CN106460122B - 电磁钢板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电磁钢板，其具有规定的化学组成，结晶粒径为20μm～300μm，当将(001)[100]方位的聚集度表示为ICube、将(011)[100]方位的聚集度表示为IGoss时，具有满足式1、式2以及式3的关系的织构；IGoss+ICube≥10.5式1IGoss/ICube≥0.50式2ICube≥2.5式3。

Description

电磁钢板
技术领域
本发明涉及一种电磁钢板。
背景技术
近年来，由于削减地球温室气体的必要性，在汽车、家电制品等领域，正在开发能量消耗少的产品。例如在汽车领域，有由汽油发动机和马达组合而成的混合动力驱动汽车、和马达驱动的电动汽车等低燃料消费率汽车。另外，在家电制品领域，有年耗电量少的高效率空调、冰箱等。它们共同的技术是马达，马达的高效率化成为重要的技术。
而且近年来，马达的定子采用在绕组设计和利用率方面有利的分裂铁芯(splitcore)的情况增多。通常，分裂铁芯大多采用热压配合而固定在壳体上，如果因热压配合而使压缩应力作用于电磁钢板上，则电磁钢板的磁特性降低。以前，进行了用于抑制这样的磁特性的降低的研究。
然而，以前的电磁钢板容易受到压缩应力的影响，例如用于分裂铁芯而不能发挥优良的磁特性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-189976号公报
专利文献2：日本特开2000-104144号公报
专利文献3：日本特开2000-160256号公报
专利文献4：日本特开2000-160250号公报
专利文献5：日本特开平11-236618号公报
专利文献6：日本特开2014-77199号公报
专利文献7：日本特开2012-36457号公报
专利文献8：日本特开2012-36454号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于：提供一种即使在压缩应力发生作用的情况下也可以发挥优良的磁特性的电磁钢板。
用于解决课题的手段
本发明人为了弄清楚将以前的电磁钢板用于分裂铁芯时不能获得优良的磁特性的原因而进行了潜心的研究。其结果是，弄清楚了压缩应力发生作用的方向与电磁钢板的结晶方位之间的关系是重要的。
在此，就作用于电磁钢板的压缩应力进行说明。由于混合动力汽车的驱动马达和空调的压缩机马达为多极，因而通常使流过定子齿部的磁通的方向与电磁钢板的轧制方向(以下有时称为“L方向”)相一致，使流过轭部的磁通的方向与垂直于轧制方向以及板厚方向的方向(以下有时称为“C方向”)相一致。而且在分裂铁芯通过热压配合而固定于壳体等上的情况下，一方面C方向的压缩应力作用于轭部的电磁钢板上，另一方面应力不会作用齿部的电磁钢板上。因此，分裂铁芯中使用的电磁钢板优选一边在无应力下可以发挥优良的L方向的磁特性，一边在作用于C方向的压缩应力下可以发挥优良的C方向的磁特性。
本发明人为了弄清楚可以发挥这样的磁特性的构成而进一步进行了潜心的研究。结果表明：Goss方位的晶粒难以受到C方向的压缩应力的影响，即使施加C方向的压缩应力，也难以引起C方向的磁特性的降低；以及Cube方位的晶粒容易受到C方向的压缩应力的影响，如果施加C方向的压缩应力，则容易引起C方向的磁特性的降低。而且表明：通过适当地控制(001)[100]方位的聚集度(integration degree)以及(011)[100]方位的聚集度，可以得到优良的磁特性。
本发明人基于这样的见解，进一步反复进行了潜心的研究，结果想到了以下所示的发明的诸方式。
(1)一种电磁钢板，其特征在于，以质量％计，具有以下所示的化学组成：
C：0.010％以下、
Si：1.30％～3.50％、
Al：0.0000％～1.6000％、
Mn：0.01％～3.00％、
S：0.0100％以下、
N：0.010％以下、
P：0.000％～0.150％、
Sn：0.000％～0.150％、
Sb：0.000％～0.150％、
Cr：0.000％～1.000％、
Cu：0.000％～1.000％、
Ni：0.000％～1.000％、
Ti：0.010％以下、
V：0.010％以下、
Nb：0.010％以下、以及
剩余部分：Fe和杂质；
结晶粒径为20μm～300μm，
当将(001)[100]方位的聚集度表示为ICube、将(011)[100]方位的聚集度表示为IGoss时，具有满足式1、式2以及式3的关系的织构。
IGoss+ICube≥10.5 式1
IGoss/ICube≥0.50 式2
ICube≥2.5 式3
(2)根据上述(1)所述的电磁钢板，其特征在于：所述织构满足式4、式5以及式6。
IGoss+ICube≥10.7 式4
IGoss/ICube≥0.52 式5
ICube≥2.7 式6
(3)根据上述(1)或(2)所述的电磁钢板，其特征在于：在将饱和磁通密度表示为Bs、以5000A/m的磁化力进行磁化时的轧制方向的磁通密度表示为B50L、以5000A/m的磁化力进行磁化时的垂直于轧制方向以及板厚方向的方向(板宽度方向)的磁通密度表示为B50C时，具有满足式7以及式8的关系的磁特性。
B50C/Bs≥0.790 式7
(B50L－B50C)/Bs≥0.070 式8
(4)根据上述(3)所述的电磁钢板，其特征在于：所述磁特性具有满足式9的关系的磁特性。
(B50L－B50C)/Bs≥0.075 式9
(5)根据上述(3)或(4)所述的电磁钢板，其特征在于：所述磁特性满足式10的关系。
B50C/Bs≤0.825 式10
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所述的电磁钢板，其特征在于：在所述化学组成中，满足
P：0.001％～0.150％、
Sn：0.001％～0.150％、或者
Sb：0.001％～0.150％，
或者它们的任意组合。
(7)根据上述(1)～(6)中任一项所述的电磁钢板，其特征在于：在所述化学组成中，满足
Cr：0.005％～1.000％、
Cu：0.005％～1.000％、或者
Ni：0.005％～1.000％，
或者它们的任意组合。
(8)根据上述(1)～(7)中任一项所述的电磁钢板，其特征在于：所述电磁钢板的厚度为0.10mm～0.50mm。
发明的效果
根据本发明，由于具有适当的织构，因而即使在压缩应力发生作用的情况下，也可以发挥优良的磁特性。
附图说明
图1是表示第1试验所得到的聚集度和铁损W15/400L之间的关系的图。
图2是表示第1试验所得到的聚集度和铁损W15/400C之间的关系的图。
图3是表示第1试验的聚集度的分布的图。
图4是表示第1试验的磁通密度的分布的图。
具体实施方式
下面参照附图，就本发明的实施方式进行详细的说明。
首先，就本发明的实施方式的电磁钢板的织构进行说明。本发明的实施方式的电磁钢板在将(001)[100]方位(以下有时称为“Cube方位”)的聚集度表示为ICube、(011)[100]方位(以下有时称为“Goss方位”)的聚集度表示为IGoss时，具有满足式1、式2以及式3的织构。在此，所谓某一方位的聚集度，是指该方位下的强度相对于随机强度之比(随机比)，是表示织构时通常使用的指标。
IGoss+ICube≥10.5 式1
IGoss/ICube≥0.50 式2
ICube≥2.5 式3
Goss方位的晶粒特别有助于L方向的磁特性的提高。Cube方位的晶粒有助于L方向的磁特性以及C方向的磁特性的提高。如上所述，本发明人弄清楚了Goss方位的晶粒难以受到C方向的压缩应力的影响，即使施加C方向的压缩应力，也难以引起C方向的磁特性的降低；以及Cube方位的晶粒容易受到C方向的压缩应力的影响，如果施加C方向的压缩应力，则容易引起C方向的磁特性的降低。
在“IGoss+ICube”的值低于10.5的情况下，在无应力下不能获得充分的L方向的磁特性。因此，需要满足式1的关系。为了在无应力下获得更优良的L方向的磁特性，“IGoss+ICube”的值优选为10.7以上，更优选为11.0以上。
在“IGoss/ICube”的值低于0.50的情况下，如果施加C方向的压缩应力，则不能获得充分的C方向的磁特性。因此，需要满足式2的关系。为了在C方向的压缩应力下获得更优良的C方向的磁特性，“IGoss/ICube”的值优选为0.52以上，更优选为0.55以上。“IGoss/ICube”的值和在C方向的压缩应力下的C方向的磁特性之间的关系尚不清楚，但可以认为如下所述。一般地说，如果压缩应力作用于＜100＞方向，则与压缩应力 平行于＜110＞方向而发生作用的情况相比，磁特性更容易劣化。(001)[100]方位(Cube方位)的晶粒的C方向与[010]方向相当，(011)[100]方位(Goss方位)的晶粒的C方向与[01-1]方向相当。因此，可以认为“IGoss/ICube”的值越低，即Cube方位的晶粒的比例越高，＜100＞方向与C方向平行的晶粒的比例越高，在C方向的压缩应力的作用下，电磁钢板的磁特性越容易降低。
在“ICube”的值低于2.5的情况下，如果施加C方向的压缩应力，也不能获得充分的C方向的磁特性。因此，需要满足式3的关系。为了在C方向的压缩应力下获得更优良的C方向的磁特性，“ICube”的值优选为2.7以上，更优选为3.0以上。
即使满足式2的关系，在并不满足式3的关系的情况下，虽然难以因C方向的压缩应力而使C方向的磁特性降低，但在无应力下也不能获得充分的C方向的磁特性，因而在C方向的压缩应力下的C方向的磁特性并不充分。在并不满足式2以及式3的关系的情况下，不能获得在无应力下充分的C方向的磁特性，在C方向的压缩应力的作用下，C方向的磁特性得以降低，因而在C方向的压缩应力下的C方向的磁特性并不充分。即使满足式3的关系，在并不满足式2的关系的情况下，虽然可以获得在无应力下充分的C方向的磁特性，但因C方向的压缩应力而使C方向的磁特性降低，因而在C方向的压缩应力下的C方向的磁特性也并不充分。在满足式2以及式3的关系的情况下，在无应力下可以获得充分的C方向的磁特性，难以因C方向的压缩应力而使C方向的磁特性降低，因而在C方向的压缩应力下可以获得优良的C方向的磁特性。
聚集度IGoss以及聚集度ICube可以采用如下的方法进行测定。首先，采用X射线衍射的舒尔茨法(Schultz method)对作为测定对象的电磁钢板的(110)、(200)以及(211)极图进行测定。此时，测定的位置被设定成电磁钢板距表面的深度为厚度的1/4的位置(以下有时称为“1/4位置”)以及为厚度的1/2的位置(以下有时称为“1/2位置”)。接着，使用极图并采用级数展开法进行3维方位解析。然后，对于因解析而得到的(001)[100]方位(Cube方位)以及(011)[100]方位 (Goss方位)，分别算出1/4位置以及1/2位置的3维方位分布密度的平均值。可以将这样得到的2组值分别设定为聚集度IGoss和聚集度ICube。
如上所述，织构优选满足式4、式5以及式6的关系。
IGoss+ICube≥10.7 式4
IGoss/ICube≥0.52 式5
ICube≥2.7 式6
接着，就本发明的实施方式的电磁钢板的磁特性进行说明。本发明的实施方式的电磁钢板在将饱和磁通密度表示为Bs、以5000A/m的磁化力进行磁化时的轧制方向的磁通密度表示为B50L、以5000A/m的磁化力进行磁化时的垂直于轧制方向以及板厚方向的方向(板宽度方向)的磁通密度表示为B50C时，优选具有满足式7以及式8的关系的磁特性。
B50C/Bs≥0.790 式7
(B50L－B50C)/Bs≥0.070 式8
在“B50C/Bs”的值低于0.790的情况下，在压缩应力下往往不能获得充分的C方向的磁特性。因此，优选满足式7的关系。为了在C方向的压缩应力下获得更优良的C方向的磁特性，“B50C/Bs”的值更优选为0.795以上，进一步优选为0.800以上。另一方面，如果“B50C/Bs”过高，则在压缩应力的作用下，磁特性变得容易劣化，因而“B50C/Bs”的值优选为0.825以下，进一步优选为0.820以下，更进一步优选为0.815以下。
在“(B50L－B50C)/Bs”的值低于0.070的情况下，在压缩应力下往往不能获得充分的C方向的磁特性。因此，优选满足式8的关系。由于在压缩应力的作用下，磁特性变得容易劣化，因而“(B50L－B50C)/Bs”的值更优选为0.075以上，进一步优选为0.080以上。
如上所述，磁特性优选满足式9、式10或者它们两者的关系。
(B50L－B50C)/Bs≥0.075 式9
B50C/Bs≤0.825 式10
接着，就本发明的实施方式的电磁钢板及其制造中使用的板坯的化学组成进行说明。详细情况后述，而本发明的实施方式的电磁钢板经由 板坯的热轧、热轧板退火、第1冷轧、中间退火、第2冷轧、最终退火等而制造。因此，电磁钢板以及板坯的化学组成不仅考虑电磁钢板的特性，而且考虑这些处理。在以下的说明中，电磁钢板中包含的各元素的含量的单位“％”只要没有特别说明，就意味着“质量％”。本实施方式的电磁钢板具有以下所示的化学组成，即C：0.010％以下、Si：1.30％～3.50％、Al：0.0000％～1.6000％、Mn：0.01％～3.00％、S：0.0100％以下、N：0.010％以下、P：0.000％～0.150％、Sn：0.000％～0.150％、Sb：0.000％～0.150％、Cr：0.000％～1.000％、Cu：0.000％～1.000％、Ni：0.000％～1.000％、Ti：0.010％以下、V：0.010％以下、Nb：0.010％以下、以及剩余部分：Fe和杂质。作为杂质，可以例示出在矿石和废料等原材料中含有的杂质、在制造工序中含有的杂质。
(Si：1.30％～3.50％)
Si是对提高比电阻而使铁损降低有效的元素。通过将Si含量设定为1.30％以上，可以更切实地得到这样的比电阻的提高效果。因此，Si含量设定为1.30％以上。Si含量优选为1.60％以上，更优选为1.90％以上。另一方面，如果Si含量超过3.50％，则不能获得所希望的织构，从而不能获得所希望的磁通密度。因此，Si含量设定为3.50％以下。Si含量优选为3.30％以下，更优选为3.10％以下。作为在Si含量超过3.50％时不能获得所希望的织构的理由，可以认为伴随着Si含量的增加，冷轧中的变形行为发生变化。
(Al：0.0000％～1.6000％)
Al是降低饱和磁通密度的元素。如果Al含量超过1.6000％，则不能获得所希望的织构，从而不能获得所希望的磁通密度。因此，Al含量设定为1.6000％以下。Al含量优选为1.4000％以下，更优选为1.2000％以下，进一步优选为0.8000％以下。作为在Al含量超过1.6000％时不能获得所希望的织构的理由，可以认为伴随着Al含量的增加，冷轧中的变形行为发生变化。Al含量的下限并没有特别的限定。Al具有提高比电阻而使铁损降低的效果，为了获得该效果，Al含量优选为0.0001％以上，更优选为0.0003％以上。
(Mn：0.01％～3.00％)
Mn是对提高比电阻而使铁损降低有效的元素。通过将Mn含量设定为0.01％以上，可以更切实地得到这样的比电阻的提高效果。因此，Mn含量设定为0.01％以上。Mn含量优选为0.03％以上，更优选为0.05％以上。另一方面，如果过剩地含有Mn，则磁通密度降低。这样的现象在Mn含量超过3.00％时很明显。因此，Mn含量设定为3.00％以下。Mn含量优选为2.70％以下，更优选为2.50％以下，进一步优选为2.40％以下。
(C：0.010％以下)
C不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。C是通过磁时效而使磁特性劣化的元素。因此，C含量越低越好。这样的磁特性的劣化在C含量超过0.010％时很明显。因此，C含量设定为0.010％以下。C含量优选为0.008％以下，更优选为0.005％以下。
(S：0.0100％以下)
S不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。S与钢中的Mn键合而形成微细的MnS，阻碍最终退火中的晶粒生长，从而使磁特性劣化。因此，S含量越低越好。这样的磁特性的劣化在S含量超过0.0100％时很明显。因此，S含量设定为0.0100％以下。S含量优选为0.0080％以下，更优选为0.0050％以下。S有助于磁通密度的提高。为了获得该效果，也可以含有0.0005％以上的S。作为S有助于磁通密度的提高的理由，可以认为对磁特性不利的方位的晶粒生长因S而受到阻碍。
(N：0.010％以下)
N不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。N与钢中的Al键合而形成微细的AlN，阻碍最终退火中的晶粒生长，从而使磁特性劣化。因此，N含量越低越好。这样的磁特性的劣化在N含量超过0.010％时很明显。因此，N含量设定为0.010％以下。N含量优选为0.008％以下，更优选为0.005％以下。
P、Sn、Sb、Cr、Cu以及Ni不是必须元素，是电磁钢板也能够以规定量为限度而适当含有的任选元素。
(P：0.000％～0.150％、Sn：0.000％～0.150％、Sb：0.000％～0.150％)
P、Sn以及Sb具有改善电磁钢板的织构而使磁特性得以提高的作 用。因此，也可以含有P、Sn、或者Sb、或者它们的任意组合。为了充分获得该效果，优选设定为P：0.001％以上、Sn：0.001％以上、或者Sb：0.001％以上、或者它们的任意组合，更优选设定为P：0.003％以上、Sn：0.003％以上、或者Sb：0.003％以上、或者它们的任意组合。但是，过剩的P、Sn以及Sb偏析于结晶粒径中而使钢板的延展性降低，从而使冷轧变得困难。这样的延展性的降低在P：超过0.150％、Sn：超过0.150％、或者Sb：超过0.150％、或者它们的任意组合时很明显。因此，设定P：0.150％以下、Sn：0.150％以下、且Sb：0.150％以下。优选为P：0.100％以下、Sn：0.100％以下、或者Sb：0.100％以下、或者它们的任意组合，更优选为P：0.050％以下、Sn：0.050％以下、或者Sb：0.050％以下、或者它们的任意组合。也就是说，优选满足P：0.001％～0.150％、Sn：0.001％～0.150％、或者Sb：0.001％～0.150％、或者它们的任意组合。
(Cr：0.000％～1.000％、Cu：0.000％～1.000％、Ni：0.000％～1.000％)
Cr、Cu以及Ni是对提高比电阻而使铁损降低有效的元素。因此，也可以含有Cr、Cu、或者Ni、或者它们的任意组合。为了充分获得该效果，优选设定为Cr：0.005％以上、Cu：0.005％以上、或者Ni：0.005％以上、或者它们的任意组合，更优选设定为Cr：0.010％以上、Cu：0.010％以上、或者Ni：0.010％以上、或者它们的任意组合。但是，过剩的Cr、Cu以及Ni使磁通密度劣化。这样的磁通密度的劣化在Cr：超过1.000％、Cu：超过1.000％、或者Ni：超过1.000％、或者它们的任意组合时很明显。因此，设定为Cr：1.000％以下、Cu：1.000％以下、且Ni：1.000％以下。优选为Cr：0.500％以下、Cu：0.500％以下、或者Ni：0.500％以下、或者它们的任意组合，更优选为Cr：0.300％以下、Cu：0.300％以下、或者Ni：0.300％以下、或者它们的任意组合。也就是说，优选满足Cr：0.005％～1.000％、Cu：0.005％～1.000％、或者Ni：0.005％～1.000％、或者它们的任意组合。
(Ti：0.010％以下、V：0.010％以下、Nb：0.010％以下)
Ti、V以及Nb不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。Ti、V以及Nb与C、N、Mn等键合而形成夹杂物，阻碍退火中的晶粒的生长 而使磁特性劣化。因此，Ti含量、V含量以及Nb含量越低越好。这样的磁特性的劣化在Ti：超过0.010％、V：超过0.010％、或者Nb：超过0.010％、或者它们的任意组合时很明显。因此，设定为Ti：0.010％以下、V：0.010％以下、且Nb：0.010％以下。优选为Ti：0.007％以下、V：0.007％以下、或者Nb：0.007％以下、或者它们的任意组合，更优选为Ti：0.004％以下、V：0.004％以下、或者Nb：0.004％以下、或者它们的任意组合。
接着，就本发明的实施方式的电磁钢板的平均结晶粒径进行说明。平均结晶粒径无论过大还是过小都使铁损劣化。这样的铁损的劣化在平均结晶粒径低于20μm、或者超过300μm时很明显。因此，平均结晶粒径设定为20μm～300μm。平均结晶粒径的下限优选为30μm，进一步优选为40μm。平均结晶粒径的上限优选为250μm，进一步优选为200μm。
作为平均结晶粒径，可以使用在平行于板厚方向以及轧制方向的纵断面组织照片中，对于板厚方向以及轧制方向，采用切断法测得的结晶粒径的平均值。作为纵断面组织照片，可以使用光学显微镜照片，例如可以使用以50倍的放大倍数拍摄的照片。
接着，就本发明的实施方式的电磁钢板的厚度进行说明。在电磁钢板过薄的情况下，生产率发生劣化，不容易以较高的生产率制造厚度低于0.10mm的电磁钢板。因此，板厚优选设定为0.10mm以上。电磁钢板的板厚更优选为0.15mm以上，进一步优选为0.20mm以上。另一方面，在电磁钢板过厚的情况下，铁损发生劣化。这样的铁损的劣化在板厚超过0.50mm时很明显。因此，板厚优选设定为0.50mm以下。电磁钢板的板厚更优选为0.35mm以下，进一步优选为0.30mm以下。
接着，就制造实施方式的电磁钢板的优选的方法进行说明。在该制造方法中，进行板坯的热轧、热轧板退火、第1冷轧、中间退火、第2冷轧以及最终退火。
在热轧中，例如将具有上述化学组成的板坯装入加热炉而进行热轧。在板坯温度较高的情况下，也可以不装入加热炉而开始热轧。热轧的各种条件并没有特别的限定。板坯例如可以通过钢的连续铸造而取得，或者可以通过对钢锭进行开坯轧制而取得。
在热轧后，对由热轧得到的热轧钢板进行退火(热轧板退火)。热轧板退火也可以使用箱型炉来进行，作为热轧板退火，也可以进行连续退火。以下有时将使用箱型炉的退火称为箱型退火。在热轧板退火的温度过低、或者时间过短的情况下，往往不能使晶粒充分粗大化，从而不能获得所希望的磁特性。另一方面，在热轧板退火的温度过高、或者时间过长的情况下，制造成本上升。在进行箱型退火的情况下，例如优选将热轧钢板在700℃～1100℃的温度区域保持1小时～200小时。进行箱型退火时的保持温度更优选为730℃以上，进一步优选为750℃以上。进行箱型退火时的保持温度更优选为1050℃以下，进一步优选为1000℃以下。进行箱型退火时的保持时间更优选为2小时以上，进一步优选为3小时以上。进行箱型退火时的保持时间更优选为150小时以下，进一步优选为100小时以下。在进行连续退火的情况下，例如优选使热轧钢板用1秒钟～600秒钟通过750℃～1250℃的温度区域。进行连续退火时的保持温度更优选为780℃以上，进一步优选为800℃以上。进行连续退火时的保持温度更优选为1220℃以下，进一步优选为1200℃以下。进行连续退火时的保持时间更优选为3秒钟以上，进一步优选为5秒钟以上。进行连续退火时的保持时间更优选为500秒钟以下，进一步优选为400秒钟以下。由热轧板退火得到的退火钢板的平均结晶粒径优选为20μm以上，更优选为35μm以上，进一步优选为40μm以上。
在热轧板退火后，进行退火钢板的冷轧(第1冷轧)。第1冷轧的冷轧率(以下有时称为“第1冷轧率”)优选设定为40％～85％。如果第1冷轧率低于40％或者超过85％，则不能获得所希望的织构，从而不能获得所希望的磁通密度以及铁损。第1冷轧率更优选为45％以上，进一步优选为50％以上。第1冷轧率更优选为80％以下，进一步优选为75％以下。
在第1冷轧后，对由第1冷轧得到的冷轧钢板(以下有时称为“中间冷轧钢板”)进行退火(中间退火)。作为中间退火，既可以进行箱型退火，作为中间退火，也可以进行连续退火。在中间退火的温度过低、或者时间过短的情况下，往往不能使晶粒充分粗大化，从而不能获得所希望的磁特性。另一方面，在中间退火的温度过高、或者时间过长的情况下，制造成本上升。在进行箱型退火的情况下，例如优选将中间冷轧钢板在850℃～1100℃的温度区域保持1小时～200小时。进行箱型退火时的保持温度更优选为880℃以上，进一步优选为900℃以上。进行箱型退火时的保持温度更优选为1050℃以下，进一步优选为1000℃以下。进行箱型退火时的保持时间更优选为2小时以上，进一步优选为3小时以上。进行箱型退火时的保持时间更优选为150小时以下，进一步优选为100小时以下。在进行连续退火的情况下，例如优选使中间冷轧钢板用1秒钟～600秒钟通过1050℃～1250℃的温度区域。进行连续退火时的保持温度更优选为1080℃以上，进一步优选为1110℃以上。进行连续退火时的保持温度更优选为1220℃以下，进一步优选为1200℃以下。进行连续退火时的保持时间更优选为2秒钟以上，进一步优选为3秒钟以上。进行连续退火时的保持时间更优选为500秒钟以下，进一步优选为400秒钟以下。由中间退火得到的中间退火钢板的平均结晶粒径优选为140μm以上，更优选为170μm以上，进一步优选为200μm以上。作为中间退火，与连续退火相比，优选的是箱型退火。
在中间退火后，对由中间退火得到的中间退火钢板进行冷轧(第2冷轧)。第2冷轧的冷轧率(以下有时称为“第2冷轧率”)优选设定为45％～85％。如果第2冷轧率低于45％或者超过85％，则不能获得所希望的织构，从而不能获得所希望的磁通密度以及铁损。第2冷轧率更优选为50％以上，进一步优选为55％以上。第2冷轧率更优选为80％以下，进一步优选为75％以下。
在第2冷轧后，对由第2冷轧得到的冷轧钢板进行退火(最终退火)。在最终退火的温度过低、或者时间过短的情况下，往往不能得到20μm以上的平均结晶粒径，从而不能获得所希望的磁特性。另一方面，为了在超过1250℃下进行最终退火，需要特殊的设备，从而在经济上是不利的。在最终退火的时间超过600秒钟时，则生产率较低，从而在经济上是不利的。最终退火的温度优选设定为700℃～1250℃，最终退火的时间优选设定为1秒钟～600秒钟。最终退火的温度更优选为750℃以上。最终退火的温度更优选为1200℃以下。最终退火的时间更优选为3秒钟以上。最终退火的时间更优选为500秒钟以下。
在最终退火之后，也可以在电磁钢板的表面形成绝缘覆盖膜。作为绝缘覆盖膜，也可以形成仅由有机成分构成的覆盖膜、仅由无机成分构成的覆盖膜、由有机无机复合材料构成的覆盖膜之中的任一种。从减轻环境负荷的角度考虑，也可以形成不含有铬的绝缘覆盖膜。涂覆也可以实施通过加热、加压而发挥粘结能力的绝缘涂覆。作为发挥粘结能力的涂覆材料，例如可以使用丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂或者三聚氰胺树脂等。
这样的本实施方式的电磁钢板对于高效率马达的铁芯、特别是高效率分裂铁芯型马达的定子(stator)铁芯是合适的。作为高效率马达，例如可以列举出空调和冰箱等的压缩机马达、电动汽车和混合动力汽车等的驱动马达、以及发电机的马达。
以上就本发明优选的实施方式进行了详细的说明，但本发明并不限定于这样的例子。只要是具有本发明所属技术领域的通常的知识的人员，在权利要求书所记载的技术思想的范畴内，显然可以想到各种变更例或修正例，对于这些，当然也可以理解为属于本发明的技术范围。
实施例
接着，一边示出实施例，一边就本发明的实施方式的电磁钢板进行具体的说明。以下所示的实施例终归只不过是本发明的实施方式的电磁钢板的一个例子，本发明的电磁钢板并不局限于下述的例子。
(第1试验)
在第1试验中，就织构和磁特性之间的关系进行了调查。首先，制作出以质量％计，含有C：0.002％、Si：2.10％、Al：0.0050％、Mn：0.20％、S：0.002％、N：0.002％、P：0.012％、Sn：0.002％、Sb：0.001％、Cr：0.01％、Cu：0.02％、Ni：0.01％、Ti：0.002％、V：0.002％以及Nb：0.003％，剩余部分由Fe和杂质构成的多个板坯。对于板坯的一部分，在通过热轧而形成板厚为2.5mm的热轧钢板之后，作为热轧板退火，实施在800℃下保持10小时的箱型退火或者在1000℃下保持30秒钟的连续退火，从而得到退火钢板。接着，对退火钢板实施1次或者中间隔着中间退火的2次冷轧，从而得到板厚为0.30mm的冷轧钢板。作为中间退火，进行 在950℃下保持10小时的箱型退火，或者进行在900℃～1100℃的温度下保持30秒钟的连续退火。对于剩下的板坯，在采用热轧中的粗轧将板厚设定为10mm之后，通过正背面的磨削加工而得到厚度为3mm的磨削板。接着，在对磨削板于1150℃下加热30分钟后，在应变速度为35s-1的条件下于850℃实施1个道次的精轧，从而得到板厚为1.0mm的热轧钢板。然后，在实施于1000℃下保持30秒钟的热轧板退火之后，通过冷轧而得到板厚为0.30mm的冷轧钢板。
在冷轧后，对冷轧钢板实施在1000℃下保持1秒钟的最终退火，从而得到电磁钢板。采用上述的舒尔茨法进行测定，结果如下述表1所示，聚集度ICube为0.1～10.0，聚集度IGoss为0.3～23.8。采用使用上述纵断面组织照片的方法进行测定，结果平均结晶粒径为66μm～72μm。
然后，对各试料的铁损以及磁通密度进行了测定。作为铁损，对在400Hz的频率下于L方向磁化至1.5T的磁通密度时的铁损W15/400L、以及在400Hz的频率下于C方向磁化至1.5T的磁通密度时的铁损W15/400C进行了测定。作为磁通密度，对以5000A/m的磁化力进行磁化时的L方向的磁通密度B50L、以及以5000A/m的磁化力进行磁化时的C方向的磁通密度B50C进行了测定。铁损W15/400L以及磁通密度B50L的测定不施加压缩应力而进行，铁损W15/400C以及磁通密度B50C的测定在将40MPa的压缩应力施加于C方向的状态下进行。磁特性的测定根据JIS C 2556，采用55mm见方的单板磁特性试验法(single sheet tester：SST)来进行。该结果如表1、图1以及图2所示。表1中的下划线表示其数值偏离本发明的范围或者优选的范围。此外，表1中的饱和磁通密度Bs由下式求出。在此，[Si]、[Mn]、[Al]分别为Si、Mn、Al的含量。
Bs＝2.1561－0.0413×[Si]－0.0198×[Mn]－0.0604×[Al]
如图1所示，“IGoss+ICube”的值越高，铁损W15/400L越低。如上所述，可以推测这是因为Goss方位以及Cube方位均为有助于L方向的磁特性的提高的方位。
如图2所示，在“ICube”的值为2.5以上的情况下，“IGoss/ICube”的值越高，铁损W15/400C越低。如上所述，可以推测这是因为“IGoss/ICube”的值越高，容易受到C方向的压缩应力的影响的Cube方位的晶粒的比例越高。
如图2所示，在“ICube”的值低于2.5的情况下，铁损W15/400C不像“ICube”的值在2.5以上的情况那样低。如上所述，可以推测这是因为有助于C方向的磁特性的提高的Cube方位的晶粒减少。
上述发明例和比较例的聚集度IGoss和聚集度ICube、以及式1、式2和式3的关系如图3所示。由图1、图2以及图3表明：在式1、式2以及式3的关系均得到满足的情况下，在无应力下可以取得优良的L方向的磁特性，而且在C方向的压缩应力下可以获得优良的C方向的磁特性。
图4表示了磁通密度B50L相对于饱和磁通密度Bs的比例(B50L/Bs)与磁通密度B50C相对于饱和磁通密度Bs的比例(B50C/Bs)之间的关系。如图4所示，发明例满足式7以及式8的关系。
B50C/Bs≥0.790 式7
(B50L－B50C)/Bs≥0.070 式8
(第2试验)
在第2试验中，就中间退火的条件与聚集度以及磁特性之间的关系进行了调查。首先，制作出以质量％计，含有C：0.002％、Si：1.99％、Al：0.0190％、Mn：0.20％、S：0.002％、N：0.002％以及P：0.012％，剩余部分由Fe和杂质构成的板厚为2.5mm的多个热轧钢板。接着，对热轧钢板实施在800℃的温度下保持10小时的箱型热轧板退火，从而得到退火钢板。退火钢板的平均结晶粒径为70μm。然后，通过对退火钢板实施第1冷轧率为60％的第1冷轧，从而得到板厚为1.0mm的中间冷轧钢板。接着，通过在下述表2所示的条件下对中间冷轧钢板实施中间退火，从而得到中间退火钢板。如表2所示，中间退火钢板的平均结 晶粒径为71μm～355μm。接着，通过对中间退火钢板实施第2冷轧，从而得到板厚为0.30mm的冷轧钢板。然后，对冷轧钢板实施在1000℃下保持15秒钟的最终退火，从而得到电磁钢板。采用上述的舒尔茨法进行测定，结果如下述表2所示，聚集度ICube为2.3～4.1，聚集度IGoss为6.5～24.5。采用使用上述纵断面组织照片的方法进行测定，结果如表2所示，平均结晶粒径为70μm～82μm。
然后，与第1试验同样，对磁通密度B50L以及磁通密度B50C进行了测定。其结果如表2所示。表2中的下划线表示其数值偏离本发明的范围或者优选的范围。
如表2所示，试料No.23～No.27由于在优选的条件下进行中间退火，因而得到了所希望的织构，而且获得了满足式7以及式8的关系的磁特性。另一方面，试料No.21～No.22由于中间退火的条件偏离优选的范围，因而没有得到所希望的织构，而且磁特性并不满足式8的关系。
(第3试验)
在第3的试验中，就成分与聚集度以及磁特性之间的关系进行了调查。首先，制作出含有表3所示的成分、而且进一步含有Ti：0.002％、V：0.003％以及Nb：0.002％，剩余部分由Fe和杂质构成的板厚为2.0mm的多个热轧钢板。接着，作为热轧板退火，实施在1000℃下保持30秒钟的连续退火，从而得到退火钢板。退火钢板的平均结晶粒径为72μm～85μm。然后，通过对退火钢板实施第1冷轧率为70％的第1冷轧，从而得到板厚为0.6mm的中间冷轧钢板。接着，通过对中间冷轧钢板实施在950℃下保持100小时的箱型中间退火，从而得到中间退火钢板。中间退火钢板的平均结晶粒径为280μm～343μm。接着，通过对中间退火钢板实施第2冷轧率为58％的第2冷轧，从而得到板厚为0.25mm的冷轧钢板。然后，对冷轧钢板实施在1050℃的温度下保持30秒钟的最终退火，从而得到电磁钢板。采用上述的舒尔茨法进行测定，结果如下述表4所示，聚集度ICube为1.9～3.9，聚集度IGoss为8.0～21.3。采用使用上述纵断面组织照片的方法进行测定，结果如表4所示，平均结晶粒径为112μm～123μm。
然后，与第1试验同样，对磁通密度B50L以及磁通密度B50C进行了测定。其结果如表4所示。表3或者表4中的下划线表示其数值偏离本发明的范围或者优选的范围。
表3
试料No.31～No.38由于成分在本发明范围内，因而得到了所希望的织构，而且获得了满足式7以及式8的关系的磁特性。另一方面，试料No.39～No.41由于Al含量或者Si含量偏离本发明范围，因而没有得到所希望的织构，而且磁特性并不满足式8的关系。
(第4试验)
在第4的试验中，就热轧板退火、第1冷轧以及第2冷轧的条件与磁特性之间的关系进行了调查。首先，制作出以质量％计，含有C：0.002％、Si：2.15％、Al：0.0050％、Mn：0.20％、S：0.003％、N：0.001％、P：0.016％、Sn：0.003％、Sb：0.002％、Cr：0.02％、Cu：0.01％、Ni：0.01％、Ti：0.003％、V：0.001％以及Nb：0.002％，剩余部分由Fe和杂质构成的板厚为1.6mm～2.5mm的热轧钢板。接着，通过在下述表5所示的条件下对热轧钢板实施热轧板退火，从而得到退火钢板。如表5所示，退火钢板的平均结晶粒径为24μm～135μm。然后，对退火钢板实施第1冷轧率为35％～75％的第1冷轧，从而得到板厚为0.5mm～1.3mm的中间冷轧钢板。接着，对中间冷轧钢板实施在950℃下保持10小时的箱型中间退火，从而得到中间退火钢板。中间退火钢板的平均结晶粒径为295μm～314μm。接着，通过对中间退火钢板实施第2冷轧率为30％～86％的第2冷轧，从而得到板厚为0.15mm～0.35mm的冷轧钢板。然后，对冷轧钢板实施在800℃～1120℃下保持15秒钟～60秒钟的最终退火，从而得到电磁钢板。采用上述的舒尔茨法进行测定，结果如下述表6所示，聚集度ICube为1.5～3.7，聚集度IGoss为5.5～16.4。采用使用上述纵断面组织照片的方法进行测定，结果如表6所示，平均结晶粒径为32μm～192μm。
然后，与第1试验同样，对磁通密度B50L以及磁通密度B50C进行了测定。其结果如表6所示。表5或者表6中的下划线表示其数值偏离本发明的范围或者优选的范围。
表6
试料No.51～No.53由于在优选的条件下进行热轧板退火、第1冷轧以及第2冷轧，因而得到了所希望的织构，而且获得了满足式7以及式8的关系的磁特性。另一方面，试料No.54～No.57由于热轧板退火、第1冷轧或者第2冷轧的条件偏离优选的范围，因而没有得到所希望的织构，而且磁特性并不满足式7或者式8的关系。
(第5试验)
在第5的试验中，将试料No.3、试料No.7、试料No.8的电磁钢板作为铁芯材料，制作出4极6槽埋入结构永久磁铁(interior permanent magnet：IPM)分裂铁芯马达，对负载转矩在1Nm、2Nm、3Nm下的转矩常数进行了测定。在IMP分裂铁芯马达中，使电磁钢板的L方向与马达铁芯的齿部平行，使C方向与背轭部(back yoke part)平行。所谓转矩常数，是将规定的转矩用输出该转矩所需要的电流值进行标准化所得到的值。换句话说，转矩常数相当于每1A的电流的转矩，越高越优选。其结果如表7所示。表7中的下划线表示其数值偏离本发明的范围。
表7
如表7所示，将试料No.3作为铁芯材料的分裂铁芯马达的转矩常数在所有的负载转矩下，比将试料No.7、试料No.8作为铁芯材料的分裂铁芯马达的转矩常数更为优良。另一方面，将试料No.7或者试料No.8 作为铁芯材料的分裂铁芯马达的转矩常数特别在负载转矩较低的条件下较小。
产业上的可利用性
本发明例如可以在电磁钢板的制造产业以及马达等的电磁钢板的利用产业中加以应用。

Claims (8)

1.一种电磁钢板，其特征在于，以质量％计，具有以下所示的化学组成：
C：0.010％以下、
Si：1.30％～3.50％、
Al：0.0000％～1.6000％、
Mn：0.01％～3.00％、
S：0.0100％以下、
N：0.010％以下、
P：0.000％～0.150％、
Sn：0.000％～0.150％、
Sb：0.000％～0.150％、
Cr：0.000％～1.000％、
Cu：0.000％～1.000％、
Ni：0.000％～1.000％、
Ti：0.010％以下、
V：0.010％以下、
Nb：0.010％以下、以及
剩余部分：Fe和杂质；
结晶粒径为20μm～300μm，
当将(001)[100]方位的聚集度表示为ICube、将(011)[100]方位的聚集度表示为IGoss时，具有满足式1、式2以及式3的关系的织构；
IGoss+ICube≥10.5 式1
IGoss/ICube≥0.50 式2
ICube≥2.5 式3。
2.根据权利要求1所述的电磁钢板，其特征在于：所述织构满足式4、式5以及式6；
IGoss+ICube≥10.7 式4
IGoss/ICube≥0.52 式5
ICube≥2.7 式6。
3.根据权利要求1或2所述的电磁钢板，其特征在于：在将饱和磁通密度表示为Bs、以5000A/m的磁化力进行磁化时的轧制方向的磁通密度表示为B50L、以5000A/m的磁化力进行磁化时的垂直于轧制方向以及板厚方向的方向即板宽度方向的磁通密度表示为B50C时，具有满足式7以及式8的关系的磁特性；
B50C/Bs≥0.790 式7
(B50L－B50C)/Bs≥0.070 式8。
4.根据权利要求3所述的电磁钢板，其特征在于：所述磁特性具有满足式9的关系的磁特性；
(B50L－B50C)/Bs≥0.075 式9。
5.根据权利要求3所述的电磁钢板，其特征在于：所述磁特性满足式10的关系；
B50C/Bs≤0.825 式10。
6.根据权利要求1或2所述的电磁钢板，其特征在于：在所述化学组成中，满足
P：0.001％～0.150％、
Sn：0.001％～0.150％、或者
Sb：0.001％～0.150％，
或者它们的任意组合。
7.根据权利要求6所述的电磁钢板，其特征在于：在所述化学组成中，满足
Cr：0.005％～1.000％、
Cu：0.005％～1.000％、或者
Ni：0.005％～1.000％，
或者它们的任意组合。
8.根据权利要求1或2所述的电磁钢板，其特征在于：所述电磁钢板的厚度为0.10mm～0.50mm。
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