CN114341383A - 无方向性电磁钢板的制造方法 - Google Patents

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Abstract

该无方向性电磁钢板的制造方法具有：对具有规定的化学组成的钢材进行热轧的工序、进行第一冷轧的工序、进行中间退火的工序、进行第二冷轧的工序、进行最终退火和去应力退火的任意一方或双方的工序，所述精轧的最终道次在Ar1温度以上的温度范围内进行，在所述最终退火中，在低于Ac1温度的温度范围内保持2小时以下，在所述去应力退火中，在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持1200秒以上。

Description

无方向性电磁钢板的制造方法
技术领域
本发明涉及无方向性电磁钢板的制造方法。
本申请基于2019年11月15日在日本申请的特愿2019-206630号、以及2019年11月15日在日本申请的特愿2019-206812号来主张优先权，并将其内容援引于此。
背景技术
无方向性电磁钢板例如被用于电动机的铁芯。对于无方向性电磁钢板，要求在与其板面平行的所有方向的平均(以下，有时称为“板面内的全周平均(全方向平均)”)中具有优异的磁特性，例如具有低铁损和高磁通密度。
至今已经提出了各种技术，但难以在板面内的全周平均中得到充分的磁特性。例如，存在即使在板面内的某个特定方向上得到充分的磁特性，在其他方向上也得不到充分的磁特性的情况。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4029430号公报
专利文献2：日本特许第6319465号公报
发明内容
发明要解决的技术问题
鉴于上述问题点，本发明的目的在于提供一种能够在板面内的全周平均(全方向平均)中得到优异的磁特性的无方向性电磁钢板的制造方法。
另外，为了降低生产成本，无方向性电磁钢板优选为在加工成电动机的铁芯时易于加工的材料。因此，本发明目的在于提供一种能够在全周平均(全方向平均)中得到优异的磁特性且加工性优异的无方向性电磁钢板。
用于解决技术问题的技术手段
本发明人等为解决上述技术问题进行了深入研究。结果本发明人等发现，为了制造能够在板面内的全周平均中得到优异的磁特性的无方向性电磁钢板，以下步骤是重要的：以α-γ相变系化学组成为前提；在热轧时通过从奥氏体向铁素体的相变而使结晶组织微细化；以期望的累积压下率进行第一冷轧；通过在期望的条件下进行中间退火而产生伸出再结晶(以下，称为膨胀)，从而使通常难以发展的{100}晶粒容易发展；通过在期望条件下进行第二冷轧(表皮光轧)、以及最终退火或去应力退火，从而使{100}晶粒蚕食{111}晶粒。
基于上述发现而完成的本发明主旨如以下所述。
(1)本发明的一个方案的无方向性电磁钢板的制造方法具有：
对钢材进行热轧，并在超过250℃、550℃以下的温度范围内进行卷取，由此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；
在所述第一冷轧之后进行中间退火的工序；
在所述中间退火之后进行第二冷轧的工序；以及
在所述第二冷轧之后进行最终退火或去应力退火的任意一方或双方的工序；
所述热轧时的精轧的最终道次在Ar1温度以上的温度范围内进行；
在所述最终退火中，在低于Ac1温度的温度范围内保持2小时以下；在所述去应力退火中，在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持1200秒以上，
所述钢材以质量％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％，
在以质量％计将Mn含量记为[Mn]、Ni含量记为[Ni]、Co含量记为[Co]、Pt含量记为[Pt]、Pb含量记为[Pb]、Cu含量记为[Cu]、Au含量记为[Au]、Si含量记为[Si]、sol.Al含量记为[sol.Al]时,满足以下式(1)，
剩余部分由Fe和杂质构成，
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])>0.00％…
(1)
(2)在上述(1)记载的无方向性电磁钢板的制造方法中，所述钢材也可以含有从以质量％计的如下成分所构成的组中选择的一种以上：
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％。
(3)在上述(1)或(2)记载的无方向性电磁钢板的制造方法中，
在所述最终退火中，也可以在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持10～1200秒。
(4)在上述(1)～(3)的任意一项记载的无方向性电磁钢板的制造方法中，
在所述去应力退火中，也可以在750℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持1小时以上。
(5)在上述(1)～(4)任意一项记载的无方向性电磁钢板的制造方法中，也可以是，
在所述进行第一冷轧的工序中，以在累积压下率80～92％进行冷轧，
在所述进行第二冷轧的工序中，以累积压下率5～25％进行冷轧。
(6)在上述(1)～(5)任意一项记载的无方向性电磁钢板的制造方法中，
所述中间退火工序也可以在低于Ac1温度的温度范围内进行。
(7)在上述(1)～(6)任意一项记载的无方向性电磁钢板的制造方法中，
也可以进行所述最终退火和所述去应力退火的双方。
发明效果
依据本发明的上述方案，能够提供一种能够在板面内的全周平均(全方向平均)中得到优异的磁特性的无方向性电磁钢板的制造方法。
根据本发明的上述优选的方案，能够提供一种能够在全周平均(全方向平均)中得到优异的磁特性且加工性优异的无方向性电磁钢板。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行详细说明。但本发明并非仅限制于本实施方式所公开的构成，在不脱离本发明的主旨的范围内可以进行各种变形。
首先，对本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法中使用的钢材(有时仅记载为本实施方式的钢材)、以及通过本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法制造的无方向性电磁钢板(有时仅记载为本实施方式的无方向性电磁钢板)的化学组成进行说明。在以下说明中，无方向性电磁钢板或钢材中包含的各元素的含量的单位“％”如未特别注明，则指“质量％”。在以下隔着“～”记载的数值限定范围中，下限值和上限值包含在该范围内。在表示为“低于”或“超过”的数值中，该值不包含在数值范围内。
本实施方式的无方向性电磁钢板和钢材是可产生铁素体-奥氏体相变(以下，称为α-γ相变)的化学组成。具体来说，具有以下化学组成：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％，剩余部分由Fe和杂质构成。进而，Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu、Au、Si和sol.Al的含量满足后述说明的规定的条件。
(C：0.0100％以下)
C提高无方向性电磁钢板的铁损或引起磁时效。因此，C含量越低越优选。这样的现象在C含量超过0.0100％时显著。因此，C含量设为0.0100％以下。C含量的降低也有助于板面内的全周平均中的磁特性的均匀的提高。因此，C含量优选为0.0060％以下、更优选为0.0040％以下、进一步优选为0.0020％以下。
此外，C含量的下限没有特别限定，但考虑到精炼时的脱碳处理的成本，优选设为0.0005％以上。
(Si：1.50～4.00％)
Si增大电阻,减少涡流损耗,降低无方向性电磁钢板的铁损,增大屈服比,提高铁芯冲裁时的加工性。Si含量低于1.50％时，不能充分地得到这些作用效果。因此，Si含量设为1.50％以上。Si含量优选为2.00％以上、更优选为2.50％以上。
另一方面，当Si含量超过4.00％时，无方向性电磁钢板的磁通密度降低，或由于硬度过度上升而冲裁时的加工性降低，或冷轧变得困难。因此，Si含量设为4.00％以下。Si含量优选为3.50％以下、更优选为3.30％以下。
(sol.Al：0.0001～1.000％)
sol.Al增大电阻，减少涡流损耗，降低无方向性电磁钢板的铁损。sol.Al也有助于提高磁通密度B50相对于饱和磁通密度的相对的大小。在此，磁通密度B50是指5000A/m的磁场中的磁通密度。sol.Al含量低于0.0001％时，不能充分地得到这些作用效果。另外，Al也具有炼钢中的脱硫促进效果。因此，sol.Al含量设为0.0001％以上。sol.Al含量优选为0.005％以上、更优选为超过0.100％、进一步优选为0.200％以上、更进一步优选为0.300％以上。
另一方面，sol.Al含量超过1.000％时，无方向性电磁钢板的磁通密度降低，或屈服比降低，从而冲裁时的加工性降低。因此，sol.Al含量设为1.000％以下。sol.Al含量优选为0.500％以下、更优选为0.400％以下。
此外，在本实施方式中，sol.Al是指酸可溶性Al，表示以固溶状态存在于钢中的固溶Al。
(S：0.0100％以下)
S并非必须含有的元素，例如是在钢中作为杂质而含有的元素。S由于微细的MnS的析出而阻碍退火中的再结晶及晶粒的生长。若再结晶及晶粒的生长被阻碍，则无方向性电磁钢板的铁损增加且磁通密度降低。因此，S含量越低越优选。由于这样的再结晶及晶粒生长的阻碍而导致的铁损的增加和磁通密度的降低，在S含量超过0.0100％时显著。因此，S含量设为0.0100％以下。S含量优选为0.0060％以下、更优选为0.0040％以下。
此外，S含量的下限没有特别限定，但考虑到精炼时的脱硫处理的成本，优选设为0.0003％以上。
(N：0.0100％以下)
N与C同样，使无方向性电磁钢板的磁特性劣化，因此N含量越低越优选。因此，N含量设为0.0100％以下。N含量优选为0.0050％以下、更优选为0.0030％以下。
此外，N含量的下限没有特别限定，但考虑到精炼时的脱氮处理的成本，优选设为0.0010％以上。
(Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au：总计为2.50～5.00％)
Mn、Ni、Co、Pt、Pb、Cu及Au是用于产生α-γ相变所必要的元素，因此这些元素中的至少一种含有2.5％以上。并不需要含有所有这些元素，含有任意一种且其含量为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，若这些元素的含量的总计超过5.00％，则成本高，有时无方向性电磁钢板的磁通密度降低。因此，这些元素的含量的总计设为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的含量的合计值而得到。
作为能够产生α-γ相变的条件，本实施方式的无方向性电磁钢板和钢材还具有满足以下条件的化学组成。即，将Mn含量(质量％)记为[Mn]、Ni含量(质量％)记为[Ni]、Co含量(质量％)记为[Co]、Pt含量(质量％)记为[Pt]、Pb含量(质量％)记为[Pb]、Cu含量(质量％)记为[Cu]、Au含量(质量％)记为[Au]、Si含量(质量％)记为[Si]、sol.Al含量(质量％)记为[sol.Al]时，满足以下式(1)。
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])>0.00％···(1)
在不满足所述式(1)的情况下，由于不产生α-γ相变，因此无方向性电磁钢板的磁通密度降低。因此，式(1)的左边设为超过0.00％。式(1)的左边优选为0.30％以上、更选为0.50％以上。
式(1)的左边的上限没有特别限定，也可以设为2.00％以下或1.00％以下。
本实施方式的无方向性电磁钢板和钢材的化学组成的剩余部分由Fe和杂质构成。作为杂质可例示出：矿石及废料等原材料中包含的杂质，制造工序中包含的杂质，或者通过本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法所制造的、在对无方向性电磁钢板的特性不造成不良影响的范围内允许的杂质。
本实施方式的无方向性电磁钢板和钢材除含有Fe的一部分外，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的情况下的含量的下限为0％。以下对各任意元素进行详细说明。
(Sn：0.000～0.400％、Sb：0.000～0.400％、P：0.000～0.400％)
Sn和Sb通过改善冷轧和再结晶后的织构，从而提高无方向性电磁钢板的磁通密度。因此，也可以根据需要而含有这些元素。为了可靠地得到上述效果，优选将Sn和Sb中的任意一种元素的含量设为0.020％以上。另一方面，若过剩地含有Sn和Sb，则钢脆化。因此，Sn含量及Sb含量均为0.400％以下。
另外，为了确保再结晶后的钢板的硬度，也可以含有P。为了可靠地得到此效果，优选将P含量设为0.020％以上。另一方面，若过剩地含有P，则引起钢的脆化。因此，P含量设为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在钢水的铸造时与钢水中的S反应而生成硫化物及/或含氧硫化物。以下，有时将Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd统称为“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，比MnS、TiN、AlN等微小析出物的粒径(100nm左右)大得多。这些微小析出物附着于粗大析出物生成元素的析出物，难以阻碍中间退火等退火中的再结晶和晶粒的生长。为了充分得到这些作用效果，优选粗大析出物生成元素的总计为0.0005％以上。此外，为了充分得到上述作用，并非需要含有Mg、Ca、Sr、Ba、Ce、La、Nd、Pr、Zn及Cd中的所有，优选任意一种的含量为0.0005％以上。
另一方面，若粗大析出物生成元素的总计超过0.0100％，则硫化物及/或含氧硫化物的总量过剩，中间退火等退火中的再结晶和晶粒的生长被阻碍。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。
本实施方式的无方向性电磁钢板和钢材的化学组成通过一般的分析方法进行测定即可。例如，使用ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic EmissionSpectrometry：电感耦合等离子体原子发射光谱法)或发射光谱分析(OES：OpticalEmission Spectroscopy)进行测定即可。此外，C和S使用燃烧-红外吸收法，N使用惰性气体熔解-热传导率法进行测定即可。sol.Al使用将试样用酸加热分解后的滤液，通过ICP-AES进行测定即可。
接着，对本实施方式的无方向性电磁钢板的织构进行说明。关于制造方法的详细后述说明，本实施方式的无方向性电磁钢板是能够产生α-γ相变的化学组成，经过第一冷轧、中间退火、第二冷轧(表皮光轧)，以期望的条件进行最终退火或去应力退火而使组织细微化，由此具有{100}晶粒生长的组织。由此，本实施方式的无方向性电磁钢板例如{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变得特别高。在本实施方式的无方向性电磁钢板中，像这样在特定的方向上磁通密度变高，但在板面内的全周平均中得到较高的磁通密度。若{100}<011>取向的聚集强度小于5，则使磁通密度降低的{111}<112>取向的聚集强度变高，整体上磁通密度降低。
{100}<011>取向的聚集强度可以通过X射线衍射法或电子背散射衍射(electronbackscatter diffraction：EBSD)法进行测定。由于来自X射线及电子束的试样的反射角等在每个结晶方向不同，因此能够以随机方向试样为基准，通过该反射强度等来求得结晶方向强度。
接下来，对本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与轧制方向所成的角度中较小一方的角度为45°的两个方向上，磁特性最优异。另一方面，在与轧制方向所成角度为0°、90°的两个方向上磁特性最差。在此，45°为理论值，在实际的制造时存在不易使其与45°一致的情况。因此，理论上，若磁特性最优异的方向是与轧制方向所成的角度中较小一方的角度为45°的两个方向，则在实际的无方向性电磁钢板中，该45°也包含不(严格地)与45°一致的角度。这在该0°、90°时也相同。
另外，理论上，磁特性最优异的两个方向的磁特性相同，但在实际的制造时，存在不易使该两个方向的磁特性相同的情况。因此，理论上，若磁特性最优异的两个方向的磁特性相同，则该相同也包含不(严格地)相同的情况。这在磁特性最差的两个方向上也相同。
此外，上述的角度是将顺时针及逆时针中的任一方向的角度表述为具有正值的角度。在将顺时针的方向设为负方向、将逆时针的方向设为正方向的情况下，上述与轧制方向所成的角度中较小一方的角度为45°的两个方向则成为上述与轧制方向所成的角度中绝对值较小一方的角度为45°、-45°的两个方向。
上述与轧制方向所成的角度中较小一方的角度为45°的两个方向也可以表述为与轧制方向所成的角度为45°、135°的两个方向。
测定本实施方式的无方向性电磁钢板的磁通密度时，相对于轧制方向为45°的方向的磁通密度B50成为1.700T以上。另外，板面内的全周平均(全方向平均)的磁通密度B50成为1.650T以上。在本实施方式的无方向性电磁钢板中，相对于轧制方向为45°的方向的磁通密度高，但在板面内全周平均(全方向平均)中也得到较高的磁通密度。
磁通密度B50通过从无方向性电磁钢板、从相对于轧制方向为45°、0°方向等切出55mm见方的试样，使用单板磁性测定装置测定5000A/m的磁场中的磁通密度而得到。全周平均(全方向平均)中的磁通密度B50通过计算相对于轧制方向为0°、45°、90°以及135°的磁通密度的平均値而得到。
铁损W10/400根据无方向性电磁钢板的板厚而变化。无方向性电磁钢板的板厚越减少，铁损W10/40越低。
在本实施方式的无方向性电磁钢板中，在板厚为0.30～0.40mm的情况下，铁损W10/400成为20.00W/kg以下。若进行后述说明的去应力退火，则铁损W10/400进一步降低，在板厚为0.30～0.40mm的情况下成为15.20W/kg以下。
铁损W10/400通过以下方法得到：对从无方向性电磁钢板上采集的试样使用单板磁性测定装置，对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、全周平均的能量损耗(W/kg)进行测定。
接下来，对本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法进行说明。在本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法中，进行热轧、第一冷轧、中间退火、第二冷轧(表皮光轧)、以及最终退火或去应力退火中任意一方或双方。
具体来说，本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法具有：对具有上述化学组成的钢材进行热轧，在超过250℃、500℃以下的温度范围内进行卷取从而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；
在所述第一冷轧之后进行中间退火的工序；
在所述中间退火之后进行第二冷轧的工序；
在所述第二冷轧之后进行最终退火和去应力退火的任意一方或双方的工序，
所述热轧时的精轧的最终道次在Ar1温度以上的温度范围内进行，
在所述最终退火中，在低于Ac1温度的温度范围内保持两小时以下，
在所述去应力退火中，在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持1200秒以上。
在本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法中，在所述最终退火中，也可以在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持10～1200秒。
另外，在所述去应力退火中，也可以在750℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持一小时以上。
在本实施方式的无方向性电磁钢板制造方法中，也可以是，在所述进行第一冷轧的工序中，以累积压下率80～92％进行冷轧，
在所述进行第二冷轧的工序中，以累积压下率5～25％进行冷轧。
在本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法中，所述中间退火也可以在在低于Ac1温度的温度范围内进行。
在本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法中，也可以进行所述最终退火和所述去应力退火的双方。
以下对各工序进行详细说明。
首先，对具有上述化学组成的钢材进行加热，实施热轧。钢材例如为通过通常的连续铸造而制造的钢坯。热轧的粗轧和精轧在γ域(Ar1温度以上)的温度范围内进行。即，以精轧的最终温度(最终道次的输出侧温度)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，结晶组织微细化。在结晶组织微细化的状态下实施冷轧时，容易产生膨胀，能够使通常难以生长的{100}晶粒更容易生长。最终温度的上限没有特别限定，例如设为950℃以下即可。
钢材的加热温度例如可以设为1100～1250℃，以使得精轧的最终温度成为Ar1温度以上。
另外，在本实施方式中，卷取在超过250℃、550℃以下的温度范围内进行。优选为530℃以下、更优选为500℃以下、进一步优选为480℃以下。若冷却至550℃以下的温度范围，则从奥氏体向铁素体的相变完成。
卷取温度若为250℃以下，则在卷取中不进行结晶，残留有加工颗粒，因此不进行结晶组织的微细化。因此，上述卷取温度在超过250℃的温度范围内进行。优选为300℃以上、400℃以上。
其后，根据需要也可以将钢卷卷回，进行酸洗。将钢卷卷回后或进行酸洗之后，对热轧钢板进行第一冷轧。
在第一冷轧中，优选将累积压下率设为80～92％。此外，累积压下率越高，通过其后的膨胀，{100}晶粒越容易生长，但热轧钢板的卷取变得困难，操作容易变得困难。通过将第一冷轧的累积压下率设为上述范围内，能够适当地控制由其后的膨胀引起的{100}晶粒的生长。
此外，这里的累积压下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。
第一冷轧之后进行中间退火。在本实施方式中，优选在不进行从铁素体向奥氏体相变的温度范围内进行中间退火。即，优选在低于Ac1温度的温度范围内进行中间退火。通过在这样的条件下进行中间退火而产生膨胀，{100}晶粒容易生长。另外，中间退火的退火时间(在低于Ac1温度的温度范围内的保持时间)优选为5～60秒。另外，中间退火优选在600℃以上进行，另外优选在无氧化气氛下进行。
中间退火之后进行第二冷轧(表皮光轧)。若像上述这样在产生了膨胀的状态下进行冷轧，则{100}晶粒以膨胀产生的部分为起点而进一步生长。第二冷轧(表皮光轧)的累积压下率优选为5～25％。
此外，此处的累积压下率使用第二冷轧前的钢板的板厚：t0和第二冷轧后的钢板的板厚t1，以(1-t1/t0)×100(％)表示。
{100}<011>晶粒具有不易积存应变的性质，{111}<112>晶粒具有容易积存应变的性质。在进行第二冷轧后，通过进行退火，应变较少的{100}<011>晶粒以应变的差作为驱动力而蚕食{111}<112>晶粒。由此{100}晶粒进一步生长。以应变的差作为驱动力而产生的该蚕食现象被称为应变诱发晶界移动(SIBM)。
通过将第二冷轧的累积压下率设为5％以上，能够确保充足的应变量，通过其后的退火而引起应变诱发晶界移动(SIBM)，能够使{100}<011>晶粒大幅生长。
另外，通过将第二冷轧的累积压下率设为25％以下，能够抑制应变量变得过多。其结果，能够抑制从{111}<112>晶粒中产生新的晶粒的再结晶晶核生成(Nucleation)的发生。由于在该再结晶晶核生成中，所产生的晶粒的大部分为{111}<112>晶粒，因此当再结晶晶核生成发生时，有时无方向性电磁钢板的磁特性劣化。
本实施方式的无方向性电磁钢板中，在以具有期望的应力分布的方式进行控制的情况下，在将第一冷轧的累积压下率(％)记为Rm、第二冷轧(表皮光轧)的累积压下率(％)记为Rs的情况下，优选满足86<Rm+0.2×Rs<92且5<Rs<20。通过无方向性电磁钢板具有期望的应力分布，能够提高无方向性电磁钢板的磁特性。
实施第二冷轧(表皮光轧)后，进行最终退火或去应力退火的任意一方或双方。进行最终退火的情况下，其后可以进行去应力退火，也可以不进行。另外，进行去应力退火的情况下，在去应力退火之前可以进行最终退火，也可以不进行。
若进行最终退火和去应力退火的双方，则能够制造磁特性更优异的无方向性电磁钢板。
通过在期望的条件下进行最终退火，能够释放第二冷轧时产生的应变，从而提高无方向性电磁钢板的加工性及磁特性。
另外，通过在期望的条件下进行去应力退火，能够得到释放因冲裁加工而产生的应变的效果及使{100}晶粒进一步生长的效果，从而能够提高无方向性电磁钢板的磁特性。
在最终退火中，在低于Ac1温度的温度范围内保持两个小时以下。优选为一个小时以下。为了防止无方向性电磁钢板的磁特性降低，最终退火设为铁素体不向奥氏体相变的温度。因此，最终退火在低于Ac1温度的温度范围内进行。通过在这样的条件下进行最终退火，{100}晶粒蚕食{111}晶粒，能够提高无方向性电磁钢板的磁特性。
在最终退火中，优选在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持10～1200秒。通过将保持时间设为10秒以上，能够充分释放第二冷轧(表皮光轧)中产生的应变，能够抑制冲裁为复杂的形状时的翘曲，即能够提高无方向性电磁钢板的加工性。
通过将保持时间设为1200秒以下，能够抑制晶粒过于粗大。其结果，能够抑制冲裁时塌边变大、冲裁精度降低，即能够提高无方向性电磁钢板的加工性。
另外，通过将进行保持的温度设为600℃以上，能够充分释放第二冷轧(表皮光轧)中产生的应变，能够抑制冲裁为复杂的形状时的翘曲，即能够提高无方向性电磁钢板的加工性。
最终退火后或(省略最终退火的情况下)第二冷轧后，根据需要进行冲裁加工。由此，将无方向性电磁钢板加工为所期望的形状。
第二冷轧后或精轧后，进行去应力退火。
在去应力退火中，在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持1200秒以上。通过保持1200秒以上，能够得到充分释放冲裁时产生的应变的效果及{100}晶粒进一步生长的效果。其结果，能够提高无方向性电磁钢板的磁特性。
若在Ac1温度以上的温度范围内保持，则铁素体的一部分或全部会相变为奥氏体，该奥氏体在保持后的冷却时相变为铁素体。其结果，{100}<011>取向显著减少，由此无方向性电磁钢板的磁特性劣化。因此，去应力退火的保持温度设为小于Ac1温度。
另外，即使在低于600℃的温度范围内保持，也不能得到上述释放应变的效果以及{100}晶粒的生长效果。因此，去应力退火的保持温度设为600℃以上。
在去应力退火中，优选在750℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持一小时以上。通过在750℃以上的温度范围内进行一小时以上的保持，能够更可靠地得到上述应变释放的效果以及{100}晶粒生长的效果。
保持时间的上限没有特别限定，例如设为四小时以下、三小时以下即可。
通过以上的方法，能够制造本实施方式的无方向性电磁钢板。
此外，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。另外，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。
本实施方式的无方向性电磁钢板例如适合被用于旋转电机的铁芯。在这种情况下，从本实施方式的无方向性电磁钢板切出数个平板状薄板，通过适当层叠这些平板状薄板，来制作用于旋转电机的铁芯。该铁芯因使用了具有优异的磁特性的无方向性电磁钢板，因此铁损低。其结果，能够得到具有优异的扭矩的旋转电机。
实施例
接着，关于本发明的实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法，示出实施例并进行具体说明。以下所示的实施例只是本发明实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法的一例，本发明的无方向性电磁钢板的制造方法并不限定于下述示例。
(第1实施例)
通过铸造钢水，制作以下表1所示的化学組成的钢坯。表中的式左边表示上述式(1)左边的值。其后，通过将制作的钢坯加热至1150℃，并以表2中所示的条件进行热轧，从而得到板厚为2.5mm的热轧钢板。
精轧的最终温度为800℃，是比所有钢板的Ar1温度高的温度。
接着，对得到的热轧钢板进行酸洗，由此除去氧化层。随后，以累积压下率85％进行第一冷轧，直至板厚成为0.385mm，从而得到钢板(冷轧钢板)。对得到的钢板进行加热，在无氧化气氛中，进行在作为比所有钢板的Ac1温度低的温度的700℃下保持5～60秒的中间退火。接下来，以9％的累积压下率进行第二冷轧(表皮光轧)，直至板厚成为0.35mm。
此外，表1所示的所有示例的Ac1温度为约850℃。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求得。
进行第二冷轧(表皮光轧)后，进行最终退火。此时的到达温度(保持温度)及保持时间示于表2。
为了评价无方向性电磁钢板的加工性，在最终退火后，进行评价冲裁精度的试验。试验中使用3mm×50mm的冲裁模具，对冲裁出的材料的形状进行测定。冲裁以长边方向与钢板的轧制方向平行的方式进行。在形状测定中，测定冲裁出的材料的长边和短边，并且用手指按压长边方向的一方的端部，测定另一端的翘曲量。
进行最终退火之后，进行在800℃下保持两小时的去应力退火。进行去应力退火之后，使用单板磁性测定装置来测定磁通密度B50。在相对于钢板轧制方向为0°和45°两种方向上采集55mm见方的试样，测定磁通密度B50。将相对于轧制方向为45°方向的磁通密度记为45°方向的磁通密度B50。通过计算相对于轧制方向为0°、45°、90°和135°的磁通密度的平均值，求得磁通密度B50的全周平均。
另外，对于从无方向性电磁钢板采集的试样，以使其最大磁通密度成为1.0T的方式施加400Hz的交流磁场，测定此时产生的全周平均的能量损耗(W/kg)，由此得到铁损W10/400。
【表1】
Figure BDA0003530297260000161
【表2】
Figure BDA0003530297260000171
表2中的下划线表示偏离本发明的范围的条件。作为本发明例的No.101～No.110、No.112～No.114、No.120～No.126、No.128、No.129和No.132的加工性优异(冲裁后的尺寸精度良好、基本没有翘曲量)，且在45°方向及全周平均上具有优异的磁特性(较高的磁通密度B50及较低的铁损W10/400)。另外，作为本发明例的No.115～117具有优异的磁特性，但加工性与其他本发明例相比稍差。
另一方面，作为比较例的No.111由于最终退火时的保持温度高于Ac1温度，因此尺寸精度劣化，磁通密度也劣化。另外，作为比较例的No.118、No.119、No.127和No.130由于卷取温度不合适，因此磁通密度降低且/或铁损变高。
(第2实施例)
通过铸造钢水，制作以下表3所示的化学组成的钢坯。表中的式左边表示上述式(1)左边的值。其后，将制作的钢坯加热至1150℃，通过在表4中所示的条件下进行热轧，从而得到板厚为2.5mm的热轧钢板。
精轧后水冷至500℃，其后对热轧钢板进行卷取。
精轧的最终温度为800℃，是比所有钢板的Ar1温度高的温度。
接着，对得到的热轧钢板进行酸洗，由此除去氧化层。其后，以85％的累积压下率进行第一冷轧，直至板厚成为0.385mm，由此得到钢板(冷轧钢板)。对得到的钢板进行加热，在无氧化气氛中，进行在作为比所有钢板的Ac1温度低的温度的700℃下保持5～60秒的中间退火。接下来，以9％的累积压下率进行第二冷轧(表皮光轧)，直至板厚成为0.35mm。
进行第2冷轧(表皮光轧)之后，进行在作为比所有钢板的Ac1温度低的700℃下保持30秒的最终退火。其后，通过与第1实施例相同的方法进行加工性评价、磁通密度B50和铁损W10/400的测定。此外，Ar1温度和Ac1温度通过与第1实施例相同的方法进行测定。
【表3】
Figure BDA0003530297260000191
【表4】
Figure BDA0003530297260000201
No.201～No.216全部是本发明例，均加工性优异(冲裁后的尺寸精度良好、翘曲量小)，且具有优异的磁特性(较高的磁通密度B50和较低的铁损W10/400)。特别是No.202～No.204的磁通密度B50高于No.201、No.205～No.214。No.205～No.214的铁损W10/400低于No.201～No.204。No.215、216与No.202相比，铁损W10/400低，但磁通密度B50低。
(第3实施例)
通过铸造钢水，制作以下表5所示的化学组成的钢坯。表中的式左边表示上述式(1)左边的值。其后，将制作的钢坯加热至1150℃，通过在表6中所示条件下进行热轧，从而得到板厚为2.5mm的热轧钢板。
精轧的最终温度为800℃，是比所有钢板的Ar1温度高的温度。
接着，对得到的热轧钢板进行酸洗，由此除去氧化层。其后，以85％的累积压下率进行第一冷轧，直至板厚成为0.385mm，从而得到钢板(冷轧钢板)。对得到的钢板进行加热，在无氧化气氛中，进行在作为比所有钢板的Ac1温度低的温度的700℃下保持5～60秒的中间退火。接下来，以9％的累积压下率进行第二冷轧(表皮光轧)，直至板厚成为0.35mm。
此外，表5所示的所有示例的Ac1温度为约850℃。
进行第2冷轧(表皮光轧)之后，进行最终退火。此时的到达温度(保持温度)和保持时间示于表6。其后，通过与第1实施例相同的方法进行加工性评价、磁通密度B50和铁损W10/400的测定。此外，Ar1温度和Ac1温度通过与第1实施例相同的方法进行测定。
此外，在本实施例中未进行去应力退火。
【表5】
Figure BDA0003530297260000211
【表6】
Figure BDA0003530297260000221
表6中的下划线表示偏离本发明的范围的条件。作为本发明例的No.301～No.310、No.312～No.314、No.320和No.321的加工性优异(冲裁后的尺寸精度良好、基本没有翘曲量)，且在45°方向及全周平均上具有优异的磁特性(较高的磁通密度B50及较低的铁损W10/400)。另外，作为本发明例的No.315～317的磁特性良好，但加工性与其他本发明例相比稍差。
另一方面，作为比较例的No.311由于最终退火时的保持温度高于Ac1温度，因此尺寸精度劣化，磁通密度也劣化。另外，作为比较例的No.318和No.319由于卷取温度不合适，因此磁通密度降低，铁损变高。
(第4实施例)
通过铸造钢水，制作以下表7所示的化学组成的钢坯。表中的式左边表示上述式(1)左边的值。其后，将制作的钢坯加热至1150℃，通过在表8中所示的条件下进行热轧，从而得到板厚为2.5mm的热轧钢板。
精轧的最终温度为800℃，是比所有钢板的Ar1温度高的温度。
接着，对得到的热轧钢板进行酸洗，由此除去氧化层。其后，以85％的累积压下率进行第一冷轧，直至板厚成为0.385mm，从而得到钢板(冷轧钢板)。对得到的钢板进行加热，在无氧化气氛中，进行在作为比所有钢板的Ac1温度低的温度的700℃下保持5～60秒的中间退火。接下来，以9％的累积压下率进行第二冷轧(表皮光轧)，直至板厚成为0.35mm。
此外，表7所示的所有示例的Ac1温度为约850℃。
在进行第2冷轧(表皮光轧)之后，通过与第1实施例相同的方法进行加工性评价。
此外，在本实施例中未进行最终退火。
加工性评价的试验后，进行在800℃下保持两小时的去应力退火。进行去应力退火之后，通过与第1实施例相同的方法进行了磁通密度B50和铁损W10/400的测定。此外，Ar1温度和Ac1温度通过与第1实施例相同的方法进行测定。
【表7】
Figure BDA0003530297260000241
【表8】
Figure BDA0003530297260000242
表8中的下划线表示偏离本发明的范围的条件。作为本发明例的No.401～No.408、No.411和No.412的冲裁后尺寸精度良好，但稍微产生翘曲量。另外，在45°方向及全周平均上具有优异的磁特性(较高的磁通密度B50和较低的铁损W10/400)。
另一方面，作为比较例的No.409和No.410由于卷取温度不合适，因此磁通密度降低，铁损变高。

Claims (7)

1.一种无方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，并在超过250℃、550℃以下的温度范围内进行卷取，由此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；
在所述第一冷轧之后进行中间退火的工序；
在所述中间退火之后进行第二冷轧的工序；以及
在所述第二冷轧之后进行最终退火或去应力退火的任意一方或双方的工序；
所述热轧时的精轧的最终道次在Ar1温度以上的温度范围内进行；
在所述最终退火中，在低于Ac1温度的温度范围内保持2小时以下；
在所述去应力退火中，在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持1200秒以上，
所述钢材以质量％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％，
在以质量％计将Mn含量记为[Mn]、Ni含量记为[Ni]、Co含量记为[Co]、Pt含量记为[Pt]、Pb含量记为[Pb]、Cu含量记为[Cu]、Au含量记为[Au]、Si含量记为[Si]、sol.Al含量记为[sol.Al]时,满足以下式(1)，
剩余部分由Fe和杂质构成，
([Mn]+[Ni]+[Co]+[Pt]+[Pb]+[Cu]+[Au])-([Si]+[sol.Al])>0.00％…(1)。
2.如权利要求1所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
所述钢材含有从以质量％计的如下成分所构成的组中选择的一种以上：
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％。
3.如权利要求1或2所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
在所述最终退火中，在600℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持10～1200秒。
4.如权利要求1至3的任意一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
在所述去应力退火中，在750℃以上、低于Ac1温度的温度范围内保持一小时以上。
5.如权利要求1至4的任意一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
在进行所述第一冷轧的工序中，以累积压下率80～92％进行冷轧；
在进行所述第二冷轧的工序中，以累积压下率5～25％进行冷轧。
6.如权利要求1至5的任意一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
所述中间退火在低于Ac1温度的温度范围内进行。
7.如权利要求1至6的任意一项所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，
进行所述最终退火和所述去应力退火的双方。
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