CN106661686B - 无方向性电磁钢板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

无方向性电磁钢板以质量％计，具有Si：3.0％～3.6％、Al：0.50％～1.25％、Mn：0.5％～1.5％、Sb或Sn或者它们两者：在将Sb含量表示为[Sb]、将Sn含量表示为[Sn]时[Sb]+[Sn]/2为0.0025％～0.05％、P：0.010％～0.150％、Ni：0.010％～0.200％、C：0.0010％～0.0040％等规定的化学组成。无方向性电磁钢板的厚度为0.15mm～0.30mm。无方向性电磁钢板在将厚度表示为t(mm)时，具有用磁通密度B50：“0.2×t+1.52”T以上、磁通密度差ΔB50：0.08T以下、铁损W10/50：0.95W/kg以下、而且铁损W10/400：“20×t+7.5”W/kg以下表示的磁特性。晶粒内碳化物的数量相对于在晶粒内析出的所述晶粒内碳化物以及在晶界析出的晶界碳化物的总数之比例为0.50以下。

Description

无方向性电磁钢板及其制造方法
技术领域
本发明涉及无方向性电磁钢板(non-oriented magnetic steel sheet)及其制造方法。
背景技术
无方向性电磁钢板在各种马达中加以使用。例如，无方向性电磁钢板在空调和冰箱的压缩机马达、以及电动汽车和混合动力汽车的驱动马达中加以使用。空调和冰箱的压缩机马达由于主要以逆变器方式驱动，因而为了其效率的提高，重要的是商用频率(50Hz以及60Hz)下的铁损的降低、以及高频(100Hz～1000Hz)下的铁损的降低。汽车的驱动马达根据汽车的行驶速度而使转速发生变化。另外，汽车在开动时需要较高的马达转矩。
从这些方面来看，无方向性电磁钢板要求高磁通密度、商用频率下的低铁损、以及高频下的低铁损(以下有时称为“高频铁损”)。再者，马达铁芯大致分为一体型和分裂型，主要使用一体型马达铁芯，因而磁特性要求各向同性。然而，以前的无方向性电磁钢板无法满足这些条件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-185119号公报
专利文献2：日本特开2003-213385号公报
专利文献3：日本特开2013-91837号公报
专利文献4：日本特开2007-162096号公报
专利文献5：日本特开平7-188752号公报
专利文献6：日本特开2013-44010号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于：提供高磁通密度、商用频率下的低铁损、低高频铁损、以及磁特性的各向同性可以并存的无方向性电磁钢板及其制造方法。
用于解决课题的手段
本发明人为解决上述课题而进行了潜心的研究。结果表明：在高磁通密度、商用频率下的低铁损、以及低高频铁损的并存中，重要的是适量含有Sb或Sn或者它们两者、以及适量含有P、Ni和C、以及板厚较小等。
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)一种无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计，具有以下所示的化学组成：
Si：3.0％～3.6％、
Al：0.50％～1.25％、
Mn：0.5％～1.5％、
Sb或Sn或者它们两者：在将Sb含量表示为[Sb]、将Sn含量表示为[Sn]时[Sb]+[Sn]/2为0.0025％～0.05％、
P：0.010％～0.150％、
Ni：0.010％～0.200％、
C：0.0010％～0.0040％、
N：0.0030％以下、
S：0.0020％以下、
Ti：0.0030％以下、
Cu：0.0500％以下、
Cr：0.0500％以下、
Mo：0.0500％以下、
Bi：0.0050％以下、
Pb：0.0050％以下、
V：0.0050％以下、
B：0.0050％以下、以及
剩余部分：Fe和杂质；
厚度为0.15mm～0.30mm，
将厚度表示为t(mm)时，具有以下所示的磁特性：
磁通密度B50：“0.2×t+1.52”T以上、
磁通密度差ΔB50：0.08T以下、
铁损W10/50：0.95W/kg以下、以及
铁损W10/400：“20×t+7.5”W/kg以下；
晶粒内碳化物的数量相对于在晶粒内析出的所述晶粒内碳化物以及在晶界析出的晶界碳化物的总数之比例为0.50以下。
(2)根据上述(1)所述的无方向性电磁钢板，其特征在于：在所述化学组成中，满足
P：0.015％～0.100％、
Ni：0.020％～0.100％、或者
C：0.0020％～0.0030％，
或者它们的任意组合。
(3)一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有以下工序：
对钢坯进行热轧而得到热轧钢板的工序，
对所述热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板的工序，
在所述冷轧结束前对所述热轧钢板进行第1退火的工序，以及
对所述冷轧钢板进行第2退火的工序；
其中，所述进行第1退火的工序具有以下工序：
在850℃～1100℃的第1温度范围内将所述热轧钢板保持10秒钟～120秒钟的工序，以及
然后，在850℃～600℃的温度区域以5℃/秒～50℃/秒的速度进行冷却的工序；
所述进行第2退火的工序具有以下工序：
在900℃～1100℃的第2温度范围内将所述冷轧钢板保持10秒钟～240秒钟的工序，以及
然后，在900℃～300℃的温度区域以10℃/秒～40℃/秒的速度进行 冷却的工序；
所述钢坯以质量％计，具有以下所示的化学组成：
Si：3.0％～3.6％、
Al：0.50％～1.25％、
Mn：0.5％～1.5％、
Sb或Sn或者它们两者：在将Sb含量表示为[Sb]、将Sn含量表示为[Sn]时[Sb]+[Sn]/2为0.0025％～0.05％、
P：0.010％～0.150％、
Ni：0.010％～0.200％、
C：0.0010％～0.0040％、
N：0.0030％以下、
S：0.0020％以下、
Ti：0.0030％以下、
Cu：0.0500％以下、
Cr：0.0500％以下、
Mo：0.0500％以下、
Bi：0.0050％以下、
Pb：0.0050％以下、
V：0.0050％以下、
B：0.0050％以下、以及
剩余部分：Fe和杂质。
(4)根据上述(3)所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：作为所述第1退火，在所述冷轧之前进行热轧板退火。
(5)根据上述(3)所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：
具有在所述冷轧之前进行热轧板退火的工序，
作为所述第1退火，在所述冷轧中间进行中间退火。
(6)根据上述(3)～(5)中任一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：在所述化学组成中，满足
P：0.015％～0.100％、
Ni：0.020％～0.100％、或者
C：0.0020％～0.0030％，
或者它们的任意组合。
(7)根据上述(3)～(6)中任一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：将所述冷轧钢板的厚度设定为0.15mm～0.30mm。
发明的效果
根据本发明，由于化学组成、以及晶粒内碳化物的数量相对于晶粒内碳化物和晶界碳化物的总数的比例等是适当的，因而可以获得优良的磁特性。
具体实施方式
下面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无方向性电磁钢板及其制造中使用的钢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无方向性电磁钢板经由钢坯的热轧、热轧板退火、冷轧、最终退火等而制造。因此，无方向性电磁钢板以及钢坯的化学组成不仅考虑无方向性电磁钢板的特性，而且考虑这些处理。在以下的说明中，无方向性电磁钢板或者钢坯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％”。本实施方式的无方向性电磁钢板具有以下所示的化学组成：Si：3.0％～3.6％、Al：0.50％～1.25％、Mn：0.5％～1.5％、Sb或Sn或者它们两者：在将Sb含量表示为[Sb]、将Sn含量表示为[Sn]时[Sb]+[Sn]/2为0.0025％～0.05％、P：0.010％～0.150％、Ni：0.010％～0.200％、C：0.0010％～0.0040％、N：0.0030％以下、S：0.0020％以下、Ti：0.0030％以下、Cu：0.0500％以下、Cr：0.0500％以下、Mo：0.0500％以下、Bi：0.0050％以下、Pb：0.0050％以下、V：0.0050％以下、B：0.0050％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：3.0％～3.6％)
Si增加电阻率而使铁损降低。如果Si含量低于3.0％，则不能使铁 损充分降低。因此，Si含量设定为3.0％以上，优选设定为3.2％以上。另一方面，如果Si含量超过3.6％，则韧性劣化，从而使冷轧变得困难。因此，Si含量设定为3.6％以下。
(Al：0.50％～1.25％)
Al增加电阻率而使铁损、特别是高频铁损降低。如果Al含量低于0.50％，则不能使高频铁损充分降低。因此，Al含量设定为0.50％以上。另一方面，如果Al含量超过1.25％，则磁滞损耗增加，商用频率下的铁损增加。因此，Al含量设定为1.25％以下。
(Mn：0.5％～1.5％)
Mn使铁损降低。如果Mn含量低于0.5％，则不能使铁损充分降低。有时也形成微细的析出物而使铁损增加。因此，Mn含量设定为0.5％以上，优选设定为0.7％以上。另一方面，如果Mn含量超过1.5％，则较多地形成Mn碳化物而使铁损增加。因此，Mn含量设定为1.5％以下。
(Sb或Sn或者它们两者：[Sb]+[Sn]/2为0.0025％～0.05％)
Sb和Sn使磁通密度得以提高。Sb发挥Sn的2倍的效果。在将Sb含量表示为[Sb]、将Sn含量表示为[Sn]时，如果[Sb]+[Sn]/2低于0.0025％，则不能得到充分的磁通密度。因此，[Sb]+[Sn]/2设定为0.0025％以上。另一方面，如果[Sb]+[Sn]/2超过0.05％，则磁通密度的提高效果达到饱和，从而白白地使成本上升。因此，[Sb]+[Sn]/2设定为0.05％以下。
(P：0.010％～0.150％)
本发明人弄清楚了P有助于磁通密度的提高。如果P含量低于0.010％，则不能得到充分的磁通密度。因此，P含量设定为0.010％以上，优选设定为0.015％以上。另一方面，如果P含量超过0.150％，则铁损增加。因此，P含量设定为0.150％以下，优选设定为0.100％以下。
(Ni：0.010％～0.200％)
本发明人弄清楚了Ni有助于磁通密度的提高。如果Ni含量低于0.010％，则不能得到充分的磁通密度。因此，Ni含量设定为0.010％以上，优选设定为0.020％以上。另一方面，如果Ni含量超过0.200％，则铁损增加。因此，Ni含量设定为0.200％以下，优选设定为0.100％以下。
(C：0.0010％～0.0040％)
本发明人弄清楚了C有助于磁通密度的提高。如果C含量低于0.0010％，则不能得到充分的磁通密度。因此，C含量设定为0.0010％以上，优选设定为0.0020％以上。如果在含有0.5％以上的Mn时C含量超过0.0040％，则较多地形成Mn碳化物而使铁损增加。因此，C含量设定为0.0040％以下，优选设定为0.0030％以下。
(N：0.0030％以下)
N不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。N引起磁时效而使铁损增加。因此，N含量越低越好。这样的铁损的增加在N含量超过0.0030％时很明显。因此，N含量设定为0.0030％以下。为了将N含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使N含量降低至低于0.0001％。
(S：0.0020％以下)
S不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。S形成微细析出物，从而使铁损增加。因此，S含量越低越好。这样的铁损的增加在S含量超过0.0020％时很明显。因此，S含量设定为0.0020％以下。为了将S含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使S含量降低至低于0.0001％。
(Ti：0.0030％以下)
Ti不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。Ti形成微细析出物，从而使铁损增加。因此，Ti含量越低越好。这样的铁损的增加在Ti含量超过0.0030％时很明显。因此，Ti含量设定为0.0030％以下。为了将Ti含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使Ti含量降低至低于0.0001％。
(Cu：0.0500％以下)
Cu不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。Cu有可能形成微细的硫化物而使磁特性劣化。因此，Cu含量越低越好。这样的Cu硫化物的形成在Cu含量超过0.0500％时很明显。因此，Cu含量设定为0.0500％以下。为了将Cu含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使Cu含量降低至低于0.0001％。
(Cr：0.0500％以下)
Cr不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。Cr有可能形成碳化物而使磁特性劣化。因此，Cr含量越低越好。这样的Cr碳化物的形成在Cr含量超过0.0500％时很明显。因此，Cr含量设定为0.0500％以下。为了将Cr含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使Cr含量降低至低于0.0001％。
(Mo：0.0500％以下)
Mo不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。Mo有可能形成碳化物而使磁特性劣化。因此，Mo含量越低越好。这样的Mo碳化物的形成在Mo含量超过0.0500％时很明显。因此，Mo含量设定为0.0500％以下。为了将Mo含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使Mo含量降低至低于0.0001％。
(Bi：0.0050％以下)
Bi不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。Bi有可能使Mn硫化物变得微细而使磁特性劣化。因此，Bi含量越低越好。这样的Mn硫化物的微细化在Bi含量超过0.0050％时很明显。因此，Bi含量设定为0.0050％以下。为了将Bi含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使Bi含量降低至低于0.0001％。
(Pb：0.0050％以下)
Pb不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。Pb有可能使Mn硫化物变得微细而使磁特性劣化。因此，Pb含量越低越好。这样的Mn硫化物的微细化在Pb含量超过0.0050％时很明显。因此，Pb含量设定为0.0050％以下。为了将Pb含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使Pb含量降低至低于0.0001％。
(V：0.0050％以下)
V不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。V有可能形成碳化物或者氮化物而使磁特性劣化。因此，V含量越低越好。这样的V碳化物或者氮化物的形成在V含量超过0.0050％时很明显。因此，V含量设定为0.0050％以下。为了将V含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使V含量降低至低于0.0001％。
(B：0.0050％以下)
B不是必须元素，例如作为杂质在钢中含有。B有可能形成氮化物或者含有Fe的析出物而使磁特性劣化。因此，B含量越低越好。这样的氮化物或者析出物的形成在B含量超过0.0050％时很明显。因此，B含量设定为0.0050％以下。为了将B含量降低至低于0.0001％，需要相当的成本。因此，也可以不使B含量降低至低于0.0001％。
接着，就本发明的实施方式的无方向性电磁钢板的厚度进行说明。本实施方式的无方向性电磁钢板的厚度为0.15mm～0.30mm。如果厚度超过0.30mm，则不能获得优良的高频铁损。因此，厚度设定为0.30mm以下。如果使厚度低于0.15mm，则最终退火的退火生产线的钢板通行很困难。因此，厚度设定为0.15mm以上。
接着，就本发明的实施方式的无方向性电磁钢板的磁特性进行说明。本实施方式的无方向性电磁钢板在将厚度表示为t(mm)时，具有用磁通密度B50：“0.2×t+1.52”T以上、磁通密度差ΔB50：0.08T以下、铁损W10/50：0.95W/kg以下、而且铁损W10/400：“20×t+7.5”W/kg以下表示的磁特性。
(磁通密度B50：“0.2×t+1.52”T以上)
所谓磁通密度B50，是5000A/m的磁场下的磁通密度。作为无方向性电磁钢板的磁通密度B50，使用轧制方向(以下有时称为“L方向”)的磁通密度B50和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”)的磁通密度B50的平均值。如果磁通密度B50低于“0.2×t+1.52”T，则使用该无方向性电磁钢板制造的马达不能确保充分的马达转矩。搭载这样的马达的汽车例如混合动力汽车、电动汽车在开动时受到影响。因此，磁通密度B50设定为“0.2×t+1.52”T以上。磁通密度B50越大越优选。
(磁通密度差ΔB50：0.08T以下)
L方向和C方向之间的磁通密度B50之差ΔB50如果超过0.08T，则各向异性过剩，从而在一体型马达铁芯中不能获得优良的特性。因此，磁通密度差ΔB50设定为0.08T以下。
(铁损W10/50：0.95W/kg以下)
所谓铁损W10/50，是1.0T的磁通密度、50Hz的频率下的铁损。作为无方向性电磁钢板的铁损W10/50，使用L方向的铁损W10/50和C方向的铁损W10/50的平均值。如果铁损W10/50超过0.95W/kg，则使用该无方向性电磁钢板制造的马达铁芯的能量损失过大，导致发热量的增加以及发电机尺寸的增加。因此，铁损W10/50设定为0.95W/kg以下。铁损W10/50越小越优选。
(铁损W10/400：“20×t+7.5”W/kg以下)
所谓铁损W10/400，是1.0T的磁通密度、400Hz的频率下的铁损。作为无方向性电磁钢板的铁损W10/400，使用L方向的铁损W10/400和C方向的铁损W10/400的平均值。如果铁损W10/400超过“20×t+7.5”W/kg，则使用该无方向性电磁钢板制造的马达铁芯的能量损失过大，导致发热量的增加以及发电机尺寸的增加。因此，铁损W10/400设定为“20×t+7.5”W/kg以下。铁损W10/400越小越优选。
磁通密度B50、铁损W10/50、铁损W10/400例如可以采用JIS C 2550所规定的Epstein试验方法、或者JIS C 2556所规定的单板磁特性试验法(single sheet tester：SST)进行测定。
接着，就本发明的实施方式的无方向性电磁钢板中含有的碳化物进行说明。在本实施方式的无方向性电磁钢板中，晶粒内碳化物的数量相对于在晶粒内析出的晶粒内碳化物以及在晶界析出的晶界碳化物的总数之比例为0.50以下。如果该比例超过0.50，则晶粒内碳化物过剩，从而铁损提高。因此，该比例设定为0.50以下。晶粒内碳化物的数量以及晶界碳化物的数量都可以通过扫描显微镜观察进行确定。
接着，就实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法进行说明。在该制造方法中，进行热轧、热轧板退火、冷轧以及最终退火等。
在热轧中，例如对具有上述化学组成的板坯等钢坯进行加热(板坯加热)，并进行粗轧和精轧。板坯加热的温度优选设定为1000℃～1250℃。通过热轧而得到的热轧钢板的厚度优选设定为1.6mm～2.6mm。在热轧后，进行热轧钢板的退火(热轧板退火)。在热轧板退火后，进行热轧钢板的冷轧，从而得到冷轧钢板。冷轧可以只进行1次，也可以在中间隔着中间退火而进行2次以上。
在不进行中间退火的情况下于热轧板退火中，在进行中间退火的情况下于中间退火中，在850℃～1100℃的第1温度范围内将热轧钢板保持10秒钟～120秒钟，然后在850℃～600℃的温度区域以5℃/秒～50℃/秒的速度进行冷却。在不进行中间退火的情况下，热轧板退火为第1退火的一个例子，在进行中间退火的情况下，中间退火为第1退火的一个例子。如果保持的温度(第1保持温度)低于850℃，则晶粒不会充分粗大化，从而不能得到充分的磁通密度B50。因此，第1保持温度设定为850℃以上，优选设定为950℃以上。如果第1保持温度超过1100℃，则韧性降低，在其后的冷轧中容易发生断裂。因此，第1保持温度设定为1100℃以下。如果保持的时间(第1保持时间)低于10秒钟，则晶粒不会充分粗大化，从而不能得到充分的磁通密度B50。因此，第1保持时间设定为10秒钟以上。如果第1保持时间超过120秒钟，则韧性降低，在其后的冷轧中容易发生断裂。因此，第1保持时间设定为120秒钟以下。如果保持后的冷却速度(第1冷却速度)低于5℃/s，则不能得到充分的磁通密度B50，从而铁损W10/50以及铁损W10/400升高。因此，第1冷却速度设定为5℃/s以上，优选设定为20℃/s以上。如果第1冷却速度超过50℃/s，则钢板发生大的变形，在其后的冷轧中容易发生断裂。因此，第1冷却速度设定为50℃/s以下。
在冷轧后，进行冷轧钢板的最终退火。最终退火为第2退火的一个例子。在最终退火中，在900℃～1100℃的第2温度范围内将冷轧钢板保持10秒钟～240秒钟，然后在900℃～300℃的温度区域以10℃/秒～40℃/秒的速度进行冷却。如果保持的温度(第2保持温度)低于900℃，则晶粒不会充分粗大化，从而不能得到优良的磁特性。因此，第2保持温度设定为900℃以上，优选设定为950℃以上。如果第2保持温度超过1100℃，则晶粒过度粗大化，从而高频铁损增加。因此，第2保持温度设定为1100℃以下，优选设定为1050℃以下。如果保持的时间(第2保持时间)低于10秒钟，则晶粒不会充分粗大化，从而不能得到优良的磁特性。因此，第2保持时间设定为10秒钟以上，优选设定为15秒钟以上。如果第2保持时间超过240秒钟，则晶粒过度粗大化，从而高频铁损增加。因此，第2保持时间设定为240秒钟以下，优选设定为200 秒钟以下。如果保持后的冷却速度(第2冷却速度)超过40℃/s，则晶粒内碳化物的数量相对于晶粒内碳化物以及晶界碳化物的总数的比例超过0.50，从而铁损升高。因此，第2冷却速度设定为40℃/s以下，优选设定为30℃/s以下。在第2冷却速度低于10℃/s时，铁损的降低效果达到饱和，从而生产率降低。因此，第2冷却速度设定为10℃/s以下。
这样一来，便可以制造出本实施方式的无方向性电磁钢板。在最终退火后，也可以通过涂布和烘烤形成绝缘覆盖膜。
这样的本实施方式的无方向性电磁钢板例如用于马达的铁芯，能够大大有助于空调、冰箱、电动汽车以及混合动力汽车等的能量消耗量的降低。
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，当然可以理解为也属于本发明的技术范围。
实施例
接着，一面示出实施例，一面就本发明的实施方式的无方向性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无方向性电磁钢板的一个例子，本发明的无方向性电磁钢板并不局限于下述的例子。
(第1试验)
在第1试验中，使用真空熔炼炉，制作出以质量％计，含有C：0.0022％、S：0.0012％、Ti：0.0015％、N：0.0018％、Sn：0.022％、P：0.016％、Ni：0.031％、以及Cu：0.024％，剩余部分由Si、Al、Mn、Fe以及杂质构成的钢锭。各钢锭的Si、Al以及Mn的含量如表1所示。
接着，在加热炉中于1150℃下对钢锭加热1小时，然后从加热炉中取出，再进行合计6个道次的热轧，从而得到厚度为2.0mm的热轧钢板。然后，在热轧板退火中将热轧钢板于1000℃下保持60秒钟。保持后的冷却中的850℃～600℃的冷却速度为25℃/s。接着，对热轧钢板进行冷轧，从而得到厚度为0.30mm的冷轧钢板。接着，在最终退火中将冷轧钢板于1000℃下保持20秒钟。保持后的冷却中的900℃～300℃的冷却速度为15℃/s。然后，也可以通过涂布和烘烤而形成绝缘覆盖膜。这样一来，便制造出无方向性电磁钢板。
然后，由各无方向性电磁钢板制作6个55mm见方的试料，采用SST法测定各试料的L方向以及C方向的铁损W10/400、铁损W10/50以及磁通密度B50。对每一个试料，算出L方向的铁损W10/400和C方向的铁损W10/400的平均值、L方向的铁损W10/50和C方向的铁损W10/50的平均值、L方向的磁通密度B50和C方向的磁通密度B50的平均值、以及L方向的磁通密度B50和C方向的磁通密度B50之差ΔB50。对于每一种无方向性电磁钢板，使用这些平均值，算出6个试料的铁损W10/400的平均值、6个试料的铁损W10/50的平均值、以及6个试料的磁通密度B50的平均值。对于每一种无方向性电磁钢板，算出6个试料的L方向的磁通密度B50的平均值、6个试料的C方向的磁通密度B50的平均值、6个试料的磁通密度差ΔB50的平均值。这些结果也如表1所示。表1中的下划线表示其数值偏离本发明的范围。
对于每一种无方向性电磁钢板，在面积为0.25mm2的视场内进行扫描显微镜观察，求出晶粒内碳化物的数量相对于晶粒内碳化物以及晶界碳化物的总数的比例，结果该比例在无论哪一种无方向性电磁钢板中均为0.50以下。
表1
如表1所示，在试料No.1-2、No.1-4、No.1-6～No.1-9、No.1-11、No.1-12、No.1-14以及No.1-15中，其化学组成在本发明的范围内，可以获得良好的磁特性。在试料No.1-7～No.1-9、No.1-11、No.1-14以及No.1-15中，Si含量以及Mn含量在优选的范围内，可以获得特别优良的磁特性。
在试料No.1-1中，由于Si含量低于本发明的范围的下限，因而铁损较高。在试料No.1-3中，由于Al含量低于本发明的范围的下限，因而铁损较高。在试料No.1-5中，由于Mn含量低于本发明的范围的下限，因而铁损较高。在试料No.1-10中，由于Mn含量超过本发明的范围的上限，因而铁损较高。在试料No.1-13中，由于Al含量超过本发明的范围的上限，因而商用频率下的铁损较高，磁通密度差较大。在试料No.1-16中，由于Si含量超过本发明的范围的上限，因而在冷轧中产生断裂，无法对磁特性进行测定。
(第2试验)
在第2试验中，使用真空熔炼炉，制作出以质量％计，含有Si：3.2％、Al：0.80％、Mn：0.9％、C：0.0029％、S：0.0019％、Ti：0.0012％、N：0.0024％、Sb：0.010％、Sn：0.042％、P：0.025％、Ni：0.024％、以及Cr：0.02％，剩余部分由Fe和杂质构成的钢锭。
接着，在加热炉中于1100℃下对钢锭加热1小时，然后从加热炉中取出，再进行合计6个道次的热轧，从而得到厚度为2.0mm的热轧钢板。然后，进行热轧板退火。热轧板退火中的第1保持温度T1、第1保持时间t1以及第1冷却速度R1如表2所示。接着，对热轧钢板进行冷轧，从而得到厚度为0.25mm的冷轧钢板。接着，在最终退火中将冷轧钢板于980℃下保持25秒钟。保持后的冷却中的900℃～300℃的冷却速度为20℃/s。然后，也可以通过涂布和烘烤而形成绝缘覆盖膜。这样一来，便制造出无方向性电磁钢板。
然后，与第1试验同样，进行了磁特性的测定。该结果也如表2所示。表2中的下划线表示其数值偏离本发明的范围。与第1试验同样，求出晶粒内碳化物的数量相对于晶粒内碳化物以及晶界碳化物的总数的比例，结果该比例在无论哪一种无方向性电磁钢板中均为0.50以下。
表2
如表2所示，在试料No.2-3、No.2-5～No.2-9以及No.2-11中，第1退火的条件在本发明的范围内，可以获得优良的磁特性。在试料No.2-7～No.2-9以及No.2-11中，第1保持温度以及第1冷却速度在优选的范围，可以获得特别优良的磁特性。
在试料No.2-1中，由于第1保持温度T1低于本发明的范围的下限，因而铁损较高，磁通密度较低。在试料No.2-2中，由于第1保持时间t1低于本发明的范围的下限，因而铁损较高，磁通密度较低。在试料No.2-4中，由于第1冷却速度R1低于本发明的范围的下限，因而铁损较高，磁通密度较低。在试料No.2-10中，由于第1冷却速度R1超过本发明的范围的上限，因而钢板发生大的变形，在冷轧中产生断裂，无法对磁特性进行测定。在试料No.2-12中，由于第1保持时间t1超过本发明的范围的上限，因而韧性降低，在冷轧中产生断裂，无法对磁特性进行测定。在试料No.2-13中，由于第1保持温度T1超过本发明的范围的上限，因而韧性降低，在冷轧中产生断裂，无法对磁特性进行测定。
(第3试验)
在第3的试验中，使用真空熔炼炉，制作出以质量％计，含有Si： 3.4％、Al：0.80％、Mn：0.9％、C：0.0010％、S：0.0014％、Ti：0.0018％、N：0.0022％、Sb：0.022％、Sn：0.051％、P：0.018％、Ni：0.034％、Cr：0.03％、Cu：0.04％、Mo：0.01％、以及B：0.0009％，剩余部分由Fe和杂质构成的钢锭。
接着，在加热炉中于1170℃下对钢锭加热1小时，然后从加热炉中取出，再进行合计6个道次的热轧，从而得到厚度为2.1mm的热轧钢板。然后，在热轧板退火中将热轧钢板于980℃下保持50秒钟。保持后的冷却中的850℃～600℃的冷却速度为29℃/s。接着，对热轧钢板进行冷轧，从而得到厚度为0.25mm的冷轧钢板。接着，进行最终退火。最终退火中的第2保持温度T2、第2保持时间t2以及第2冷却速度R2如表3所示。然后，也可以通过涂布和烘烤而形成绝缘覆盖膜。这样一来，便制造出无方向性电磁钢板。
然后，与第1试验同样，进行磁特性的测定，求出晶粒内碳化物的数量相对于晶粒内碳化物以及晶界碳化物的总数的比例。这些结果也如表3所示。表3中的下划线表示其数值偏离本发明的范围。
表3
如表3所示，在试料No.3-2、No.3-4～No.3-7以及No.3-10～No.3-16中，第2退火的条件在本发明的范围内，可以获得优良的磁特性。在试料No.3-5～No.3-7以及No.3-11～No.3-13中，第2保持温度、第2保持时间以及第2冷却速度在优选的范围，可以获得特别优良的磁特性。
试料No.3-1中，由于第2保持温度T2低于本发明的范围的下限，因而铁损较高。在试料No.3-3中，由于第2保持时间t2低于本发明的范围的下限，因而铁损较高。在试料No.3-8中，由于第2保持时间t2超过本发明的范围的上限，因而高频铁损较高。在试料No.3-9中，由于第2冷却速度R2超过本发明的范围的上限，因而晶粒内碳化物的比例较高，铁损较高。在试料No.3-17中，由于第2保持温度T2超过本发明的范围的上限，因而高频铁损较高。
(第4试验)
在第4试验中，使用真空熔炼炉，制作出以质量％计，含有Si：3.2％、Al：0.80％、Mn：1.0％、S：0.0010％、Ti：0.0012％、N：0.0020％、Sn：0.041％、以及Cu：0.022％，剩余部分由P、Ni、C、Fe以及杂质构成的钢锭。各钢锭的P、Ni、C的含量如表4所示。
接着，在加热炉中于1140℃下对钢锭加热1小时，然后从加热炉中取出，再进行合计6个道次的热轧，从而得到厚度为2.0mm的热轧钢板。然后，在热轧板退火中将热轧钢板于880℃下保持40秒钟。保持后的冷却中的850℃～600℃的冷却速度为29℃/s。接着，对热轧钢板进行冷轧，从而得到厚度为0.30mm的冷轧钢板。接着，在最终退火中将冷轧钢板于1000℃下保持12秒钟。保持后的冷却中的900℃～300℃的冷却速度为25℃/s。然后，也可以通过涂布和烘烤而形成绝缘覆盖膜。这样一来，便制造出无方向性电磁钢板。
然后，与第1试验同样，进行了磁特性的测定。该结果也如表4所示。表4中的下划线表示其数值偏离本发明的范围。与第1试验同样，求出晶粒内碳化物的数量相对于晶粒内碳化物以及晶界碳化物的总数的比例，结果该比例在无论哪一种无方向性电磁钢板中均为0.50以下。
表4
如表4所示，在试料No.4-2～No.4-9中，其化学组成在本发明的范围内，可以获得优良的磁特性。在试料No.4-6～No.4-8中，P含量、Ni含量以及C含量在优选的范围，可以获得特别优良的磁特性。
在试料No.4-1中，由于P含量、Ni含量以及C含量低于本发明的范围的下限，因而磁通密度较低。在试料No.4-10以及No.4-11中，由于P含量、Ni含量以及C含量超过本发明的范围的上限，因而铁损较高。
(第5试验)
在第5的试验中，使用真空熔炼炉，制作出以质量％计，含有Si：3.3％、Al：0.80％、Mn：1.1％、C：0.0012％、S：0.0018％、Ti：0.0015％、N：0.0024％、Sb：0.004％、Sn：0.058％、P：0.015％、Ni：0.018％、Cr：0.005％、以及Cu：0.010％，剩余部分由Fe和杂质构成的钢锭。
接着，在加热炉中于1160℃下对钢锭加热1小时，然后从加热炉中取出，再进行合计6个道次的热轧，从而得到厚度为2.0mm的热轧钢板。然后，在热轧板退火中将热轧钢板于1000℃下保持60秒钟。保持后的冷却中的850℃～600℃的冷却速度为28℃/s。接着，对热轧钢板进行冷轧，从而得到厚度为0.15mm的冷轧钢板。接着，进行最终退火。最终退火中的第2保持温度T2、第2保持时间t2以及第2冷却速度R2如表5所示。然后，通过涂布和烘烤而形成绝缘覆盖膜。这样一来，便 制造出无方向性电磁钢板。
然后，与第1试验同样，进行了磁特性的测定。该结果也如表5所示。表5中的下划线表示其数值偏离本发明的范围。与第1试验同样，求出晶粒内碳化物的数量相对于晶粒内碳化物以及晶界碳化物的总数的比例，结果该比例在无论哪一种无方向性电磁钢板中均为0.50以下。
表5
如表5所示，在试料No.5-2、No.5-4～No.5-7以及No.5-9～No.5-11中，由于第2退火的条件在本发明的范围内，可以获得优良的磁特性。在试料No.5-4～No.5-7、No.5-9以及No.5-10中，第2保持温度、第2保持时间以及第2冷却速度在优选的范围，可以获得特别优良的磁特性。
在试料No.5-1中，由于第2保持温度T2低于本发明的范围的下限，因而铁损较高，磁通密度较低。在试料No.5-3中，由于第2保持时间t2低于本发明的范围的下限，因而铁损较高。试料No.5-8中，由于第2保持时间t2超过本发明的范围的上限，因而铁损较高，磁通密度较低。在试料No.5-12中，由于第2保持温度T2超过本发明的范围的上限，因而铁损较高，磁通密度较低。
产业上的可利用性
本发明例如可以在无方向性电磁钢板的制造产业以及无方向性电磁钢板的使用行业中加以应用。

Claims (7)

1.一种无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计，具有以下所示的化学组成：
Si：3.0％～3.6％、
Al：0.50％～1.25％、
Mn：0.5％～1.5％、
Sb或Sn或者它们两者：在将Sb含量表示为[Sb]、将Sn含量表示为[Sn]时[Sb]+[Sn]/2为0.0025％～0.05％、
P：0.010％～0.150％、
Ni：0.010％～0.200％、
C：0.0010％～0.0040％、
N：0.0030％以下、
S：0.0020％以下、
Ti：0.0030％以下、
Cu：0.0500％以下、
Cr：0.0500％以下、
Mo：0.0500％以下、
Bi：0.0050％以下、
Pb：0.0050％以下、
V：0.0050％以下、
B：0.0050％以下、以及
剩余部分：Fe和杂质；
厚度为0.15mm～0.30mm，
将以mm为单位的厚度表示为t时，具有以下所示的磁特性：
磁通密度B50：“0.2×t+1.52”T以上、
轧制方向即L方向与垂直于轧制方向以及板厚方向的方向即C方向之间的磁通密度差ΔB50：0.08T以下、
铁损W10/50：0.95W/kg以下、以及
铁损W10/400：“20×t+7.5”W/kg以下；
晶粒内碳化物的数量相对于在晶粒内析出的所述晶粒内碳化物以及在晶界析出的晶界碳化物的总数之比例为0.50以下。
2.根据权利要求1所述的无方向性电磁钢板，其特征在于：在所述化学组成中，满足
P：0.015％～0.100％、
Ni：0.020％～0.100％、或
C：0.0020％～0.0030％，
或者它们的任意组合。
3.一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有以下工序：
对钢坯进行热轧而得到热轧钢板的工序，
对所述热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板的工序，
在所述冷轧结束前对所述热轧钢板进行第1退火的工序，以及
对所述冷轧钢板进行第2退火的工序；
所述进行第1退火的工序具有以下工序：
在850℃～1100℃的第1温度范围内将所述热轧钢板保持10秒钟～120秒钟的工序，以及
然后，在850℃～600℃的温度区域以5℃/秒～50℃/秒的速度进行冷却的工序；
所述进行第2退火的工序具有以下工序：
在900℃～1100℃的第2温度范围内将所述冷轧钢板保持10秒钟～240秒钟的工序，以及
然后，在900℃～300℃的温度区域以10℃/秒～40℃/秒的速度进行冷却的工序；
所述钢坯以质量％计，具有以下所示的化学组成：
Si：3.0％～3.6％、
Al：0.50％～1.25％、
Mn：0.5％～1.5％、
Sb或Sn或者它们两者：在将Sb含量表示为[Sb]、将Sn含量表示为[Sn]时[Sb]+[Sn]/2为0.0025％～0.05％、
P：0.010％～0.150％、
Ni：0.010％～0.200％、
C：0.0010％～0.0040％、
N：0.0030％以下、
S：0.0020％以下、
Ti：0.0030％以下、
Cu：0.0500％以下、
Cr：0.0500％以下、
Mo：0.0500％以下、
Bi：0.0050％以下、
Pb：0.0050％以下、
V：0.0050％以下、
B：0.0050％以下、以及
剩余部分：Fe和杂质。
4.根据权利要求3所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：作为所述第1退火，在所述冷轧之前进行热轧板退火。
5.根据权利要求3所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：
具有在所述冷轧之前进行热轧板退火的工序，
作为所述第1退火，在所述冷轧中间进行中间退火。
6.根据权利要求3～5中任一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：在所述化学组成中，满足
P：0.015％～0.100％、
Ni：0.020％～0.100％、或
C：0.0020％～0.0030％，
或者它们的任意组合。
7.根据权利要求3～5中任一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：将所述冷轧钢板的厚度设定为0.15mm～0.30mm。
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