JP7365907B2 - 電気モータ用の無方向性電磁鋼帯 - Google Patents

電気モータ用の無方向性電磁鋼帯 Download PDF

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Description

本発明は、特に電気工学用途の場合の無方向性電磁鋼帯または鋼板、そのような電磁鋼帯または鋼板から製造された電気工学部品、電磁鋼帯または鋼板を製造するプロセスおよび電気工学用途のための部品におけるそのような電磁鋼帯または鋼板の使用に関する。
専門用語で「ＮＯ電磁鋼帯または鋼板」または「ＮＧＯ電磁鋼」（「ＮＧＯ」＝ｎｏｎ－ｇｒａｉｎ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ（非結晶粒指向））とも呼ばれる無方向性電磁鋼帯または鋼板が、回転式電気機械の鉄心の磁束の増強で使用されている。そのような鋼板の典型的な用途は、電気モータと発電機である。電気モータは、特に電気自動車用途では、比較的高い回転速度で動作し、関連する比較的高い周波数に結合される。これらの高周波で発生する損失は、５０Ｈｚで発生する損失に匹敵しない。
そのような機械の効率を高めるために、非常に高い回転速度、またはそれぞれの場合に動作中に回転する部品が長い直径であることが、求められている。この傾向の結果として、ここで問題のタイプの電磁鋼帯または鋼板で作られた電気的に関連する部品は、現在利用可能なタイプの無方向性電磁鋼帯では頻繁に満たすことができない高い機械的ストレスにさらされる。さらに、特に電気自動車で使用される電気モータの電磁鋼帯または鋼板の使用では、電界強度が低くても高分極が存在するため、電気自動車の始動時に必要な高トルクが確保されることが重要であり、望ましい。さらに、電気モータの使用回転速度範囲全体にわたって、高い分極率を達成する必要もある。さらに、ひいては周波数に依存する回転速度範囲全体にわたる電気モータのコアの損失は、極力低くするべきである。電磁鋼帯および鋼板の機械的特性は、先行技術から知られている材料と比較して改善されるべきである。特に、軟磁性特性へのより少ない負の影響が、スタンピングプロセスから生じるべきである。
欧州特許第２６１２９４２号明細書は、鉄および不可避の不純物に加えて、１．０～４．５重量％のＳｉ、最大２．０重量％のＡｌ、最大で１．０重量％のＭｎ、最大０．０１重量％のＣ、最大０．０１重量％のＮ、最大０．０１２重量％のＳ、０．１から０．５重量％のＴｉ、および０．１から０．３重量％のＰを含む鋼から構成される無方向性電磁鋼帯または鋼板を開示している。この場合、Ｔｉ含有量／Ｐ含有量の比率は、それぞれの場合重量％で、１．０≦Ｔｉ含有量／Ｐ含有量≦２．０に従う。このような鋼帯または鋼板で作られた無方向性電磁鋼帯または鋼板、および電気工学用途の部品は、増強された強度、また同時に良好な磁気特性を示す。欧州特許第２６１２９４２号明細書の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、上記の組成を有する鋼からなる熱間圧延鋼帯を冷間圧延して冷間圧延鋼帯を生成し、続いてこの冷間圧延鋼帯に最終熱処理を施すことにより製造される。欧州特許第２６１２９４２号明細書の低周波での分極率と電磁鋼帯または鋼板の機械的特性には、まだ改善が必要である。
欧州特許第２８４０１５７号明細書は、鉄および不可避の不純物に加えて、２．０～４．５重量％のＳｉ、０．０３～０．３重量％のＳｉ、最大２．０重量％のＡｌ、最大１．０重量％のＭｎ、最大０．０１重量％のＣ、最大０．０１重量％のＮ、最大０．００１重量％のＳおよび最大０．０１５重量％のＰを含有する鋼から製造された、三元Ｆｅ－Ｓｉ－Ｚｒ析出物が電磁鋼帯または鋼板の微細構造に存在する、特に電気工学用途向けの無方向性電磁鋼帯または鋼板を開示している。欧州特許第２８４０１５７号明細書はまた、最終熱処理を含むそのような電磁鋼帯または鋼板の製造プロセスを開示している。欧州特許第２８４０１５７号明細書の電磁鋼帯の低電界強度での分極率と機械的特性には、まだ改善が必要である。
国際公開第００／６５１０３（Ａ２）号は、０．０６重量％未満のＣ、０．０３から２．５重量％のＳｉ、０．４重量％未満のＡｌ、０．０５～１重量％のＭｎ、および０．０２重量％未満のＳを含有する鋼中間体を熱間圧延して厚さ３．５ｍｍ未満の熱間圧延鋼帯を得て、続いて酸洗し、酸洗後に圧延して０．２～１ｍｍの厚さの冷間圧延鋼帯を得る、無方向性電磁鋼板を製造するプロセスを開示している。国際公開第００／６５１０３（Ａ２）号の電磁鋼板の機械的および磁気的特性も同様に改善が必要である。
欧州特許第２６１２９４２号明細書 欧州特許第２８４０１５７号明細書 国際公開第００／６５１０３（Ａ２）号
したがって、本発明の目的は、電気モータで使用される場合、好ましくは電気自動車で使用され得る場合、低い電界強度でも高い分極を可能にし、それによって電気自動車を低回転数で起動するときでも高いトルクが提供される電磁鋼帯および鋼板を提供することである。さらに、電気モータの使用回転速度範囲全体にわたって、より低い電界強度範囲と比較的高い電界強度範囲の両方で、高い分極率を達成する必要もある。さらに、電気モータの回転速度を変更するときのコア損失は極めて低いものにするべきである。電磁鋼帯および鋼板の機械的特性は、先行技術から知られている材料と比較して改善されるべきである。特に、軟磁性特性へのより少ない負の影響が、スタンピングプロセスから生じるべきである。
この目的は、特に電気工学用途向けの無方向性電磁鋼帯または鋼板によって達成される。それぞれ５０Ｈｚで測定されるときの、１００Ａ／ｍＪ１００の電界強度での分極と、２５００Ａ／ｍＪ２５００の電界強度での分極との比率が少なくとも０．５であり、電磁鋼帯または鋼板は厚さが０．３５ｍｍ以下であり、５０°Ｃの温度での比電気抵抗が０．４０～０．７０μΩｍであり、無方向性電磁鋼帯または鋼板は、９５０から１１００°Ｃの温度で９０秒以下行われる最終熱処理を含むプロセスにより製造できる、好ましくは製造される。本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を製造するためのプロセスは、鉄および不可避の不純物に加えて、２．３から３．４０重量％のＳｉ、０．３から１．１重量％のＡｌ、０．０７から０．２５０重量％のＭｎ、最大０．０３０重量％のＰを含み、５０°Ｃの温度での比電気抵抗が０．４０～０．７０μΩｍである鋼からなる熱間圧延鋼帯を提供すること、熱間圧延鋼帯を冷間圧延して、冷間圧延鋼帯を得ること、および冷間圧延鋼帯を最終熱処理することというプロセスステップを少なくとも含み、最終熱処理は、本発明による電磁鋼帯または鋼板から製造される電気工学用途の部品、および電気工学用途の部品における本発明による電磁鋼帯または鋼板によって、９５０から１１００°Ｃの温度で９０秒以下行われる。
特に電気工学用途向けの本発明によるタイプの無方向性電磁鋼帯または鋼板は、好ましくは、２．３０～３．４０重量％、好ましくは３．００～３．４０重量％のＳｉ、０．３０～１．１０重量％、好ましくは０．６０～１．１０重量％のＡｌ、０．０７～０．２５重量％、好ましくは０．０７～０．１７重量％のＭｎ、最大０．０３０重量％のＰ、残りに鉄および不可避的不純物を含む鋼から製造され、５０°Ｃの温度で好ましくは０．４０から０．７０μΩｍ、特に好ましくは０．４２から０．６５μΩｍの比電気抵抗を有する。本発明により好ましく使用される鋼に存在する個々の元素の量は、当業者に公知の方法、例えば、ＤＩＮ ＥＮ １０３５１：２０１１－０５「Ｃｈｅｍｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｆｅｒｒｏｕｓ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｐｌａｓｍａ ｏｐｔｉｃａｌ ｅｍｉｓｓｉｏｎ ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｉｃ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｕｎａｌｌｏｙｅｄ ａｎｄ ｌｏｗ ａｌｌｏｙｅｄ ｓｔｅｅｌｓ」による化学分析により判定される。本発明によれば、Ｐは最大０．０３０重量％の量で存在し、Ｐは少なくとも０．００５重量％の量で少なくとも存在することが好ましい。
本発明の意味における可能な不純物は、Ｃ、Ｓ、Ｔｉ、Ｎおよびそれらの混合物からなる群から選択される。存在する上記の群由来のいずれかの不純物の量の合計は、１００ｐｐｍを超えるべきではない。
本発明の発明者らは、５０Ｈｚの周波数での電磁鋼帯または鋼板の製造の要求は、より高い周波数での要求と比較できないことを発見した。そのため、本発明の目的を達成するために、特に周波数範囲４００～１０００Ｈｚに有利な結果をもたらす、本発明による電磁鋼帯または鋼板およびその製造プロセスを開発した。
好ましい実施形態では、本発明は、非常に小さい特定の粒径を有する本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。本発明の電磁鋼帯または鋼板に存在する５０～１３０μｍ、好ましくは７０～１００μｍの粒径が特に好ましい。本発明の電磁鋼帯または鋼板の粒径は、当業者に知られているすべての方法、例えば、ＡＳＴＭ Ｅ１１２「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｚｅ」に従った光学顕微鏡による微細構造の検査により判定できる。
本発明により好ましくは存在する小さな粒径の結果として、本発明の電磁鋼帯または鋼板は、最初に、スタンピングマージンでより小さくスタンピングすることによって、鋼帯または鋼板の加工中に冷間成形の影響の特性を有し、スタンピングマージンを処理するための追加のプロセスステップが、鋼帯または鋼板の使用に必要ないようにする。さらに、本発明の鋼帯または鋼板は、粒径が小さいため、特に良好な軟磁性特性を有し、例えば、磁気特性は、スタンピングマージンすぐそばの非常に狭い鋼帯でのみ破壊される。本発明の電磁鋼帯または鋼板のこの特性は、電気モータの非常に狭いウェブの場合に、特に有利である。
本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板はまた、特に低いコア損失Ｐを有する。本発明の目的に対して、Ｐ１．５／５０という表現は、例えば、分極１．５Ｔおよび周波数５０Ｈｚにおけるコア損失Ｐを指す。コア損失Ｐは、本発明によれば、特にＤＩＮ ＥＮ ６０４０４－２：２００９－０１：「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ － Ｐａｒｔ ２：Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｄ ｓｈｅｅｔ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｎ Ｅｐｓｔｅｉｎ ｆｒａｍｅ」に従った、特にエプスタインフレームによって、当業者に知られているすべての方法で判定される。それにおいては、適切な電磁鋼板が縦（Ｌ）、横（Ｑ）または混合方向（Ｍ）で測定される。
好ましい実施形態では、本発明の電磁鋼帯または鋼板は、それぞれの場合に混合方向（Ｍ）の値である以下のコア損失を有する。
Ｐ１．５／５０の場合２．１～２．９Ｗ／ｋｇ、特に好ましくは２．３～２．６Ｗ／ｋｇ、Ｐ１．０／４００の場合１２．０～１９．０Ｗ／ｋｇ、特に好ましくは１４．０～１６Ｗ／ｋｇ、および／またはＰ１．０／２０００の場合、１１０～２５０Ｗ／ｋｇ、特に好ましくは１７０～２１０Ｗ／ｋｇである。
本発明によれば、本発明の電磁鋼帯または鋼板は、低周波数および高周波数の両方で、特に低い損失を有することが特に有利である。本発明のこの利点は、電磁鋼帯または鋼板が電気自動車用の電気モータに使用される場合に特に有利である。なぜなら、この場合は、動作中の回転速度範囲全体にわたって損失が非常に低くなるべきであるからである。
本発明によれば、比率Ｐ１．０／４００／Ｐ１．５／５０は、より好ましくは５．０から１０．０、好ましくは５．７から８．０である。
本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、比較的高い比電気抵抗も有する。比電気抵抗を判定する方法は、それ自体当業者に知られている。例えばＤＩＮ ＥＮ ６０４０４－１３：２００８－０５「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｐａｒｔ １３：Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｄｅｎｓｉｔｙ，ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｃｋｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔ ａｎｄ ｓｔｒｉｐ」に従った４点の測定に頼るものである。
本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、それぞれ５０°Ｃの温度で、０．４０～０．７０μΩｍ、好ましくは０．５２～０．６７μΩｍの比電気抵抗を有する。
特に電気工学用途での応用のための本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、２５００Ａ／ｍＪ２５００の電界強度での分極に対する１００Ａ／ｍＪ１００の電界強度での分極の比率を有する。いずれの場合も、５０Ｈｚで少なくとも０．５０、好ましくは少なくとも０．５３、特に好ましくは少なくとも０．５５と測定される。この比率は、１００Ａ／ｍの低電界強度での分極でも、２５００Ａ／ｍの高電界強度での分極の少なくとも５０％、好ましくは少なくとも５３％、特に好ましくは少なくとも５５％であることを示す。分極および電界強度を判定する方法は、例えば、特にＤＩＮ ＥＮ ６０４０４－２：２００９－０１：「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｐａｒｔ ２：Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｄ ｓｈｅｅｔ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｎ Ｅｐｓｔｅｉｎ ｆｒａｍｅ」に従って、分極を判定するため、エプスタインフレームによって、当業者に知られている。
さらに、本発明は、好ましくは、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供し、５０Ｈｚで測定したときの１００Ａ／ｍＪ１００の電界強度での分極と、２００Ａ／ｍＪ２００の電界強度での分極との比率が、いずれの場合も０．５９～１．０である。この比率は、本発明の電磁鋼帯または鋼板が、１００Ａ／ｍの電界強度でさえ、２００Ａ／ｍの電界強度で５９～１００％の分極を有することを意味する。
本発明の電磁鋼帯または鋼板は、０．３５ｍｍ以下の厚さを有する。本発明は、好ましくは、それぞれの場合で最大８％の偏差において、０．２４から０．３３ｍｍ、特に好ましくは０．２５から０．３２ｍｍ、非常に特に好ましくは０．２６から０．３１ｍｍの厚さを有する、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。本発明によれば、磁気損失は、これらの薄い厚さの所の方が厚い厚さの所よりも低いため、電磁鋼帯または鋼板は特に薄い厚さを有することが好ましい。
本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、好ましくは＞４８０Ｎ／ｍｍ２、好ましくは＞５３０Ｎ／ｍｍ２の引張強度を有する。試験は、材料の長手方向、すなわち、一般に材料に存在する可能性のある異方性のために引張強度の低い方向である、電磁鋼帯の圧延方向で行われる。引張強度は、本発明では、当業者に知られている方法、例えば、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１：２０１７－０２「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ－Ｐａｒｔ １：Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」に従った引張試験により判定される。
本発明は、特に好ましくは、４５０～６００Ｎ／ｍｍ２の引張強度Ｒｍを有する本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。
本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、好ましくは＞３５０Ｎ／ｍｍ２、好ましくは＞４００Ｎ／ｍｍ２の降伏強度を有する。降伏強度は、本発明では、当業者に知られている方法、例えば、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１：２０１７－０２「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ － Ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ － Ｐａｒｔ １：Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」に従った引張試験により判定される。
本発明は、特に好ましくは、３３０～４８０Ｎ／ｍｍ２の降伏強度Ｒｐ０．２を有する本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。
本発明は、より好ましくは、１０～３０の破断伸びＡ８０を有する本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。
本発明は、より好ましくは、１４０～２４０の硬度Ｈｖ５を有する本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。
本発明の電磁鋼帯または鋼板は、好ましくは、使用される上述のタイプの鋼の結果としてその正の特性を獲得する。さらに、本発明の電磁鋼帯または鋼板は、特に本発明による最終熱処理の結果として、本発明の特定の製造プロセスによって有利な特性を得ることが好ましい。
本発明の目的では、「最終熱処理」は、製造プロセスの終わり、すなわち、製造プロセスの最後のプロセスステップでの本発明による電磁鋼帯または鋼板の熱処理である。本発明によれば、９５０から１１００°Ｃの温度で９０秒以下の最終熱処理を含むプロセスで製造される場合、特に有利な電磁鋼帯または鋼板が得られることが見出された。
したがって、本発明は、９５０～１１００°Ｃの温度で９０秒以下の最終熱処理を含むプロセスで製造することができる、好ましくは製造される、無方向性電磁鋼帯または鋼板も提供する。
無方向性電磁鋼帯または鋼板の製造プロセスは、それ自体当業者に知られている。本発明によれば、最終熱処理は、９５０～１１００°Ｃ、好ましくは９８０～１０７０°Ｃ、より好ましくは９８０～１０５０°Ｃ、例えば９８０°Ｃまたは１０５０°Ｃの温度で実施される。本発明によれば、最終熱処理中の上述の温度は、最大２０°Ｃ高く、また最大１５°Ｃ低くずれ得る。
本発明による最終熱処理は、９０秒以下、好ましくは８０秒以下、特に好ましくは７０秒以下実行される。最終熱処理の最小期間は、少なくとも１０秒である。
一般に、最終熱処理は、当業者に知られているあらゆる方法で実施することができる。本発明によれば、最終熱処理は、好ましくは、電磁鋼帯または鋼板が連続的に通される連続運転炉、特に水平連続通過炉で実施される。
当業者は、使用される鋼帯移動装置の結果として、最終熱処理中に電磁鋼帯または鋼板に力が作用することを知る。しかし、本発明においては、これらの力は極めて小さいものでなければならない。本発明によれば、力はクリープ強度を超えるべきでない。
本発明の目的のために、上記の最終熱処理は、２段階ではなく１段階で実施されることが好ましい。したがって、本発明は、好ましくは、単一段階の最終熱処理によって製造される無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。２段階の最終熱処理に対する単一段階の最終熱処理の利点は、例えば、比較的低い温度での熱処理が可能であること、すなわち鋼帯が苛まれる酸化がより少ないことである。
本発明により特に好ましい電磁鋼帯は、上記の好ましい合金化元素を含む上記の特に好ましいタイプの鋼を使用し、このようにして製造された電磁鋼帯または鋼板を上記の最終熱処理により処理することによって得られる。好ましい本発明の諸特徴のうち本発明に従うこの特に好ましい組み合わせは、特にスタンピングプロセスにおけるさらなる処理に関して、特に有利な電磁鋼帯または鋼板をもたらす。特に粒径に関して、有利な構造は、磁気的および機械的特性をほとんど損なわない。
本発明の電磁鋼帯または鋼板の製造は、好ましくは、以下に記載されるプロセスによって実施される。
したがって、本発明は、少なくとも以下のプロセスステップ
－鉄および不可避の不純物に加えて、
－Ｓｉ：２．３０から３．４０重量％、
－Ａｌ：０．３０から１．１０重量％、
－Ｍｎ：０．０７から０．２５重量％、
－Ｐ：最大０．０３０重量％、
を含む鋼からなる熱間圧延鋼帯を提供すること、
－熱間圧延鋼帯を冷間圧延して、冷間圧延鋼帯を得ること、および
－冷間圧延鋼帯を最終熱処理すること
を含み、
最終熱処理は、９５０から１１００°Ｃの温度で９０秒以下行われる、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板の製造プロセスをさらに提供する。
この目的のために、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板についてこれまでに説明した組成を有する熱間圧延鋼帯が最初に提供され、続いて冷間圧延され、冷間圧延鋼帯として最終熱処理を受ける。最終熱処理後に得られる最終熱処理冷間圧延鋼帯は、本発明の組成と性質を有する電磁鋼帯または鋼板を表し、その機械的および磁気的特性は、従来のＮＯ電磁鋼帯または鋼板と比較して決定的に改善され、したがってそれは、実際の使用において、高い動的負荷と、変化する電流周波数と、モータの回転速度にさらされる電気部品と機械の製造に特に適している。
本発明により提供される熱間圧延鋼帯の製造は、まさに大部分は、従来通りに実施することができる。この目的のために、本発明により規定される組成に対応する組成の溶鋼は、最初に溶融され、鋳造されて、従来の製造の場合にスラブまたは薄いスラブであり得る中間体を生成することが可能である。
このようにして製造された中間体は、その後、１０２０～１３００°Ｃの中間体の温度に至らせることができる。この目的のために、必要に応じて中間体を再加熱するか、鋳造の熱を利用してそれぞれの目標温度に保つ。
このようにして加熱された中間体は、次いで熱間圧延されて、典型的には１．５から４ｍｍ、特に２から３ｍｍの厚さを有する熱間圧延鋼帯を得ることができる。熱間圧延は、それ自体既知の方法で、１０００から１１５０°Ｃの即席圧延スラブにおける熱間圧延初期温度で始まり、７００から９２０°Ｃ、特に７８０から８５０°Ｃの熱間圧延最終温度で終了する。
その後、得られた熱間圧延鋼帯を巻き取り温度まで冷却し、巻き取ってコイルを得ることができる。引き続いて実行される冷間圧延の問題が回避されるように、巻き取り温度が理想的に選択される。実際には、巻き取り温度は、この目的のために、例えば７００°Ｃ以下である。
提供される熱間圧延鋼帯を冷間圧延して、本発明の電磁鋼帯または鋼板の厚さの典型的な厚さ、すなわち０．３５ｍｍ以下、好ましくは０．２４～０．３３ｍｍの厚さ、特に好ましくは０．２５から０．３２ｍｍ、非常に特に好ましくは０．２６から０．３１ｍｍであり、それぞれの場合に最大で８％の偏差がある、冷間圧延鋼帯を得る。
最後の最終熱処理は、例えば、より高い強度またはより低いコア損失を支持して、材料特性の改善に決定的に貢献する。
本発明の目的では、「最終熱処理」は、製造プロセスの終わり、すなわち、製造プロセスの最後のプロセスステップでの本発明の電磁鋼帯または鋼板の熱処理である。本発明の発明者らは、９５０から１１００°Ｃの温度で９０秒以下の最終熱処理を含むプロセスで製造される場合、特に有利な電磁鋼帯または鋼板が得られることを見出した。
本発明によれば、最終熱処理は、９５０～１１００°Ｃ、好ましくは９８０～１０７０°Ｃ、より好ましくは９８０～１０５０°Ｃ、例えば９８０°Ｃまたは１０５０°Ｃの温度で実施される。本発明によれば、最終熱処理中の上述の温度は最大２０°Ｃ高く、また最大１５°Ｃ低くずれ得る。
本発明による最終熱処理は、９０秒以下、好ましくは８０秒以下、特に好ましくは７０秒以下実行される。最終熱処理の最小期間は、少なくとも１０秒である。
一般に、最終熱処理は、当業者に知られているあらゆる方法で実施できる。本発明によれば、最終熱処理は、好ましくは電磁鋼帯または鋼板が連続的に通される連続運転炉、特に水平連続通過炉で実施される。
当業者は、使用される鋼帯移動装置の結果として、最終熱処理中に電磁鋼帯または鋼板に力が作用することを知る。しかし、本発明においては、これらの力は極めて小さいものでなければならない。
本発明はまた、好ましくは理論上の密度が７．５５～７．６７ｋｇ／ｃｍ３である、本発明による電磁鋼帯または鋼板から製造された電気工学用途の部品を提供する。電気工学用途の部品の例は、電気モータ、発電機、または変圧器、特にローターまたはステーターであり、これらは、好ましくは、エネルギーの変換、特に電気エネルギーから機械エネルギー、機械エネルギーから電気エネルギー、または電気エネルギーから電気エネルギーに変換することができる電気機械の基本的な部品を表す。
本発明はさらに、電気工学用途の部品であって、特に電気モータ、発電機、または変圧器、特にローターまたはステーターであり、これらが、好ましくは、エネルギーの変換、特に電気エネルギーから機械エネルギー、機械エネルギーから電気エネルギー、または電気エネルギーから電気エネルギーに変換することができる電気機械の基本的な部品を表している部品における、本発明による電磁鋼帯または鋼板の使用も提供する。
本発明を、実施例を用いて以下に説明する。
実施例：サンプルＰ１～Ｐ７
本発明による電磁鋼帯Ｐ１～Ｐ７は、表１に示される組成および表２に示されるデータの対応するタイプの熱間圧延鋼帯から製造された。
Figure 0007365907000001
Figure 0007365907000002
Figure 0007365907000003
Figure 0007365907000004
Figure 0007365907000005
Figure 0007365907000006
提示された測定値は、次の方法で判定した。
Ｒｐ０．２：
Ｒｐ０．２値は、材料の降伏強度を表し、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１：２０１７－０２「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ－Ｐａｒｔ １：Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」に従って判定される。
Ｒｍ：
Ｒｍ値は、材料の引張強度を表し、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１：２０１７－０２「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ－Ｐａｒｔ １：Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」に従って判定される。
Ｈｖ５：
Ｈｖ５値は硬度を表し、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６５０７－１：２００６－０３「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｖｉｃｋｅｒｓ ｈａｒｄｎｅｓｓ ｔｅｓｔ－Ｐａｒｔ １：Ｔｅｓｔ ｍｅｔｈｏｄ」に従って判定される。
Ａ８０：
Ａ８０値は、破断伸びを表し、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１：２０１７－０２「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ－Ｐａｒｔ １：Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」に従って判定される。
降伏強度比：
「降伏強度値」の値は、Ｒｐ０．２／Ｒｍの比率を表し、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ６８９２－１：２０１７－０２「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｔｅｎｓｉｌｅ ｔｅｓｔｉｎｇ－Ｐａｒｔ １：Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｔ ｒｏｏｍ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ」に従って判定される。
粒径：
粒径は、ＡＳＴＭ Ｅ１１２「Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ Ａｖｅｒａｇｅ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｚｅ」に従った光学顕微鏡による微細構造の検査によって判定される。
分極：
分極は、ＤＩＮ ＥＮ ６０４０４－２：２００９－０１：「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｐａｒｔ ２：Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｄ ｓｈｅｅｔ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｎ Ｅｐｓｔｅｉｎ ｆｒａｍｅ」に従って判定される。
損失Ｐ：
損失Ｐは、ＤＩＮ ＥＮ ６０４０４－２：２００９－０１：「Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｐａｒｔ ２：Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｄ ｓｈｅｅｔ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｎ Ｅｐｓｔｅｉｎ ｆｒａｍｅ」に従って判定される。
たわみの数：
たわみの数は、ＤＩＮ ＥＮ ＩＳＯ ７７９９：２００－０７「Ｍｅｔａｌｌｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－Ｓｈｅｅｔ ａｎｄ ｓｔｒｉｐ ３ｍｍ ｔｈｉｃｋ ｏｒ ｌｅｓｓ－Ｒｅｖｅｒｓｅ ｂｅｎｄｉｎｇ ｔｅｓｔ」に従って判定される。
本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、好ましくは、電気モータ、特に電気自動車の用途で使用することができる。

Claims (13)

  1. 無方向性電磁鋼帯または鋼板であって、それぞれ５０Ｈｚで測定されるときの、１００Ａ／ｍＪ１００の電界強度での分極と、２５００Ａ／ｍＪ２５００の電界強度での分極との比率が少なくとも０．５であり、前記電磁鋼帯または鋼板は厚さが０．２４から０．３３ｍｍであり、５０°Ｃの温度での比電気抵抗が０．４０～０．７０μΩｍであり、
    鉄および不可避の不純物に加えて、
    Ｓｉ：２．３０から３．４０重量％、
    Ａｌ：０．３０から１．１０重量％、
    Ｍｎ：０．０７から０．２５重量％、
    Ｐ：最大０．０３０重量％、但し０．０３０重量％を除く、
    から成る鋼から製造されることを特徴とする、
    無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  2. ５０～１３０μｍの粒径を有することを特徴とする、請求項１に記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  3. ７０～１００μｍの粒径を有することを特徴とする、請求項２に記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  4. 比電気抵抗が０．５２～０．６７μΩｍであることを特徴とする、請求項１～３のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  5. それぞれ５０Ｈｚで測定されるときの、１００Ａ／ｍＪ１００の電界強度での分極と、２００Ａ／ｍＪ２００の電界強度での分極との比率が、少なくとも０．５９～１．０であることを特徴とする、請求項１～４のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  6. ０．２６から０．３１ｍｍの厚さを有することを特徴とする、請求項１～５のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  7. 降伏強度Ｒｐ０．２が３３０～４８０Ｎ／ｍｍ ２であることを特徴とする、請求項１～６のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  8. 引張強度Ｒｍが４５０～６００Ｎ／ｍｍ ２であることを特徴とする、請求項１～７のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  9. 破断伸びＡ８０が１０～３０％の値を有することを特徴とする、請求項１～８のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  10. 硬度Ｈｖ５が１４０～２４０の値を有することを特徴とする、請求項１～９のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板。
  11. 少なくとも以下のプロセスステップ
    －熱間圧延鋼帯を冷間圧延して、冷間圧延鋼帯を得ること、および
    －前記冷間圧延鋼帯を最終熱処理すること
    を含み、
    前記最終熱処理は、９５０～１１００°Ｃの温度で９０秒以下行われることを特徴とする、請求項１～１０のいずれかに記載の無方向性電磁鋼帯または鋼板の製造プロセス。
  12. 請求項１～１０のいずれかに記載の電磁鋼帯または鋼板から製造される電気工学用途の部品。
  13. 電気工学用途の部品における、請求項１～１０のいずれかに記載の電磁鋼帯または鋼板の使用。
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