CN114286871A - 无取向性电磁钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

该无取向性电磁钢板的制造方法具有：对具有预定的化学组分的钢材进行热轧，得到热轧钢板的工序；对所述热轧钢板进行第一冷轧的工序；以及在所述第一冷轧之后进行第一退火的工序，在Ar1温度以上的温度域进行终轧的最终道次，在所述终轧的所述最终道次轧制结束起0.1秒以内，开始平均冷却速度为50～500℃/秒的冷却，冷却至高于250℃、700℃以下的温度域。

Description

无取向性电磁钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及无取向性电磁钢板的制造方法。
本申请基于2019年11月15日在日本提交的特愿2019-206708号，主张优先权，将其内容援引至此。
背景技术
无取向性电磁钢板例如在电机的铁芯中使用。无取向性电磁钢板中，要求的是，具有在平行于该板面的所有方向的平均(以下，有时称为“板面内的整周平均(全方向平均)”)上优异的磁特性，例如具有低铁损及高磁通密度。以前提出了多种技术方案，但在板面内的整周平均得到充分的磁特性是困难的。例如，即使在板面内的某个特定的方向上得到充分的磁特性，也存在其他方向上得不到充分的磁特性的情况。
[现有技术文献]
[专利文献]
专利文献1：日本国专利第4029430号公报
专利文献2：日本国专利第6319465号公报
发明内容
[发明要解决的技术问题]
本发明鉴于前述的问题点，其目的在于提供一种无取向性电磁钢板的制造方法，其能够得到在板面内的整周平均(全方向平均)上优异的磁特性。
[用于解决技术问题的技术手段]
本发明的发明者们为了解决上述技术问题进行了深入研究。结果，本发明的发明者们认识到很重要的是，为了得到在板面内的整周平均上优异的磁特性，通过将α－γ相变系的化学组分作为前提、在热轧时使其从奥氏体向铁素体相变而使晶体组织细微化、以及从热轧中的终轧的最终道次的轧制完成起0.1秒以内开始冷却，从而设为更微细的晶体组织。
并且，本发明的发明者们还认识到重要的是，通过以希望的累积轧制率进行冷轧、以及以希望的条件进行第一退火(中间退火)而使其发生突出再结晶(以下，膨胀)，从而使得通常难以发达的{100}晶粒容易发达。
基于上述见解而得到的本发明的宗旨如下。
(1)本发明的一方案的无取向性电磁钢板的制造方法，具有：
对钢材进行热轧，获得热轧钢板的工序；
对所述热轧钢板进行第一冷轧的工序；以及
在所述第一冷轧之后进行第一退火的工序，
并且在Ar1温度以上的温度域进行所述热轧时的终轧的最终道次，在所述终轧的所述最终道次轧制完成起0.1秒以内，开始平均冷却速度为50～500℃/秒的冷却，冷却至高于250℃、700℃以下的温度域，
其中，所述钢材具有以下的化学组分，以质量％计，含有：
C：0.0100％以下；
Si：1.50～4.00％；
sol.Al：0.0001～1.000％；
S：0.0100％以下；
N：0.0100％以下；
Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au：总计2.50～5.00％；
Sn：0.000～0.400％；
Sb：0.000～0.400％；
P：0.000～0.400％；以及
Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd：总计0.0000～0.0100％，
以质量％计，将Mn含量表示为[Mn]、将Ni含量表示为[Ni]、将Co含量表示为[Co]、将Pt含量表示为[Pt]、将Pb含量表示为[Pb]、将Cu含量表示为[Cu]、将Au含量表示为[Au]、将Si含量表示为[Si]、将sol.Al含量表示为[sol.Al]时，满足以下的(1)式，
剩余部分由Fe及杂质构成，
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])－([Si]+[sol.Al])＞0.00％···(1)。
(2)也可以是，在上述(1)所述的无取向性电磁钢板的制造方法中，所述钢材以质量％计含有从由
Sn：0.020～0.400％；
Sb：0.020～0.400％；
P：0.020～0.400％；以及
Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd：总计0.0005～0.0100％
构成的组中选择的一种以上。
(3)也可以是，在上述(1)或(2)所述的无取向性电磁钢板的制造方法中，所述第一退火在小于Ac1温度的温度域进行。
(4)也可以是，在上述(1)～(3)的任一项所述的无取向性电磁钢板的制造方法中，
在所述第一退火之后具有进行第二冷轧的工序，
在进行所述第一冷轧的工序中，以累积轧制率80～92％进行冷轧，
在进行所述第二冷轧的工序中，以累积轧制率5～25％进行冷轧。
(5)也可以是，在上述(4)所述的无取向性电磁钢板的制造方法中，具有在所述第二冷轧之后进行第二退火的工序，
在所述第二退火中，可以将退火温度设定为小于Ac1温度。
[发明效果]
根据本发明的上述方案，能够提供一种无取向性电磁钢板的制造方法，其能够得到在板面内的整周平均(全方向平均)上优异的磁特性。
具体实施方式
在下文中，针对本发明的实施方式详细地进行说明。其中，本发明并不限制于本实施方式中公开的构成，在不脱离本发明的宗旨的范围中能够进行各种变更。
首先，针对通过在本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法中使用的钢材(有时简单记载为本实施方式的钢材)、以及通过本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法制造的无取向性电磁钢板(有时简单记载为本实施方式的无取向性电磁钢板)的化学组分进行说明。在以下的说明中，无取向性电磁钢板或者钢材所包含的各元素的含量的单位即“％”在没有特别说明的情况下表示“质量％”。在下文中夹着“～”记载的数值限定范围中，下限值及上限值包含在该范围中。表示为“小于”或“高于”的数值，其值不包含在数值范围中。
本实施方式中的无取向性电磁钢板及钢材是能够发生铁素体-奥氏体相变(以下，α－γ相变)的化学组分。具体而言，具有的化学组分是，以质量％计含有：C：0.0100％以下；Si：1.50～4.00％；sol.Al：0.0001～1.000％；S：0.0100％以下；N：0.0100％以下；Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu以及Au：总计2.50～5.00％；Sn：0.000～0.400％；Sb：0.000～0.400％；P：0.000～0.400％；以及Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd：总计为0.0000～0.0100％，剩余部分由Fe及杂质构成。并且，Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu、Au、Si及sol.Al的含量满足后述的预定的条件。
(C：0.0100％以下)
C提高无取向性电磁钢板的铁损，或者引起磁时效。因此，C含量越低而越优选。这样的现象在C含量高于0.0100％时显著。因此，C含量设为0.0100％以下。C含量的降低还有助于板面内的所有方向上的磁特性的均匀提高(整周方向的磁特性的提高)。因此，C含量优选为0.0060％以下，较优选为0.0040％以下，更加优选为0.0020％以下。
此外，C含量的下限并不特别地限定，但根据熔炼时的脱碳处理的成本，优选设定为0.0005％以上。
(Si：1.50～4.00％)
Si增大电阻，减少涡流损耗，减小无取向性电磁钢板的铁损，或者增大屈强比，提高向铁芯的冲裁加工性。Si含量小于1.50％时，不能充分地得到这些作用效果。因此，Si含量设定为1.50％以上。Si含量优选为2.00％以上，较优选为2.50％以上。
另一方面，Si含量高于4.00％时，无取向性电磁钢板的磁通密度降低，或者硬度过度上升导致冲裁加工性降低，或者冷轧变得困难。因此，Si含量设定为4.00％以下。Si含量优选为3.50％以下，较优选为3.30％以下。
(sol.Al：0.0001～1.000％)
sol.Al增大电阻，减少涡流损耗，减少无取向性电磁钢板的铁损。sol.Al还有助于提高磁通密度B50与饱和磁通密度的相对大小。在此，所谓磁通密度B50，是5000A/m的磁场中的磁通密度。sol.Al含量小于0.0001％时，不能充分地得到它们的作用效果。此外，Al还具有在制钢中促进脱硫的效果。因此，sol.Al含量设定为0.0001％以上。sol.Al含量优选为0.001％以上，较优选为0.010％以上，更加优选为0.300％以上。
另一方面，sol.Al含量高于1.000％时，无取向性电磁钢板的磁通密度降低，或者屈强比降低从而冲裁加工性降低。因此，sol.Al含量设定为1.000％以下。sol.Al含量优选为0.900％以下，较优选为0.800％以下，更加优选为0.700％以下。
此外，在本实施方式中，所谓sol.Al，表示酸可溶性Al，表示在固溶状态下存在于钢中的固溶Al。
(S：0.0100％以下)
S并不是必须含有的元素，例如是在钢中作为杂质而含有的元素。S通过细微的MnS的析出，阻碍退火中的再结晶及晶粒的生长。再结晶及晶粒的生长被阻碍时，无取向性电磁钢板的铁损增大，且磁通密度降低。因此，S含量越低越优选。这样的再结晶及晶粒生长的阻碍导致的铁损的增加及磁通密度的降低在S含量高于0.0100％时是显著的。因此，S含量设定为0.0100％以下。S含量优选为0.0060％以下，更加优选为0.0040％以下。
此外，S含量的下限并不特别限定，但根据熔炼时的脱硫处理的成本，优选设定为0.0003％以上。
(N：0.0100％以下)
N与C同样地，会使无取向性电磁钢板的磁特性变差，因此N含量越低越优选。因此，N含量设定为0.0100％以下。N含量优选为0.0050％以下，较优选为0.0030％以下。
此外，N含量的下限并不特别限定，但根据熔炼时的脱氮处理的成本，优选设定为0.0010％以上。
(Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au：总计2.50～5.00％)
Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au是为了使α－γ相变发生而必要的元素。因此，含有2.50％以上的这些元素的至少一种。不需要含有这些元素的全部，任意一种其含量为2.50％以上即可。这些元素的含量的总计优选为3.00％以上。
另一方面，这些元素含量的总计高于5.00％时，存在成本升高的情况，且存在无取向性电磁钢板的磁通密度降低的情况。因此，这些元素含量的总计设定为5.00％以下。这些元素的含量的总计优选为4.50％以下。
此外，Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au的总计通过计算Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au的含量的总计值而得到。
本实施方式的无取向性电磁钢板及钢材作为可以发生α－γ相变的条件，具有满足以下的条件的化学组分。即，将Mn含量(质量％)表示为[Mn]、将Ni含量(质量％)表示为[Ni]、将Co含量(质量％)表示为[Co]、将Pt含量(质量％)表示为[Pt]、将Pb含量(质量％)表示为[Pb]、将Cu含量(质量％)表示为[Cu]、将Au含量(质量％)表示为[Au]、将Si含量(质量％)表示为[Si]、将sol.Al含量(质量％)表示为[sol.Al]时，满足以下的(1)式。
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])－([Si]+[sol.Al])＞0.00％···(1)
在不满足前述的(1)式的情况下，不会发生α－γ相变，因此无取向性电磁钢板的磁通密度降低。因此，(1)式的左边设为高于0.00％。(1)式的左边优选为0.30％以上，较优选为0.50％以上。
(1)式的左边的上限并不特别限定，可以设定为2.00％以下，或1.00％以下。
本实施方式的无取向性电磁钢板及钢材的化学组分的剩余部分由Fe及杂质构成。作为杂质，可以例示出矿石或废料等的原材料中包含的物质、在制造工序中包含的物质、或者在对由本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法制造的无取向性电磁钢板的特性不会产生不良影响的范围内允许的物质。
本实施方式的无取向性电磁钢板及钢材除Fe的一部分之外，还可以含有以下的元素作为任意元素。不含有下述任意元素时的含量的下限为0％。下面，针对各任意元素进行详细地说明。
(Sn：0.000～0.400％、Sb：0.000～0.400％、P：0.000～0.400％)
Sn及Sb通过改善冷轧及再结晶后的织构，提高无取向性电磁钢板的磁通密度。因此，可以根据需要含有这些元素。为了可靠地得到上述效果，优选Sn及Sb中至少一种将其含量设定为0.020％以上。另一方面，含有Sn及Sb过剩时，钢会变脆。因此，Sn含量及Sb含量均设定为0.400％以下。
另外，也可以是，为了确保再结晶后的钢板的硬度而含有P。为了可靠地得到该效果，优选将P含量设定为0.020％以上。另一方面，含有P过剩时，引起钢的脆化。因此，P含量设定为0.400％以下。
(Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd：总计为0.0000～0.0100％)
Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd在铸造钢液时与钢液中的S反应生成硫化物及/或硫氧化物。以下，将Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd总称为“粗大析出物生成元素”。
粗大析出物生成元素的析出物的粒径为1～2μm左右，远远大于MnS、TiN、AlN等的细微析出物的粒径(100nm左右)。这些细微析出物附着于粗大析出物生成元素的析出物，难以阻碍第一退火(中间退火)等退火中的再结晶及晶粒的生长。为了充分地得到这些作用效果，粗大析出物生成元素的含量的总计优选为0.0005％以上。此外，为了充分地得到上述作用，不需要含有Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd中的全部，优选至少任意一种其含量为0.0005％以上。
另一方面，粗大析出物生成元素的含量的总计超过0.0100％时，硫化物及/或硫氧化物的总量过剩，阻碍第一退火(中间退火)等退火中的再结晶及晶粒的生长。因此，粗大析出物生成元素的含量的总计设为0.0100％以下。
此外，Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd的含量的总计可以通过计算Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd的含量的合计值而得到。
本实施方式的无取向性电磁钢板及钢材的化学组分通过通常的分析方法测量即可。例如，ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry：电感耦合等离子体原子发射光谱法)或发光分光分析(OES：Optical Emission Spectroscopy，光学发射光谱术)测定即可。此外，C及S使用燃烧-红外线吸收法，N使用惰性气体熔融－热导法测定即可。sol.Al采用以酸加热分解试样后的滤液，通过ICP-AES测定即可。
接着，针对本实施方式的无取向性电磁钢板的织构进行说明。本实施方式的无取向性电磁钢板具有会发生α-γ相变的化学组分，并通过热轧中的终轧的最终道次轧制完成后的急冷而使晶体组织微细化，从而具有{100}晶粒生长的织构。由此，本实施方式的无取向性电磁钢板，例如{100}＜011＞取向的聚集强度为5以上，相对于轧制方向成45°方向的磁通密度B50特别高。在本实施方式的无取向性电磁钢板中，这样在特定的方向上磁通密度升高，但得到整体上在板面内的整周平均高的磁通密度。{100}＜011＞取向的聚集强度小于5时，使无取向性电磁钢板的磁通密度降低的{111}＜112＞取向的聚集强度升高，磁通密度整体上降低。
{100}＜011＞取向的聚集强度可以通过X线衍射法或电子射线后方散射衍射(electron backscatter diffraction：EBSD)法测定。由于X射线及电子射线从试样的反射角等因每个结晶取向而不同，所以能够以随机取向试样为基准，用该反射强度等求得结晶取向强度。
接着，针对本实施方式的无取向性电磁钢板的磁特性进行说明。本实施方式的无取向性电磁钢板，在与轧制方向所成的角度中较小者的角度为45°的两个方向上，磁特性最优异。另一方面，在与轧制方向所成的角度为0°、90°的两个方向上，磁特性最差。在此，该45°是理论上的值，实际制造时有时并不容易与45°一致。因此，如果理论上磁特性最优异的方向是与轧制方向所成的角度中较小者的角度为45°的两个方向，则在实际的无取向性电磁钢板中，认为该45°包含并未(严格地)与45°一致的情况。这一点在该0°、90°中也是相同的。
此外，理论上，磁特性最优异的两个方向的磁特性是相同的，但实际制造时使该两个方向的磁特性相同有时并不容易。因此，如果理论上磁特性最优异的两个方向的磁特性相同，则认为该相同也包含并不(严格地)相同的情况。这一点在磁特性最差的两个方向上也是相同的。
此外，上述的角度是假定顺时针及逆时针的任意朝向的角度均具有正值而表示的。在将顺时针的方向作为负的方向、并将逆时针的方向作为正的方向的情况下，前述的与轧制方向所成的角度中较小者的角度为45°的两个方向是前述的与轧制方向所成的角度中绝对值较小者的角度为45°、-45°的两个方向。
上述的与轧制方向所成的角度中较小者的角度为45°的两个方向也可以表示为与轧制方向成的角度为45°、135°的两个方向。
测量本实施方式的无取向性电磁钢板的磁通密度时，相对于轧制方向成45°方向的磁通密度B50为1.660T以上，且板面内的整周平均(全方向平均)的磁通密度B50为1.605T以上。
并且，若实施了后述的表皮光轧及去应力退火时，进一步提高磁特性，相对于轧制方向成45°方向的磁通密度B50为1.800T以上，且板面内的整周平均(全方向平均)的磁通密度B50为1.650T以上。实施了表皮光轧及去应力退火时优选的磁特性是相对于轧制方向成45°方向的磁通密度B50为1.815T以上，且板面内的整周平均(全方向平均)的磁通密度B50为1.685T以上。
在本实施方式的无取向性电磁钢板中，尽管相对于轧制方向成45°方向的磁通密度较高，但是，在板面内的整周平均(全方向平均)也得到较高的磁通密度。
磁通密度B50是通过从无取向性电磁钢板，从相对于轧制方向成45°、0°方向等切取55mm见方的试样，使用单板磁测定装置，测量5000A/m的磁场中的磁通密度而得到的。整周平均(全方向平均)下的磁通密度B50是通过计算相对于轧制方向成0°、45°、90°及135°的磁通密度的平均值而得到的。
铁损W10/400根据无取向性电磁钢板的板厚而变化。无取向性电磁钢板的板厚减少的越多，铁损W10/40越低。
在本实施方式的无取向性电磁钢板中，板厚为0.350～0.400mm的情况下，铁损W10/400为19.00W/kg以下。在实施了后述的表皮光轧及去应力退火的情况下，板厚为0.350～0.400mm的情况下，铁损W10/400为16.00W/kg以下。
铁损W10/400是通过对于从无取向性电磁钢板采集的试样，使用单板磁测定装置，测量以最大磁通密度成为1.0T的方式施加400Hz的交流磁场时产生的、整周平均的能量损失(W/kg)而得到的。
接着，针对本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法进行说明。在本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法中，进行热轧、第一冷轧及第一退火(中间退火)。此外，在第一退火之后，根据需要，可以进行第二冷轧(表皮光轧)及/或第二退火(去应力退火)。
具体而言，本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法具有：对具有上述的化学组分的钢材进行热轧，得到热轧钢板的工序；
对所述热轧钢板进行第一冷轧的工序；以及
在所述第一冷轧之后进行第一退火的工序，
在Ar1温度以上的温度域进行所述热轧时的终轧的最终道次，在所述终轧的所述最终道次的轧制结束起0.1秒以内，开始平均冷却速度为50～500℃/秒的冷却，冷却至高于250℃、700℃以下的温度域。
在本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法中，所述第一退火可以在小于Ac1温度的温度域进行。
也可以是，在本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法中，具有在所述第一退火之后进行第二冷轧的工序，在进行所述第一冷轧的工序中，以累积轧制率80～92％进行冷轧，在进行所述第二冷轧的工序中，以累积轧制率5～25％进行冷轧。
也可以是，在本实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法中，具有在所述第二冷轧之后进行第二退火的工序，在所述第二退火中，将退火温度设定为小于Ac1温度。
以下，针对各工序详细地进行说明。
首先，加热具有上述的化学组分的钢材，实施热轧。钢材例如是通过通常的连续铸造而制造的钢坯即可。热轧的粗轧及终轧在γ域(Ar1温度以上)的温度域进行。即，以终轧的最终温度(最终道次的出侧温度)成为Ar1温度以上的方式进行热轧。由此，通过其后的冷却，奥氏体向铁素体相变，晶体组织微细化。在晶体组织微细化的状态下实施冷轧时，容易发生突出再结晶(膨胀)，能够使得通常难以生长的{100}晶粒容易生长。最终温度的上限并不特别地限定，例如为950℃以下即可。
为了使得终轧的最终温度成为Ar1温度以上，钢材的加热温度例如设定为1100～1250℃即可。
在本实施方式中，在终轧的最终道次的轧制结束起0.1秒以内，开始平均冷却速度为50～500℃/秒的冷却。此外，将该冷却进行至高于250℃、700℃以下的温度域。
作为冷却方法主要举出水冷，但也可以是混入浆料等进行冷却，只要是能够以上述的冷却速度进行冷却，则冷却方法并不特别限定。
此外，在本实施方式中，所谓平均冷却速度，是将冷却(不包含空冷)开始时和冷却结束时的温度差以冷却开始时至冷却终了时的经过时间进行除算而得到的值。
通过奥氏体向铁素体相变而晶体组织细微化，但在本实施方式中，通过在完成热轧(终轧)后在0.1秒以内进行骤冷，使晶体组织更加细微化。通过这样使晶体组织更加细微化，能够使得经过其后的冷轧及中间退火而容易发生膨胀。
终轧的最终道次的轧制结束后，优选以0.0秒进行上述的冷却。作为终轧的最终道次的轧制结束起以0.0秒进行上述冷却的方法，例如举出使对从终轧机的最终道次出来的钢板喷出的冷却水，以施加于终轧机的最终道次的出侧的方式喷出的方法。
在本实施方式中，终轧的最终道次的轧制结束～冷却开始的时间是通过测量从终轧机到开始水冷的距离、及该区间的通板速度，计算通板距离/通板速度而得到的。
在终轧后的冷却中，若平均冷却速度小于50℃/秒，则晶体组织不能充分地细微化，因此不能充分地发生其后的膨胀。其结果，{100}晶粒不能充分地成长，无取向性电磁钢板的磁通密度也不会充分地高。因此，在终轧后的冷却中，平均冷却速度设为50℃/秒以上。优选为70℃/秒以上、90℃/秒以上。
另一方面，考虑热轧设备时，在终轧后的冷却中，难以使平均冷却速度大于500℃/秒。因此，在终轧后的冷却中，平均冷却速度设定为500℃/秒以下。优选地，为400℃/秒以下、300℃/秒以下。
终轧后的平均冷却速度为50～500℃/秒的冷却进行至高于250℃、700℃以下的温度域。优选为600℃以下。如果冷却至700℃以下的温度域，则奥氏体向铁素体的相变完成。
若终轧后的平均冷却速度为50～500℃/秒的冷却停止温度为250℃以下，则在终轧结束后不再结晶，而残留加工粒，因此不能充分地使晶体组织微细化。因此，上述的冷却进行至高于250℃的温度域。优选地，为300℃以上、400℃以上。
在冷却至高于250℃、700℃以下的温度域后，不进行放冷、缓冷却及热轧板退火就卷取成卷状。停止冷却的温度为实质上钢卷的卷取温度。在卷取成卷状后，也可以将钢卷回卷，并根据需要进行酸洗。回卷了钢卷后，或者酸洗后，对热轧钢板进行第一冷轧。
在第一冷轧中，优选将累积轧制率设定为80～92％。此外，累积轧制率越高，通过其后的膨胀使{100}晶粒越容易成长，但热轧钢板的卷取变得困难，操作容易变得困难。通过将第一冷轧中的累积轧制率设定在上述的范围内，能够良好地控制其后的膨胀导致的{100}晶粒的生长。
此外，此处所说的累积轧制率使用第一冷轧前的热轧钢板的板厚：t0、和第一冷轧后的钢板(冷轧钢板)的板厚t1，以(1－t1/t0)×100(％)表示。
进行第一冷轧后，进行第一退火(中间退火)。在本实施方式中，优选地，以不会从铁素体向奥氏体相变的温度域进行中间退火。即，优选将第一退火的温度设定为小于Ac1温度。通过在这样的条件下进行第一退火从而发生膨胀，{100}晶粒容易生长。此外，第一退火的退火时间(小于Ac1温度的温度域下的保持时间)优选设定为5～60秒。此外，第一退火优选在600℃以上进行，此外优选在无氧化气氛下进行。
通过以上说明的方法，能够制造无取向性电磁钢板。
优选地，进行第一退火后，进行第二冷轧(表皮光轧)。若在如上所述发生了膨胀的状态下进行冷轧，则以膨胀发生的部分为起点，{100}晶粒进一步生长。第二冷轧的累积轧制率优选设为5～25％。通过将第二冷轧的累积轧制率设定为5～25％，能够使{100}晶粒良好地生长。
此外，此处所说的累积轧制率是使用第二冷轧前的无取向性电磁钢板的板厚：t0、与第二冷轧后的无取向性电磁钢板的板厚t1，以(1－t1/t0)×100(％)表示的。
优选地，进行第二冷轧后，进行第二退火。在第二退火中，优选将退火温度设定为小于Ac1温度。通过在这样的条件下进行第二退火，能够选择性地使{100}晶粒粗大化。由此，能够进一步提高无取向性电磁钢板的磁通密度。
具有磁特性优异的{100}晶粒难以积存应变、而磁特性较差的{111}晶粒容易积存应变的性质。通过在进行第二冷轧后，进行退火，从而应变少的{100}晶粒以应变之差为驱动力，蚕食{111}晶粒。由此，{100}晶粒进一步生长。以应变之差为驱动力而发生的该蚕食现象被称为应变诱发晶界迁移(SIBM)。
此外，作为第二退火，可以进行短时间退火(最终退火)，也可以进行长时间退火(去应力退火)，也可以进行这两者。在进行短时间退火的情况下，优选在小于Ac1温度的温度域进行1小时以下的退火。进行长时间退火的情况下，优选在小于Ac1温度的温度进行1小时以上的退火。通过进行长时间退火，能够得到除去由冲裁加工导入的应变的效果、以及选择性地使{100}晶粒粗大的效果。
在进行短时间退火及长时间退火这二者的情况下，优选在短时间退火之后进行长时间退火。
在本实施方式中，Ar1温度根据以1℃/秒的平均冷却速度冷却中的钢材(钢板)的热膨胀变化而求得。此外，在本实施方式中，Ac1温度根据以1℃/秒的平均加热速度加热中的钢材(钢板)的热膨胀变化而求得。
[实施例]
接着，针对本发明的实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法，示出实施例的同时具体进行说明。以下所示的实施例仅是本发明的实施方式的无取向性电磁钢板的制造方法的一个示例，本发明的无取向性电磁钢板的制造方法并不限定于下述的例子。
(第一实施例)
通过铸造钢液，制作以下的表1所示的化学组分的钢坯。表中的式子左边，表示前述的(1)式的左边的值。其后，通过将制作的钢坯加热到1150℃，以表2中所示的条件进行热轧，得到板厚2.5mm的热轧钢板。终轧后进行水冷，在表中的卷取温度停止水冷后，进行卷取。
将终轧的最终道次的出侧温度(最终温度)、终轧的最终道次的轧制完成～冷却开始(水冷开始)的时间、平均冷却速度、及卷取温度在表2中示出。此外，终轧的最终道次的轧制完成～冷却开始的时间是通过测量终轧机至开始水冷的距离、及该区间的通板速度，计算通板距离/通板速度而得到的。在此，终轧的最终道次的轧制结束～冷却开始的时间为0.0秒，是表示以在终轧机的最终道次的出侧施以冷却水的方式进行冷却。
接着，对所得到的热轧钢板，通过进行酸洗而除去氧化皮。其后，通过以85％的累积轧制率进行冷轧至板厚为0.385mm为止，得到钢板(冷轧钢板)。加热所得到的钢板，在非氧化气氛中，进行在比所有钢板的Ac1温度低的温度的700℃保持5～60秒的第一退火(中间退火)。接着，以9％的累积轧制率，进行第二冷轧(表皮光轧)直至板厚成为0.35mm为止。
此外，Ar1温度根据以1℃/秒的平均冷却速度冷却中的钢板的热膨胀变化而求得，Ac1温度根据以1℃/秒的平均加热速度加热中的钢板的热膨胀变化而求得。
在进行第二冷轧(表皮光轧)后，进行以800℃加热2小时的、第二退火(去应力退火)。此外，800℃是比所有钢板的Ac1温度低的温度。
在进行第二退火后，使用单板磁测定装置测量磁通密度B50。以相对于钢板的轧制方向成0°及45°这两种方向提取55mm见方的试样，测量磁通密度B50。将相对于轧制方向，成45°方向的磁通密度设定为45°方向的磁通密度B50。通过计算相对于轧制方向成0°、45°、90°及135°的磁通密度的平均值，得到磁通密度B50的整周平均。
此外，对于从无取向性电磁钢板采集的试样，通过测量以最大磁通密度为1.0T的方式施加400Hz的交流磁场时产生的、整周平均的能量损失(W/kg)，得到铁损W10/400。
[表1]
Figure BDA0003517909740000161
[表2]
Figure BDA0003517909740000171
表2中的下划线表示脱离本发明的范围的条件。本发明例即No.101～No.108、No.112、No.114、No.116～119，得到在45°方向及整周平均上优异的磁特性(高磁通密度B50及低铁损W10/400)。
另一方面，作为比较例的No.109～No.111由于终轧的最终道次的轧制结束～冷却开始的时间(在表中“终轧～冷却开始时间”)较长，所以磁通密度B50较低，铁损W10/400较高，磁特性比本发明例差。作为比较例的No.113由于平均冷却速度较小，所以相比于本发明例，磁通密度B50较低，铁损W10/400较高，磁特性较差。作为比较例的No.115由于卷取温度(停止冷却的温度)较低，所以相比于本发明例，磁通密度B50较低，铁损W10/400较高，磁特性差。
(第二实施例)
通过铸造钢液，制作以下的表3所示的化学组分的钢坯。其后，将制作的钢锭加热至1150℃，通过以表4中所示的条件进行热轧，得到板厚2.5mm的热轧钢板。终轧后进行水冷，在表中的卷取温度停止水冷后，进行卷取。
关于表4中的项目，由于与实施例1同样，所以省略说明。
接着，对所得到的热轧钢板，通过进行酸洗而除去氧化皮。其后，以85％的累积轧制率进行冷轧直至板厚成为0.385mm为止，从而得到钢板(冷轧钢板)。加热所得到的钢板，在非氧化气氛中，进行在比所有钢板的Ac1温度低的温度即700℃下保持5～60秒的第一退火(中间退火)。接着，以9％的累积轧制率进行第二冷轧(表皮光轧)，直到板厚成为0.35mm为止。
进行第二冷轧(表皮光轧)后，进行在800℃下加热2小时的第二退火(去应力退火)。此外，800℃是比所有钢板的Ac1温度低的温度。
进行第二退火后，使用单板磁测定装置测量磁通密度B50及铁损W10/400。测量以与第一实施例同样的程序进行。此外，Ar1温度及Ac1温度通过与第一实施例同样的方法测量。
[表3]
Figure BDA0003517909740000191
[表4]
Figure BDA0003517909740000201
No.201～No.216是本发明例，磁特性均为良好。特别地，No.202～No.204相比于No.201、No.205～No.214磁通密度B50更高，No.205～No.214相比于No.201～No.204铁损W10/400更低。sol.Al含量高的No.215及No.216相比于No.201铁损W10/400更低，磁通密度B50更低。
(第三实施例)
通过铸造钢液，制作以下的表5所示的化学组分的钢坯。其后，将制作的钢锭加热至1150℃，通过在表6中所示的条件下进行热轧，从而得到板厚2.5mm的热轧钢板。终轧后进行水冷，在表中的卷取温度停止水冷后，进行卷取。
针对表6中的项目，由于与实施例1同样，所以省略说明。
接着，对所得到的热轧钢板，通过进行酸洗而除去氧化皮。其后，以85％的累积轧制率进行冷轧至板厚成为0.385mm为止，从而得到钢板(冷轧钢板)。加热所得到的钢板，在非氧化气氛中，进行以比所有钢板的Ac1温度低的温度的700℃保持5～60秒的第一退火(中间退火)。
进行第一退火后，使用单板磁测定装置测量磁通密度B50及铁损W10/400。测量是以与第一实施例同样的程序进行的。此外，Ar1温度及Ac1温度是通过与第一实施例同样的方法测量的。
[表5]
Figure BDA0003517909740000211
[表6]
Figure BDA0003517909740000221
表6中的下划线表示脱离本发明的范围的条件。作为本发明例的No.301～No.308、No.312、No.314、No.316～No.326得到在45°方向及整周平均上优异的磁特性(高磁通密度B50及低铁损W10/400)。
另一方面，作为比较例的No.309～No.311由于终轧的最终道次的轧制结束～冷却开始的时间较长，所以磁通密度B50较低，铁损W10/400较高，磁特性比本发明例更差。作为比较例的No.313由于平均冷却速度较小，所以相比于本发明例，磁通密度B50较低，铁损W10/400较高，磁特性较差。作为比较例的No.315，由于卷取温度较低，所以相比于本发明例，磁通密度B50较低，铁损W10/400较高，磁特性较差。

Claims (5)

1.一种无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有：
对钢材进行热轧，得到热轧钢板的工序；
对所述热轧钢板进行第一冷轧的工序；以及
在所述第一冷轧之后进行第一退火的工序，
并且在Ar1温度以上的温度域进行所述热轧时的终轧的最终道次，在所述终轧的所述最终道次的轧制结束起0.1秒以内，开始平均冷却速度为50～500℃/秒的冷却，冷却至高于250℃、700℃以下的温度域，
其中，所述钢材，以质量％计，含有以下的化学组分：
C：0.0100％以下；
Si：1.50～4.00％；
sol.Al：0.0001～1.000％；
S：0.0100％以下；
N：0.0100％以下；
Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au：总计为2.50～5.00％；
Sn：0.000～0.400％；
Sb：0.000～0.400％；
P：0.000～0.400％；以及
Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd：总计为0.0000～0.0100％，
并且，以质量％计，将Mn含量表示为[Mn]、将Ni含量表示为[Ni]、将Co含量表示为[Co]、将Pt含量表示为[Pt]、将Pb含量表示为[Pb]、将Cu含量表示为[Cu]、将Au含量表示为[Au]、将Si含量表示为[Si]、将sol.Al含量表示为[sol.Al]时，满足以下的(1)式，
剩余部分由Fe及杂质构成，
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])－([Si]+[sol.Al])＞0.00％···(1)。
2.根据权利要求1所述的无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
所述钢材含有从由以质量％计
Sn：0.020～0.400％；
Sb：0.020～0.400％；
P：0.020～0.400％；以及
Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd：总计为0.0005～0.0100％构成的组中选择的一种以上。
3.根据权利要求1或2所述的无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
所述第一退火在小于Ac1温度的温度域进行。
4.根据权利要求1～3的任一项所述的无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
具有在所述第一退火之后进行第二冷轧的工序，
在进行所述第一冷轧的工序中，以累积轧制率80～92％进行冷轧，
在进行所述第二冷轧的工序中，以累积轧制率5～25％进行冷轧。
5.根据权利要求4所述的无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
具有在所述第二冷轧之后进行第二退火的工序，
在所述第二退火中，将退火温度设定为小于Ac1温度。
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