鋼材。
【請求項４】
請求項２に記載の鋼材であって、
前記化学組成は、前記第２群を含有する、
鋼材。
【請求項５】
請求項２に記載の鋼材であって、
前記化学組成は、前記第３群を含有する、
鋼材。
【請求項６】
請求項２に記載の鋼材であって、
前記化学組成は、前記第４群を含有する、
鋼材。
【請求項７】
請求項１～請求項６のいずれか１項に記載の鋼材であって、
式（１）で定義されるＢｐが４．００～７５．００である、
鋼材。
Ｂｐ＝１０×（Ｍｎ＋１０×Ｓ＋２４０×Ｂｉ）（１）
ここで、式（１）中の各元素記号には、対応する元素の含有量が質量％で代入される。
【請求項８】
請求項１又は請求項２に記載の鋼材であって、
フェライト結晶粒の結晶粒度番号は７以下である、
鋼材。
【請求項９】
請求項１又は請求項２に記載の鋼材からなる、
軟磁性部品。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、鋼材及び軟磁性部品に関し、さらに詳しくは、軟磁性の鋼材、及び、その鋼材を素材として製造される軟磁性部品に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
軟磁性部品は、自動車及び産業機械の電装部品等に用いられている。このような軟磁性部品は例えば、オートマチックトランスミッションや電磁クラッチ、ブレーキ等に使用されるソレノイド、リレーや電磁弁等の部品の鉄心材、磁気シールド材、電動アクチュエータ材、モーター部材及びセンサー部材等である。
【０００３】
軟磁性部品では、優れた磁気特性が求められる。具体的には、高い磁束密度と、ヒステリシス損が小さいこと（つまり、低保持力）とが求められる。このような特性が求められる磁気特性部品の素材として、軟磁性の鋼材が用いられる。この鋼材では、合金元素の含有量を低くすることにより、磁気特性を高めている。
【０００４】
軟磁性の鋼材を素材とした軟磁性部品の製造方法は、例えば、次のとおりである。鋼材に対して潤滑処理を実施した後、伸線加工を実施する。伸線加工後の鋼材に対して冷間鍛造を実施して、軟磁性部品の最終形状に近い粗形状を有する中間品を製造する。中間品に対して切削加工を実施して、中間品の形状を最終形状に整える。切削加工後の中間品に対して、必要に応じて磁気焼鈍を実施する。以上の製造工程により、軟磁性部品を製造する。
【０００５】
上述のとおり、軟磁性部品の素材となる鋼材は、冷間鍛造及び切削加工が施される。そのため、軟磁性部品の素材となる鋼材では、優れた磁気特性だけでなく、優れた冷間鍛造性及び優れた切削加工性が求められる。素材となる鋼材は、合金元素の含有量が低いため、軟質であり、かつ、靭性が高い。そのため、特に、切削加工性の向上が求められている。
【０００６】
磁気特性、冷間鍛造性、及び、切削加工性等の向上に注目した軟磁性部品用途の鋼材は、例えば、特公昭５１－１６３６３号公報（特許文献１）、特開２００３－５５７４５号公報（特許文献２）、特開２００７－４６１２５号公報（特許文献３）、及び、特開２０１８－７６５５６号公報（特許文献４）に提案されている。
【０００７】
特許文献１に開示された鋼材は、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：１．０％以下、及び、Ｂｉ：０．０３～０．４０％を含有し、さらに、Ｐｂ：０．０３～０．４０％、Ｓｅ：０．０３～０．４０％、Ｔｅ：０．０１～０．１０％、及び、Ｃａ：０．０００５～０．０１００％からなる群から選択される１種又は２種以上を含有し、残部はＦｅ及び不純物からなる。特許文献１では、Ｂｉを０．０３％以上含有することにより、磁気特性を維持しつつ、切削加工性が高まる、と記載されている。
【０００８】
特許文献２に開示された鋼材は、Ｃ：０．０５％以下、Ｓｉ：０．１％以下、Ｍｎ：０．１０～０．５０％、Ｐ：０．０３０％以下、Ｓ：０．０１０～０．１５％、Ａｌ：０．０１％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｏ：０．０２％以下を満たし、残部が実質的にＦｅからなり、Ｍｎ／Ｓが３．０以上である。さらに、フェライト結晶粒径が１００μｍ以上であり、フェライト結晶粒内に、粒径０．２μｍ以上のＭｎＳ析出物が０．０２～０．５個／μｍ
２
存在する。さらに、ＭｎＳ析出物の平均粒径が０．０５～４μｍである。特許文献２では、上述の構成により、優れた磁気特性、優れた冷間鍛造性が得られ、さらに、優れた切削加工性が得られる、と記載されている。
【０００９】
特許文献３に開示された鋼材は、Ｃ：０．００１５～０．０２％、Ｍｎ：０．１５～０．５％、及び、Ｓ：０．０１５～０．１％を含有し、ＭｎとＳの質量比（Ｍｎ／Ｓ）が５．７以上である。さらに、金属組織が、フェライト単相組織で、かつ、長径０．１μｍ以上のＦｅＳ析出物が５０００個／ｍｍ
２
以下である。特許文献３では、上述の構成により、優れた磁気特性、優れた冷間鍛造性が得られ、さらに、優れた切削加工性が得られる、と記載されている。
【００１０】
特許文献４に開示された鋼材は、Ｃ：０．０００１～０．０５質量％、Ｓｉ：０超～０．５質量％、Ｍｎ：０．１～０．５質量％、Ｐ：０超～０．０２質量％、Ｓ：０超～０．１質量％、Ａｌ：０超～０．０５質量％、及び、Ｎ：０．０１超～０．１質量％を満たし、残部はＦｅ及び不純物からなり、フェライト組織の面積率が９５．０％以上である。この鋼材はさらに、式（１）（［Ｎ］－（１／２［Ａｌ］）＞０．０１）を満たす。特許文献４では、優れた被削性を有し、磁気焼鈍後には優れた磁気特性を発揮する、と記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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