無(wú)方向性電磁鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無(wú)方向性電磁鋼板，其以質(zhì)量％計(jì)，含有C：0.005％以下、Si：0.1％～2.0％、Mn：0.05％～0.6％、P：0.100％以下、Al：0.5％以下，且含有個(gè)數(shù)密度為10個(gè)/μm3以下的平均直徑為10nm～200nm的非磁性析出物AlN，軋制方向及軋制直角方向的平均磁通密度B50為1.75T以上。該無(wú)方向性電磁鋼板可通過(guò)在750℃～Ac1相變點(diǎn)的溫度下實(shí)施熱軋退火的方法、以及將卷材的卷取溫度設(shè)為780℃以上來(lái)進(jìn)行自身退火的方法這兩種方法來(lái)制造。
【專利說(shuō)明】無(wú)方向性電磁鋼板及其制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有a - Y相變(鐵素體-奧氏體相變)的磁特性優(yōu)異的無(wú)方向性電磁鋼板及其制造方法。本申請(qǐng)基于2011年11月11日在日本提出申請(qǐng)的特愿2011-247637號(hào)、以及2011年11月11日在日本提出申請(qǐng)的特愿2011-247683號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著近年各種電氣設(shè)備的高效率化要求的高漲，對(duì)于作為鐵心使用的無(wú)方向性電磁鋼板，要求高磁通密度化及低鐵損化。特別是對(duì)于制作高磁通密度的鋼板，低Si的鋼是有利的，但其必然地會(huì)利用到具有α-Υ相變的成分組成范圍的鋼。關(guān)于低Si的無(wú)方向性電磁鋼板，提出了許多使磁特性提升的方法。
[0003]例如，專利文獻(xiàn)I中，提出了在Ar3相變點(diǎn)以上結(jié)束熱軋，從Ar3相變點(diǎn)至Arl相變點(diǎn)的溫度區(qū)域以5°C /秒以下進(jìn)行緩慢冷卻的方法。然而，此冷卻速度在實(shí)機(jī)的熱軋下進(jìn)行是困難的。
[0004]另外，專利文獻(xiàn)2中，提出了在鋼中添加Sn，根據(jù)Sn濃度控制熱軋的精軋結(jié)束溫度，以得到高磁通密度的方法。然而此方法限定Si濃度為0.4%以下，對(duì)于獲得低鐵損是不充分的。
[0005]另外，專利文獻(xiàn)3中，提出了通過(guò)限定熱軋時(shí)的加熱溫度和精軋結(jié)束溫度，高磁通密度和矯直退火時(shí)的晶粒生長(zhǎng)性優(yōu)異的鋼板。該方法中沒(méi)有替代熱軋退火的自身退火等工序，故無(wú)法獲得高磁通密度。
[0006]另外，專利文獻(xiàn)4中，提出了在熱軋時(shí)，將精軋前的粗棒在線加熱，將熱軋的精軋結(jié)束溫度設(shè)為Arl+20°C以上、卷取溫度設(shè)為640~750°C。然而，該方法以析出物的無(wú)害化為目的，無(wú)法得到高磁通密度。
[0007]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0008]專利文獻(xiàn)
[0009]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平6-192731號(hào)公報(bào)
[0010]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2006-241554號(hào)公報(bào)
[0011]專利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2007-217744號(hào)公報(bào)
[0012]專利文獻(xiàn)4:日本特開(kāi)平11-61257號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0014]本發(fā)明的課題是:提供一種具有α - Y相變的無(wú)方向性電磁鋼板，有較高磁通密度、且低鐵損的無(wú)方向性電磁鋼板及其制造方法。
[0015]用于解決問(wèn)題的手段
[0016]本發(fā)明通過(guò)將鋼的成分組成及熱軋條件最佳化，使熱軋退火后的組織或者自身退火后的組織粗大化，且冷軋、最終退火后的制品的磁通密度提高。
[0017]這樣完成的本發(fā)明如下。
[0018](I) 一種無(wú)方向性電磁鋼板,其特征在于，以質(zhì)量％計(jì),含有:
[0019]C:0.005% 以下、
[0020]S1:0.1%~2.0%、
[0021]Mn:0.05%~0.6%、
[0022]P:0.100% 以下、
[0023]Al:0.5% 以下，
[0024]剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
[0025]該鋼板含有個(gè)數(shù)密度為10個(gè)/ μ m3以下的平均直徑為IOnm~200nm的非磁性析出物A1N，且是由不含未再結(jié)晶組織的鐵素體粒構(gòu)成的組織，所述鐵素體粒的平均粒徑為30 μ m ~200 μ m ；
[0026]軋制方向及軋制直角方向的平均磁通密度B50為1.75T以上。
[0027](2)根據(jù)(I)所述的無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有
0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
[0028](3)根據(jù)⑴或⑵所述的無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有 0.0005%— 0.0030% 的 B。
[0029](4) 一種無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，具有下述工序:
[0030]對(duì)具有下述鋼組成的板坯實(shí)施熱軋而獲得熱軋鋼板的工序，該鋼組成以質(zhì)量％計(jì)，含有:
[0031]C:0.005% 以下、
[0032]S1:0.1%~2.0%、
[0033]Mn:0.05%~0.6%、
[0034]P:0.100% 以下、
[0035]Al:0.5% 以下，
[0036]剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
[0037]對(duì)所述熱軋鋼板實(shí)施熱軋退火而獲得熱軋退火鋼板的工序；
[0038]對(duì)所述熱軋退火鋼板實(shí)施冷軋而獲得冷軋鋼板的工序；及
[0039]對(duì)所述冷軋鋼板實(shí)施最終退火的工序；
[0040]在所述熱軋中，將所述板坯的加熱溫度設(shè)為1050°C~1250°C，將精軋結(jié)束溫度設(shè)為800°C~Arl相變點(diǎn)+20°C，將卷材的卷取溫度設(shè)為500°C~700°C ；
[0041]將所述熱軋退火的退火溫度設(shè)為750°C~Acl相變點(diǎn)，將所述最終退火的退火溫度設(shè)為800°C~Acl相變點(diǎn)。
[0042](5)根據(jù)(4)所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
[0043](6)根據(jù)(4)或(5)所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.0005%~0.0030%的B。
[0044](7) 一種無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，具有下述工序:
[0045]對(duì)具有下述鋼 組成的板坯實(shí)施熱軋而獲得熱軋鋼板的工序，該鋼組成以質(zhì)量％計(jì)，含有:
[0046]C:0.005% 以下、
[0047]S1:0.1%~2.0%、
[0048]Mn:0.05%~0.6%、
[0049]P:0.100% 以下、
[0050]Al:0.5% 以下，
[0051]剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)；
[0052]對(duì)所述熱軋鋼板實(shí)施冷軋而獲得冷軋鋼板的工序；及
[0053]對(duì)所述冷軋鋼板實(shí)施最終退火的工序；
[0054]在所述熱軋中，將所述板坯的加熱溫度設(shè)為1050°C~1250°C，將精軋結(jié)束溫度設(shè)為800°C~Arl相變點(diǎn)+20°C，將卷材的卷取溫度設(shè)為780V以上；
[0055]將所述最終退火的退火溫度設(shè)為800°C~Acl相變點(diǎn)。
[0056](8)根據(jù)(7)所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
[0057](9)根據(jù)(7)或⑶所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.0005%~0.0030%的B。
[0058]這里的B50是在施加50Hz、5000A/m的磁場(chǎng)時(shí)的磁通密度。
[0059]發(fā)明效果
[0060]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供較高磁通密度、且低鐵損的無(wú)方向性電磁鋼板及其制造方法。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0061]圖1是表示使熱軋退火的保持時(shí)間變化時(shí)，熱軋的精軋結(jié)束溫度FT與平均磁通密度B50的關(guān)系的變化的圖。
[0062]圖2是表示使熱軋退火的保持時(shí)間變化時(shí)，熱軋的精軋結(jié)束溫度FT與鐵損W15/50的關(guān)系的變化的圖。
[0063]圖3是表示將在熱軋的精軋結(jié)束溫度FT為1060°C、熱軋退火為850°C X 120分鐘的條件下處理的材料在冷軋后進(jìn)行最終退火得到的鋼板上觀察到的折痕的一例的照片。
[0064]圖4是表示熱軋退火后的截面的金屬組織的照片。
[0065]圖5是表示微細(xì)析出物的觀察結(jié)果(SEM50000倍)的照片。
【具體實(shí)施方式】
[0066]首先對(duì)引領(lǐng)至本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行敘述。
[0067]以實(shí)驗(yàn)室方法熔煉出使用具有下述成分組成的鋼的鋼錠，所述成分組成為:以質(zhì)量％計(jì)含有 C:0.0011%, Si:0.7%,Mn:0.17%,P:0.073%,Al:0.31%及 Sn:0.095%，剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)。在Formaster試驗(yàn)中，確認(rèn)了該鋼的Arl相變點(diǎn)為963°C、Ar3相變點(diǎn)為1020°C>AcI相變點(diǎn)為1060。。。
[0068]接著，將該鋼錠在1150°C的溫度下加熱I小時(shí)，實(shí)施熱軋。此時(shí)，使精軋結(jié)束溫度FT在880°C~1080°C的范圍內(nèi)變化。此外，最終厚度為2.5mm。[0069]接著，對(duì)所獲得的熱軋鋼板實(shí)施溫度為850°C、保持時(shí)間為I~120分鐘的熱軋退火，或者不實(shí)施熱軋退火，將鋼板酸洗，冷軋直到鋼板的厚度達(dá)到0.5_，進(jìn)而進(jìn)行900°C、30秒的最終退火。
[0070]然后，從獲得的最終退火鋼板上切出55mmX55mm的試驗(yàn)片，以JIS C2556中規(guī)定的激磁電流法進(jìn)行軋制方向(L方向)及與軋制方向?yàn)橹苯堑姆较?C方向)的磁性測(cè)定。圖1示出使熱軋退火的保持時(shí)間變化時(shí)，精軋結(jié)束溫度FT與L、C方向的平均磁通密度B50的關(guān)系。此外，圖2示出使熱軋退火的保持時(shí)間變化時(shí)，精軋結(jié)束溫度FT與鐵損W15/90的關(guān)系。
[0071]不實(shí)施熱軋退火時(shí)，平均磁通密度B50在精軋結(jié)束溫度FT接近Arl相變點(diǎn)時(shí)最高。保持時(shí)間I分鐘時(shí)，精軋結(jié)束溫度FT在Arl相變點(diǎn)以下時(shí)，材料的平均磁通密度B50急劇上升，精軋結(jié)束溫度FT越低，則平均磁通密度B50越高。保持時(shí)間為15分鐘時(shí)也有同樣傾向，且平均磁通密度B50達(dá)到1.79T。保持120分鐘時(shí)，精軋結(jié)束溫度FT在Arl相變點(diǎn)以上時(shí)，材料的平均磁通密度B50急劇增加，與精軋結(jié)束溫度FT無(wú)關(guān)，為1.81T左右。
[0072]但另一方面，在精軋結(jié)束溫度FT為1060°C、熱軋退火條件設(shè)為退火溫度850°C且保持時(shí)間為120分鐘時(shí)，經(jīng)過(guò)冷軋并進(jìn)行最終退火后的最終退火鋼板上，觀察到如圖3所示的沿軋制直角方向延伸、并貫穿多個(gè)板的板厚方向的折痕。此外，在同圖中以虛線表示折痕部。
[0073]實(shí)際制品上產(chǎn)生如此折痕時(shí)會(huì)導(dǎo)致占空系數(shù)降低。表1示出觀察到折痕的條件，此種折痕的現(xiàn)象會(huì)在精軋結(jié)束溫度FT高、熱軋退火的保持時(shí)間長(zhǎng)的情況下被觀察到。
[0074]表1精軋退火后的鋼板的折痕(O:無(wú)、X:有)
【權(quán)利要求】
1.一種無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)，含有:
C:0.005% 以下、
Si:0.1%~2.0%,
Mn:0.05%~0.6%,
P:0.100% 以下、
Al:0.5% 以下， 剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 該鋼板含有個(gè)數(shù)密度為10個(gè)/ μ m3以下的平均直徑為IOnm~200nm的非磁性析出物A1N，且是由不含未再結(jié)晶組織的鐵素體粒構(gòu)成的組織，所述鐵素體粒的平均粒徑為30 μ m ~200 μ m ； 軋制方向及軋制直角方向的平均磁通密度B50為1.75T以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.0005%— 0.0030%的 B。
4.一種無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，具有下述工序: 對(duì)具有下述鋼組成的板坯實(shí)施熱軋而獲得熱軋鋼板的工序，該鋼組成以質(zhì)量％計(jì)，含有:
C:0.005% 以下、
Si:0.1%~2.0%,
Mn:0.05%~0.6%,
P:0.100% 以下、
Al:0.5% 以下， 剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 對(duì)所述熱軋鋼板實(shí)施熱軋退火而獲得熱軋退火鋼板的工序； 對(duì)所述熱軋退火鋼板實(shí)施冷軋而獲得冷軋鋼板的工序；及 對(duì)所述冷軋鋼板實(shí)施最終退火的工序； 在所述熱軋中，將所述板坯的加熱溫度設(shè)為1050°C~1250°C，將精軋結(jié)束溫度設(shè)為800°C~Arl相變點(diǎn)+20°C，將卷材的卷取溫度設(shè)為500°C~700°C ； 將所述熱軋退火的退火溫度設(shè)為750°C~Acl相變點(diǎn)，將所述最終退火的退火溫度設(shè)為800°C~Acl相變點(diǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.0005%~0.0030%的B。
7.一種無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，具有下述工序: 對(duì)具有下述鋼組成的板坯實(shí)施熱軋 而獲得熱軋鋼板的工序，該鋼組成以質(zhì)量％計(jì)，含有:
C:0.005% 以下、Si:0.1%~2.0%, Mn:0.05%~0.6%,
P:0.100% 以下、
Al:0.5% 以下， 剩余部分為Fe及不可避免的雜質(zhì)； 對(duì)所述熱軋鋼板實(shí)施冷軋而獲得冷軋鋼板的工序；及 對(duì)所述冷軋鋼板實(shí)施最終退火的工序； 在所述熱軋中，將所述板坯的加熱溫度設(shè)為1050°C~1250°C，將精軋結(jié)束溫度設(shè)為800°C~Arl相變點(diǎn)+20°C，將卷材的卷取溫度設(shè)為780°C以上； 將所述最終退火的退火溫度設(shè)為800°C~Acl相變點(diǎn)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的無(wú)方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，所述板坯以質(zhì)量％計(jì)進(jìn)一步含有0.0005%~0.0030%的B。
【文檔編號(hào)】C22C38/06GK103930583SQ201280055225
【公開(kāi)日】2014年7月16日 申請(qǐng)日期:2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月11日
【發(fā)明者】藤倉(cāng)昌浩, 牛神義行, 村川鐵州, 金尾真一, 安宅誠(chéng), 市江毅, 堀纮二郎 申請(qǐng)人:新日鐵住金株式會(huì)社