KR101921008B1

KR101921008B1 - 무방향성 전기 강판 및 그 제조 방법

Info

Publication number: KR101921008B1
Application number: KR1020177005193A
Authority: KR
Inventors: 도모유키 오쿠보; 요시히코 오다; 히로아키 나카지마
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-27
Filing date: 2015-08-18
Publication date: 2018-11-21
Also published as: JP5975076B2; CN106574346B; EP3187611A4; BR112017003067B1; WO2016031178A1; BR112017003067A2; TW201610179A; CN106574346A; EP3187611B1; US20170274432A1; KR20170036047A; EP3187611A1; JP2016047942A; MX2017002415A; TWI572723B

Abstract

본 발명은 종래보다 더욱 철손을 저감한 무방향성 전기 강판을 제공한다.
본 발명의 무방향성 전기 강판은, 질량％ 로, C : 0.05 ％ 이하, Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하, Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하, Mn : 0.03 ％ 이상 3.0 ％ 이하, P : 0.2 ％ 이하, S : 0.005 ％ 이하, N : 0.005 ％ 이하, 및 O : 0.01 ％ 이하를 함유하고, 추가로 임의로, Sn, Sb, Ca, Mg, REM, Cr, Ti, Nb, V 및 Zr 의 1 종 또는 2 종 이상을 소정량 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 판두께가 0.30 ㎜ 미만으로서, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의, 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 가 0.2 ㎛ 이하인 것을 특징으로 한다.

Description

무방향성 전기 강판 및 그 제조 방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 HEV 나 EV 의 구동 모터 등, 비교적 고속으로 회전하는 모터의 철심 재료에 바람직한 무방향성 전기 강판 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

무방향성 전기 강판은 모터나 트랜스의 철심으로서 사용되는 재료로서, 이들 전기 기기의 효율 향상의 관점에서 저철손이 요구된다. 철손을 저감하려면 고유 저항의 증가나 박판화가 유효하지만, 고유 저항의 증가에는 합금 비용이, 박판화에는 압연이나 어닐링의 비용이 증가된다는 과제가 있어, 새로운 철손 저감 수법의 확립이 요망되고 있다.

고유 저항의 증가나 박판화 이외의 철손 저감 수법으로서, 방향성 전기 강판에 있어서는, 포르스테라이트 피막을 제거하여 표면을 평활화함으로써, 히스테리시스손이 저감되는 것이 알려져 있다. 이것은 표면의 요철이 감소되어 자벽이 움직이기 쉬워지는 것에서 기인한다. 특허문헌 1 에서는, 최종 마무리 어닐링 전의 강판의 표면 조도를 산술 평균 조도 Ra 로 0.3 ㎛ 이하로 하고, 어닐링 분리제로서 알루미나계의 분리제를 사용하는 기술이 제안되어 있다.

이에 비하여, 무방향성 전기 강판에서는, 표면 조도가 철손에 미치는 영향이 작다고 생각되고 있다. 무방향성 전기 강판의 표면 조도를 저감하는 기술로서 특허문헌 2, 3 이 제안되어 있다. 특허문헌 2 에는, 강판 표면의 Ra 를 0.5 ㎛ 이하로 함으로써, 점적률의 저하를 억제한 무방향성 전기 강판이 기재되어 있다. 특허문헌 3 에는, Cr 을 1.5 질량％ 이상 20 질량％ 이하 함유하고, 강판 표면의 Ra 를 0.5 ㎛ 이하로 함으로써, 고주파에서의 철손을 저감한 무방향성 전기 강판이 기재되어 있다.

일본 공개특허공보2009-228117호 일본 공개특허공보2001-192788호 일본 공개특허공보2001-279403호

그러나, 특허문헌 1 에서 제안된 기술은 방향성 전기 강판에 관한 것으로서, 무방향성 전기 강판의 철손을 저감하는 것에 대해서 아무런 시사도 주지 않는다. 또, 특허문헌 2 에 기재된 기술은 무방향성 전기 강판에 관한 것이지만, 점적률의 개선을 목적으로 한 것으로서, 철손을 저감하는 것을 의도하고 있지 않다. 특허문헌 3 에서 제안된 기술은 무방향성 전기 강판의 고주파 철손을 저감하는 것을 의도하는 것이지만, 철손을 보다 저감하는 것이 요망되고 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여, 종래보다 더욱 철손을 저감한 무방향성 전기 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은 표면 요철의 영향에 대해서 다음과 같이 고찰하여, 표면 조도의 제어에 대해서 새로운 착상을 얻었다. 즉, 표면에 요철이 있는 강판에 외부 자장을 인가하여 자벽을 움직이게 할 경우, 자벽의 이동에 따라서 표면의 정자 (靜磁) 에너지가 증가되기 때문에 자벽은 복원력을 받는다. 이 복원력은 요철의 깊이뿐만 아니라, 요철 파장의 영향도 당연히 받는다. 즉, 자벽의 이동 거리보다 큰 파장으로 변화하는 요철이 있을 경우, 자벽이 움직여도 정자 에너지의 변화가 작기 때문에 자벽이 받는 복원력이 작다. 반대로, 자벽의 이동 거리보다 작은 파장으로 변화하는 요철 (즉 미세한 요철) 이 있을 경우에는, 자벽에는 큰 복원력이 작용한다고 생각할 수 있다.

방향성 전기 강판의 결정립경은 10 ㎜ 정도, 자구 폭은 1 ㎜ 정도이기 때문에 자벽의 이동 거리는 1 ㎜ 정도이다. 이에 비하여, 무방향성 전기 강판의 결정립경은 100 ㎛ 정도이고, 자구 폭이나 자벽의 이동 거리도 10 ㎛ 정도로 매우 작다. 따라서, 무방향성 전기 강판의 철손을 저감하기 위해서는, 수십 ㎛ 정도의 컷오프 파장으로 장파장측의 기복을 제거한 미소 요철을 평가하고, 이 미소 요철을 저감할 필요가 있다고 본 발명자들은 생각하였다. 이하, 이 미소 요철을「마이크로한 조도」라고도 부른다.

특허문헌 1 에서는 방향성 전기 강판에 대해서, 특허문헌 2, 3 에서는 무방향성 전기 강판에 대해서, 강판 표면의 Ra 를 작게 하는 것이 기재되어 있다. 그러나 컷오프 파장이 불명확하고, 상기와 같은 마이크로한 조도에 주목한 것은 아니다. 본 발명자들이 주목한 것은 자벽의 이동 거리보다 작은 파장의 마이크로한 조도로서, 종래 기술과는 근본적으로 기술 사상이 상이하다.

상기 착상에 기초하여 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 통상적인 제법으로 무방향성 전기 강판의 판두께를 0.30 ㎜ 미만으로 하면 히스테리시스손이 증가되는 것, 또, 마이크로한 조도를 저감하면 이 히스테리시스손의 증가가 억제되는 것을 알 수 있어, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.

상기 과제를 해결하는 본 발명의 요지 구성은 아래와 같다.

(1) 질량％ 로,

C : 0.05 ％ 이하,

Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하,

Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하,

Mn : 0.03 ％ 이상 3.0 ％ 이하,

P : 0.2 ％ 이하,

S : 0.005 ％ 이하,

N : 0.005 ％ 이하, 및

O : 0.01 ％ 이하,

를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,

판두께가 0.30 ㎜ 미만으로서,

컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의, 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 가 0.2 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 무방향성 전기 강판.

(2) 상기 성분 조성이, 질량％ 로, Sn 및 Sb 의 1 종 또는 2 종을 합계로 0.01 ％ 이상 0.2 ％ 이하 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 에 기재된 무방향성 전기 강판.

(3) 상기 성분 조성이, 질량％ 로, Ca, Mg 및 REM 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.0005 ％ 이상 0.010 ％ 이하 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) 또는 (2) 에 기재된 무방향성 전기 강판.

(4) 상기 성분 조성이, 질량％ 로, Cr : 0.1 ％ 이상 20 ％ 이하를 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) ∼ (3) 의 어느 1 항에 기재된 무방향성 전기 강판.

(5) 상기 성분 조성이, 질량％ 로, Ti, Nb, V 및 Zr 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.01 ％ 이상 1.0 ％ 이하 함유하는 것을 특징으로 하는, 상기 (1) ∼ (4) 의 어느 1 항에 기재된 무방향성 전기 강판.

(6) 상기 (1) ∼ (5) 의 어느 1 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를 가열하고,

그 강 슬래브를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고,

그 열연 강판에 열연판 어닐링을 실시하거나 실시하지 않고,

상기 열연 강판에, 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 판두께 0.30 ㎜ 미만의 냉연 강판으로 하고,

그 냉연 강판에 마무리 어닐링을 실시하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법으로서,

최후의 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤 표면의, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 산술 평균 조도 Ra 를 0.2 ㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전기 강판의 제조 방법.

본 발명의 무방향성 전기 강판에 의하면, 지철 표면의 마이크로한 조도를 저감함으로써, 강 성분에 큰 제한을 가하지 않고 철손을 저감할 수 있다. 또, 본 발명의 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 의하면, 지철 표면의 마이크로한 조도를 저감하여, 철손을 저감한 무방향성 전기 강판을 유리하게 제조할 수 있다.

도 1 은, 여러 판두께에 있어서의, 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra (컷오프 파장 λc = 20 ㎛) 와 히스테리시스손 Wh_10/50 의 관계를 나타내는 그래프이다.

(무방향성 전기 강판)

이하, 본 발명의 일 실시형태에 따른 무방향성 전기 강판에 대해서 설명한다. 먼저, 강의 성분 조성의 한정 이유에 대해서 서술한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 각 성분 원소의 함유량을 나타내는「％」는「질량％」를 의미한다.

C : 0.05 ％ 이하

C 는 강의 강도 향상에 이용할 수 있다. C 함유량이 0.05 ％ 를 초과하면 가공이 곤란해지기 때문에, C 함유량의 상한은 0.05 ％ 로 한다. 강도 향상에 이용하지 않을 경우에는, 자기 시효를 억제하기 위해서 0.005 ％ 이하로 저감하는 것이 바람직하다.

Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하

Si 는 0.1 ％ 이상 첨가함으로써 강의 비저항을 증가시켜 철손을 저감하는 효과가 있다. 그러나, 7.0 ％ 를 초과하여 첨가하면 오히려 철손이 나빠진다. 따라서, Si 함유량의 범위는 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하로 한다. 철손과 가공 성의 밸런스 관점에서 보다 바람직한 범위는 1.0 ％ 이상 5.0 ％ 이하이다.

Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하

Al 은 0.1 ％ 이상 첨가함으로써 강의 비저항을 증가시켜 철손을 저감하는 효과가 있다. 그러나, 3.0 ％ 를 초과하여 첨가하면 주조가 곤란해진다. 따라서, Al 함유량은 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.3 ％ 이상 1.5 ％ 이하이다.

Mn : 0.03 ％ 이상 3.0 ％ 이하

Mn 은 0.03 ％ 이상 첨가함으로써 강의 열간 취성 (脆性) 을 방지할 수 있다. 또, 비저항을 증가시켜 철손을 저감하는 효과도 있다. 3.0 ％ 를 초과하여 첨가하면 오히려 철손이 증가되기 때문에, Mn 함유량의 범위는 0.03 ％ 이상 3.0 ％ 이하로 한다. 보다 바람직한 범위는 0.1 ％ 이상 2.0 ％ 이하이다.

P : 0.2 ％ 이하

P 는 강의 강화에 이용할 수 있다. 그러나, 0.2 ％ 를 초과하여 첨가하면 강이 취화되어 가공이 곤란해진다. 따라서, P 함유량은 0.2 ％ 이하로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.01 ％ 이상 0.1 ％ 이하이다.

S : 0.005 ％ 이하

S 함유량이 0.005 ％ 를 초과하면, MnS 등의 석출물이 증가되어 입성장성이 열화된다. 따라서, S 함유량의 상한은 0.005 ％ 로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.003 ％ 이하이다.

N : 0.005 ％ 이하

N 함유량이 0.005 ％ 를 초과하면, AlN 등의 석출물이 증가되어 입성장성이 열화된다. 따라서, N 함유량의 상한은 0.005 ％ 로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.003 ％ 이하이다.

O : 0.01 ％ 이하

O 함유량이 0.01 ％ 를 초과하면, 산화물이 증가되어 입성장성이 열화된다. 따라서, O 함유량의 상한은 0.01 ％ 로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.005 ％ 이하이다.

상기 성분에 첨가하여, 이하의 성분을 첨가해도 된다.

Sn, Sb : 합계로 0.01 ％ 이상 0.2 ％ 이하

Sn, Sb 는 0.01 ％ 이상 첨가함으로써 재결정 집합 조직의 [111] 결정립을 저감하여, 자속 밀도를 향상시키는 효과가 있다. 또, 마무리 어닐링이나 변형 제거 어닐링으로 질화·산화를 방지하여 철손의 증가를 억제하는 효과도 있다. 0.2 ％ 를 초과하여 첨가해도 효과가 포화되기 때문에, Sn, Sb 합계 함유량의 범위는 0.01 ％ 이상 0.2 ％ 이하로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.02 ％ 이상 0.1 ％ 이하이다.

Ca, Mg, REM : 합계로 0.0005 ％ 이상 0.010 ％ 이하

Ca, Mg, REM 은 0.0005 ％ 이상 첨가함으로써 황화물을 조대화시켜 입성장성을 개선시키는 효과가 있다. 0.010 ％ 를 초과하여 첨가하면 오히려 입성장성이 나빠지기 때문에, Ca, Mg, REM 합계 함유량의 범위는 0.0005 ％ 이상 0.010 ％ 이하로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.001 ％ 이상 0.005 ％ 이하이다.

Cr : 0.1 ％ 이상 20 ％ 이하

Cr 은 0.1 ％ 이상 첨가함으로써 강의 비저항을 증가시켜 철손을 저감하는 효과가 있다. 강의 경도가 작기 때문에 다량으로 첨가할 수 있으나, 20 ％ 를 초과하여 첨가하면 탈탄이 곤란해지고, 탄화물이 석출되어 철손을 열화시킨다. 따라서, Cr 함유량은 0.1 ％ 이상 20 ％ 이하로 한다. 더욱 바람직한 범위는 1.0 ％ 이상 10 ％ 이하이다.

Ti, Nb, V, Zr : 합계로 0.01 ％ 이상 1.0 ％ 이하

Ti, Nb, V, Zr 은 탄화물·질화물 형성 원소로서, 0.01 ％ 이상 첨가함으로써 강의 강도를 상승시킬 수 있다. 1.0 ％ 를 초과하여 첨가해도 효과가 포화되기 때문에, Ti, Nb, V, Zr 합계 함유량은 0.01 ％ 이상 1.0 ％ 이하로 한다. 더욱 바람직한 범위는 0.1 ％ 이상 0.5 ％ 이하이다. 강도 상승에 이용하지 않을 경우에는, 입성장성을 개선하기 위해서 0.005 ％ 이하로 저감하는 것이 바람직하다.

상기한 원소 이외의 잔부는 Fe 및 불가피적 불순물이다.

본 실시형태의 무방향성 전기 강판은, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의, 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 가 0.2 ㎛ 이하인 것이 중요하다. 이와 같이 자벽의 이동 거리보다 작은 파장의 미소한 요철을 저감함으로써, 히스테리시스손을 저감할 수 있다. 보다 바람직한 범위는 0.1 ㎛ 이하이다.

본 발명에 있어서, 표면 조도의 측정은 JIS B 0601, JIS B 0632, JIS B 0633, JIS B 0651 에 기재된 내용에 준하여 행한다. 측정은 지철 표면에서 행하기 위해서, 코팅이 도포되어 있는 경우에는 자비 알칼리 등으로 제거한다. 표면 조도의 측정에 사용하는 측정기는, 파장수 ㎛ 이하의 마이크로한 조도를 정확하게 검출할 수 있는 것을 선택한다. 일반적인 촉침식 표면 조도 합계는 촉침 선단의 반경이 수 ㎛ 이기 때문에, 마이크로한 조도를 검출하기에는 부적당하다. 그래서, 본 발명에서는 3 차원 주사 전자 현미경을 사용하여 산술 평균 조도 Ra 를 측정한다. 마이크로한 조도를 검출하기 위해서 기준 길이 및 컷오프 파장 (컷오프치) λc 는 20 ㎛ 로 한다. 컷오프 λc/λs 는 특별히 지정되지 않지만, 100 이상으로 하는 것이 바람직하고, 본 발명에 있어서는 100 으로 하여 측정하는 것으로 한다. 측정 방향은 압연 방향 및 압연 직각 방향으로 하고, 각각 3 회 측정을 행하여 그 평균치를 사용한다.

이에 비하여, 예를 들어 일반적인 촉침식 표면 조도계에서 얻어지는 마이크로한 조도는, 자기 특성에 영향을 주지 않기 때문에 특별히 한정되지 않는다. 점적률 향상의 관점에서는, 컷오프 파장 λc = 0.8 ㎜, 컷오프비 λc/λs = 300 에서 얻어지는 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 를 0.5 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.

본 실시형태에 있어서, 판두께는 0.30 ㎜ 미만으로 한다. 판두께가 0.30 ㎜ 미만인 경우, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의, 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 가 0.2 ㎛ 이하인 것에 의한 철손의 저감 효과를 얻을 수 있기 때문이다. 판두께는 바람직하게는 0.25 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 0.15 ㎜ 이하로 한다. 또, 판두께가 0.05 ㎜ 미만이 되면 제조 비용이 높아지기 때문에, 0.05 ㎜ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(무방향성 전기 강판의 제조 방법)

다음으로, 본 발명의 일 실시형태에 의한 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 대해서 설명한다. 상기한 성분 조성으로 조정한 용강으로부터, 통상적인 조괴-분괴법이나 연속 주조법에 의해서 강 슬래브를 제조해도 되고, 100 ㎜ 이하의 두께의 박주편 (薄鑄片) 을 직접 주조법으로 제조해도 된다.

이어서, 강 슬래브는 통상적인 방법으로 가열하고, 열간 압연에 제공하여 열연 강판으로 한다.

이어서, 필요에 따라서 열연 강판에 열연판 어닐링을 행한다. 열연판 어닐링의 목적은 리징 방지나 자속 밀도 향상이고, 필요없는 경우에는 생략할 수도 있다. 연속 어닐링 설비를 사용할 경우에는 900 ∼ 1100 ℃ × 1 ∼ 300 sec, 배치 어닐링 설비를 사용할 경우에는 700 ∼ 900 ℃ × 10 ∼ 600 min 의 조건으로 하는 것이 바람직하다.

그 후, 열연 강판에 산세를 실시하고 나서, 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시하여, 최종 판두께의 냉연 강판으로 마무리한다. 최종 판두께는 0.30 ㎜ 미만으로 한다.

지철 표면의 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 산술 평균 조도 Ra 를 0.2 ㎛ 이하로 하는 바람직한 방법은, 최후의 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤의 표면 조도를 조정하는 것이다. 본 실시형태에서는, 최후의 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤 표면의 산술 평균 조도 Ra 를 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 로 0.2 ㎛ 이하에서 한다. 롤 표면을 효율적으로 강에 전사시키기 위해서, 적어도 최종 패스는 드라이 압연인 것이 바람직하다. 이로써, 냉연 강판의 표면을 평활화할 수 있다. 또한, 냉간 압연에 의해서 지철 표면을 평활화하지 않는 경우에는, 냉간 압연 후 또는 마무리 어닐링 후에, 화학 연마나 전해 연마 등의 공정을 추가하여, 지철 표면의 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 산술 평균 조도 Ra 를 0.2 ㎛ 이하로 하는 것이어도 된다. 단, 제조 비용의 관점에서, 냉간 압연시에 지철 표면을 평활화하는 것이 바람직하다.

최종 냉간 압연 후, 냉연 강판에 마무리 어닐링을 실시한다. 마무리 어닐링으로 강판 표면이 산화·질화하면 자기 특성이 대폭 열화된다. 그래서, 산화를 방지하기 위해서, 어닐링 분위기를 환원성으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, H₂ 농도를 5 ％ 이상 함유하는 N₂-H₂ 혼합 분위기를 이용하고, 노점을 내려 PH₂O/PH₂ 를 0.05 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 질화를 방지하기 위해서는, 로 내 분위기의 N₂ 분압을 95 ％ 이하로 하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 범위는 85 ％ 이하이다. 또, Sn, Sb 의 1 종 또는 2 종을 강에 합계로 0.01 ％ 이상 0.2 ％ 이하 첨가하는 것은, 산화·질화의 억제에 특히 효과적이다. 어닐링 조건은 700 ∼ 1100 ℃ × 1 ∼ 300 sec 가 바람직하다. 철손을 중시할 경우에는 어닐링 온도를 올리고, 강도를 중시할 경우에는 어닐링 온도를 내리면 된다.

마무리 어닐링 후, 필요에 따라서 강판 표면에 절연 코팅을 실시하여 제품판 (무방향성 전기 강판) 으로 한다. 절연 코팅은 공지된 것을 사용할 수 있고, 무기 코팅, 유기 코팅, 무기-유기 혼합 코팅 등을 목적에 따라서 구별하여 사용할 수 있다.

그 밖의 제조 조건은 무방향성 전기 강판의 일반적인 제조 방법에 따르면 된다.

실시예

(실시예 1)

C : 0.0022 ％, Si : 3.25 ％, Al : 0.60 ％, Mn : 0.27 ％, P : 0.02 ％, S : 0.0018 ％, N : 0.0021 ％, O : 0.0024 ％, Sn : 0.06 ％ 를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬래브를 용제 (溶製) 하고, 1130 ℃ 에서 30 분간 가열한 후, 열간 압연을 행하여 열연 강판을 얻었다. 이 열연 강판에 1000 ℃ × 30 sec 의 열연판 어닐링을 행하고, 추가로 냉간 압연을 행하여 판두께 0.15 ∼ 0.30 ㎜ 의 냉연 강판으로 마무리하였다. 얻어진 냉연 강판에 H₂ : N₂ = 30 : 70, 노점 -50 ℃ 의 분위기 중에서 1000 ℃ × 10 sec 의 마무리 어닐링을 행하고, 절연 코팅을 도포하여 제품판으로 하였다.

여기서, 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤의 표면 조도를 조정함으로써, 제품판의 지철 표면의 마이크로한 조도를 변경하였다. 얻어진 제품판으로부터 280 ㎜ × 30 ㎜ 의 시험편을 채취하고, 에프스타인 시험으로 직류 자기 측정을 행하여 Bm = 1.0 T, f = 50 ㎐ 의 히스테리시스손 Wh_10/50 을 측정하였다. 또, 자비 알칼리로 제품판의 절연 코팅을 제거한 후, 엘리오닉스 제조 3D-SEM (ERA-8800FE) 을 사용하여, 가속 전압 5 ㎸ 에서 100 ㎛ × 100 ㎛ 의 표면 형상 측정을 행하고, 앞서 서술한 조건으로, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 를 측정하였다. 결과를 도 1 에 나타낸다. 본 발명을 만족하는 범위에서는 히스테리시스손이 낮다는 결과가 얻어졌다. 또한, 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤 표면의, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 Ra 를 0.2 ㎛ 이하로 했을 경우, 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 가 0.2 ㎛ 이하로 되었다.

(실시예 2)

표 1 에 나타내는 성분을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬래브를 용제하여, 1100 ℃ 에서 30 분간 가열한 후, 열간 압연을 행하여 열연 강판을 얻었다. 이 열연 강판에 980 ℃ × 30 sec 의 열연판 어닐링을 행하고, 추가로 냉간 압연을 행하여 판두께 0.15 ㎜ 의 냉연 강판으로 마무리하였다. 얻어진 냉연 강판에 H₂ : N₂ = 20 : 80, 노점 -40 ℃ 의 분위기 중에서 980 ℃ × 10 sec 의 마무리 어닐링을 행하고, 절연 코팅을 도포하여 제품판으로 하였다.

여기서, 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤의 표면 조도를 조정하고, 드라이 압연함으로써, 제품판의 지철 표면의 마이크로한 조도를 변경하였다. No.2 에 대해서는 압연 온도를 300 ℃ 로 하고, 추가로 마이크로한 조도를 변화시켰다. 얻어진 제품판으로부터 280 ㎜ × 30 ㎜ 의 시험편을 채취하고, 에프스타인 시험으로 직류 자기 측정을 행하여 Bm = 1.0 T, f = 400 ㎐ 의 히스테리시스손 Wh_10/400 을 측정하였다. 또, 자비 알칼리로 제품판의 절연 코팅을 제거한 후, 엘리오닉스 제조 3D-SEM (ERA-8800FE) 을 사용하여, 가속 전압 5 ㎸ 에서 100 ㎛ × 100 ㎛ 의 표면 형상 측정을 행하고, 앞서 서술한 조건으로, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 를 측정하였다. 또, 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤의 표면의 산술 평균 조도 Ra 도 동일한 방법으로 측정하였다. 나아가, 촉침의 선단 반경 : 2 ㎛ 의 촉침식 조도계 (토쿄 정밀 (주) 제조) 를 사용하여, 주사 속도 : 0.5 ㎜/s, 컷오프 파장 : 0.8 ㎜ 에서 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 를 측정하였다.

결과를 표 1 에 나타낸다. 본 발명을 만족하는 범위에서는, 히스테리시스손이 낮다는 결과가 얻어졌다. 특히, 컷오프 파장 λc = 0.8 ㎜ 로 한 종래의 일반적인 측정 수법에 의해서 측정한, 지철 표면의 Ra 가 0.2 ㎛ 이하인 경우여도, 본 발명이 규정하는 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 Ra 가 0.2 ㎛ 초과인 경우에는 히스테리시스손이 높다는 결과였다.

(실시예 3)

표 2 에 나타내는 성분을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 강 슬래브를 용제하고, 1100 ℃ 에서 30 분간 가열한 후, 열간 압연을 행하여 열연 강판을 얻었다. 이 열연 강판에 1000 ℃ × 120 sec 의 열연판 어닐링을 행하여 No.1 에 대해서는 0.15 ㎜ 까지 냉간 압연을 행하고, No.2 ∼ 12 에 대해서는 0.17 ㎜ 까지 냉간 압연을 행한 후, HF + H₂O₂ 수용액으로 0.15 ㎜ 까지 화학 연마를 행하고, 각각 판두께 0.15 ㎜ 의 냉연 강판으로 마무리하였다. 얻어진 냉연 강판에 H₂ : N₂ = 30 : 70, 노점 -50 ℃ 의 분위기 중에서 1000 ℃ × 30 sec 의 마무리 어닐링을 행하고, 절연 코팅을 도포하여 제품판으로 하였다.

얻어진 제품판으로부터 280 ㎜ × 30 ㎜ 의 시험편을 채취하고, 에프스타인 시험으로 직류 자기 측정을 행하여 Bm = 1.0 T, f = 400 ㎐ 의 히스테리시스손 Wh_10/400 을 측정하였다. 또, 자비 알칼리로 제품판의 절연 코팅을 제거한 후, 엘리오닉스 제조 3D-SEM (ERA-8800FE) 을 사용하여, 가속 전압 5 ㎸ 에서 100 ㎛ × 100 ㎛ 의 표면 형상 측정을 행하고, 앞서 서술한 조건으로, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 를 측정하였다. 또한, 촉침의 선단 반경 : 2 ㎛ 의 촉침식 조도계 (토쿄 정밀 (주) 제조) 를 사용하여, 주사 속도 : 0.5 ㎜/s, 컷오프 파장 : 0.8 ㎜ 에서 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 를 측정하였다.

결과를 표 2 에 나타낸다. 화학 연마 처리를 행한 경우, 컷오프 파장 λc = 0.8 ㎜ 로 한 종래의 일반적인 측정 수법에 의해서 측정한 지철 표면의 Ra 는 0.2 ㎛ 이상이었지만, 본 발명이 규정하는 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 Ra 가 0.2 ㎛ 이하인 경우에는 히스테리시스손이 낮다는 결과였다.

산업상 이용가능성

본 발명의 무방향성 전기 강판에 의하면, 지철 표면의 마이크로한 조도를 저감함으로써, 강 성분에 큰 제한을 가하지 않고 철손을 저감할 수 있다. 이 효과는 고유 저항의 증가 및 박판화와는 상이한 원리로 얻어지는 것이기 때문에, 이들 수법과 병용함으로써 추가적인 철손 저감이 가능하다.

Claims

질량％ 로,
C : 0.05 ％ 이하,
Si : 0.1 ％ 이상 7.0 ％ 이하,
Al : 0.1 ％ 이상 3.0 ％ 이하,
Mn : 0.03 ％ 이상 3.0 ％ 이하,
P : 0.2 ％ 이하,
S : 0.005 ％ 이하,
N : 0.005 ％ 이하, 및
O : 0.01 ％ 이하,
를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
판두께가 0.30 ㎜ 미만으로서,
컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의, 지철 표면의 산술 평균 조도 Ra 가 0.2 ㎛ 이하인 것을 특징으로 하는, 무방향성 전기 강판.
제 1 항에 있어서,
상기 성분 조성이, 하기 (A) ~ (D) 에서 선택된 적어도 1 군을 함유하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전기 강판.
(A) 질량％ 로, Sn 및 Sb 의 1 종 또는 2 종을 합계로 0.01 ％ 이상 0.2 ％ 이하
(B) 질량％ 로, Ca, Mg 및 REM 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.0005 ％ 이상 0.010 ％ 이하
(C) 질량％ 로, Cr : 0.1 ％ 이상 20 ％ 이하
(D) 질량％ 로, Ti, Nb, V 및 Zr 의 1 종 또는 2 종 이상을 합계로 0.01 ％ 이상 1.0 ％ 이하
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 슬래브를 가열하고,
그 강 슬래브를 열간 압연하여 열연 강판으로 하고,
그 열연 강판에 열연판 어닐링을 실시하거나 실시하지 않고,
상기 열연 강판에, 1 회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2 회 이상의 냉간 압연을 행하여, 판두께 0.30 ㎜ 미만의 냉연 강판으로 하고,
그 냉연 강판에 마무리 어닐링을 행하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법으로서,
최후의 냉간 압연의 최종 패스의 압연 롤 표면의, 컷오프 파장 λc = 20 ㎛ 에서의 산술 평균 조도 Ra 를 0.2 ㎛ 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전기 강판의 제조 방법.
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