KR102120276B1 - 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 - Google Patents

무방향성 전기강판 및 그 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102120276B1
KR102120276B1 KR1020180115268A KR20180115268A KR102120276B1 KR 102120276 B1 KR102120276 B1 KR 102120276B1 KR 1020180115268 A KR1020180115268 A KR 1020180115268A KR 20180115268 A KR20180115268 A KR 20180115268A KR 102120276 B1 KR102120276 B1 KR 102120276B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
less
steel sheet
weight
electrical steel
oriented electrical
Prior art date
Application number
KR1020180115268A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200035754A (ko
Inventor
김재성
김승일
김재
신수용
김용수
Original Assignee
주식회사 포스코
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 포스코 filed Critical 주식회사 포스코
Priority to KR1020180115268A priority Critical patent/KR102120276B1/ko
Priority to EP19866283.5A priority patent/EP3859039A4/en
Priority to CN201980075057.9A priority patent/CN113195769A/zh
Priority to US17/280,376 priority patent/US20220033940A1/en
Priority to PCT/KR2019/006219 priority patent/WO2020067624A1/ko
Priority to JP2021517402A priority patent/JP7350063B2/ja
Publication of KR20200035754A publication Critical patent/KR20200035754A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102120276B1 publication Critical patent/KR102120276B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/26—Methods of annealing
    • C21D1/30—Stress-relieving
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/002—Heat treatment of ferrous alloys containing Cr
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/005—Heat treatment of ferrous alloys containing Mn
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
    • C21D6/008—Heat treatment of ferrous alloys containing Si
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0205—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips of ferrous alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0226—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/02—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips
    • C21D8/0221—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of plates or strips characterised by the working steps
    • C21D8/0236—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1222—Hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1216—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233—Cold rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1261—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest following hot rolling
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283—Application of a separating or insulating coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C21—METALLURGY OF IRON
    • C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/46—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for sheet metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/001—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing N
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/06—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/20—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with copper
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/26—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with niobium or tantalum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/28—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with titanium or zirconium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/38—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of manganese
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H01F1/14791—Fe-Si-Al based alloys, e.g. Sendust
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Child & Adolescent Psychology (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량 %로, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), Si: 2.5 내지 4.0%, P: 0.1% 이하(0%를 제외함), Al: 0.3 내지 2.0%, N: 0.003% 이하(0%를 제외함), S: 0.003% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.15 내지 2.5%, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함) 및 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1을 만족하고, 평균 결정립경이 20㎛ 이하이다.
[식 1]
[Mn] ≥ 1450×[S]-0.8
(식 1에서, [Mn] 및 [S]는 각각 Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)

Description

무방향성 전기강판 및 그 제조방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다. 구체적으로 강판에 Mn, S 원소를 적정량 첨가하고, 결정립 입경을 작게 제어하여, 고강도 특성과 에너지 효율화를 위한 저철손의 자기적 특성을 동시에 달성할 수 있는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 에너지의 효율적 이용에 대한 관심이 고조됨에 따라, 대형발전기나 하이드리드 자동차(HEV; Hybrid Electric Vehicle) 혹은 전기자동차(EV; Electric Vehicle)와 같은 친환경 자동차 등의 전기기기에 사용되는 모터의 효율을 증가시키고자 하는 노력이 시도되고 있다. 그 일환으로 BLDC 모터와 같이 주파수를 변조하여 일반적인 모터보다 빠른 회전속도를 얻고자 하는 노력이 진행되고 있다.
특히, 하이브리드 자동차나 전기자동차의 구동부에 사용되는 모터의 경우 제한된 크기로 큰 출력을 얻을 필요가 있으며, 고 회전속도가 요구된다. 이러한 경우에 있어서 모터의 회전자가 받는 원심력은 회전속도의 제곱에 비례하기 때문에 고속의 회전시 일반적인 전기강판이 견딜 수 있는 항복강도를 넘게 되고 이는 모터의 안정성 및 내구성을 위협하는 요인으로 작용한다. 따라서, 고속 회전하는 기기의 회전자에는 고강도의 소재를 필요로 한다.
뿐만 아니라, 모터의 회전자로 사용되는 소재의 경우, 강도 이외에도 고주파에 의해 발생하는 와류 손실을 저감시켜야 할 필요가 있는데, 강도를 향상시킬 목적으로 고강도 탄소강이나 일체형 회전자를 만들게 되면 회전자의 와류 손실이 커지게 되어 모터의 전체적인 효율을 저감시키게 된다.
따라서 고강도 특성과 저철손 특성을 모두 만족시킬 수 있는 전기강판의 제조 기술에 대한 연구를 필요로 하게 되었다. 그 일환으로, 강에 페라이트 이외의 조직을 형성하여 강도를 향상시킨 기술과, 특수 합금원소를 첨가시켜 강도를 향상시킨 기술, 냉간압연 혹은 추가가공 이전 상태에서의 결정립 크기를 크게 제어하여 철손 특성과 강도 특성을 양립시키고자 하는 기술이 제안된 바 있다.
하지만, 페라이트 이외의 조직을 형성하는 기술은, 펄라이트나 마르텐사이트, 오스테나이트의 비자성 이상조직이 강 내부에 존재함으로 인해 철손 및 자속밀도가 급격히 열화되고, 회전자에 사용할 경우 모터의 효율이 급격히 감소되는 단점이 있다. 특수 합금원소를 첨가하는 기술 역시 자성이 급격히 열화되는 문제가 발생되며, 사용처에 따라 한계가 발생한다. 또한 냉간압연 이전의 결정립 크기를 크게 제어하는 기술의 경우, 미재결정 조직이 많은 고강도 전기강판에서는 그 효과가 미미하며, 효과적인 자기적 특성의 향상을 가져오기 힘들다는 문제점이 있다.
본 발명의 일 실시예는 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다. 구체적으로 강판에 Mn, S 원소를 적정량 첨가하고, 결정립 입경을 작게 제어하여, 고강도 특성과 에너지 효율화를 위한 저철손의 자기적 특성을 동시에 달성할 수 있는 무방향성 전기강판 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량 %로, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), Si: 2.5 내지 4.0%, P: 0.1% 이하(0%를 제외함), Al: 0.3 내지 2.0%, N: 0.003% 이하(0%를 제외함), S: 0.003% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.15 내지 2.5%, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함) 및 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1을 만족하고, 평균 결정립경이 20㎛ 이하이다.
[식 1]
[Mn] ≥ 1450×[S]-0.8
(식 1에서, [Mn] 및 [S]는 각각 Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
Ti:0.003 중량% 이하, Nb:0.003 중량% 이하 및 Cu: 0.1 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
직경 1nm 내지 0.1㎛의 황화물의 밀도가 25만/mm2이하일 수 있다.
황화물은 MnS; 또는 MnS 및 CuS;를 포함할 수 있다.
5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도(B50)가 1.61T이상이며, 500MPa 이상의 항복강도를 가질 수 있다.
750℃의 온도에서 2시간 동안 수행하는 응력제거소둔 이후, 측정된 철손(W10/400)이 12W/kg 이하일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 중량 %로, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), Si: 2.5 내지 4.0%, P: 0.1% 이하(0%를 제외함), Al: 0.3 내지 2.0%, N: 0.003% 이하(0%를 제외함), S: 0.003% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.15 내지 2.5%, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함) 및 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1을 만족하는 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 710 내지 820℃의 온도에서 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
[식 1]
[Mn] ≥ 1450×[S]-0.8
(식 1에서, [Mn] 및 [S]는 각각 Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
슬라브는 Ti:0.003 중량% 이하, Nb:0.003 중량% 이하 및 Cu: 0.1 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
슬라브를 1,100℃ 내지 1,250℃로 가열할 수 있다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 상기 열연판을 850 내지 1200℃의 온도로 소둔하는 열연판 소둔 단계를 더 포함할 수 있다.
최종 소둔하는 단계 이후, 700 내지 900℃의 온도 범위에서 소둔하는 응력 제거 소둔 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 강판에 Mn, S 원소를 적정량 첨가하고, 결정립 입경을 작게 제어하여, 고강도 특성과 에너지 효율화를 위한 저철손의 자기적 특성을 동시에 달성할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 강 내부의 황화물을 효과적으로 낮춤으로써, 응력 제거 소둔 공정에서 결정 성장을 도모하여, 응력 제거 소둔 후 철손이 낮은 무방향성 전기강판을 얻을 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 응력 제거 소둔 전에는 자속밀도와 항복강도 특성을 안정적으로 확보할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 고효율 모터, 특히 자동차용 구동모터와 같은 영구자석 삽입형 모터에 최적화된 특성을 제공한다.
여기서 사용되는 전문 용어는 단지 특정 실시예를 언급하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하는 것을 의도하지 않는다. 여기서 사용되는 단수 형태들은 문구들이 이와 명백히 반대의 의미를 나타내지 않는 한 복수 형태들도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
어느 부분이 다른 부분의 "위에" 또는 "상에" 있다고 언급하는 경우, 이는 바로 다른 부분의 위에 또는 상에 있을 수 있거나 그 사이에 다른 부분이 수반될 수 있다. 대조적으로 어느 부분이 다른 부분의 "바로 위에" 있다고 언급하는 경우, 그 사이에 다른 부분이 개재되지 않는다.
다르게 정의하지는 않았지만, 여기에 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 보통 사용되는 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 특별히 언급하지 않는 한 %는 중량%를 의미하며, 1ppm 은 0.0001중량%이다.
본 발명의 일 실시예에서 강 성분에 추가 원소를 더 포함하는 것의 의미는 추가 원소의 추가량 만큼 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함하는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에서는 무방향성 전기강판 내의 조성, 특히 주요 첨가성분인 Mn, S의 범위를 최적화하고, 결정립 입경을 작게 제어함으로써, 고강도 특성과 에너지 효율화를 위한 저철손의 자기적 특성을 동시에 달성한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 중량 %로, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), Si: 2.5 내지 4.0%, P: 0.1% 이하(0%를 제외함), Al: 0.3 내지 2.0%, N: 0.003% 이하(0%를 제외함), S: 0.003% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.15 내지 2.5%, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함) 및 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함한다.
먼저 무방향성 전기강판의 성분 한정의 이유부터 설명한다.
C: 0.004 중량% 이하
탄소(C)는 최종 제조되는 전기 강판에서 자기시효를 일으켜서 사용 중 자기적 특성을 저하시키므로 0.004 중량% 이하로 함유되는 것이 바람직하다. C의 함량이 낮을수록 자기적 특성이 개선될 수 있으므로, 더욱 구체적으로는 0.003 중량% 이하로 포함될 수 있다.
Si: 2.5 내지 4.0 중량%
규소(Si)는 비저항을 증가시켜서 철손 중 와류 손실을 낮추는 성분으로서 첨가한다. 또한, Si은 첨가될 경우 소재의 강도를 증가시키는 효과가 있다. Si가 너무 적게 첨가되면 전술한 효과가 충분히 발휘되지 못할 수 있다. 또한, Si가 너무 많이 포함되면 냉간 압연성이 떨어져 판파단이 일어날 수 있다. 더욱 구체적으로 Si는 2.6 내지 3.5 중량% 포함될 수 있다.
P: 0.1 중량% 이하
인(P)는 비저항을 증가시키고, 집합조직을 개선하여 자성을 향상시키기 위하여 첨가한다. 다만, 과다 첨가시에는 냉간 압연성이 악화되기 때문에 P의 함량은 0.1 중량% 이하로 제한하는 것이 바람직하다. 더욱 구체적으로 P는 0.005 내지 0.05 중량% 포함될 수 있다.
Al: 0.3 내지 2.0 중량%
알루미늄(Al)은 비저항을 증가시켜 와류손실을 낮추는데 유효한 성분이며, Si보다 낮은 효과가 있지만 첨가 시 강도를 올리는 효과가 있다. Al이 너무 적게 첨가되면, AlN이 미세하게 석출하여 자성이 열화될 수 있다. 반대로 Al이 너무 많이 첨가되면 가공성이 열화 될 수 있다. 더욱 구체적으로 Al은 0.5 내지 1.5 중량% 포함될 수 있다.
N: 0.003 중량% 이하
질소(N)은 내부에 미세하고 긴 AlN 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제하여 철손을 열위시키므로 가급적 적게 함유시키는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 N 함량을 0.003 중량% 이하로 제한한다. 더욱 구체적으로 N은 0.002 중량% 이하 포함될 수 있다.
S: 0.003 중량% 이하
황(S)는 미세한 석출물인 MnS 및 CuS를 형성하여, 결정성장을 방해하여 자기특성을 악화시키기 때문에 낮게 관리하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서는 S 함량을 0.003 중량% 이하로 제한한다. 더욱 구체적으로 S는 0.002 중량% 이하로 포함될 수 있다.
Mn: 0.15 내지 2.5 중량%
망간(Mn)은 너무 적게 첨가되면 미세한 MnS 석출물을 형성하여 결정성장을 억제하며, 그에 따라 자성을 악화시킨다. 따라서 적정량 첨가하여, MnS 석출물이 조대하게 형성되도록 하는 것이 바람직하다. 또한 Mn을 적정량 첨가하면 S 성분이 보다 미세한 석출물인 CuS로 석출되는 것을 막아 자성의 열화를 방지할 수 있다. 그러나 Mn이 과도하게 첨가되면 오히려 자성을 떨어뜨릴 수 있다. 따라서 전술한 범위로 Mn이 포함될 수 있다. 더욱 구체적으로 Mn은 0.2 내지 2.3 중량% 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 Mn 및 S는 하기 식 1을 만족하도록 포함될 수 있다.
[식 1]
[Mn] ≥ 1450×[S]-0.8
(식 1에서, [Mn] 및 [S]는 각각 Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
식 1에서 나타나듯이, Mn이 다량 첨가될 경우, S 석출물을 안정화시켜 열간압연 공정 및 열연판 소둔 공정에서 전기강판에 재용해되는 것을 억제함으로써 미세 석출물의 발생을 억제할 수 있다. 구체적으로 직경 1nm 내지 0.1㎛의 황화물의 밀도가 25만/mm2이하일 수 있다. 이 때, 황화물 즉 S 석출물의 직경은 황화물과 동일한 면적을 갖는 가상의 원에 대한 직경을 의미한다. 기준면은 특별히 한정하지 아니하나, 압연면(ND면)과 평행한 면일 수 있다. 더욱 구체적으로 황화물의 밀도는 1만/mm2 내지 24만/mm2일 수 있다.
황화물은 MnS를 포함할 수 있다. Cu를 더 포함하는 경우, MnS 및 CuS를 포함할 수 있다.
Cr: 0.5 중량% 이하
크롬(Cr)은 비저항을 증가시켜 철손을 향상시키는 원소로 알려져 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 자속밀도를 열위하게 하고, 특히 응력 제거 소둔 후 철손을 열위하게 하여 그 첨가를 최대한 억제한다. 더욱 구체적으로 Cr은 0.001 내지 0.2 중량% 포함될 수 있다.
Ti:0.003 중량% 이하, Nb:0.003 중량% 이하 및 Cu: 0.1 중량% 이하 중 1종 이상
티타늄(Ti)과 니오븀(Nb)은 미세한 Ti(Nb)CN 석출물을 형성하여 결정립 성장을 억제한다. Ti 및 Nb가 0.003 중량%를 초과하여 함유되는 경우, 다량의 미세한 석출물이 발생하여 집합조직을 나쁘게 하여 자성을 악화시키고, 응력 제거 소둔 공정에서 결정성장을 억제하므로, Ti 및 Nb의 함량은 0.003 중량% 이하로 제한한다.
구리(Cu)는 과량 첨가될 시 미세한 석출물인 CuS로 석출되어, 자성을 악화시킬 수 있다. 따라서, Cu는 0.1 중량% 이하로 첨가할 수 있다.
기타 불순물
전술한 원소 외에도 불가피하게 혼입되는 불순물이 포함될 수 있다. 잔부는 철(Fe)이며, 전술한 원소 외 추가 원소가 첨가될 시, 잔부인 철(Fe)을 대체하여 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 평균 결정립경이 20㎛ 이하일 수 있다. 결정립경은 결정립과 동일한 면적을 갖는 가상의 원에 대한 직경을 의미한다. 기준면은 특별히 한정하지 아니하나, 압연면(ND면)과 평행한 면일 수 있다.
결정립경과 강도는 반비례하는 경향이 있으며, 가급적 결정립경을 작게 유지함으로써, 강도 향상에 기여할 수 있다. 또한, 황화물이 응력 제거 소둔 과정에서 결정립 성장을 지연시켜 응력 제거 소둔 과정 후 철손을 악화시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 황화물의 밀도를 작게 제어하기 위해 전술한 식 1을 제안하였으며, 결정립경의 제어와 식 1의 제어를 통해 무방향성 전기강판의 강도 및 자성을 동시에 양립시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 평균 결정립경은 1 내지 18㎛일 수 있다.
무방향성 전기강판을 이루는 결정립은 냉간압연 공정에서 가공된 미재결정 조직이 최종 소둔 공정에서 재결정된 재결정 조직을 포함한다. 구체적으로 재결정 조직을 15부피% 이상 포함할 수 있다. 더욱 구체적으로 재결정 조직을 50부피% 이상 포함할 수 있다. 재결정 조직은 일반적으로 전위밀도가 107 lines/cm2 이하를 가지고 있으며, 통상적으로 전자현미경를 통해 관찰했을 때 방위분포가 1도 이내인 것을 활용하여 미재결정과 구분할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 전술하였듯이, 강도 및 자성을 동시에 확보할 수 있다.
구체적으로, 5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도(B50)가 1.61T이상이며, 500MPa 이상의 항복강도를 가질 수 있다. 더욱 구체적으로 자속밀도(B50)가 1.64 내지 1.75T이고, 항복강도가 550 내지 750MPa일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 전술하였듯이, 응력제거소둔 이후, 우수한 철손을 확보할 수 있다. 구체적으로 750℃의 온도에서 2시간 동안 수행하는 응력제거소둔 이후, 측정된 철손(W10/400)이 12W/kg 이하일 수 있다. 철손은 400Hz의 주파수로 1.0T의 자속밀도를 유기하였을 때의 철손이다. 더욱 구체적으로 응력제거소둔 이후, 측정된 철손(W10/400)이 10 내지 11W/kg일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판의 제조 방법은 중량 %로, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), Si: 2.5 내지 4.0%, P: 0.1% 이하(0%를 제외함), Al: 0.3 내지 2.0%, N: 0.003% 이하(0%를 제외함), S: 0.003% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.15 내지 2.5%, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함) 및 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1을 만족하는 슬라브를 가열하는 단계; 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계; 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및 냉연판을 최종 소둔하는 단계를 포함한다.
이하에서는 각 단계별로 구체적으로 설명한다.
먼저 슬라브를 가열한다. 슬라브 내의 각 조성의 첨가 비율을 한정한 이유는 전술한 무방향성 전기강판의 조성 한정 이유와 동일하므로, 반복되는 설명을 생략한다. 후술할 열간압연, 열연판 소둔, 냉간압연, 최종소둔 등의 제조 과정에서 슬라브의 조성은 실질적으로 변동되지 아니하므로, 슬라브의 조성과 무방향성 전기강판의 조성이 실질적으로 동일하다.
슬라브를 가열로에 장입하여 1,100 내지 1,250℃로 가열 한다. 1,250℃를 초과하는 온도에서 가열시 석출물이 재용해되어 열간압연 이후 미세하게 석출될 수 있다.
슬라브가 가열되면, 2.0 내지 2.3mm로 열간압연을 실시하고, 열간압연 된 열연판을 권취한다. 권취된 열연판은 필요에 따라 열연판 소둔을 실시한다. 열연판으로 제조된다.
열연판을 제조하는 단계 이후, 열연판을 열연판 소둔하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이 때 열연판 소둔 온도는 850 내지 1,200℃일 수 있다. 열연판소둔 온도가 너무 작으면 조직이 성장하지 않거나 미세하게 성장하여 자속밀도의 상승 효과가 적으며, 소둔온도가 너무 높으면 자기특성이 오히려 저하되고, 판형상의 변형으로 인해 압연작업성이 나빠질 수 있다. 열연판 소둔은 필요에 따라 자성에 유리한 방위를 증가시키기 위하여 수행되는 것이며, 생략도 가능하다. 열연판 소둔 공정의 유/무는 최종 제조되는 전기강판의 결정립경에 큰 영향을 미치지 아니한다.
다음으로, 열연판을 산세하고 소정의 판두께가 되도록 냉간 압연한다. 열연판 두께에 따라 다르게 적용될 수 있으나, 70 내지 95%의 압하율을 적용하여 최종두께가 0.2 내지 0.65mm가 되도록 냉간 압연 할 수 있다. 냉간압연은 1회의 냉간압연에 의하여 실시하거나 혹은 필요에 따라 중간소둔을 사이에 두는 2회 이상의 냉간압연을 수행하여 실시하는 것도 가능하다.
최종 냉간압연된 냉연판은 최종 소둔을 실시한다. 이 때, 적절한 결정립경이 형성되도록 710 내지 820℃의 온도에서 최종 소둔할 수 있다. 너무 낮은 온도에서 최종 소둔 할 경우 미재결정 분율이 커서 자속밀도가 급격하게 감소하게 되어, 강도는 높더라도 회전자가 필요한 특성을 얻지 못하게 된다. 또한, 너무 높은 온도에서 열처리하면 결정립 크기가 조대화되어 원하는 강도 특성을 얻지 못하게 된다. 여기서, 최종 소둔 온도는 균열 온도를 의미한다.
최종 소둔 시간은 10초 내지 3분일 수 있다. 이 때 최종 소둔 시간은 냉연판을 승온하여 균열 온도에 도달 한 이후, 균열이 종료하기 까지의 시간을 의미한다.
최종 소둔 분위기는 수소 10 내지 30 부피% 및 질소 70 내지 90 부피% 포함하는 분위기에서 수행될 수 있다.
이후, 절연층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 두께를 얇게 형성하는 것을 제외하고는 일반적인 방법을 사용하여 절연층을 형성할 수 있다. 절연층 형성 방법에 대해서는 무방향성 전기강판 기술 분야에서 널리 알려져 있으므로, 상세한 설명은 생략한다. 구체적으로 절연층 형성 조성물로서, 크롬계(Cr-type)나 무크롬계(Cr-free type)중 어느 것이든 제한되지 않고 사용 가능하다.
이후, 700 내지 900℃의 온도 범위에서 소둔하는 응력 제거 소둔 단계를 더 포함할 수 있다. 전술하였듯이, 본 발명의 일 실시예에 의한 무방향성 전기강판은 응력 제거 소둔 과정에서 재결정이 성장하여 철손 특성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 응력 제거 소둔 이후 결정립경은 30 내지 300㎛일 수 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
중량%로, 하기 표 1 및 표 2 및 잔부 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하는 슬라브를 제조하였다. 슬라브를 1130℃로 재가열한 다음, 2.0mm로 열간압연하여 열연판을 제조하였다. 제조된 각 열연판은 620℃에서 권취한 후, 공기 중에서 냉각하고 1020℃에서 2분 동안 열연판 소둔을 실시하였다. 이어서, 열연판을 산세한 후, 0.25mm 두께가 되도록 냉간압연을 실시하였다. 이어서, 냉연판은 수소 20 부피%, 질소 80 부피%의 분위기조건하에서 하기 표 2에 주어진 온도로 1분 동안 최종소둔을 실시한 후 자성 및 기계적 특성을 분석하여 하기 표 3에 정리하였다. 응력제거소둔 전 특성을 중 항복강도는 KS 13B 규격의 시편을 제작하여 인장실험을 실시하고 0.2% 오프셋(offset)에서의 값으로 결정하였으며, 석출물 밀도는 투과전자현미경의 복제법을 사용해서 측정하였으며, 자속밀도(B50)는 60×60mm2 크기의 단판 측정기를 이용하여 압연 방향과 압연 직각 방향으로 측정하고 이를 평균하여 구하였으며, 평균 결정립경은 광학현미경 사진으로부터 평균 결정립 면적을 구하여 제곱근을 취하여 결정하였다. 응력제거소둔 후 철손(W10/400)은 강판을 750℃의 온도에서 2시간 동안 응력제거소둔한 이후, 60×60mm2 크기의 단판 측정기를 이용하여 압연 방향과 압연 직각 방향으로 측정하고 이를 평균하여 구하였다.
강종
(중량%)		 C Si P Al N Cr Nb Ti
A 0.003 3.1 0.02 1 0.002 0.2 0.0015 0.001
B 0.003 2.6 0.01 1.2 0.002 0.1 0.0015 0.001
C 0.003 3.1 0.01 1.0 0.002 3.0 0.0015 0.002
시편번호 강종 Mn
(중량%)		 S
(중량%)		 식 1 우변 값 최종 소둔 온도 (℃)
1 A 0.1 0.0006 0.07 770
2 A 0.1 0.0002 -0.51 770
3 A 0.2 0.0002 -0.51 770
4 A 0.2 0.0001 -0.66 770
5 A 0.2 0.0006 0.07 770
6 A 0.2 0.0008 0.36 770
7 A 0.4 0.0008 0.36 770
8 A 0.4 0.0011 0.8 770
9 A 0.9 0.0011 0.8 770
10 A 0.7 0.0012 0.94 770
11 A 1.2 0.0012 0.94 770
12 A 1.1 0.0015 1.38 770
13 A 1.4 0.0011 0.8 770
14 A 1.5 0.0015 1.38 770
15 A 1.5 0.0018 1.81 770
16 A 1.5 0.001 0.65 770
17 A 1.6 0.0019 1.96 770
18 A 1.8 0.0015 1.38 770
19 A 1.9 0.0018 1.81 770
20 A 2 0.0019 1.96 770
21 A 2.2 0.0018 1.81 770
22 A 2.8 0.0025 2.83 770
23 A 3.4 0.0025 2.83 770
24 A 1 0.0012 0.94 680
25 A 1 0.0012 0.94 700
26 A 1 0.0012 0.94 720
27 A 1 0.0012 0.94 740
28 A 1 0.0012 0.94 750
29 A 1 0.0012 0.94 770
30 A 1 0.0012 0.94 800
31 A 1 0.0012 0.94 810
32 A 1 0.0012 0.94 830
33 A 1 0.0012 0.94 850
34 B 0.1 0.0006 0.07 770
35 B 0.2 0.0006 0.07 770
36 B 0.2 0.0008 0.36 770
37 B 0.4 0.0008 0.36 770
38 B 0.5 0.0011 0.8 770
39 B 0.9 0.0011 0.8 770
40 B 0.8 0.0012 0.94 770
41 B 1.1 0.0012 0.94 770
42 B 1.2 0.0015 1.38 770
43 B 1.4 0.0015 1.38 770
44 B 1.5 0.0018 1.81 770
46 B 1.7 0.0019 1.96 770
47 B 2 0.0019 1.96 770
48 B 1.1 0.0012 0.94 700
49 B 1.1 0.0012 0.94 720
50 B 1.1 0.0012 0.94 740
51 B 1.1 0.0012 0.94 750
52 B 1.1 0.0012 0.94 770
53 B 1.1 0.0012 0.94 800
54 B 1.1 0.0012 0.94 810
55 B 1.1 0.0012 0.94 830
56 C 1.1 0.0012 0.94 720
시편번호 응력제거소둔 전 응력제거소둔 후 비고
항복
강도
(MPa)		 황화물 밀도
(만개/mm2)		 자속
밀도
(B50, T)		 평균 결정립경
(㎛)		 철손
(W10/400, W/kg)
1 589 39 1.69 6 14.5 비교재1
2 575 30 1.68 7 13.8 비교재2
3 580 10 1.69 6 10.3 발명재1
4 570 5 1.68 7 10.2 발명재2
5 585 15 1.69 7 11.5 발명재3
6 585 27 1.7 6.5 13.7 비교재3
7 588 18 1.69 7.5 10.7 발명재4
8 582 26 1.67 6.5 12.8 비교재4
9 589 19 1.67 7 10.8 발명재5
10 587 27 1.67 7 12.9 비교재5
11 591 21 1.67 8 10.5 발명재6
12 594 26 1.66 7.5 12.8 비교재6
13 588 16 1.67 10 10.6 발명재7
14 600 22 1.67 7.5 10.6 발명재8
15 605 48 1.66 9 12.6 비교재7
16 600 10 1.66 9 10.5 발명재9
17 607 28 1.65 8 12.9 비교재8
18 589 12 1.67 9 10.5 발명재10
19 591 23 1.66 7 10.8 발명재11
20 625 24 1.66 7 11.2 발명재12
21 605 16 1.67 9 11.3 발명재13
22 619 24 1.58 9 10.9 비교재9
23 625 35 1.56 8 10.5 비교재10
24 940 19 1.54 미재결정 11.5 비교재11
25 800 18 1.55 미재결정 10.8 비교재12
26 715 19 1.63 2 10.7 발명재14
27 687 17 1.64 3 10.8 발명재15
28 661 18 1.64 5 10.6 발명재16
29 628 20 1.64 7 10.5 발명재17
30 600 19 1.65 10 10.6 발명재18
31 580 16 1.66 15 10.6 발명재19
32 460 19 1.66 23 10.7 비교재13
33 450 19 1.65 40 11.5 비교재14
34 564 39 1.67 7 13.5 비교재15
35 560 15 1.69 6 11.5 발명재20
36 560 27 1.7 7 12.5 비교재16
37 563 18 1.69 8 10.7 발명재21
38 557 26 1.67 6 12.3 비교재17
39 564 19 1.67 7 10.8 발명재22
40 562 27 1.67 8 12.9 비교재18
41 566 21 1.67 6 10.5 발명재23
42 569 26 1.66 7 12.8 비교재19
43 575 22 1.67 6 10.6 발명재24
44 580 27 1.66 7 12.6 비교재20
46 582 28 1.65 7 12.9 비교재21
47 600 24 1.66 6 11.2 발명재26
48 729 18 1.55 미재결정 10.8 비교재22
49 690 19 1.63 2 10.7 발명재27
50 662 17 1.64 3 10.8 발명재28
51 636 18 1.65 5 10.6 발명재29
52 603 20 1.67 7 10.5 발명재30
53 575 19 1.67 10 10.6 발명재31
54 555 16 1.67 15 10.6 발명재32
55 450 19 1.67 23 10.7 비교재23
56 720 25 1.55 3 12.5 비교재24
표 1 내지 표 3에서 나타나듯이, Mn, S의 함량 및 결정립경을 제어한 발명재는 항복강도 및 응력제거 소둔 전/후의 자성을 동시에 향상시킬 수 있음을 확인할 수 있다.
반면, Mn, S의 함량을 만족하지 못하는 경우, 응력제거 소둔 전/후의 자성 특히, 응력 제거 소둔 후의 철손 특성이 열위되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 최종소둔 온도가 너무 낮아, 미결정 조직이 다량 존재하는 경우(미결정 조직 90 부피% 이상) 자속밀도가 현저히 열위되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 최종소둔 온도가 너무 높아, 평균 결정립경이 너무 큰 경우, 항복강도가 현저히 열위되는 것을 확인할 수 있다.
또한, Cr을 다량 첨가한 강종 C의 경우, 응력제거 소둔 전/후의 자성이 열위되는 것을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. 중량 %로, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), Si: 2.5 내지 4.0%, P: 0.1% 이하(0%를 제외함), Al: 0.3 내지 2.0%, N: 0.003% 이하(0%를 제외함), S: 0.003% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.15 내지 2.5%, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함) 및 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고,
    하기 식 1을 만족하고,
    평균 결정립경이 20㎛ 이하인 무방향성 전기강판.
    [식 1]
    [Mn] ≥ 1450×[S]-0.8
    (식 1에서, [Mn] 및 [S]는 각각 Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  2. 제1항에 있어서,
    Ti:0.003 중량% 이하, Nb:0.003 중량% 이하 및 Cu: 0.1 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판.
  3. 제1항에 있어서,
    직경 1nm 내지 0.1㎛의 황화물의 밀도가 25만/mm2이하인 무방향성 전기강판.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 황화물은 MnS; 또는 MnS 및 CuS;를 포함하는 무방향성 전기강판.
  5. 제1항에 있어서,
    5000A/m의 자기장에서 유도되는 자속밀도(B50)가 1.61T이상이며, 500MPa 이상의 항복강도를 갖는 무방향성 전기강판.
  6. 제1항에 있어서,
    750℃의 온도에서 2시간 동안 수행하는 응력제거소둔 이후, 측정된 철손(W10/400)이 12W/kg 이하인 무방향성 전기강판.
  7. 중량 %로, C: 0.004% 이하(0%를 제외함), Si: 2.5 내지 4.0%, P: 0.1% 이하(0%를 제외함), Al: 0.3 내지 2.0%, N: 0.003% 이하(0%를 제외함), S: 0.003% 이하(0%를 제외함), Mn: 0.15 내지 2.5%, Cr: 0.5% 이하(0%를 제외함) 및 잔부는 Fe 및 불가피한 불순물을 포함하고, 하기 식 1을 만족하는 슬라브를 가열하는 단계;
    상기 슬라브를 열간 압연하여 열연판을 제조하는 단계;
    상기 열연판을 냉간압연하여 냉연판을 제조하는 단계 및
    상기 냉연판을 710 내지 820℃의 온도에서 최종 소둔하는 단계를 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
    [식 1]
    [Mn] ≥ 1450×[S]-0.8
    (식 1에서, [Mn] 및 [S]는 각각 Mn 및 S의 함량(중량%)을 나타낸다.)
  8. 제7항에 있어서,
    상기 슬라브는 Ti:0.003 중량% 이하, Nb:0.003 중량% 이하 및 Cu: 0.1 중량% 이하 중 1종 이상을 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 슬라브를 1,100℃ 내지 1,250℃로 가열하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 열연판을 제조하는 단계 이후, 상기 열연판을 850 내지 1,200℃의 온도로 소둔하는 열연판 소둔 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 최종 소둔하는 단계 이후, 700 내지 900℃의 온도 범위에서 소둔하는 응력 제거 소둔 단계를 더 포함하는 무방향성 전기강판의 제조방법.
KR1020180115268A 2018-09-27 2018-09-27 무방향성 전기강판 및 그 제조방법 KR102120276B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180115268A KR102120276B1 (ko) 2018-09-27 2018-09-27 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
EP19866283.5A EP3859039A4 (en) 2018-09-27 2019-05-23 NON GRAIN ORIENTED ELECTRIC STEEL AND THE METHOD OF MANUFACTURING IT
CN201980075057.9A CN113195769A (zh) 2018-09-27 2019-05-23 无取向电工钢板及其制造方法
US17/280,376 US20220033940A1 (en) 2018-09-27 2019-05-23 Non-grain oriented electrical steel and method for manufacturing same
PCT/KR2019/006219 WO2020067624A1 (ko) 2018-09-27 2019-05-23 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP2021517402A JP7350063B2 (ja) 2018-09-27 2019-05-23 無方向性電磁鋼板およびその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180115268A KR102120276B1 (ko) 2018-09-27 2018-09-27 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200035754A KR20200035754A (ko) 2020-04-06
KR102120276B1 true KR102120276B1 (ko) 2020-06-08

Family

ID=69952932

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180115268A KR102120276B1 (ko) 2018-09-27 2018-09-27 무방향성 전기강판 및 그 제조방법

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20220033940A1 (ko)
EP (1) EP3859039A4 (ko)
JP (1) JP7350063B2 (ko)
KR (1) KR102120276B1 (ko)
CN (1) CN113195769A (ko)
WO (1) WO2020067624A1 (ko)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3960886A1 (de) * 2020-09-01 2022-03-02 ThyssenKrupp Steel Europe AG Nicht kornorientiertes metallisches flachprodukt, verfahren zu dessen herstellung sowie verwendung
KR102438478B1 (ko) * 2020-12-21 2022-08-31 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
US20240096531A1 (en) * 2021-03-31 2024-03-21 Nippon Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet, motor core, method for manufacturing non-oriented electrical steel sheet, and method for manufacturing motor core
KR20240000242A (ko) * 2022-06-23 2024-01-02 현대제철 주식회사 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010090474A (ja) * 2008-09-11 2010-04-22 Jfe Steel Corp 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
WO2018147044A1 (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板の製造方法とモータコアの製造方法ならびにモータコア

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4116749B2 (ja) 1999-12-16 2008-07-09 新日本製鐵株式会社 無方向性電磁鋼板
KR100733345B1 (ko) 2005-12-27 2007-06-29 주식회사 포스코 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN101139681B (zh) * 2007-10-26 2010-07-21 山西太钢不锈钢股份有限公司 中高牌号冷轧无取向硅钢及其制造方法
KR101110253B1 (ko) * 2008-12-26 2012-03-13 주식회사 포스코 고객사 가공성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
JP5423629B2 (ja) * 2010-09-21 2014-02-19 新日鐵住金株式会社 磁束密度の高い無方向性電磁熱延鋼帯の製造方法
WO2012087045A2 (ko) * 2010-12-23 2012-06-28 주식회사 포스코 저철손 고강도 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
DE102011053722C5 (de) 2011-09-16 2020-12-24 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum Herstellen eines höherfesten Elektrobandes, Elektroband und dessen Verwendung
CN103827333B (zh) * 2011-09-27 2016-09-21 杰富意钢铁株式会社 无取向电磁钢板
JP5930120B2 (ja) * 2013-04-09 2016-06-08 新日鐵住金株式会社 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
CN103436796B (zh) * 2013-09-10 2015-10-14 武汉钢铁(集团)公司 一种变频压缩机用无取向电工钢及其生产方法
CN104438328B (zh) * 2014-11-27 2016-08-24 武汉钢铁(集团)公司 一种提高无取向硅钢磁性能的热轧方法
US11295881B2 (en) * 2016-08-05 2022-04-05 Nippon Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet, manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet, and manufacturing method of motor core
JP6794705B2 (ja) * 2016-08-05 2020-12-02 日本製鉄株式会社 無方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板の製造方法及びモータコアの製造方法
KR101892231B1 (ko) * 2016-12-19 2018-08-27 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101919529B1 (ko) * 2016-12-20 2018-11-16 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
TWI658152B (zh) * 2017-03-07 2019-05-01 日商新日鐵住金股份有限公司 無方向性電磁鋼板及無方向性電磁鋼板之製造方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010090474A (ja) * 2008-09-11 2010-04-22 Jfe Steel Corp 無方向性電磁鋼板およびその製造方法
WO2018147044A1 (ja) * 2017-02-07 2018-08-16 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板の製造方法とモータコアの製造方法ならびにモータコア

Also Published As

Publication number Publication date
EP3859039A1 (en) 2021-08-04
EP3859039A4 (en) 2021-08-04
WO2020067624A1 (ko) 2020-04-02
US20220033940A1 (en) 2022-02-03
KR20200035754A (ko) 2020-04-06
CN113195769A (zh) 2021-07-30
JP2022501513A (ja) 2022-01-06
JP7350063B2 (ja) 2023-09-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102120276B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101904309B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102177530B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20190077890A (ko) 방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR102175065B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102297753B1 (ko) Sra후 철손이 낮은 고강도 무방향성 전기강판과 이의 제조방법
KR102468078B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101665950B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102134311B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
EP3889290A2 (en) Non-directional electrical steel sheet and method for producing same
KR20210080714A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20200076832A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101296115B1 (ko) 저철손 고강도 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101308727B1 (ko) 저철손 고강도 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102513317B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102297751B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102464576B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101308726B1 (ko) 저철손 고강도 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101308728B1 (ko) 저철손 고강도 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101980289B1 (ko) 무방향성 전기강판 및 그의 제조방법
KR20150048689A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR101308725B1 (ko) 저철손 고강도 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20240015427A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조 방법
KR20230096881A (ko) 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR20230096878A (ko) 무방향성 전기강판, 그 제조방법 및 그를 포함하는 모터 코어

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant