JP2017179485A - Nonoriented electromagnetic steel sheet, motor core and manufacturing method of nonoriented electromagnetic steel sheet - Google Patents

Nonoriented electromagnetic steel sheet, motor core and manufacturing method of nonoriented electromagnetic steel sheet Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonoriented electromagnetic steel sheet with suppressing reduction of magnetic properties, a motor core using the same and a manufacturing method of the nonoriented electromagnetic steel sheet.SOLUTION: There is provided a nonoriented electromagnetic steel sheet containing, by mass%, 0.5%≤Si≤4.0%, 0.2%≤Al≤2.0%, 0.1%≤Mn≤3.0%, 0.010%≤Sn≤0.150%, C≤0.005%, S≤0.010%, N≤0.005% and the balance Fe with impurities and has difference between σand σ, (σ-σ) of 40 MPa≤(σ-σ)≤200 MPa, where σis tensile strength at elongation of the steel of 0.1% and σis tensile strength at elongation of the steel sheet of 0.2%.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、無方向性電磁鋼板、モータコア、及び無方向性電磁鋼板の製造方法に関する。   The present invention relates to a non-oriented electrical steel sheet, a motor core, and a method for producing a non-oriented electrical steel sheet.

近年、地球環境問題に対する取り組みへの高まりから、例えば、自動車(ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車など)や家電製品(エアコン、冷蔵庫など)の分野では、消費エネルギーの少ない製品の普及が進んでいる。これらの製品には、高速回転する高効率モータが使用されており、高効率モータのモータコア(以下、モータコアを単に「コア」と称する場合がある)の材料として無方向性電磁鋼板が使用されている。   In recent years, due to the increase in efforts for global environmental problems, for example, in the fields of automobiles (hybrid cars, electric cars, fuel cell cars, etc.) and household appliances (air conditioners, refrigerators, etc.), products with low energy consumption have spread. Yes. These products use high-efficiency motors that rotate at high speed, and non-oriented electrical steel sheets are used as the material for motor cores of high-efficiency motors (hereinafter, the motor core may be simply referred to as “core”). Yes.

高効率モータのコアに用いられる無方向性電磁鋼板は、高速回転に耐え得る強度、及びリラクタンストルクを有効活用するために、高い飽和磁束密度が要求される。高い飽和磁束密度を得るためには、低合金系の無方向性電磁鋼板を採用することが好適である。しかしながら、低合金系の無方向性電磁鋼板は、鉄損が大きく、鋼板の強度も低い。そのため、低合金系の無方向性電磁鋼板は、高速回転する高効率モータのコアに用いることは不向きとされている。   Non-oriented electrical steel sheets used for the cores of high-efficiency motors are required to have a high saturation magnetic flux density in order to effectively utilize the strength that can withstand high-speed rotation and the reluctance torque. In order to obtain a high saturation magnetic flux density, it is preferable to employ a low alloy non-oriented electrical steel sheet. However, low alloy non-oriented electrical steel sheets have large iron loss and low steel sheet strength. For this reason, low alloy non-oriented electrical steel sheets are not suitable for use in the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed.

したがって、高効率モータのコアに用いるための無方向性電磁鋼板としては、高合金化された鋼板が求められている。例えば、Si、Al、Mnなどの成分を添加して高合金化された無方向性電磁鋼板は、強度が向上する点で有効である。   Therefore, a highly alloyed steel sheet is required as a non-oriented electrical steel sheet for use in the core of a high efficiency motor. For example, a non-oriented electrical steel sheet that has been made into a high alloy by adding components such as Si, Al, and Mn is effective in that the strength is improved.

一方、単純に強度を高めた無方向性電磁鋼板とするのみでは、高効率モータのコアに適用したとき、特に、モータ駆動時のトルクの低下が顕著となる。これは、高合金化したことによるBs(飽和磁化)の低下が大きな要因となっていると考えられる。
そのため、強度の上昇と、Bs(飽和磁化)の低下とのバランスを図る点から、高合金化された無方向性電磁鋼板としては、Pが添加された鋼板が知られている。
On the other hand, when simply applied to a non-oriented electrical steel sheet with increased strength, when applied to the core of a high-efficiency motor, the reduction in torque particularly during motor driving becomes significant. This is considered to be caused by a decrease in Bs (saturation magnetization) due to high alloying.
Therefore, a steel sheet to which P is added is known as a highly alloyed non-oriented electrical steel sheet from the viewpoint of balancing the increase in strength and the decrease in Bs (saturation magnetization).

例えば、特許文献1には、Pの含有量が質量%で、0.100%以上0.30%以下であり、磁束密度がB50で1.70T以上、降伏強度が300MPa以上である無方向性電磁鋼板が開示されている。 For example, Patent Document 1, in mass% content of P, not more than 0.30% or more 0.100%, the magnetic flux density is 1.70T or more B 50, no direction yield strength is at least 300MPa An electrical steel sheet is disclosed.

また、特許文献2には、Pの含有量が質量%で、0.25%以下であり、再結晶部分の面積比率が90%未満、圧延方向から45°方向の引張り強さが600MPa以上、圧延方向から45°方向の磁束密度がB50で1.68T以上である無方向性電磁鋼板が開示されている。 Further, in Patent Document 2, the content of P is% by mass, 0.25% or less, the area ratio of the recrystallized portion is less than 90%, and the tensile strength in the 45 ° direction from the rolling direction is 600 MPa or more, non-oriented electrical steel sheet flux density of 45 ° direction from the rolling direction is not less than 1.68T in B 50 is disclosed.

特許第3870725号公報Japanese Patent No. 3870725 特開2009−299102号公報JP 2009-299102 A

ところで、Pを含有している無方向性電磁鋼板は、単純に降伏点および引張強さを向上させても、高効率モータのコアに適用された場合、磁気特性が低下し易い。   By the way, even if the non-oriented electrical steel sheet containing P simply improves the yield point and the tensile strength, when applied to the core of a high-efficiency motor, the magnetic characteristics are likely to deteriorate.

例えば、上記の特許文献1及び特許文献2に開示された無方向性電磁鋼板は、良好な強度特性と磁気特性とを兼ね備えており、高効率モータへの適用が好適であるとされている。
しかしながら、高効率モータは、さらなる高速回転化の検討が進められている。そのため、Pが添加された従来の無方向性電磁鋼板は、従来の高効率モータよりも、さらに高速回転で回転する高効率モータのコアの材料として適用された場合、磁気特性が低下する傾向が見られることが分かった。
For example, the non-oriented electrical steel sheets disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 described above have good strength characteristics and magnetic characteristics, and are suitable for application to high-efficiency motors.
However, studies on higher speed rotation of high-efficiency motors are underway. Therefore, the conventional non-oriented electrical steel sheet to which P is added has a tendency to decrease the magnetic characteristics when applied as a core material of a high-efficiency motor that rotates at a higher speed than a conventional high-efficiency motor. I can see that.

このように、従来のPが添加された無方向性電磁鋼板は、従来の高効率モータよりも、さらに高速回転化された高効率モータのコアに適用される場合、十分な磁気特性が得られ難いため、さらなる磁気特性の向上が求められていた。   Thus, the conventional non-oriented electrical steel sheet to which P is added provides sufficient magnetic properties when applied to the core of a high-efficiency motor rotated at a higher speed than the conventional high-efficiency motor. Due to the difficulty, further improvement in magnetic properties has been demanded.

したがって、本発明の課題は、高速回転する高効率モータのコアとして使用された場合であっても、磁気特性の低下が抑制された無方向性電磁鋼板を提供するものである。また、この無方向性電磁鋼板を用いたモータコアを提供するものである。さらに、この無方向性電磁鋼板の製造方法を提供するものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a non-oriented electrical steel sheet in which deterioration of magnetic properties is suppressed even when used as a core of a high-efficiency motor that rotates at high speed. Moreover, the motor core using this non-oriented electrical steel sheet is provided. Furthermore, the manufacturing method of this non-oriented electrical steel sheet is provided.

本発明者らは、上記事情に鑑み、無方向性電磁鋼板について、高速回転する高効率モータのコアに適用する場合に求められる磁気特性に着目して検討を進めた。
ところで、高速回転する高効率モータのコアとして、無方向性電磁鋼板を適用すると、無方向性電磁鋼板には、遠心力による応力が加えられるために変形が生じる。その一方で、モータの回転が止まると、無方向性電磁鋼板の変形は戻る。これまで、無方向性電磁鋼板の磁気特性に及ぼす応力の影響ついて、磁歪との関連で検討された報告は見られる。しかしながら、弾性域から塑性域へ遷移する過程での微小な変形挙動(転位形成挙動)を制御することで高速回転モータの効率向上を図るという観点では、一般的には認識されていなかった。そこで、本発明者らは、この過程における無方向性電磁鋼板の変形を制御することで高速回転モータの効率を好ましく制御できると考え、検討を進めた。本発明者らの検討によれば、弾性域から塑性域へ遷移する過程における無方向性電磁鋼板の変形挙動が磁気特性に影響を及ぼすことが分かってきた。そこで、本発明者らは、上記過程での磁気特性の影響についてさらに検討を進めた。
In view of the above circumstances, the inventors of the present invention have studied the non-oriented electrical steel sheet by paying attention to magnetic characteristics required when applied to the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed.
By the way, when a non-oriented electrical steel sheet is applied as a core of a high-efficiency motor that rotates at high speed, the non-oriented electrical steel sheet is deformed because stress due to centrifugal force is applied. On the other hand, when the rotation of the motor stops, the deformation of the non-oriented electrical steel sheet returns. So far, there have been reports on the influence of stress on the magnetic properties of non-oriented electrical steel sheets, in relation to magnetostriction. However, it has not been generally recognized from the viewpoint of improving the efficiency of a high-speed rotating motor by controlling minute deformation behavior (dislocation formation behavior) in the process of transition from an elastic region to a plastic region. Therefore, the present inventors considered that the efficiency of the high-speed rotating motor can be preferably controlled by controlling the deformation of the non-oriented electrical steel sheet in this process, and proceeded with the study. According to the study by the present inventors, it has been found that the deformation behavior of the non-oriented electrical steel sheet in the process of transition from the elastic region to the plastic region affects the magnetic properties. Therefore, the present inventors have further studied the influence of the magnetic characteristics in the above process.

その結果、本発明者らは、Snが添加されている無方向性電磁鋼板において、高い磁気特性が得られることを見出した。具体的には、Snを質量%で、0.010%〜0.150%の範囲で含有する無方向性電磁鋼板において、伸び0.1%における引張強さをσ、及び伸び0.2%における引張強さをσとしたとき、σとσとの差(σ−σ)が、40MPa〜200MPa(40MPa≦(σ−σ)≦200MPa)の範囲にあることで、高い磁気特性が確保され、高速回転する高効率モータのコアの材料に適用した場合でも、磁気特性の低下を抑制できるとの知見を得た。さらに、磁気特性の低下をより抑制するために検討を進めたところ、(σ−σ)≧600×Sn+35の関係を満足することで、高速回転する高効率モータのコアに使用された場合の鉄損をより低減できるとの知見を得た。 As a result, the present inventors have found that high magnetic properties can be obtained in the non-oriented electrical steel sheet to which Sn is added. Specifically, in a non-oriented electrical steel sheet containing Sn in a mass percentage of 0.010% to 0.150%, the tensile strength at an elongation of 0.1% is σ A , and the elongation is 0.2. when the tensile strength was sigma B in%, the difference between the sigma a and σ B Ba) may be in the range of 40MPa~200MPa (40MPa ≦ (σ B -σ a) ≦ 200MPa) Thus, the inventors have obtained knowledge that high magnetic characteristics can be secured and deterioration of magnetic characteristics can be suppressed even when applied to a core material of a high-efficiency motor that rotates at high speed. Furthermore, when studies were made to further suppress the deterioration of magnetic characteristics, the relationship of (σ B −σ A ) ≧ 600 × Sn c +35 was satisfied, so that it was used for the core of a high efficiency motor that rotates at high speed. The knowledge that the iron loss at the time of a case can be reduced more was acquired.

また、本発明者らは、特にSnを質量%で、0.010%〜0.150%の範囲で含有する無方向性電磁鋼板を製造するにあたり、製造工程の検討を進めた。その結果、仕上げ焼鈍工程の冷却過程において、鋼板の温度が、80℃から40℃までの間の冷却速度を5℃/秒以上とした条件で製造されることにより、伸び0.1%における引張強さをσ、及び伸び0.2%における引張強さをσとしたとき、σとσとの差(σ−σ)が、40MPa〜200MPaの範囲となる無方向性電磁鋼板が得られた。さらに、磁気特性の低下をより抑制するために、製造工程の検討をさらに行ったところ、上記の80℃から40℃までの間の冷却速度の条件に加えて、仕上げ焼鈍工程の冷却過程において、800℃から500℃になるまでの間の張力を4MPa以下とすることで、(σ−σ)が上記範囲であって、(σ−σ)≧600×Sn+35の関係を満足する無方向性電磁鋼板が得られた。そして、この製造方法によって無方向性電磁鋼板を得ることにより、得られた無方向性電磁鋼板は、高い磁気特性が確保されており、高速回転する高効率モータのコアの材料に適用した場合でも、磁気特性の低下を抑制できるとの知見を得た。 In addition, the inventors of the present invention have advanced the study of the production process in producing a non-oriented electrical steel sheet containing Sn in a mass percentage of 0.010% to 0.150%. As a result, in the cooling process of the finish annealing process, the steel sheet is manufactured under the condition that the cooling rate between 80 ° C. and 40 ° C. is 5 ° C./second or more, and the tensile strength is 0.1%. strength sigma a, and when the tensile strength at elongation of 0.2% was sigma B, the difference between the sigma a and σ B Ba) is non-directional as the range of 40MPa~200MPa An electrical steel sheet was obtained. Furthermore, in order to further suppress the deterioration of the magnetic properties, the manufacturing process was further examined. In addition to the above cooling rate conditions between 80 ° C. and 40 ° C., in the cooling process of the finish annealing step, By setting the tension between 800 ° C. and 500 ° C. to 4 MPa or less, (σ B −σ A ) is in the above range, and (σ B −σ A ) ≧ 600 × Sn c +35 A satisfactory non-oriented electrical steel sheet was obtained. And by obtaining a non-oriented electrical steel sheet by this manufacturing method, the obtained non-oriented electrical steel sheet has high magnetic properties, even when applied to the core material of a high-efficiency motor that rotates at high speed. And the knowledge that the fall of a magnetic characteristic can be suppressed was acquired.

すなわち、本発明は、これらの知見を元になされたものである。つまり、本発明の要旨は次の通りである。   That is, the present invention has been made based on these findings. That is, the gist of the present invention is as follows.

<1> 質量%で、
0.5%≦Si≦4.0%、
0.2%≦Al≦2.0%、
0.1%≦Mn≦3.0%、
0.010%≦Sn≦0.150%、
C≦0.005%、
S≦0.010%、
N≦0.005%、
並びに、残部としてFeおよび不純物元素を含有し、
鋼板の伸び0.1%における引張強さをσA、および鋼板の伸び0.2%における引張強さをσとしたとき、前記σと前記σとの差(σ−σ)が、40MPa≦(σ−σ)≦200MPaである無方向性電磁鋼板。
<1> By mass%
0.5% ≦ Si ≦ 4.0%,
0.2% ≦ Al ≦ 2.0%,
0.1% ≦ Mn ≦ 3.0%,
0.010% ≦ Sn ≦ 0.150%,
C ≦ 0.005%,
S ≦ 0.010%,
N ≦ 0.005%,
And the balance contains Fe and impurity elements,
The difference between σ A and σ BB −σ A) where σ A is the tensile strength at 0.1% elongation of the steel sheet and σ B is the tensile strength at 0.2% elongation of the steel sheet. ) Is a non-oriented electrical steel sheet in which 40 MPa ≦ (σ B −σ A ) ≦ 200 MPa.

<2> 前記Snの含有量をSn(質量%)をとしたとき、前記σと前記σとの差、及び前記Snの関係が、(σ−σ)≧600×Sn+35を満足する<1>に記載の無方向性電磁鋼板。 <2> When the Sn content is Sn c (mass%), the difference between the σ A and the σ B and the relationship of the Sn c are (σ B −σ A ) ≧ 600 × Sn The non-oriented electrical steel sheet according to <1>, which satisfies c +35.

<3> <1>又は<2>に記載の無方向性電磁鋼板を使用したモータコアであって、回転数10000rpm以上で回転するモータに使用されるモータコア。 <3> A motor core that uses the non-oriented electrical steel sheet according to <1> or <2>, and is used for a motor that rotates at a rotational speed of 10,000 rpm or more.

<4> <1>に記載の化学組成を有するスラブを加熱した後、熱間圧延する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延後の鋼板を焼鈍する熱延板焼鈍工程と、
前記焼鈍後の鋼板を冷間圧延する冷間圧延工程と、
前記冷間圧延後の鋼板を仕上げ焼鈍する仕上げ焼鈍工程であって、仕上げ焼鈍工程における鋼板の温度が80℃から40℃になるまでの間、5℃/秒以上の冷却速度で冷却する仕上げ焼鈍工程と、
を有する<1>または<2>に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
<4> After heating the slab having the chemical composition according to <1>, a hot rolling step of hot rolling,
A hot-rolled sheet annealing step for annealing the steel sheet after the hot rolling;
A cold rolling step of cold rolling the steel plate after the annealing;
Finish annealing in which the steel sheet after cold rolling is finish-annealed and is cooled at a cooling rate of 5 ° C./second or more until the temperature of the steel plate in the finish annealing step is changed from 80 ° C. to 40 ° C. Process,
The method for producing a non-oriented electrical steel sheet according to <1> or <2>.

<5> 前記仕上げ焼鈍工程における鋼板の温度が850℃から500℃になるまでの間、4MPa以下の張力で冷却する<4>に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 <5> The method for producing a non-oriented electrical steel sheet according to <4>, wherein the steel sheet is cooled with a tension of 4 MPa or less until the temperature of the steel sheet in the finish annealing step is 850 ° C. to 500 ° C.

本発明によれば、高速回転する高効率モータのコアとして使用された場合であっても、磁気特性の低下が抑制された無方向性電磁鋼板が提供できる。また、この無方向性電磁鋼板を用いたモータコアが提供できる。さらに、この無方向性電磁鋼板の製造方法が提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when it is a case where it is a case where it is a case where it is a case where it is used as a core of the highly efficient motor rotated at high speed, the non-oriented electrical steel plate with which the fall of the magnetic characteristic was suppressed can be provided. Moreover, the motor core using this non-oriented electrical steel sheet can be provided. Furthermore, the manufacturing method of this non-oriented electrical steel sheet can be provided.

無方向性電磁鋼板の応力−歪曲線を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the stress-strain curve of a non-oriented electrical steel sheet. 本発明のモータコアの構造の一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of the structure of the motor core of this invention. 本発明のモータコアの構造の他の例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the other example of the structure of the motor core of this invention.

以下、本発明について詳細に説明する。
なお、本明細書中において、「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
In addition, in this specification, the numerical range represented using "to" means the range which includes the numerical value described before and behind "to" as a lower limit and an upper limit.

<無方向性電磁鋼板>
本発明者らは、研究の結果、無方向性電磁鋼板が上記構成を有することで、高速回転する高効率モータのコアとして使用された場合であっても、磁気特性の低下が抑制されることを見出した。そして、本発明の無方向性電磁鋼板を高速回転する高効率モータのコアとして適用すると、モータ効率が向上することを見出した。その理由は定かではないが、例えば、次のように推測している。
<Non-oriented electrical steel sheet>
As a result of research, the present inventors have found that the non-oriented electrical steel sheet has the above configuration, and even when it is used as the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed, the decrease in magnetic properties is suppressed. I found. And when the non-oriented electrical steel sheet of this invention was applied as a core of the high efficiency motor which rotates at high speed, it discovered that motor efficiency improved. The reason is not clear, but for example, it is estimated as follows.

一般的に、金属材料の変形は弾性域と塑性域とに区別されるが、現実的な材料では、これらの各領域の境界は明確とは言えない。
例えば、図1は、無方向性電磁鋼板の応力−歪曲線(stress−strain curve)を示す模式図である。図1に示すように、電磁鋼板に荷重を負荷したときに変形する初期の領域(本明細書中では「比例域」と称する。)では、応力と歪との関係は、ほぼ完全に弾性率(ヤング率)に比例する。この比例域は、基本的には結晶格子の変形の範囲内の現象として理解される。
しかし、一般的には降伏応力以下と考えられている応力範囲(弾性域)でも、無方向性電磁鋼板に荷重をかけたときの変形が一定値を超えると、応力と歪との関係は、弾性率との厳密な比例関係から外れて変形が進行する領域(本明細書中では「初期硬化域」と称する。)となる。この初期硬化域では、何らかの新たな格子欠陥が発生していると考えられる。これは一般的には転位と考えることが自然であり、本明細書では新たな転位が発生するものとして説明する。初期硬化域では、荷重による変形により転位は発生するものの、荷重を除けば、転位のほとんどは、転位の発生とは逆方向に移動して、転位が消滅する。
In general, deformation of a metal material is classified into an elastic region and a plastic region. However, in a practical material, the boundary between these regions is not clear.
For example, FIG. 1 is a schematic diagram showing a stress-strain curve of a non-oriented electrical steel sheet. As shown in FIG. 1, in the initial region that is deformed when a load is applied to the electrical steel sheet (referred to as “proportional region” in this specification), the relationship between stress and strain is almost completely elastic. It is proportional to (Young's modulus). This proportional range is basically understood as a phenomenon within the range of deformation of the crystal lattice.
However, even in the stress range (elastic range) that is generally considered to be below the yield stress, if the deformation when a load is applied to the non-oriented electrical steel sheet exceeds a certain value, the relationship between stress and strain is This is a region where the deformation proceeds outside the strict proportional relationship with the elastic modulus (referred to herein as the “initial curing region”). In this initial hardening region, it is considered that some new lattice defects are generated. In general, it is natural to consider this as a dislocation, and in this specification, it is assumed that a new dislocation occurs. In the initial hardening region, dislocations are generated due to deformation due to the load. However, except for the load, most of the dislocations move in the direction opposite to the occurrence of the dislocations, and the dislocations disappear.

ところで、高速回転下にあるモータのコアは、モータが回転する遠心力のため、コアに適用した無方向性電磁鋼板の一部が少なからず変形してしまう。その際に、「比例域」が長く継続する材料ほど、コアに適用した無方向性電磁鋼板自体の変形を抑制し得る。これは逆の見方をすると、遠心力による荷重が一定であれば変形量が小さく、形成される転位の密度が低下することとなる。転位密度の低下は磁壁移動の障害が減ることになるため透磁率の低下を回避でき、結果として、高速回転に伴う磁気特性の低下が抑制される。   By the way, since the core of the motor under high-speed rotation is a centrifugal force that rotates the motor, a part of the non-oriented electrical steel sheet applied to the core is not a little deformed. At that time, a material having a longer “proportional range” can suppress deformation of the non-oriented electrical steel sheet itself applied to the core. In other words, if the load due to centrifugal force is constant, the amount of deformation is small, and the density of dislocations formed is reduced. Lowering the dislocation density reduces the obstacles to the domain wall movement, so that the lowering of the magnetic permeability can be avoided, and as a result, the lowering of the magnetic properties accompanying the high speed rotation is suppressed.

本発明者らは、この現象を添加元素の種類、量、及び製造方法などを変化させて広範に調査した。その結果、固溶強化元素として活用されるAlやSiではその含有量を高めても、弾性域での硬化挙動はそれほど大きくは変化しないが、Snを特定の範囲で含有する無方向性電磁鋼板については、弾性域での硬化挙動が大きく変化することを明確に確認できた。   The present inventors have extensively investigated this phenomenon by changing the kind, amount, and manufacturing method of the additive element. As a result, the non-oriented electrical steel sheet containing Sn in a specific range, although the hardening behavior in the elastic region does not change so much even if the content of Al or Si used as a solid solution strengthening element is increased. For, it was clearly confirmed that the curing behavior in the elastic region changed greatly.

上記の現象は、特に比例域の継続限界に関連して発生するものである。そして比例域の継続も含めた弾性域での硬化挙動は、鋼板の弾性域での歪量が異なる2点での引張強さの差により表すことができる。つまり、弾性域での硬化挙動は、比例域の継続限界近傍、すなわち初期硬化が起きていないか、または初期硬化が小さい歪量での引張強さσと、初期硬化が発生している大きい歪み量での引張強さσの差により表される。 The above phenomenon occurs particularly in connection with the continuation limit of the proportional range. The hardening behavior in the elastic range including the continuation of the proportional range can be expressed by the difference in tensile strength at two points where the amount of strain in the elastic range of the steel sheet is different. In other words, the hardening behavior in the elastic region is close to the continuation limit in the proportional region, that is, the initial hardening has not occurred, or the initial hardening has a small tensile amount σ A and a large initial hardening has occurred. It is represented by the difference in tensile strength σ B with the amount of strain.

引張強さσは、比例域内、又は初期硬化域内のいずれで測定した値であっても構わない。弾性域内での硬化挙動の差異を明確にするため、引張強さσは、比例域内であっても初期硬化域に近く、又は初期硬化域内であっても比例域に近い低歪量となる領域で測定した値を採用することがよい。一般的な無方向性電磁鋼板は、無方向性電磁鋼板の伸びを0.1%としたときに、この領域での値を表す指標として妥当なものとなると考えられる。そこで、本発明の無方向性電磁鋼板では、引張強さσを鋼板の伸び0.1%における引張強さの値で規定する。
また、引張強さσは、少なくとも初期硬化域内の歪量で得られるものとする。一般的な無方向性電磁鋼板では、引張伸び0.2%において、比例域を超え、初期硬化域内となることが妥当と考えられる。そこで、本発明の無方向性電磁鋼板では、σを引張伸び0.2%における引張強さの値で規定する。
The tensile strength σ A may be a value measured in either the proportional range or the initial curing range. In order to clarify the difference in curing behavior within the elastic region, the tensile strength σ A is close to the initial curing region even within the proportional region, or has a low strain amount close to the proportional region even within the initial curing region. It is good to adopt the value measured in the area. A general non-oriented electrical steel sheet is considered to be appropriate as an index representing a value in this region when the elongation of the non-oriented electrical steel sheet is 0.1%. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet of the present invention, the tensile strength σ A is defined by the value of the tensile strength at an elongation of 0.1% of the steel sheet.
In addition, the tensile strength σ B is obtained at least with the amount of strain in the initial hardening region. In general non-oriented electrical steel sheets, it is considered appropriate that the tensile elongation is 0.2% and exceeds the proportional range and is in the initial hardening range. Therefore, in the non-oriented electrical steel sheet of the present invention, σ B is defined by the value of tensile strength at a tensile elongation of 0.2%.

上記の挙動を模式的に図1で説明する。図1に示す無方向性電磁鋼板の応力−歪曲線において、本発明の無方向性電磁鋼板(図1中、本発明鋼と表記)のσおよび降伏応力は、従来の無方向性電磁鋼板(図1中、従来鋼と表記)と同じである。しかし、本発明鋼のσは、従来鋼のσに比べ高い。これは、本発明鋼は、従来鋼よりも、比例域の継続限界が大きい(つまり、比例域が高い歪まで継続する)ことを示している。
図1より、σが高い本発明鋼に相当する比例域の継続挙動を有する材料は、鋼板が微小に変形する程度の初期硬化域において、一定応力下での歪量、特に比例域を超えた範囲での歪量が、従来鋼よりも小さくなることが理解できる。
The above behavior will be schematically described with reference to FIG. In the stress-strain curve of the non-oriented electrical steel sheet shown in FIG. 1, the σ A and the yield stress of the non-oriented electrical steel sheet of the present invention (indicated as the present invention steel in FIG. 1) are the conventional non-oriented electrical steel sheets. (In FIG. 1, the conventional steel is indicated). However, sigma B of the present invention steel is higher than that sigma B of the conventional steels. This indicates that the steel according to the present invention has a larger continuation limit in the proportional range than the conventional steel (that is, the proportional range continues up to a high strain).
From FIG. 1, the material having a continuous behavior in the proportional range corresponding to the steel of the present invention having a high σ B exceeds the strain amount under a constant stress, particularly in the proportional range, in the initial hardening range where the steel sheet is slightly deformed. It can be understood that the amount of strain in the above range is smaller than that of the conventional steel.

この結果、本発明の無方向性電磁鋼板が、高速回転(例えば、10000rpm以上)するモータのコアの材料に適用された場合、遠心力による負荷が加えられても、弾性域での変形(具体的には、初期硬化域での変形)が抑制され、転位密度が少なくなる。そのため、磁壁移動の障害が減り透磁率の低下が回避され、結果として磁気特性の低下が抑制される。   As a result, when the non-oriented electrical steel sheet of the present invention is applied to a material for a motor core that rotates at a high speed (for example, 10,000 rpm or more), even if a load due to centrifugal force is applied, deformation (specifically) Specifically, deformation in the initial hardening region is suppressed, and the dislocation density is reduced. Therefore, the obstacle of domain wall movement is reduced, and the decrease in magnetic permeability is avoided, and as a result, the decrease in magnetic properties is suppressed.

なお、上記の説明において、「比例域」と「初期硬化域」とを用いて説明したが、注意を要するのは、上記の「比例域」と「初期硬化域」との境界は、無方向性電磁鋼板の組成や製法などにより変化するものである。また、これらの各領域を厳密に区別することはできないものである。そして、本発明では、この境界を厳密に決定するものではなく、その必要があるものでもない。   In the above description, the “proportional area” and the “initial curing area” have been described. However, it should be noted that the boundary between the “proportional area” and the “initial curing area” is non-directional. It varies depending on the composition and manufacturing method of the heat-resistant electrical steel sheet. In addition, these areas cannot be strictly distinguished. In the present invention, this boundary is not strictly determined and is not necessary.

本発明の無方向性電磁鋼板は、鋼板の引張伸び0.1%における引張強さをσ、及び鋼板の引張伸び0.2%における引張強さをσとしたとき、σとσとの差(σ−σ)が40MPa〜200MPaの範囲である。σ−σが40MPa〜200MPaであることは、前述のように、弾性域内での硬化能が高められた鋼板であることを意味しており、この値が高いほど、高速回転するモータのコアに適用した場合の磁気特性の低下(モータ効率の低下)を抑制する効果が顕著になる。σ−σが40MPa未満では、弾性域内での硬化挙動の変化が小さく、高速回転する高効率モータのコアに適用したとしても上記効果は発現しない。 In the non-oriented electrical steel sheet of the present invention, when the tensile strength at a tensile elongation of 0.1% of the steel sheet is σ A and the tensile strength at 0.2% of the steel sheet is σ B , σ A and σ the difference between B (σ B -σ a) is in the range of 40MPa~200MPa. The fact that σ B −σ A is 40 MPa to 200 MPa means that the steel plate has an enhanced hardenability in the elastic region as described above. The higher this value, the higher the speed of the motor that rotates. The effect of suppressing a decrease in magnetic characteristics (decrease in motor efficiency) when applied to the core becomes significant. When σ B −σ A is less than 40 MPa, the change in curing behavior in the elastic region is small, and the above effect is not exhibited even when applied to the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed.

σ−σは、上記効果をより得やすくする点で、45MPa以上が好ましく、50MPa以上がより好ましい。一方、この値を非常に大きくするには粒界への元素偏析が必要となるため粒界が脆化する傾向がある。このため、σ−σの上限は200MPa以下とする。σ−σの上限は170MPa以下が好ましく、120MPa以下がより好ましい。 σ B −σ A is preferably 45 MPa or more, and more preferably 50 MPa or more, from the viewpoint of more easily obtaining the above effect. On the other hand, in order to make this value very large, element segregation at the grain boundary is required, and therefore the grain boundary tends to become brittle. For this reason, the upper limit of σ B −σ A is set to 200 MPa or less. The upper limit of σ B −σ A is preferably 170 MPa or less, and more preferably 120 MPa or less.

なお、σおよびσは、JIS Z2241に準拠した引張試験を行い得られた応力-ひずみ曲線から読み取る。 Σ A and σ B are read from a stress-strain curve obtained by performing a tensile test in accordance with JIS Z2241.

本発明の無方向性電磁鋼板が、40MPa≦(σ−σ)≦200MPaの関係を満足するためには、例えば、Snの含有量(質量%)が0.010%〜0.150%である鋼板を仕上げ焼鈍するとき、後述する仕上げ焼鈍工程の冷却過程における80℃〜40℃に至るまでの間の冷却速度を5℃/秒以上とすることがよい。 In order for the non-oriented electrical steel sheet of the present invention to satisfy the relationship of 40 MPa ≦ (σ B −σ A ) ≦ 200 MPa, for example, the Sn content (mass%) is 0.010% to 0.150%. When the steel plate is finish-annealed, the cooling rate during the cooling process in the finish-annealing process described later until 80 ° C to 40 ° C is preferably 5 ° C / second or more.

その理由としては、定かではないが次のように考えられる。仕上げ焼鈍工程での冷却過程において、Snが上記の範囲で添加されている鋼板を、上記条件で冷却する場合、Snが粒界近傍に偏析する。粒界は変形時の転位発生源となることが知られており、粒界近傍にSnが偏析することによって粒界からの転位発生が抑制されるものと考えられる。その結果として、本発明の無方向性電磁鋼板は、Snの粒界偏析に伴って、鋼板の比例域が拡大する。
このように、Snの偏析は転位発生源となる粒界からの転位発生を抑制する効果を発揮すると考えられるが、一方で、CもSnと同様に粒界に偏析することが知られており、Cの偏析はSnが発揮する効果を打ち消してしまうものと思われる。
しかしながら、鋼板の温度が80℃から40℃に至るまでの間、5℃/秒以上の冷却速度で冷却することで、鋼中のSnは粒界へ偏析されるものの、鋼中のCは粒界への偏析が抑制される。以上から、鋼板の比例域が拡大するのは、このような現象に関連していると推測される。
The reason for this is not clear, but is considered as follows. In the cooling process in the finish annealing step, when the steel sheet to which Sn is added in the above range is cooled under the above conditions, Sn is segregated in the vicinity of the grain boundary. It is known that a grain boundary becomes a dislocation generation source during deformation, and it is considered that the occurrence of dislocation from the grain boundary is suppressed by the segregation of Sn in the vicinity of the grain boundary. As a result, in the non-oriented electrical steel sheet according to the present invention, the proportional range of the steel sheet increases with the grain boundary segregation of Sn.
Thus, although it is thought that the segregation of Sn exhibits the effect which suppresses generation | occurrence | production of the dislocation from the grain boundary used as a dislocation generation source, on the other hand, C is also known to segregate to a grain boundary like Sn. , C segregation seems to cancel the effect of Sn.
However, by cooling at a cooling rate of 5 ° C./second or more while the temperature of the steel sheet reaches from 80 ° C. to 40 ° C., Sn in the steel is segregated to the grain boundary, but C in the steel is a grain. Segregation to the boundary is suppressed. From the above, it is presumed that the expansion of the proportional range of the steel sheet is related to such a phenomenon.

また、本発明の無方向性電磁鋼板は、(σ−σ)≧600×Sn+35の関係を満足することが好ましい。この関係を満たす無方向性電磁鋼板であれば、粒界脆化の問題を回避した上で、過剰なSnが粒内に残留することが無く、高速回転する高効率モータのコアに使用された場合の鉄損が低減され、磁気特性の低下抑制効果を十分に得ることができる。なお、SnはSnの含有量(質量%)である。 Moreover, it is preferable that the non-oriented electrical steel sheet of the present invention satisfies the relationship (σ B −σ A ) ≧ 600 × Sn c +35. The non-oriented electrical steel sheet satisfying this relationship was used for the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed without causing excessive Sn to remain in the grains while avoiding the problem of grain boundary embrittlement. In this case, the iron loss can be reduced, and the effect of suppressing the deterioration of magnetic properties can be sufficiently obtained. Incidentally, the Sn c is the content of Sn (mass%).

本発明の無方向性電磁鋼板が、(σ−σ)≧600×Sn+35(SnはSnの含有量(質量%)を表す)の関係を満足するためには、例えば、Snの含有量(質量%)が0.010%〜0.150%である鋼板を仕上げ焼鈍するとき、後述する仕上げ焼鈍工程の冷却過程における鋼板の温度が80℃〜40℃に至るまでの間の冷却速度を5℃/秒以上とすることに加えて、仕上げ焼鈍工程の冷却過程における鋼板の温度が850℃から500℃になるまでの間の張力を4MPa以下とすることがよい。このように冷却することで、上記特定範囲で含有する鋼板は、Snの含有量の増加と共に(σ−σ)の値の上昇効果が大きくなる。 For the non-oriented electrical steel sheet of the present invention, which satisfies the relation (σ B -σ A) ≧ 600 × Sn c +35 (Sn c represents the content of Sn (mass%)), for example, Sn When the steel sheet having a content (mass%) of 0.010% to 0.150% is finish-annealed, the temperature of the steel sheet in the cooling process of the finish annealing process to be described later is between 80 ° C and 40 ° C. In addition to setting the cooling rate to 5 ° C./second or more, it is preferable that the tension until the temperature of the steel sheet in the cooling process in the finish annealing step is 850 ° C. to 500 ° C. is 4 MPa or less. By cooling in this manner, the steel plate contained in the specific range has a greater effect of increasing the value of (σ B −σ A ) as the Sn content increases.

この理由としては、例えば、次のように考えられる。仕上げ焼鈍工程での冷却過程において、鋼板の温度が850℃から500℃になるまでの間、鋼板の圧延方向に対する張力を4MPa以下とすることで、Cのトラップサイトとなり得る残留ひずみが適度に導入される。それによって、Cの粒界への偏析が抑制され、過剰なSnが粒内に残ることが無く、Snを上記範囲で含有することで得られる効果が顕著になると考えられる。一方で、鋼板の温度が850℃から500℃になるまでの間の張力が4MPa超の場合、鋼板に過剰な残留ひずみが導入されるため、鉄損が低減されない。
そして、仕上げ焼鈍工程の冷却過程における鋼板の温度が80℃〜40℃に至るまでの間の冷却速度を5℃/秒以上とすることで、前述の作用が得られ、Snの含有量が上記範囲内で増加すると、鋼板の比例域の継続限界も拡大する。よって、上記理由により、Snの含有量の増加と共に、(σ−σ)が増加すると推測している。
上記関係を満たす無方向性電磁鋼板であれば、粒界脆化の問題を回避した上で、高速回転する高効率モータのコアに使用された場合の磁気特性の低下抑制効果を十分に得ることができる。
The reason for this is considered as follows, for example. In the cooling process in the finish annealing process, the residual strain that can be a trap site for C is introduced appropriately by setting the tension in the rolling direction of the steel sheet to 4 MPa or less until the temperature of the steel sheet reaches 850 ° C. to 500 ° C. Is done. Thereby, segregation of C to the grain boundary is suppressed, excessive Sn does not remain in the grains, and it is considered that the effect obtained by containing Sn in the above range becomes remarkable. On the other hand, when the tension between the temperature of the steel plate from 850 ° C. to 500 ° C. exceeds 4 MPa, excessive residual strain is introduced into the steel plate, and iron loss is not reduced.
And the above-mentioned effect | action is acquired by making the cooling rate until the temperature of the steel plate in the cooling process of a finish annealing process reaches 80 degreeC-40 degreeC or more, and the content of Sn is said above. If it increases within the range, the continuation limit of the proportional range of the steel plate also increases. Therefore, for the above reasons, it is estimated that (σ B −σ A ) increases as the Sn content increases.
If it is a non-oriented electrical steel sheet that satisfies the above relationship, it should sufficiently prevent the deterioration of magnetic properties when used in the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed while avoiding the problem of grain boundary embrittlement. Can do.

本発明の無方向性電磁鋼板の成分組成の詳細を説明する。
なお、鋼板の成分組成について、「%」は「質量%」である。
Details of the component composition of the non-oriented electrical steel sheet of the present invention will be described.
In addition, about the component composition of a steel plate, "%" is "mass%".

本発明の無方向性電磁鋼板は、質量%で、0.5%≦Si≦4.0%、0.2%≦Al≦2.0%、0.1%≦Mn≦3.0%、0.010%≦Sn≦0.150%、C≦0.005%、S≦0.010%、N≦0.005%、並びに、残部としてFeおよび不純物元素からなる。   The non-oriented electrical steel sheet of the present invention is 0.5% ≦ Si ≦ 4.0%, 0.2% ≦ Al ≦ 2.0%, 0.1% ≦ Mn ≦ 3.0% by mass%. 0.010% ≦ Sn ≦ 0.150%, C ≦ 0.005%, S ≦ 0.010%, N ≦ 0.005%, and the balance is Fe and impurity elements.

(0.5%≦Si≦4.0%)
Siは鋼板の電気抵抗を高めて渦電流損を減少させ、鉄損を低減する作用がある。さらに、鋼板の集合組織を電磁鋼板に好ましいものとして磁束密度を向上させる。また鋼板の強度を高めるためにも利用される。
これらの効果を得るために、Siの含有量は、0.5%以上とする。Siの含有量は、1.5%以上であることが好ましく、2.0%以上であることがより好ましい。
Siの含有量が多すぎると、鋼板の飽和磁束密度が低下する。また、冷間圧延時の鋼板の割れが発生し易い。そのため、Siの含有量は4.0%以下とする。Siの含有量は3.8%以下であることが好ましく、3.6%以下であることがより好ましい。
ただし、Siを増加させても、弾性域での硬化挙動に関する比例域はそれほど大きくは変化しない。
(0.5% ≦ Si ≦ 4.0%)
Si increases the electrical resistance of the steel sheet, reduces eddy current loss, and reduces iron loss. Furthermore, the magnetic flux density is improved by making the texture of the steel plate preferable for the electromagnetic steel plate. It is also used to increase the strength of the steel sheet.
In order to obtain these effects, the Si content is 0.5% or more. The Si content is preferably 1.5% or more, and more preferably 2.0% or more.
When there is too much content of Si, the saturation magnetic flux density of a steel plate will fall. Moreover, the crack of the steel plate at the time of cold rolling tends to occur. Therefore, the Si content is 4.0% or less. The Si content is preferably 3.8% or less, and more preferably 3.6% or less.
However, even if Si is increased, the proportional range regarding the hardening behavior in the elastic range does not change so much.

(0.1%≦Al≦2.0%)
Alは、Siとほぼ同程度の鋼の電気抵抗を高める作用があり、渦電流損を低減して鉄損を低減させることができる。さらに、鋼板の集合組織を電磁鋼板に好ましいものとして磁束密度を向上させる。また鋼板の強度を高めるためにも利用される。
そのため、Alの含有量は0.1%以上とする。Alの含有量は0.15%以上であることが好ましく、0.2%以上であることがより好ましい。
一方、Alの含有量が多すぎると、鋼板の飽和磁束密度が低下する。そのため、Alの含有量は2.0%以下とする。Al含有量は1.5%以下であることが好ましく、1.2%以下であることがより好ましい。
ただし、Alを増加させても、弾性域での硬化挙動に関する比例域はそれほど大きくは変化しない。
(0.1% ≦ Al ≦ 2.0%)
Al has the effect of increasing the electrical resistance of steel, which is almost the same as that of Si, and can reduce eddy current loss and iron loss. Furthermore, the magnetic flux density is improved by making the texture of the steel plate preferable for the electromagnetic steel plate. It is also used to increase the strength of the steel sheet.
Therefore, the Al content is 0.1% or more. The Al content is preferably 0.15% or more, and more preferably 0.2% or more.
On the other hand, when there is too much content of Al, the saturation magnetic flux density of a steel plate will fall. Therefore, the Al content is set to 2.0% or less. The Al content is preferably 1.5% or less, and more preferably 1.2% or less.
However, even if Al is increased, the proportional range regarding the hardening behavior in the elastic range does not change so much.

(0.1%≦Mn≦2.0%)
MnはSiと同様に鋼の電気抵抗を高め、鉄損を低減する作用がある。さらに、鋼板の集合組織を電磁鋼板に好ましいものとして磁束密度を向上させる。しかも、Mnは鋼板の飽和磁束密度低下量が小さい点も有利である。また鋼板の強度を高めるためにも利用される。そのため、Mnの含有量は0.1%以上とする。Mnの含有量は0.2%以上であることが好ましく、0.5%以上であることがより好ましい。
Mnの含有量が多すぎると、合金コストが上昇するため、Mnの含有量は2.0%以下とする。Mnの含有量は1.8%以下であることが好ましく、1.5%以下であることがより好ましい。ただし、Mnを増加させても、弾性域での硬化挙動に関する比例域はそれほど大きくは変化しない。
(0.1% ≦ Mn ≦ 2.0%)
Mn, like Si, has the effect of increasing the electrical resistance of steel and reducing iron loss. Furthermore, the magnetic flux density is improved by making the texture of the steel plate preferable for the electromagnetic steel plate. Moreover, Mn is advantageous in that the amount of decrease in saturation magnetic flux density of the steel sheet is small. It is also used to increase the strength of the steel sheet. Therefore, the Mn content is 0.1% or more. The Mn content is preferably 0.2% or more, and more preferably 0.5% or more.
If the Mn content is too high, the alloy cost increases, so the Mn content is set to 2.0% or less. The Mn content is preferably 1.8% or less, and more preferably 1.5% or less. However, even if Mn is increased, the proportional range related to the hardening behavior in the elastic range does not change so much.

(0.010%≦Sn≦0.150%)
Snは鋼の集合組織に影響を及ぼし磁束密度を高める作用がある。また、Snは、前述のように、弾性域での硬化挙動に関する比例域の継続限界を拡大するために重要な元素である。このため、Snの含有量は、0.010%〜0.150%に限定する。
本発明の効果をより効果的に得る点で、Snの含有量は、好ましくは0.020%以上、さらに好ましくは0.030%以上である。他方、Snを過剰に含有させると鋼の靱性を損ない、鋼板に破断が生じやすくなる。そのため、Snの含有量は0.150%以下とするのが好ましい。より好ましくは0.120%以下、さらに好ましくは0.100%以下である。
(0.010% ≦ Sn ≦ 0.150%)
Sn affects the steel texture and increases the magnetic flux density. Further, Sn is an important element for expanding the continuation limit of the proportional range related to the hardening behavior in the elastic range, as described above. For this reason, the content of Sn is limited to 0.010% to 0.150%.
In terms of obtaining the effects of the present invention more effectively, the Sn content is preferably 0.020% or more, and more preferably 0.030% or more. On the other hand, when Sn is excessively contained, the toughness of the steel is impaired, and the steel sheet is easily broken. Therefore, the Sn content is preferably 0.150% or less. More preferably, it is 0.120% or less, More preferably, it is 0.100% or less.

(C≦0.005%)
Cは、含有量が多いと、炭化物の析出量が増加することにより、鉄損に悪影響を及ぼすので少ないほどよい。したがって、Cの含有量は0.005%以下とすることがよい。
Cの含有量の下限は特に限定されないが、工業的な純化技術を考慮すると実用的にはCの含有量は0.0001%以上であり、製造コストも考慮すると0.0005%以上となる。
(C ≦ 0.005%)
If the content of C is large, the amount of precipitation of carbides increases, which adversely affects iron loss. Therefore, the C content is preferably 0.005% or less.
Although the lower limit of the C content is not particularly limited, the C content is practically 0.0001% or more in view of industrial purification technology, and 0.0005% or more in consideration of the manufacturing cost.

(S≦0.010%)
Sは、含有量が多いと、硫化物の増加により、鉄損に悪影響を及ぼすので少ないほどよい。したがって、Sの含有量は0.010%以下とすることがよい。
Sの含有量の下限は特に限定されないが、工業的な純化技術を考慮すると実用的にはSの含有量は0.0001%以上であり、製造コストも考慮すると0.0005%以上となる。
(S ≦ 0.010%)
If the S content is large, the S content is adversely affected by the increase in sulfides, so the smaller the content, the better. Therefore, the content of S is preferably 0.010% or less.
The lower limit of the S content is not particularly limited. However, considering industrial purification technology, the S content is practically 0.0001% or more, and considering the manufacturing cost, it is 0.0005% or more.

(N≦0.005%)
Nは、含有量が多いと、窒化物の増加により、鉄損に悪影響を及ぼすので少ないほどよい。したがって、Nの含有量としては0.005%以下とすることがよい。
Nの含有量の下限は特に限定されないが、工業的な純化技術を考慮すると実用的にはNの含有量は0.0001%以上であり、製造コストも考慮すると0.0005%以上となる。
(N ≦ 0.005%)
If the content of N is large, it is preferable that the content is small because the increase in nitrides adversely affects iron loss. Therefore, the N content is preferably 0.005% or less.
Although the lower limit of the N content is not particularly limited, the N content is practically 0.0001% or more in view of industrial purification technology, and 0.0005% or more in consideration of the manufacturing cost.

(Feおよび不純物元素)
鋼板の残部は、Feおよび不純物元素である。さらにFeに代えて任意元素として、P、Cr、Cu、Ni、Ti、Nb、Ca、Mg、REMなどを、無方向性電磁鋼板において公知の範囲で含有することは本発明の効果を失わせるものではない。ここで、不純物元素とは、原材料に含まれる成分、または、製造の過程で混入する成分であって、意図的に鋼板に含有させたものではない成分を指す。
(Fe and impurity elements)
The balance of the steel sheet is Fe and impurity elements. Further, the inclusion of P, Cr, Cu, Ni, Ti, Nb, Ca, Mg, REM, etc. as optional elements in place of Fe in a known range in the non-oriented electrical steel sheet loses the effect of the present invention. It is not a thing. Here, the impurity element refers to a component contained in the raw material or a component mixed in the manufacturing process and not intentionally included in the steel plate.

<無方向性電磁鋼板の製造方法>
次に、本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法について説明する。
本発明の電磁鋼板は、特にSnが前述の範囲の量で添加されており、前述の通り、粒界に偏析したSnの作用、及びCの粒界偏析が抑制される作用が本発明の特徴的な比例域の継続限界の拡大を発現させる一因となっていると考えているが、単純にSnを含有させただけでは比例域の継続限界を拡大させる効果は十分に得られるものではない。比例域の継続限界が拡大した無方向性電磁鋼板は、鋼成分に加えて、以下の製造方法によることで得ることが可能なものである。
なお、本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、本発明の無方向性電磁鋼板が有する弾性域での硬化挙動を示す鋼板が得られるのであれば、その製造方法は、特に限定されるものでないことは言うまでもない。
<Method for producing non-oriented electrical steel sheet>
Next, the manufacturing method of the non-oriented electrical steel sheet of this invention is demonstrated.
In the electrical steel sheet of the present invention, Sn is added in an amount in the above-mentioned range. As described above, the action of Sn segregated at the grain boundary and the action of suppressing the grain boundary segregation of C are the features of the present invention. Is considered to be one factor that causes the expansion of the continuation limit of the proportional range, but simply adding Sn does not provide the effect of expanding the continuation limit of the proportional range. . A non-oriented electrical steel sheet with an extended continuation limit of the proportional range can be obtained by the following manufacturing method in addition to the steel components.
In addition, if the steel plate which shows the hardening behavior in the elastic region which the non-oriented electrical steel plate of this invention has is obtained, the manufacturing method of the non-oriented electrical steel plate of this invention will be specifically limited. It goes without saying that it is not a thing.

本発明の無方向性電磁鋼板は、上記本発明の無方向性電磁鋼板の化学組成のスラブを加熱した後、熱間圧延する熱間圧延工程と、前記熱間圧延後の鋼板を焼鈍する熱延板焼鈍工程と、前記焼鈍後の鋼板を冷間圧延する冷間圧延工程と、前記冷間圧延後の鋼板を仕上げ焼鈍する仕上げ焼鈍工程であって、仕上げ焼鈍工程における鋼板の温度が80℃から40℃になるまでの間、5℃/秒以上の冷却速度で冷却する仕上げ焼鈍工程と、を有する製造工程を経ることで得ることができる。   The non-oriented electrical steel sheet of the present invention is a hot rolling step for heating and rolling the slab having the chemical composition of the non-oriented electrical steel sheet of the present invention, and heat for annealing the steel sheet after the hot rolling. A sheet annealing process, a cold rolling process for cold rolling the steel sheet after the annealing, and a final annealing process for finish annealing the steel sheet after the cold rolling, and the temperature of the steel sheet in the final annealing process is 80 ° C. Until the temperature reaches 40 ° C., a finish annealing step of cooling at a cooling rate of 5 ° C./second or more can be obtained.

鋼板の温度が80℃から40℃になるまでの間の冷却速度は、透磁率の低下をより抑制する点で、8℃/秒以上とすることがより好ましい。一方、冷却速度の上限は特に限定されないが、例えば、生産性の点から、50℃/秒以下とすることがよい。
上記の冷却速度を得る方法としては、例えば、鋼板の温度が80℃になった時点で、鋼板を20℃の冷却水に浸漬するなどの方法が挙げられる。
The cooling rate until the temperature of the steel sheet is changed from 80 ° C. to 40 ° C. is more preferably 8 ° C./second or more from the viewpoint of further suppressing the decrease in magnetic permeability. On the other hand, the upper limit of the cooling rate is not particularly limited. For example, it is preferably set to 50 ° C./second or less from the viewpoint of productivity.
Examples of the method for obtaining the cooling rate include a method of immersing the steel plate in 20 ° C. cooling water when the temperature of the steel plate reaches 80 ° C.

また、過剰なSnが粒内に残留することが無く、高速回転する高効率モータのコアに使用された場合の鉄損をより低減する点で、仕上げ焼鈍工程における鋼板の温度が850℃から500℃になるまでの間、4MPa以下(好ましくは、3MPa以下)の張力で冷却することがよい。張力の下限値としては、特に限定されないが、1MPa以上であることがよい。なお、この張力は、圧延方向に付加する張力を表す。   In addition, the temperature of the steel sheet in the finish annealing process is from 850 ° C. to 500% in that excessive Sn does not remain in the grains and the iron loss when used in the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed is further reduced. It is good to cool with the tension | tensile_strength of 4 Mpa or less (preferably 3 Mpa or less) until it becomes ° C. Although it does not specifically limit as a lower limit of tension | tensile_strength, it is good that it is 1 Mpa or more. This tension represents the tension applied in the rolling direction.

以下、上述の仕上げ焼鈍の冷却過程以外の製造条件について説明する。この製造条件については、本発明の効果を得るうえで特別な条件とする必要はなく、一般的に知られている条件を適用すれば良い。注意するとすれば、Snの粒界偏析について一般的に知られている製法を適用してこれを促進することは、本発明の効果を得る上で積極的に適用してもよい。   Hereinafter, manufacturing conditions other than the cooling process of the above-described finish annealing will be described. The manufacturing conditions do not have to be special conditions for obtaining the effects of the present invention, and generally known conditions may be applied. It should be noted that applying a generally known manufacturing method for grain boundary segregation of Sn to promote this may be applied positively to obtain the effects of the present invention.

(熱間圧延工程)
熱間圧延工程は、例えば、上記の化学組成を有するスラブを加熱した後、熱間圧延する工程である。具体的には、上記の化学組成を有する鋼を、連続鋳造法又は鋼塊を分塊圧延する方法等の一般的な方法により得られたスラブとし、加熱炉に装入して熱間圧延を施す工程である。なお、スラブ温度が高い場合には加熱炉に装入しないで熱間圧延を施してもよい。この工程によって、熱間圧延板が得られる。
熱間圧延を施すときのスラブ加熱温度は特に限定されるものではないが、コストおよび熱間圧延性の観点から1000℃〜1300℃とすることが好ましい。スラブ加熱温度は、より好ましくは1050℃〜1250℃である。
熱間圧延を施すときの各条件は特に限定するものではないが、例えば、仕上げ温度は800℃〜1100℃、巻き取り温度は500℃〜750℃で行うことがよい。
(Hot rolling process)
A hot rolling process is a process of hot-rolling, for example, after heating the slab which has said chemical composition. Specifically, the steel having the above chemical composition is made into a slab obtained by a general method such as a continuous casting method or a method of rolling a steel ingot, and it is charged in a heating furnace and hot rolled. It is a process to apply. When the slab temperature is high, hot rolling may be performed without charging the heating furnace. By this step, a hot rolled sheet is obtained.
Although the slab heating temperature when performing hot rolling is not particularly limited, it is preferably set to 1000 ° C. to 1300 ° C. from the viewpoint of cost and hot rolling properties. The slab heating temperature is more preferably 1050 ° C to 1250 ° C.
Although each condition when performing hot rolling is not specifically limited, For example, it is good to perform finishing temperature at 800 to 1100 degreeC, and coiling temperature at 500 to 750 degreeC.

(熱延板焼鈍工程)
熱延板焼鈍工程は、熱間圧延工程後の鋼板(熱間圧延板)を焼鈍する工程である。熱延板焼鈍は、箱焼鈍および連続焼鈍のいずれの方法で実施してもよい。
熱延板焼鈍を施す条件は特に限定されないが、例えば、設備への負荷や製造コストの観点から、焼鈍温度は800℃〜1250℃(好ましくは900℃〜1100℃)とし、焼鈍時間は1秒〜2時間(好ましくは20秒〜1時間)とすることがよい。
なお、必要に応じて、焼鈍する前の鋼板(熱間圧延板)、又は熱間圧延板を焼鈍した後の鋼板(焼鈍鋼板)を酸洗する酸洗工程を設けてもよい。
(Hot rolled sheet annealing process)
A hot-rolled sheet annealing process is a process of annealing the steel plate (hot rolled sheet) after a hot rolling process. Hot-rolled sheet annealing may be performed by any method of box annealing and continuous annealing.
The conditions for performing hot-rolled sheet annealing are not particularly limited. For example, from the viewpoint of equipment load and manufacturing cost, the annealing temperature is 800 ° C. to 1250 ° C. (preferably 900 ° C. to 1100 ° C.), and the annealing time is 1 second. It is good to set it to -2 hours (preferably 20 seconds-1 hour).
In addition, you may provide the pickling process of pickling the steel plate (hot-rolled board) before annealing, or the steel plate (annealed steel sheet) after annealing a hot-rolled board as needed.

(冷間圧延工程)
冷間圧延工程は、熱延板焼鈍工程で得た鋼板(焼鈍鋼板)を、冷間圧延する工程である。冷間圧延工程では、焼鈍鋼板を1回の冷間圧延により、所定の板厚の冷間圧延板としてもよく、又は、焼鈍鋼板に中間焼鈍を介して2回以上の冷間圧延により、所定の板厚の冷間圧延板としてもよい。最終の冷間圧延における圧下率(最終冷間圧下率)は78%以上とすることがよい。また、冷間圧延終了後の冷間圧延板の板厚は、目的とする板厚にすればよいが、例えば、0.15mm〜0.50mmの範囲とするのがよい。
(Cold rolling process)
The cold rolling step is a step of cold rolling the steel plate (annealed steel plate) obtained in the hot rolled sheet annealing step. In the cold rolling step, the annealed steel sheet may be a cold rolled sheet having a predetermined thickness by one cold rolling, or the annealed steel sheet may be predetermined by two or more cold rollings through intermediate annealing. It is good also as a cold-rolled board of the board thickness. The rolling reduction (final cold rolling reduction) in the final cold rolling is preferably 78% or more. Moreover, what is necessary is just to make the plate | board thickness of the cold rolled sheet after completion | finish of cold rolling into the target board thickness, For example, it is good to set it as the range of 0.15 mm-0.50 mm.

(仕上げ焼鈍工程)
仕上げ焼鈍工程は、冷間圧延工程後の鋼板(冷間圧延板)を仕上げ焼鈍する工程である。仕上げ焼鈍工程における諸条件は特に規定されるものではないが、設備への負荷や製造コストの観点から、仕上げ焼鈍温度は850℃〜1100℃(好ましくは850℃〜1050℃)、仕上げ焼鈍時間は5秒〜5時間(好ましくは10秒〜3時間)とすることが好ましい。
(Finish annealing process)
The finish annealing step is a step of finish annealing the steel plate (cold rolled plate) after the cold rolling step. Various conditions in the final annealing process are not particularly defined, but from the viewpoint of load on equipment and manufacturing cost, the final annealing temperature is 850 ° C. to 1100 ° C. (preferably 850 ° C. to 1050 ° C.), and the final annealing time is It is preferably 5 seconds to 5 hours (preferably 10 seconds to 3 hours).

(その他の工程)
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、例えば、必要に応じて、仕上げ焼鈍工程後の鋼板(無方向性電磁鋼板)の表面に絶縁膜を設ける絶縁膜形成工程を有していてもよい。絶縁膜は、例えば、有機成分のみ、無機成分のみ、又は有機成分と無機成分との混合物からなる絶縁被膜が挙げられる。また、絶縁膜は、加熱・加圧することにより接着能を発揮する絶縁膜であってもよい。接着能を発揮する絶縁膜の材料としては、アクリル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、又はメラミン樹脂などが挙げられる。
(Other processes)
Even if the manufacturing method of the non-oriented electrical steel sheet of this invention has an insulating film formation process which provides an insulating film on the surface of the steel plate (non-oriented electrical steel sheet) after a final annealing process as needed, for example. Good. Examples of the insulating film include an insulating film made of only an organic component, only an inorganic component, or a mixture of an organic component and an inorganic component. Further, the insulating film may be an insulating film that exhibits adhesive ability by heating and pressurizing. Examples of the material for the insulating film that exhibits adhesive ability include acrylic resin, phenol resin, epoxy resin, and melamine resin.

以上から、本発明の製造方法によって得られた無方向性電磁鋼板は、比例域の継続限界が大きいため、高速回転する高効率モータのコアとして使用された場合であっても、磁気特性の低下が抑制された無方向性電磁鋼板が得られる。
したがって、本発明の無方向性電磁鋼板は、モータコアの材料として好適である。具体的には、例えば、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池自動車等に搭載される駆動モータ;エアコンや冷蔵庫などのコンプレッサーモータ;二輪車および家庭用コージェネレーションシステムに搭載される小型発電機;などの高速回転(例えば、10000rpm)する高効率モータのコアの材料として好適である。
From the above, since the non-oriented electrical steel sheet obtained by the production method of the present invention has a large continuation limit in the proportional range, even when it is used as the core of a high-efficiency motor that rotates at high speed, the magnetic properties are deteriorated. A non-oriented electrical steel sheet in which is suppressed is obtained.
Therefore, the non-oriented electrical steel sheet of the present invention is suitable as a material for the motor core. Specifically, for example, drive motors mounted on hybrid vehicles, electric vehicles, fuel cell vehicles, etc .; compressor motors such as air conditioners and refrigerators; small generators mounted on motorcycles and home cogeneration systems; It is suitable as a material for the core of a high-efficiency motor that rotates (for example, 10,000 rpm).

<モータコア>
次に、本発明の無方向性電磁鋼板を使用したモータコアの一例について図を参照して説明する。
<Motor core>
Next, an example of a motor core using the non-oriented electrical steel sheet of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2は、本発明のモータコアの構造の一例を示す模式図である。図2に示すモータコア100は、無方向性電磁鋼板の打ち抜き板11を複数枚積層して一体化した積層体21として形成されている。打ち抜き板11は、図2に示すように、永久磁石を埋め込むため矩形の切欠き13が4か所形成されている。なお、図2に示す切欠き13は、打ち抜き板11に4か所形成されているが、これに限定されるものではない。切欠き13に永久磁石を埋め込んだときに、隣り合った永久磁石が反対の磁極を持つようにするために、切欠き13は偶数か所設けられていればよい。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the structure of the motor core of the present invention. The motor core 100 shown in FIG. 2 is formed as a laminated body 21 in which a plurality of punched plates 11 of non-oriented electrical steel sheets are laminated and integrated. As shown in FIG. 2, the punching plate 11 has four rectangular cutouts 13 for embedding permanent magnets. In addition, although the notch 13 shown in FIG. 2 is formed in four places in the punching board 11, it is not limited to this. When the permanent magnets are embedded in the cutouts 13, the cutouts 13 need only be provided in even numbers so that the adjacent permanent magnets have the opposite magnetic poles.

図3は、本発明のモータコアの構造の他の例を示す模式図である。図3に示すモータコア120は、無方向性電磁鋼板の打ち抜き板15を複数枚積層して一体化した積層体23として形成されている。打ち抜き板15は、図3に示すように、円弧上のヨーク部19と、ヨーク部19の内周壁面から径方向内側に向かって突出しているティース部17とを有している。ヨーク部19とティース部17とは打ち抜き板15にそれぞれ3か所形成されている。なお、図3に示すヨーク部19及びティース部17は、打ち抜き板11に3か所形成されているが、これに限定されるものではない。ヨーク部19及びティース部17は、目的とする個数に応じて設ければよい。図3に示すモータコア120は、積層体23のティース部17に銅線コイルを巻きつけて使用され得る。   FIG. 3 is a schematic view showing another example of the structure of the motor core of the present invention. The motor core 120 shown in FIG. 3 is formed as a laminate 23 in which a plurality of punched plates 15 of non-oriented electrical steel sheets are laminated and integrated. As shown in FIG. 3, the punching plate 15 includes a yoke portion 19 on an arc and a teeth portion 17 projecting radially inward from the inner peripheral wall surface of the yoke portion 19. The yoke portion 19 and the teeth portion 17 are formed on the punching plate 15 at three locations. In addition, although the yoke part 19 and the teeth part 17 which are shown in FIG. 3 are formed in three places in the punching board 11, it is not limited to this. The yoke part 19 and the teeth part 17 should just be provided according to the target number. The motor core 120 shown in FIG. 3 can be used by winding a copper wire coil around the tooth portion 17 of the laminate 23.

なお、図2、図3に示すモータコア100は、本発明のモータコアの構造を示す一例として説明したものであり、本発明のモータコアは、これに限定されるわけではない。   The motor core 100 shown in FIGS. 2 and 3 is described as an example showing the structure of the motor core of the present invention, and the motor core of the present invention is not limited to this.

モータコアを製造する方法の一例について、符号は省略して説明する。
モータコアを製造する方法としては、特に限定されず、通常工業的に採用されている製造方法によって製造すればよい。具体的には、例えば、まず、本発明の無方向性電磁鋼板を所定の形状に打ち抜き、所定の枚数の打ち抜き板を作製する。打ち抜き板は、所定の形状に打ち抜かれるときに、積層して一体化するための凹凸部が形成される。
次に、所定の形状に打ち抜かれた打ち抜き板は、所定の枚数の打ち抜き板が積層され、かしめ加工される。かしめ加工により、各々の打ち抜き板に形成された凹凸部が機械的に相互に嵌め合わされて固定され、打ち抜き板が一体化された積層体が得られる。この得られた積層体をモータコアとする。又は、必要に応じて、この積層体に焼鈍を施した後、モータコアとしてもよい。
An example of a method for manufacturing a motor core will be described with reference numerals omitted.
The method for manufacturing the motor core is not particularly limited, and may be manufactured by a manufacturing method that is usually employed industrially. Specifically, for example, first, the non-oriented electrical steel sheet of the present invention is punched into a predetermined shape to produce a predetermined number of punched plates. When the punched plate is punched into a predetermined shape, a concavo-convex portion for stacking and integration is formed.
Next, a punched plate punched into a predetermined shape is laminated with a predetermined number of punched plates and subjected to caulking. By the caulking process, the concavo-convex portions formed on each punched plate are mechanically fitted and fixed to each other, and a laminated body in which the punched plate is integrated is obtained. This obtained laminate is used as a motor core. Or it is good also as a motor core, after giving annealing to this laminated body as needed.

本発明の無方向性電磁鋼板を用いたモータコアは、回転数10000rpm以上(好ましくは15000rpm以上)で回転するモータ(高効率モータ)に使用されるのがよい。この高効率モータの回転数の上限は特に限定されないが、高効率モータの生産性等の点から、17000rpm以下であることがよい。   The motor core using the non-oriented electrical steel sheet of the present invention is preferably used for a motor (high efficiency motor) that rotates at a rotational speed of 10,000 rpm or higher (preferably 15000 rpm or higher). The upper limit of the number of revolutions of the high efficiency motor is not particularly limited, but is preferably 17000 rpm or less from the viewpoint of productivity of the high efficiency motor.

なお、本発明は、上記に限定されるものではない。上記は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above. The above is an exemplification, and any technology that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and has the same operational effects can be used. To be included in the scope.

以下、実施例を例示して、本発明を具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the idea described in the claims, and these naturally belong to the technical scope of the present invention. It is understood.

表1に示す化学組成を有するスラブを準備し、このスラブを1150℃で加熱する。その後、820℃で仕上げ熱間圧延を行い、650℃で巻き取り、厚さが2.0mmの熱間圧延鋼板を得る。熱間圧延鋼板の酸洗後、熱延板焼鈍を行い、1回の冷間圧延により板厚0.27mmの冷間圧延板を得る。冷間圧延板に、1000℃で30秒間保持して仕上げ焼鈍を行い、仕上げ焼鈍終了後の鋼板の温度が850℃から500℃になるまでの間の張力、及び仕上げ焼鈍終了後の鋼板の温度が80℃から40℃になるまでの間の冷却速度を表1に示す条件で冷却を行う。
以上の工程により、種々の無方向性電磁鋼板を得る。種々の無方向性電磁鋼板について、後述する評価を行う。
なお、表1において、「FA工程」は「仕上げ焼鈍工程」を示す。
A slab having the chemical composition shown in Table 1 is prepared, and this slab is heated at 1150 ° C. Then, finish hot rolling is performed at 820 ° C., winding is performed at 650 ° C., and a hot-rolled steel sheet having a thickness of 2.0 mm is obtained. After pickling of the hot-rolled steel sheet, hot-rolled sheet annealing is performed, and a cold-rolled sheet having a thickness of 0.27 mm is obtained by one cold rolling. A cold-rolled sheet is subjected to finish annealing by holding at 1000 ° C. for 30 seconds, the tension until the temperature of the steel sheet after finishing annealing is changed from 850 ° C. to 500 ° C., and the temperature of the steel sheet after finishing annealing. Cooling is performed under the conditions shown in Table 1 at a cooling rate between 80 ° C. and 40 ° C.
Through the above steps, various non-oriented electrical steel sheets are obtained. Various non-oriented electrical steel sheets are evaluated later.
In Table 1, “FA process” indicates “finish annealing process”.

<評価>
得られた各例の無方向性電磁鋼板について、下記に示す各評価を行う。
<Evaluation>
Each evaluation shown below is performed about the obtained non-oriented electrical steel sheet of each example.

(磁気特性)
単板特性及び引張り歪0.2%付与時の特性の各条件において、下記物性を測定して磁気特性を評価する。
・単板特性(無負荷):単板磁気特性試験法(JIS C 2556)の条件で測定する。
・引張り歪0.2%付与時の特性:単板特性での評価に用いた装置と同じ装置を使用し、引張り変形を付加(引張り変形は励磁方向に平行な向きに伸び0.2%を付加)した状態で磁気特性を測定する。
・磁束密度:B50(T)(磁化力5000A/mにおける磁束密度)
・鉄損:W10/800(最大磁束密度1.0T、周波数800Hzの条件下での鉄損)
(Magnetic properties)
The magnetic properties are evaluated by measuring the following physical properties under the conditions of the single plate characteristics and the characteristics when the tensile strain is 0.2%.
Single plate characteristics (no load): Measured under the conditions of the single plate magnetic property test method (JIS C 2556).
・ Characteristics when 0.2% tensile strain is applied: Use the same equipment as that used for evaluation of single plate characteristics, and add tensile deformation (tensile deformation is 0.2% in the direction parallel to the excitation direction) Measure the magnetic properties in the added state.
Magnetic flux density: B 50 (T) (magnetic flux density at a magnetizing force of 5000 A / m)
Iron loss: W 10/800 (iron loss under conditions of maximum magnetic flux density of 1.0 T and frequency of 800 Hz)

(機械的特性)
・σ、σ、及びσ−σ
無方向性電磁鋼板の伸び0.1%における引張強さ(σ)、及び、伸び0.2%における引張強さ(σ)を既述の方法により測定する。そして、得られた各値から、σ−σを求める。なお、単位は、MPaである。
(Mechanical properties)
Σ A , σ B , and σ B −σ A
The tensile strength (σ A ) at an elongation of 0.1% and the tensile strength (σ B ) at an elongation of 0.2% of the non-oriented electrical steel sheet are measured by the method described above. And (sigma) B- (sigma) A is calculated | required from each obtained value. The unit is MPa.

表2に示す評価結果から、発明例の鋼板は、比較例の鋼板よりも、単板特性での磁束密度と引張り歪0.2%付与時の特性での磁束密度との差が小さいことがわかる。また、発明例の鋼板は、比較例の鋼板よりも、単板特性での鉄損と引張り歪0.2%付与時の特性での鉄損との差が小さいことがわかる。これにより、発明例の鋼板は、比較例の鋼板と比べて、磁気特性の低下が抑制されることがわかる。なお、鋼板17は、Snの含有量が0.150質量%を超えているが、この鋼板は脆化のため、生産性が低下する。また、発明例の鋼板と比べて、磁気特性が低下することがわかる。   From the evaluation results shown in Table 2, the steel sheet of the invention example has a smaller difference between the magnetic flux density in the single plate characteristics and the magnetic flux density in the characteristics when the tensile strain is 0.2% than the steel sheet of the comparative example. Recognize. In addition, it can be seen that the steel plate of the invention example has a smaller difference between the iron loss in the single plate properties and the iron loss in the properties when the tensile strain is 0.2% than the steel plate of the comparative example. Thereby, it turns out that the steel plate of an invention example suppresses the fall of a magnetic characteristic compared with the steel plate of a comparative example. In addition, although the steel plate 17 has Sn content exceeding 0.150 mass%, since this steel plate becomes brittle, productivity falls. Moreover, it turns out that a magnetic characteristic falls compared with the steel plate of an invention example.

(モータ効率の評価)
種々の無方向性電磁鋼板から、圧延方向のサイズが300mm、圧延方向に直交する方向のサイズが60mmの鋼板を30枚打ち抜く。その後、30枚の鋼板を互いに積層して、かしめ加工により積層体を得る。続いて、この積層体を750℃、2時間の条件で焼鈍を行う。そして、この焼鈍後の積層体をモータコアとする。
次に、このモータコアをインバータ制御で駆動される4極の永久磁石埋め込み式同期モータに組み込み、モータ効率の評価を行う。モータ効率は、回転数5000rpmで回転させた場合、10000rpmで回転させた場合、及び、回転数15000rpm回転で回転させた場合について評価する。
なお、モータ効率は、下記式で表される入力電気エネルギーに対する出力電気エネルギーの比で算出される値である。
式:モータ効率=(出力電気エネルギー/入力電気エネルギー)×100
(Evaluation of motor efficiency)
From various non-oriented electrical steel sheets, 30 steel sheets having a size of 300 mm in the rolling direction and a size of 60 mm in the direction orthogonal to the rolling direction are punched out. Then, 30 steel plates are laminated with each other, and a laminate is obtained by caulking. Subsequently, this laminate is annealed at 750 ° C. for 2 hours. And let the laminated body after this annealing be a motor core.
Next, this motor core is incorporated into a 4-pole permanent magnet embedded synchronous motor driven by inverter control, and the motor efficiency is evaluated. The motor efficiency is evaluated for the case of rotating at a rotational speed of 5000 rpm, the case of rotating at a rotational speed of 10,000 rpm, and the case of rotating at a rotational speed of 15000 rpm.
The motor efficiency is a value calculated by a ratio of output electric energy to input electric energy represented by the following formula.
Formula: Motor efficiency = (output electric energy / input electric energy) × 100

表3に示す評価結果から、実施例の鋼板は、比較例の鋼板に比べ、高速回転する高効率モータに適用した場合でも、モータ効率が良好であることがわかる。   From the evaluation results shown in Table 3, it can be seen that the steel plate of the example has better motor efficiency than the steel plate of the comparative example even when applied to a high-efficiency motor that rotates at high speed.

11、15 打ち抜き板 13 切欠き 17 ティース部 19 ヨーク部 21、23積層体 100、120 モータコア 11, 15 Punched plate 13 Notch 17 Teeth part 19 Yoke part 21, 23 Laminate 100, 120 Motor core

Claims (5)

質量%で
0.5%≦Si≦4.0%、
0.2%≦Al≦2.0%、
0.1%≦Mn≦3.0%、
0.010%≦Sn≦0.150%、
C≦0.005%、
S≦0.010%、
N≦0.005%、
並びに、残部としてFeおよび不純物元素を含有し、
鋼板の伸び0.1%における引張強さをσA、及び鋼板の伸び0.2%における引張強さをσとしたとき、前記σと前記σとの差(σ−σ)が、40MPa≦(σ−σ)≦200MPaである無方向性電磁鋼板。
0.5% ≦ Si ≦ 4.0% by mass%,
0.2% ≦ Al ≦ 2.0%,
0.1% ≦ Mn ≦ 3.0%,
0.010% ≦ Sn ≦ 0.150%,
C ≦ 0.005%,
S ≦ 0.010%,
N ≦ 0.005%,
And the balance contains Fe and impurity elements,
The difference between σ A and σ BB −σ A where σ A is the tensile strength at 0.1% elongation of the steel sheet and σ B is the tensile strength at 0.2% elongation of the steel sheet. ) Is a non-oriented electrical steel sheet in which 40 MPa ≦ (σ B −σ A ) ≦ 200 MPa.
前記Snの含有量をSn(質量%)としたとき、前記σと前記σとの差、及び前記Snの関係が、(σ−σ)≧600×Sn+35を満足する請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。 When the content of the Sn was Sn c (mass%), the sigma difference between A and the sigma B, and the relation of the Sn c, satisfy (σ B -σ A) ≧ 600 × Sn c +35 The non-oriented electrical steel sheet according to claim 1. 請求項1又は請求項2に記載の無方向性電磁鋼板を使用したモータコアであって、回転数10000rpm以上で回転するモータに使用されるモータコア。   A motor core using the non-oriented electrical steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the motor core is used for a motor that rotates at a rotational speed of 10,000 rpm or more. 請求項1に記載の化学組成を有するスラブを加熱した後、熱間圧延する熱間圧延工程と、
前記熱間圧延後の鋼板を焼鈍する熱延板焼鈍工程と、
前記焼鈍後の鋼板を冷間圧延する冷間圧延工程と、
前記冷間圧延後の鋼板を仕上げ焼鈍する仕上げ焼鈍工程であって、仕上げ焼鈍工程における鋼板の温度が80℃から40℃になるまでの間、5℃/秒以上の冷却速度で冷却する仕上げ焼鈍工程と、
を有する請求項1または請求項2に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
A hot rolling step of hot rolling after heating the slab having the chemical composition according to claim 1;
A hot-rolled sheet annealing step for annealing the steel sheet after the hot rolling;
A cold rolling step of cold rolling the steel plate after the annealing;
Finish annealing in which the steel sheet after cold rolling is finish-annealed and is cooled at a cooling rate of 5 ° C./second or more until the temperature of the steel plate in the finish annealing step is changed from 80 ° C. to 40 ° C. Process,
The manufacturing method of the non-oriented electrical steel sheet according to claim 1 or 2, wherein
前記仕上げ焼鈍工程における鋼板の温度が850℃から500℃になるまでの間、4MPa以下の張力で冷却する請求項4に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。   The method for producing a non-oriented electrical steel sheet according to claim 4, wherein the steel sheet is cooled with a tension of 4 MPa or less until the temperature of the steel sheet in the finish annealing step is 850 ° C to 500 ° C.
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