CN110536971B - 无方向性电磁钢板的制造方法、马达铁芯的制造方法和马达铁芯 - Google Patents

无方向性电磁钢板的制造方法、马达铁芯的制造方法和马达铁芯 Download PDF

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Abstract

本发明提供无方向性电磁钢板的制造方法和由该钢板制造马达铁芯的方法以及该马达铁芯，所述无方向性电磁钢板的制造方法通过在对如下钢坯进行热轧、冷轧、最终退火、消除应力退火而制造无方向性电磁钢板时，以上述最终退火后的屈服应力为400MPa以上、上述消除应力退火后的铁损W10/400(W/kg)与板厚t(mm)的关系满足W10/400≤10+25t、以及消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)为5.0×10－6以下、消除应力退火后的磁致伸缩与消除应力退火前的磁致伸缩之比(λ0－p(后)/λ0－p(前))小于0.8的方式，调整上述最终退火和消除应力退火的条件，由此能够由相同坯材得到高强度的转子铁芯和消除应力退火后的磁特性优异的定子铁芯，上述钢坯含有规定量的C、Si、Mn、P、S、Al、N、Ti、Nb和V，且上述Si、Al和Mn以满足Si－2Al－Mn≥0的方式含有。

Description

无方向性电磁钢板的制造方法、马达铁芯的制造方法和马达 铁芯
技术领域
本发明涉及无方向性电磁钢板的制造方法和使用该电磁钢板的马达铁芯的制造方法以及由该电磁钢板构成的马达铁芯。
背景技术
随着近年来对电气设备的节能要求的提高，对旋转电机的铁芯(马达铁芯)中使用的无方向性电磁钢板开始要求更优异的磁特性。
另外，马达铁芯被分为定子铁芯和转子铁芯，为了满足近年来对混合动力汽车(HEV)驱动马达等的小型·高功率化的要求，对定子铁芯中使用的无方向性电磁钢板开始强烈要求高磁通密度且低铁损这样优异的磁特性。
进而，作为实现上述HEV驱动马达等的小型·高功率化的方法，存在提高马达转速的趋势，但由于HEV驱动马达的外径大，因此在转子铁芯中作用有较大的离心力，或根据结构而存在被称为转子铁芯桥接部的非常狭窄的部分(1～2mm)等，因此对转子铁芯所使用的无方向性电磁钢板要求比以往强度更高。
因此，作为在马达铁芯中使用的无方向性电磁钢板的特性，磁特性优异是当然的，理想的是在转子铁芯用途中为高强度，另外在定子铁芯用途中为高磁通密度和低铁损。这样，即便是用于同一马达铁芯的无方向性电磁钢板，在转子铁芯和定子铁芯中所要求的特性也大为不同，在制造马达铁芯的方面上，从提高材料利用率等观点考虑，可以说理想的是：从相同的坯材钢板中同时采取转子铁芯材料和定子铁芯材料，然后，将各自的铁芯材料组装成转子铁芯或定子铁芯。
如上所述，作为高强度且磁特性优异的无方向性电磁钢板，例如在专利文献1中提出了一种无方向性电磁钢板，在从同一钢板中冲裁出转子和定子并层叠进而仅对定子进行消除应力退火的马达铁芯的制造方法中使用，板厚为0.15mm～0.35mm，消除应力退火前的钢板的屈服强度为600MPa以上，消除应力退火后的铁损W10/400为20W/kg以下。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008－50686号公报
发明内容
然而，在上述专利文献1所公开的技术中，为了促进消除应力退火中的晶粒生长，将坯材钢板中含有的杂质元素(Ti、S、N、V、Nb、Zr、As)减少到极低的水平。另外，该技术由于添加了原料成本高的Ni、为了低铁损化而在消除应力退火前实施平整轧制，因此还存在制造成本高的问题。
本发明是鉴于现有技术所存在的上述问题点而完成的，其目的在于提出能够由相同坯材制造高强度的转子铁芯和消除应力退火后的磁特性优异的定子铁芯的无方向性电磁钢板的制造方法和使用该无方向性电磁钢板的马达铁芯的制造方法，同时提供一种由该无方向性电磁钢板构成的马达铁芯。
发明人等为了解决上述课题，特别着眼于成分、制造方法对消除应力退火后的铁损W10/400带来的影响而反复进行研究。其结果发现通过以将钢板中含有的Si、Al和Mn的量控制在规定范围的无方向性电磁钢板作为坯材来制造转子铁芯和定子铁芯，同时将定子铁芯的消除应力退火中的冷却速度控制为10℃/分钟以下，能够由相同的坯材钢板来制造高强度的转子铁芯和低铁损的定子铁芯，从而完成了本发明。
即，本发明提出一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，对具有如下成分组成的钢坯进行热轧、冷轧、最终退火、消除应力退火，所述成分组成含有C：0.0050质量％以下、Si：2.5～6.5质量％、Mn：0.05～2.0质量％、P：0.2质量％以下、S：0.005质量％以下、Al：3质量％以下、N：0.005质量％以下、Ti：0.003质量％以下、Nb：0.005质量％以下和V：0.005质量％以下，且满足下述式(1)地含有上述Si、Al和Mn，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成
Si－2Al－Mn≥0···(1)
以如下方式调整最终退火和消除应力退火的条件，即，
上述最终退火后的屈服应力为400MPa以上，上述消除应力退火后的铁损W10/400(W/kg)与板厚t(mm)的关系满足下述式(2)，
W10/400≤10+25t···(2)
此外，上述消除应力退火后的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(后)为5.0×10－6以下，上述消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与消除应力退火前的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(前)之比(λ0－p(后)/λ0－p(前))小于0.8。
本发明的上述无方向性电磁钢板的制造方法的特征在于，使均热温度为780～950℃、使从均热温度到650℃的冷却速度为10℃/分钟以下而进行上述消除应力退火。
另外，本发明的上述无方向性电磁钢板的制造方法中使用的上述钢坯的特征在于，除了上述成分组成以外，还含有下述A～D组中的至少1组成分。
·A组：合计0.0020～0.10质量％的选自Mo和W中的1种或2种
·B组：选自Sn：0.005～0.20质量％和Sb：0.005～0.20质量％中的1种或2种
·C组：合计0.001～0.010质量％的选自Ca和Mg中的1种或2种
·D组：选自Cu：0.01～0.2质量％、Ni：0.05～1质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的1种或2种以上
另外，本发明提出一种马达铁芯的制造方法，其特征在于，从一个无方向性电磁钢板中同时采取转子铁芯材料和定子铁芯材料后，上述转子铁芯材料层叠而制成转子铁芯，上述定子铁芯材料层叠并实施消除应力退火而制成定子铁芯，所述无方向性电磁钢板具有如下的成分组成且屈服应力为400MPa以上，所述成组成含有C：0.0050质量％以下、Si：2.5～6.5质量％、Mn：0.05～2.0质量％、P：0.2质量％以下、S：0.005质量％以下、Al：3质量％以下、N：0.005质量％以下、Ti：0.003质量％以下、Nb：0.005质量％以下和V：0.005质量％以下，且满足下述式(1)地含有上述Si、Al和Mn，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
Si－2Al－Mn≥0···(1)
以如下方式调整最终退火和消除应力退火的条件，即，上述消除应力退火后的定子铁芯的铁损W10/400(W/kg)与板厚t(mm)的关系满足下述式(2)，
W10/400≤10+25t···(2)
且上述消除应力退火后的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(后)为5.0×10－6以下，以及，上述消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与消除应力退火前的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(前)之比(λ0－p(后)/λ0－p(前))小于0.8。
本发明的上述马达铁芯的制造方法的特征在于，使均热温度为780～950℃、使从均热温度到650℃的冷却速度为10℃/分钟以下而进行上述消除应力退火。
另外，本发明的上述马达铁芯的制造方法中使用的上述无方向性电磁钢板的特征在于，除了上述成分组成以外，还含有下述A～D组中的至少1组成分。
·A组：合计0.0020～0.10质量％的选自Mo和W中的1种或2种
·B组：选自Sn：0.005～0.20质量％和Sb：0.005～0.20质量％中的1种或2种
·C组：合计0.001～0.010质量％的选自Ca和Mg中的1种或2种
·D组：选自Cu：0.01～0.2质量％、Ni：0.05～1质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的1种或2种以上
另外，本发明为一种马达铁芯，其特征在于，是由同一无方向性电磁钢板制造的转子铁芯和定子铁芯所构成的，所述无方向性电磁钢板具有如下成分组成：含有C：0.0050质量％以下、Si：2.5～6.5质量％、Mn：0.05～2.0质量％、P：0.2质量％以下、S：0.005质量％以下、Al：3质量％以下、N：0.005质量％以下、Ti：0.003质量％以下、Nb：0.005质量％以下和V：0.005质量％以下，且满足下述式(1)地含有上述Si、Al和Mn，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
Si－2Al－Mn≥0···(1)
上述转子铁芯的屈服应力为400MPa以上，
上述定子铁芯中，铁损W10/400(W/kg)与板厚t(mm)的关系满足下述式(2)，且400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(后)为5.0×10－6以下，上述消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与消除应力退火前的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(前)之比(λ0－p(后)/λ0－p(前))小于0.8，
W10/400≤10+25t···(2)。
本发明的上述马达铁芯中使用的上述无方向性电磁钢板的特征在于，除了上述成分组成以外，还含有下述A～D组中的至少1组成分。
·A组：合计0.0020～0.10质量％的选自Mo和W中的1种或2种
·B组：选自Sn：0.005～0.20质量％和Sb：0.005～0.20质量％中的1种或2种
·C组：合计0.001～0.010质量％的选自Ca和Mg中的1种或2种
·D组：选自Cu：0.01～0.2质量％、Ni：0.05～1质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的1种或2种以上
根据本发明，能够由同一坯材钢板来制造要求高强度的转子铁芯和要求高磁通密度、低铁损的定子铁芯，因此有助于改善马达铁芯的生产率。
附图说明
图1是表示消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与消除应力退火后的铁损W10/400的关系的图。
图2是表示消除应力退火中的从均热温度开始的冷却速度与消除应力退火前后的磁致伸缩比(λ0－p(后)/λ0－p(前))的关系的图。
具体实施方式
首先，对作为开发本发明的基础的实验进行说明。
为了调查消除应力退火后的磁致伸缩对消除应力退火后的铁损W10/400带来的影响，将具有表1中示出的成分组成的钢在真空炉中熔化，进行铸造，对这样得到的钢锭实施热轧，制成板厚1.8mm的热轧板后，对该热轧板实施950℃×30秒的热轧板退火，进行酸洗、冷轧而制成板厚0.25mm的冷轧板，其后，对该冷轧板在20vol％H2－80vol％N2的非氧化性气氛下实施800℃×10秒的最终退火。
接下来，从上述最终退火后的钢板中采取长度：280mm×宽度：30mm的L方向样品和C方向样品，使用激光位移计来测定消除应力退火前的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(前)。另外，从上述最终退火后的钢板中采取以轧制方向为拉伸方向的JIS5号拉伸试验片，依据JIS Z 2241进行拉伸试验并测定上屈服应力。
接着，对上述磁致伸缩测定中使用的280mm×30mm的样品实施模拟消除应力退火(SRA)的热处理后，再次用激光位移计来测定消除应力退火后的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(后)，并且通过爱泼斯坦试验法来测定铁损W10/400，所述消除应力退火(SRA)是在850℃×1hr的均热处理后，以8℃/分钟从该均热温度冷却到650℃，进而以10℃/分钟冷却到室温。
Figure BDA0002218556890000071
将上述消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与铁损W10/400的关系示于图1。根据该图可知消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)为5.0×10－6以下，得到了优异的铁损特性，因此，为了改善消除应力退火后的铁损特性，有效的是减少磁致伸缩λ0－p(后)。认为其理由在于如果磁致伸缩大，则磁弹性能量变大，因此磁滞损耗变差。
接下来，基于上述结果，为了进一步降低消除应力退火后的铁损，将含有C：0.0023质量％、Si：3.45质量％、Mn：0.51质量％、P：0.01质量％、S：0.0016质量％、Al：0.8质量％、N：0.0018质量％、O：0.0023质量％、Ti：0.0014质量％、Nb：0.0006质量％和V：0.0015质量％的钢在真空炉中熔化，进行铸造，对这样得到的钢锭进行热轧而制成板厚2.0mm的热轧板，然后，对上述热轧板实施930℃×30秒的热轧板退火，进行酸洗、冷轧而制成板厚0.20mm的冷轧板后，对该冷轧板在20vol％H2－80vol％N2的非氧化性气氛下实施850℃×10秒的最终退火。
接下来，从上述最终退火后的钢板中采取长度：280mm×宽度：30mm的L方向样品和C方向样品，使用激光位移计来测定消除应力退火前的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(前)，结果为6.25×10－6。另外，从上述最终退火后的钢板中采取JIS5号拉伸试验片，进行拉伸试验，结果，上屈服应力为520MPa。
接着，对进行了上述磁致伸缩测定的样品实施825℃×1hr的消除应力退火后，测定消除应力退火后的铁损W10/400，结果产生了较大的偏差。对其原因进行了调查，结果表明是由于消除应力退火中的从均热温度开始的冷却速度不均匀。
因此，为了调查消除应力退火的从均热温度开始的冷却速度对磁致伸缩带来的影响，使从消除应力退火温度(825℃)到650℃的冷却速度在1℃/分钟～30℃/分钟的范围进行各种变化而实施消除应力退火，测定消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)，求出消除应力退火前后的磁致伸缩比(λ0－p(后)/λ0－p(前))。
在图2中示出了消除应力退火时的冷却速度与消除应力退火前后的磁致伸缩比的关系。根据该图可知如果冷却速度超过10℃/分钟，则消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)变大，消除应力退火前后的磁致伸缩比变高。因此，认为铁损产生了偏差。另外，根据图2还可知为了降低磁致伸缩比，从而降低消除应力退火后的铁损，冷却速度优选10℃/分钟以下，更优选5℃/分钟以下。
消除应力退火时的冷却速度对磁致伸缩和铁损特性带来影响的机理尚不明确，但认为如果消除应力退火时的冷却速度超过10℃/分钟，则向钢板中导入冷却应变，介由磁畴结构的变化，消除应力退火后的磁致伸缩变大，看不到消除应力退火的效果。
接下来，对本发明的无方向性电磁钢板进行说明。
本发明的无方向性电磁钢板需要能够从一个坯材钢板中同时采取转子铁芯和定子铁芯这两者的铁芯材料，如前所述，对于转子铁芯，除了要求磁特性优异以外，还要求强度高，另一方面，对于定子铁芯，要求消除应力退火后的磁特性优异。
因此，本发明的无方向性电磁钢板需要以下特性。
最终退火后(消除应力退火前)的屈服应力：400MPa以上
转子铁芯一般是利用冲裁加工等将最终退火后的钢板加工成铁芯形状后，进行层叠，通过焊接、铆接等夹紧(固定)而得的，且不实施消除应力退火。因此，为了用于转子铁芯，要求最终退火后的钢板的强度高。因此，本发明中，规定最终退火后的钢板的屈服应力为400MPa、优选450MPa以上。这里，上述屈服应力为依据JIS Z 2241对JIS5号拉伸试验片进行拉伸试验时的上屈服点。
消除应力退火后的铁损W10/400：10+25t以下(t：板厚(mm))
另一方面，对于定子铁芯，一般利用冲裁加工等将最终退火后的钢板加工成铁芯形状，进行层叠，通过焊接、铆接等夹紧(固定)后，实施消除应力退火。因此，为了用于定子铁芯，要求消除应力退火后的铁损特性优异。因此，本发明中，作为表示消除应力退火后的铁损特性的指标，符合HEV驱动马达的驱动·控制条件而使用铁损W10/400(频率：400Hz，磁通密度B＝1.0T)，但铁损值取决于板厚，因此在与板厚(mm)的关系中需要满足下述式(2)。
W10/400≤10+25t···(2)
这是由于铁损值不满足上述式(2)时，定子铁芯的放热变大，马达效率明显降低。
λ0－p(后)：5.0×10－6以下
如图1所示，消除应力退火后的铁损W10/400与消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)密切相关，通过降低消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)，还能够将消除应力退火后的铁损W10/400管理为低值。因此，本发明中，将消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)限制为图1中铁损W10/400满足上述式(2)的5.0×10－6以下。优选为4.5×10－6以下。应予说明，上述磁致伸缩λ0－p(后)的值为400Hz、1.0T时测定的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值。
λ0－p(后)/λ0－p(前)：小于0.8
如前所述，如果消除应力退火中的从均热温度到650℃的平均冷却速度高于10℃/分钟，则消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)相对于消除应力退火前(最终退火后)的磁致伸缩λ0－p(前)而变大，铁损W10/400上升。因此，本发明中，为了改善消除应力退火后的铁损特性，需要使消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与消除应力退火前的磁致伸缩λ0－p(前)之比(λ0－p(后)/λ0－p(前))小于0.8。优选为0.7以下。应予说明，上述磁致伸缩λ0－p(后)和λ0－p(前)的值均为400Hz、1.0T时测定的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值。
接下来，对本发明的无方向性电磁钢板的成分组成进行说明。
C：0.0050质量％以下
产品板中含有的C是形成碳化物而引起磁时效、使铁损特性变差的有害元素。因此，将坯材中含有的C的上限限制为0.0050质量％。优选为0.0040质量％以下。应予说明，C的下限没有特别规定，从抑制精炼工序中的脱碳成本的观点考虑，优选为0.0001质量％左右。
Si：2.5～6.5质量％
Si具有提高钢的固有电阻、降低铁损的效果，另外具有通过固溶强化而提高钢的强度的效果，因此含有2.5质量％以上。一方，如果超过6.5质量％，则变得难以轧制，因此上限为6.5质量％。优选在3.0～6.5质量％的范围。
Mn：0.05～2.0质量％
Mn与Si同样是对提高钢的固有电阻和强度有用的元素，也是形成硫化物而改善热脆性的元素，因此含有0.05质量％以上。另一方面，添加超过2.0质量％会引起钢坯裂纹等而使炼钢时的操业性变差，因此上限为2.0质量％。优选在0.1～1.5质量％的范围。
P：0.2质量％以下
P是用于钢的强度(硬度)调整的有用元素。但是，如果超过0.2质量％，则钢脆化，变得难以轧制，因此上限为0.2质量％。应予说明，下限没有特别规定，从抑制精炼工序中的脱P成本的观点考虑，优选为0.001质量％左右。优选在0.01～0.1质量％的范围。
Al：3质量％以下
Al与Si同样是具有提高钢的电阻率、降低铁损的效果的有用元素。但是，如果超过3质量％，变得难以轧制，因此，Al的上限为3质量％。优选为2质量％以下。
应予说明，Al的含量在超过0.01质量％且小于0.1质量％的范围时，微细的AlN析出而使铁损增加，因此优选Al在0.01质量％以下或0.1质量％以上的范围。特别是，如果减少Al，则织构得到改善，磁通密度提高，因此重视磁通密度时优选为Al：0.01质量％以下。更优选为0.003质量％以下。
S、N、Nb和V：分别为0.005质量％以下
S、N、Nb和V是形成微细析出物、阻碍消除应力退火时的晶粒生长而对铁损特性造成不良影响的元素，特别是，如果超过0.005质量％，则该不良影响变得明显，因此将上限分别限定为0.005质量％。优选分别为0.003质量％以下。
Ti：0.003质量％以下
Ti同样是形成微细析出物、阻碍消除应力退火时的晶粒生长而对铁损特性造成不良影响的元素，特别是如果超过0.003质量％，则该不良影响变得明显，因此将上限限制为0.003质量％。优选为0.002质量％以下。
Si－2Al－Mn≥0
本发明的无方向性电磁钢板除了需要上述成分满足上述规定的范围的组成以外，还需要Si、Al和Mn的含量(质量％)满足下述式(1)地含有。
Si－2Al－Mn≥0···(1)
其原因在于如果不满足上述式(1)，即，上述式(1)左边小于0，则400Hz、1.0T时的最终退火后的磁滞损耗变大，磁致伸缩λ0－p(前)也变大。应予说明，上述式(1)左边的值优选为0.3以上。
本发明的无方向性电磁钢板除了上述的必需成分以外，也可以含有以下的元素。
Mo、W：合计0.0020～0.10质量％
Mo、W均为对抑制本发明的无方向性电磁钢板的表面缺陷(起皮)有效的元素。本发明的钢板为高合金钢，表面容易氧化，因此由表面裂纹引起的起皮的发生率高，但通过微量添加提高高温强度的元素、即Mo、W，能够抑制上述裂纹。如果Mo、W的合计含量低于0.0020质量％，则上述效果并不充分，另一方面，即便添加超过0.10质量％，上述效果也饱和，只会使合金成本上升。因此，添加Mo、W时，优选在上述范围。更优选在0.0050～0.050质量％的范围。
Sn、Sb：分别为0.005～0.20质量％
Sn、Sb具有改善再结晶织构、改善磁通密度、铁损特性的效果。为了得到上述效果，需要添加0.005质量％以上。但是，即便添加超过0.20质量％，上述效果也饱和。因此，添加Sn、Sb时，优选分别在0.005～0.20质量％的范围。更优选分别在0.01～0.1质量％的范围。
Ca、Mg：合计0.001～0.010质量％
Ca、Mg均具有形成稳定的硫化物、硒化物并改善消除应力退火时的晶粒生长性的效果。为了得到上述效果，需要添加合计为0.001质量％以上的Ca、Mg，另一方面，如果添加超过0.010质量％，则反而会使铁损上升。因此，添加Ca、Mg时，优选在上述范围。更优选在0.003～0.008质量％的范围。
Cu：0.01～0.2质量％
Cu具有改善织构、提高磁通密度的效果，但为了得到上述效果，优选含有0.01质量％以上。另一方面，如果超过0.2质量％，则上述效果饱和，因此上限为0.2质量％。更优选在0.05～0.15质量％的范围。
Ni：0.05～1质量％
Ni具有提高钢的强度、固有电阻的效果，但为了得到上述效果，优选含有0.05质量％以上。但是，Ni昂贵，会导致原料成本的增加，因此上限为1质量％。更优选在0.1～0.5质量％的范围。
Cr：0.01～0.5质量％
Cr具有提高钢的固有电阻而降低铁损的效果，但为了得到上述效果，优选含有0.01质量％以上。但是，如果超过0.5质量％，则会导致原料成本的增加，因此上限为0.5质量％。更优选在0.1～0.4质量％的范围。
接下来，对本发明的无方向性电磁钢板的制造方法进行说明。
首先，通过使用转炉、电炉、真空脱气装置等的通常公知的精炼工艺对具有适于本发明的上述成分组成的钢进行熔炼，利用连续铸造法或铸锭－开坯轧制法而制成钢坯，用通常公知的方法对该钢坯进行热轧而制成热轧板。
可以根据需要对上述热轧板实施热轧板退火，此时的均热温度优选在800～1100℃的范围。小于800℃时，热轧板退火的效果小，得不到充分的磁特性改善效果，另一方面，如果超过1100℃，则有可能在制造成本方面变得不利，或者助长冷轧时的脆性断裂(板断裂)。
上述热轧后或热轧板退火后的热轧板之后通过1次或夹着中间退火的2次以上的冷轧而制成最终板厚的冷轧板。此时，从提高磁通密度的观点考虑，最终的冷轧优选为200℃以上的温轧。
应予说明，最终板厚(产品板厚)优选在0.1～0.3mm的范围。其原因在于小于0.1mm时，生产率降低，另一方面，超过0.3mm时，铁损减少效果小。
制成最终板厚的冷轧板之后实施最终退火，该条件优选为以700～1000℃的温度均热1～300秒的连续退火。其原因在于均热温度小于700℃时，再结晶不充分进行，得不到良好的磁特性，此外，也无法充分得到连续退火中的形状矫正效果。另一方面，如果超过1000℃，则晶粒直径粗大化，强度降低。应予说明，从确保转子铁芯所要求的最终退火后的强度的观点考虑，优选最终退火在可进行形状矫正的范围为尽可能低的温度和尽可能短的时间。
为了确保之后层叠时的绝缘性，上述最终退火后的钢板优选在钢板表面覆盖绝缘被膜。为了确保良好的冲裁性，该绝缘被膜优选选择含有树脂的有机被膜，另一方面，重视焊接性时，优选选择半有机或无机被膜。
应予说明，定子铁芯一般通过利用冲裁加工等将最终退火后的钢板加工成铁芯形状，进行层叠、固定后，实施消除应力退火而制造，此时的消除应力退火优选在非活性气体气氛中以780～950℃×0.1～10hr的条件进行。其原因在于消除应力退火温度小于780℃时，基于消除应力退火的铁损改善效果小，另一方面，如果超过950℃，则难以确保层叠后的钢板间的绝缘。应予说明，如前所述，该消除应力退火中，为了减少消除应力退火后的磁致伸缩，重要的是使消除应力退火的从均热温度到650℃的冷却速度为10℃/分钟以下。
实施例
将具有表2中示出的各种成分组成的钢坯以1100℃的温度加热30分钟后，进行热轧而制成板厚1.8mm的热轧板，对该热轧板实施980℃×30秒的热轧板退火后，以1次冷轧制成表3中示出的各种板厚的冷轧板，对上述冷轧板实施在表3中示出的温度均热保持10秒的最终退火。
接下来，从上述最终退火后的钢板中切出L：280mm×C：30mm的L方向样品和C：280mm×L：30mm的C方向样品，使用激光位移计来测定最终退火后的钢板的磁致伸缩λ0－p(前)，并且从上述最终退火板的产品板中采取JIS5号拉伸试验片，进行拉伸试验，测定屈服应力。
进而，对进行了上述最终退火后的磁致伸缩测定的280mm×30mm的L方向和C方向样品实施以表3中示出的温度均热1小时的消除应力退火。此时，使消除应力退火的从均热温度到650℃的冷却速度如表3所示地变化。
接着，用激光位移计对上述消除应力退火后的样品测定磁致伸缩λ0－p(后)，求出消除应力退火前后的磁致伸缩比(λ0－p(后)/λ0－p(前))，并且通过爱泼斯坦试验来测定消除应力退火后的铁损W10/400。
将上述测定的结果一并记载于表3。根据该表可知使用具有适于本发明的成分组成的钢坯材以适于本申请发明的条件制造的无方向性电磁钢板和马达铁芯具有优异的机械特性和磁特性。应予说明，表2中示出的钢符号：E、G、L和Q不能进行冷轧，因此从评价对象中排除。
Figure BDA0002218556890000151
Figure BDA0002218556890000161
Figure BDA0002218556890000171
Figure BDA0002218556890000181

Claims (5)

1.一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，对具有如下成分组成的钢坯进行热轧、冷轧、最终退火、消除应力退火，所述成分组成含有C：0.0050质量％以下、Si：2.5～6.5质量％、Mn：0.20～2.0质量％、P：0.01质量％以下、S：0.005质量％以下、Al：0.1～3质量％、N：0.005质量％以下、Ti：0.003质量％以下、Nb：0.005质量％以下和V：0.005质量％以下且满足下述式(1)地含有所述Si、Al和Mn，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
以如下方式调整最终退火和消除应力退火的条件，即，
所述最终退火后的屈服应力为400MPa以上，
所述消除应力退火后的铁损W10/400与板厚t的关系满足下述式(2)，并且，所述消除应力退火后的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(后)为5.0×10－6以下，所述消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与消除应力退火前的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(前)之比、即λ0－p(后)/λ0－p(前)小于0.8，所述铁损W10/400的单位为W/kg，所述板厚t的单位为mm，
Si－2Al－Mn≥0···(1)
W10/400≤10+25t···(2)，
最终退火的温度为700～830℃，
使均热温度为780～950℃、使从均热温度到650℃的冷却速度为10℃/分钟以下来进行所述消除应力退火。
2.根据权利要求1所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述钢坯除了所述成分组成以外，还含有下述A～D组中的至少1组成分，
·A组：合计0.0020～0.10质量％的选自Mo和W中的1种或2种，
·B组：选自Sn：0.005～0.20质量％和Sb：0.005～0.20质量％中的1种或2种，
·C组：合计0.001～0.010质量％的选自Ca和Mg中的1种或2种，
·D组：选自Cu：0.01～0.2质量％、Ni：0.05～1质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的1种或2种以上。
3.一种马达铁芯的制造方法，其特征在于，从一个无方向性电磁钢板中同时采取转子铁芯材料和定子铁芯材料后，所述转子铁芯材料层叠而制成转子铁芯，所述定子铁芯材料层叠并实施消除应力退火而制成定子铁芯，所述无方向性电磁钢板是将具有如下的成分组成的钢坯进行热轧、冷轧、最终退火而得到的，且屈服应力为400MPa以上，所述成分组成含有C：0.0050质量％以下、Si：2.5～6.5质量％、Mn：0.20～2.0质量％、P：0.01质量％以下、S：0.005质量％以下、Al：0.1～3质量％、N：0.005质量％以下、Ti：0.003质量％以下、Nb：0.005质量％以下和V：0.005质量％以下，且满足下述式(1)地含有所述Si、Al和Mn，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，
以如下方式调整最终退火和消除应力退火的条件，即
所述消除应力退火后的定子铁芯的铁损W10/400与板厚t的关系满足下述式(2)，所述铁损W10/400的单位为W/kg，所述板厚t的单位为mm，且
所述消除应力退火后的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(后)为5.0×10－6以下，
并且，所述消除应力退火后的磁致伸缩λ0－p(后)与消除应力退火前的400Hz、1.0T下的轧制方向和轧制直角方向的磁致伸缩的平均值λ0－p(前)之比、即λ0－p(后)/λ0－p(前)小于0.8，
Si－2Al－Mn≥0···(1)
W10/400≤10+25t···(2)，
最终退火的温度为700～830℃，
使均热温度为780～950℃、使从均热温度到650℃的冷却速度为10℃/分钟以下来进行所述消除应力退火。
4.根据权利要求3所述的马达铁芯的制造方法，其特征在于，所述无方向性电磁钢板除了所述成分组成以外，还含有下述A～D组中的至少1组成分，
·A组：合计0.0020～0.10质量％的选自Mo和W中的1种或2种，
·B组：选自Sn：0.005～0.20质量％和Sb：0.005～0.20质量％中的1种或2种，
·C组：合计0.001～0.010质量％的选自Ca和Mg中的1种或2种，
·D组：选自Cu：0.01～0.2质量％、Ni：0.05～1质量％和Cr：0.01～0.5质量％中的1种或2种以上。
5.一种马达铁芯，是由权利要求3或4所述的马达铁芯的制造方法制成的。
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