KR102635010B1 - 무방향성 전기 강판과 그 제조 방법 및 모터 코어 - Google Patents

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요시아키 자이젠
요시히코 오다
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제이에프이 스틸 가부시키가이샤
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Abstract

mass％ 로, C : 0.005 ％ 이하, Si : 2.0 ∼ 5.0 ％, Mn : 0.05 ∼ 5.0 ％, Al : 3.0 ％ 이하 및 Zn : 0.0003 ∼ 0.0050 ％ 를 함유하는 강 소재를, 열간 압연하고, 냉간 압연하고, 냉연판 어닐링할 때, 상기 냉연판 어닐링의 가열 과정에 있어서의 500 ∼ 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도를 10 ℃/s 이상으로 하여 700 ∼ 850 ℃ 사이의 어닐링 온도까지 가열함으로써, 평균 결정 입경이 80 ㎛ 이하, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 결정립이 면적률로 10 ％ 이상, 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립이 면적률로 20 ％ 이하인 무방향성 전기 강판을 얻는다.

Description

무방향성 전기 강판과 그 제조 방법 및 모터 코어{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET, METHOD FOR PRODUCING THE SAME, AND MOTOR CORE}
본 발명은, 무방향성 전기 강판과 그 제조 방법 및 상기 강판으로 구성되는 모터 코어에 관한 것이다.
최근의 전기 기기에 대한 에너지 절약화에 대한 요구가 높아짐에 수반하여, 회전기의 철심에 사용되는 무방향성 전기 강판에 대하여, 보다 우수한 자기 특성이 요구되게 되어 오고 있다. 또한, 최근에는, HEV (하이브리드 차) 나 EV (전기 자동차) 의 구동 모터 등에 있어서의 소형화·고출력화에 대한 요구를 달성하기 위해서, 구동 주파수를 높여 모터의 회전수를 높이는 것이 실시되고 있다.
모터 코어는, 스테이터 코어와 로터 코어로 나뉘는데, HEV 구동 모터의 로터 코어는 외경이 큰 것으로부터, 큰 원심력이 작용한다. 또한, 로터 코어는, 구조 상 로터 코어 브릿지부라고 불리는 매우 좁은 부분 (1 ∼ 2 ㎜) 이 존재하고, 그 부분은 모터의 구동 중에는 특히 고응력 상태가 된다. 또한, 모터는, 회전과 정지를 반복하기 때문에, 로터 코어에는 원심력에 의한 큰 반복 응력이 작용하는 것으로부터, 로터 코어에 사용되는 전기 강판은, 우수한 피로 특성을 가질 필요가 있다.
한편, 스테이터 코어에 사용되는 전기 강판은, 모터의 소형화·고출력화를 달성하기 위해서, 고자속 밀도·저철손인 것이 바람직하다. 즉, 모터 코어에 사용되는 전기 강판의 특성으로는, 로터 코어용으로는 고피로 특성, 스테이터 코어용으로는 고자속 밀도·저철손인 것이 이상적이다.
이와 같이, 동일한 모터 코어에 사용되는 전기 강판이어도, 로터 코어와 스테이터 코어에서는 요구되는 특성이 크게 상이하다. 그러나, 모터 코어를 제조하는 관점에서는, 재료 수율이나 생산성을 높이기 위해서, 동일한 소재 강판으로부터 로터 코어재와 스테이터 코어재를 동시에 채취하고, 그 후, 각각의 강판을 적층하여 로터 코어 또는 스테이터 코어로 조립할 수 있는 것이 요망된다.
모터 코어용의 고강도이고 저철손의 무방향성 전기 강판을 제조하는 기술로서, 예를 들어, 특허문헌 1 에는, 고강도의 무방향성 전기 강판을 제조하고, 그 강판으로부터 타발 가공으로 로터 코어재와 스테이터 코어재를 채취하고, 적층하여, 로터 코어와 스테이터 코어를 조립한 후, 스테이터 코어에만 변형 제거 어닐링을 실시함으로써, 고강도의 로터 코어와 저철손의 스테이터 코어를 동일 소재로부터 제조하는 기술이 개시되어 있다.
일본 공개특허공보 2008-50686호
그러나, 발명자들의 검토에 의하면, 상기 특허문헌 1 에 개시된 기술은, 고강도의 무방향성 전기 강판을 사용함으로써 항복 응력을 높일 수 있기는 하지만, 가장 중요한 특성인 피로 강도가 반드시 향상된다고는 할 수 없는 것이나, 변형 제거 어닐링 후의 철손은 크게 개선되지만, 자속 밀도가 대폭 저하하는 경우가 있다는 문제가 있다.
본 발명은, 종래 기술이 가지고 있는 상기의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 고강도·고피로 특성이 요구되는 로터 코어재와, 보다 우수한 자기 특성이 요구되는 스테이터 코어재를, 동일 소재로부터 채취할 수 있는 무방향성 전기 강판과 그 제조 방법, 그리고, 상기 무방향성 전기 강판으로 구성되는 모터 코어를 제공하는 것에 있다.
발명자들은, 상기 과제의 해결을 위하여, 강의 성분 조성, 특히 Zn 에 주목하여 예의 검토하였다. 그 결과, 적절한 양의 Zn 을 첨가하고, 추가로 적절한 조건으로 냉연판 어닐링을 실시하여, 결정 입경을 제어함과 함께, 결정 입경의 불균일성을 제어함으로써, 높은 피로 강도를 가짐과 함께, 그 후의 열 처리에 있어서의 자속 밀도의 저하가 작은 무방향성 전기 강판이 얻어지는 것을 지견하고, 본 발명을 개발하기에 이르렀다.
[1] 상기 지견에 기초하는 본 발명은, C : 0.005 mass％ 이하, Si : 2.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, Mn : 0.05 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, P : 0.1 mass％ 이하, S : 0.01 mass％ 이하, Al : 3.0 mass％ 이하, N : 0.0050 mass％ 이하 및 Zn : 0.0003 mass％ 이상 0.0050 mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 평균 결정 입경이 80 ㎛ 이하, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립이 면적률로 10 ％ 이상, 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립이 면적률로 20 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판이다.
[2] 본 발명의 상기 무방향성 전기 강판은, 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 하기 A ∼ E 군 ;
· A 군 ; Cr : 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
· B 군 ; Ca : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 및 REM : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
· C 군 ; Sn : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 및 Sb : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종
· D 군 ; Ni : 0.01 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하
· E 군 ; Cu : 0.05 mass％ 이상 0.5 mass％ 이하, Nb : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, Ti : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하 및 V : 0.010 mass％ 이상 0.20 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
중 적어도 1 군의 성분을 함유하는 것을 특징으로 한다.
[3] 또한, 본 발명의 상기 무방향성 전기 강판은, C : 0.005 mass％ 이하, Si : 2.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, Mn : 0.05 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, P : 0.1 mass％ 이하, S : 0.01 mass％ 이하, Al : 3.0 mass％ 이하, N : 0.0050 mass％ 이하 및 Zn : 0.0003 mass％ 이상 0.0050 mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고, 평균 결정 입경이 120 ㎛ 이상, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립이 면적률로 5 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판이다.
[4] 또한, 본 발명의 상기 무방향성 전기 강판은, 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 하기 A ∼ E 군 ;
· A 군 ; Cr : 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
· B 군 ; Ca : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 및 REM : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
· C 군 ; Sn : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 및 Sb : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종
· D 군 ; Ni : 0.01 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하
· E 군 ; Cu : 0.05 mass％ 이상 0.5 mass％ 이하, Nb : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, Ti : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, 및 V : 0.010 mass％ 이상 0.20 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
중 적어도 1 군의 성분을 함유하는 것을 특징으로 한다.
[5] 또한, 본 발명은, C : 0.005 mass％ 이하, Si : 2.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, Mn : 0.05 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, P : 0.1 mass％ 이하, S : 0.01 mass％ 이하, Al : 3.0 mass％ 이하, N : 0.0050 mass％ 이하 및 Zn : 0.0003 mass％ 이상 0.0050 mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를, 열간 압연하여 열연판으로 하고, 산세하고, 냉간 압연하여 냉연판으로 하고, 그 후, 냉연판 어닐링을 실시하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서, 상기 냉연판 어닐링의 가열 과정에 있어서의 500 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도 V1 을 10 ℃/s 이상으로 하여, 700 ℃ 내지 850 ℃ 사이의 어닐링 온도 T1 까지 가열하고, 냉각시킴으로써, 평균 결정 입경을 80 ㎛ 이하, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립을 면적률로 10 ％ 이상, 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립을 면적률로 20 ％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법을 제안한다.
[6] 또한, 본 발명의 상기 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 사용하는 상기 강 소재는 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 하기 A ∼ E 군 ;
· A 군 ; Cr : 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
· B 군 ; Ca : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 및 REM : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
· C 군 ; Sn : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 및 Sb : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종
· D 군 ; Ni : 0.01 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하
· E 군 ; Cu : 0.05 mass％ 이상 0.5 mass％ 이하, Nb : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, Ti : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하 및 V : 0.010 mass％ 이상 0.20 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
중 적어도 1 군의 성분을 함유하는 것을 특징으로 한다.
[7] 또한, 본 발명의 무방향성 전기 강판의 제조 방법은, 상기 [5] 또는 [6] 에 기재된 냉연판 어닐링 후의 무방향성 전기 강판에, 추가로, 750 ∼ 900 ℃ 사이의 어닐링 온도 T2 로 가열·유지하는 열 처리를 실시하여, 평균 결정 입경을 120 ㎛ 이상, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립을 면적률로 5 ％ 이상으로 하는 것을 특징으로 한다.
[8] 또한, 본 발명은, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 무방향성 전기 강판으로 구성되는 로터 코어와, 상기 [3] 또는 [4] 에 기재된 무방향성 전기 강판으로 구성되는 스테이터 코어로 이루어지는 모터 코어이다.
본 발명에 의하면, 고강도이고 피로 강도가 높은 로터 코어재와, 자기 특성이 우수한 스테이터 코어재를, 동일한 무방향성 전기 강판으로부터 얻을 수 있기 때문에, 고성능의 모터 코어를, 재료 수율이 양호하고, 또한, 저렴하게 제조하는 것이 가능해진다.
도 1 은, 냉연판 어닐링의 가열 과정의 500 ∼ 700 ℃ 사이에 있어서의 평균 승온 속도가, 열 처리에 의한 자속 밀도의 열화량 ΔB50 에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
먼저, 본 발명의 무방향성 전기 강판의 성분 조성과 그 한정 이유를 설명한다. 또한, 본 발명에 있어서는, 무방향성 전기 강판의 제조에 사용하는 강 소재와 제품 판의 성분 조성은 동일하다.
C : 0.005 mass％ 이하
C 는, 모터 사용 중에 탄화물을 형성하여 자기 시효가 발생하여, 철손 특성을 열화시키는 유해 원소이다. 이 자기 시효를 회피하기 위해서는, 소재 중에 포함되는 C 를 0.005 mass％ 이하로 할 필요가 있다. 바람직하게는, 0.004 mass％ 이하이다. 또한, C 의 하한은 특별히 규정하지 않지만, 제강 공정에서의 탈탄 비용을 저감시키는 관점에서, 0.0001 mass％ 정도로 하는 것이 바람직하다.
Si : 2.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
Si 는, 강의 고유 저항을 높여, 철손을 저감시키기 위해서 필수의 원소이며, 또한, 고용 강화에 의해 강의 강도를 높이는 원소이기도 하다. 상기 효과를 얻기 위해서, 본 발명에서는, Si 를 2.0 mass％ 이상 첨가한다. 한편, 5.0 mass％ 를 초과하면, 포화 자속 밀도가 저하하여, 자속 밀도가 현저하게 저하하기 때문에, 상한을 5.0 mass％ 로 한다. 바람직하게는 2.5 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, 보다 바람직하게는 3.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하의 범위이다.
Mn : 0.05 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
Mn 은, Si 와 마찬가지로, 강의 고유 저항과 강도를 높이는 데에 유용한 원소이다. 이들 효과를 얻기 위해서, Mn 은 0.05 mass％ 이상 첨가한다. 한편, 5.0 mass％ 를 초과하는 Mn 의 첨가는, MnC 의 석출을 촉진시켜, 자기 특성을 열화시킬 우려가 있기 때문에, 상한은 5.0 mass％ 로 한다. 바람직하게는 0.1 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하의 범위이다.
P : 0.1 mass％ 이하
P 는, 강의 강도 (굳기) 조정에 사용되는 유용한 원소이다. 그러나, 0.1 mass％ 를 초과하는 첨가는, 인성을 저하시켜, 가공시에 균열이 발생하기 쉬워지기 때문에, 상한은 0.1 mass％ 로 한다. 또한, 하한은 특별히 규정하지 않지만, 과도한 P 의 저감은, 제조 비용의 상승을 초래하는 것으로부터, 0.001 mass％ 정도로 한다. 바람직하게는 0.005 mass％ 이상 0.08 mass％ 이하의 범위이다.
S : 0.01 mass％ 이하
S 는, 미세 황화물을 형성하여 석출하여, 철손 특성에 악영향을 미치는 유해 원소이다. 특히 0.01 mass％ 를 초과하면, 그 악영향이 현저해지기 때문에, 0.01 mass％ 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.005 mass％ 이하이다.
Al : 3.0 mass％ 이하
Al 은, Si 와 마찬가지로, 강의 고유 저항을 높여, 철손을 저감시키는 유용한 원소이다. 또한, Zn 과 복합 첨가한 경우에는, 후술하는 Zn 첨가와 적절한 조건의 냉연판 어닐링 혹은 열 처리를 조합함으로써, Zn 첨가에 의한 냉연판 어닐링 후 혹은 열 처리 후의 결정 입경의 불균일성을 변화시키는 효과를 보강하는 효과가 있다. 이로써, 냉연판 어닐링 후의 강판의 피로 강도가 높아짐과 함께, 그 후의 열 처리에 의한 자속 밀도의 저하가 억제된다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Al 은 0.005 mass％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.010 mass％ 이상, 더욱 바람직하게는 0.015 mass％ 이상이다. 한편, 3.0 mass％ 를 초과하는 첨가는, 강판 표면의 질화를 촉진시켜, 자기 특성을 열화시킬 우려가 있기 때문에, 상한은 3.0 mass％ 로 한다. 바람직하게는 2.0 mass％ 이하이다.
N : 0.0050 mass％ 이하
N 은, 미세한 질화물을 형성하여 석출하여, 철손 특성에 악영향을 미치는 유해 원소이다. 특히 0.0050 mass％ 를 초과하면, 그 악영향이 현저해지기 때문에, 0.0050 mass％ 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.0030 mass％ 이하이다.
Zn : 0.0003 mass％ 이상 0.0050 mass％ 이하
Zn 은, 본 발명에 있어서 중요한 원소이며, 적당량을 첨가하고, 추가로 적절한 조건으로 냉연판 어닐링 혹은 열 처리를 실시함으로써, 냉연판 어닐링 후 혹은 열 처리 후의 결정 입경의 불균일성을 변화시키는 효과가 있다. 이로써, 피로 강도가 상승함과 함께, 열 처리로 입 (粒) 성장시켰을 때의 자속 밀도의 저하가 억제된다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Zn 을 0.0003 mass％ 이상 첨가할 필요가 있다. 바람직하게는 0.0005 mass％ 이상, 보다 바람직하게는 0.0008 mass％ 이상이다. 한편, 0.0050 mass％ 를 초과하는 첨가는, 강판의 인성을 열화시켜, 냉간 압연시의 파단의 원인이 되는 것으로부터, 상한을 0.0050 mass％ 로 한다. 바람직하게는 0.0030 mass％ 이하이다. 또한, Zn 의 적당량 첨가와 적절한 냉연판 어닐링 혹은 열 처리의 조합에 의해 결정 입경의 불균일성이 변화하는 이유는, 아직 충분히 분명해져 있지 않지만, 발명자들은, 재결정이나 입 성장의 구동력이 변화하는 것에 의한 것으로 추측하고 있다.
본 발명의 무방향성 전기 강판은, 상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 요구되는 특성에 따라, 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 이하의 성분을 함유할 수 있다.
Cr : 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
Cr 은, 강의 고유 저항을 높여, 철손을 저감시키는 효과가 있다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cr 은 0.1 mass％ 이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, 5.0 mass％ 를 초과하면, 포화 자속 밀도의 저하에 의해 자속 밀도가 현저하게 저하하게 된다. 따라서, Cr 을 첨가하는 경우에는, 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하의 범위에서 첨가하는 것이 바람직하다.
Ca : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 및 REM : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
Ca, Mg 및 REM 은, 모두 S 를 황화물로서 고정시켜, 철손 저감에 기여하는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는 Ca, Mg 및 REM 을 각각 0.001 mass％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 0.01 mass％ 를 초과하면, 상기 효과가 포화하고, 원료 비용의 상승을 초래할 뿐이기 때문에, 상한은 모두 0.01 mass％ 로 하는 것이 바람직하다.
Sn : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 및 Sb : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종
Sn 및 Sb 는, 집합 조직의 개선을 통하여 자속 밀도를 높이는 데에 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, 각각 0.001 mass％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 한편, 0.2 mass％ 를 초과하면, 상기 효과가 포화하고, 원료 비용의 상승을 초래할 뿐이기 때문에, 상한은 모두 0.2 mass％ 로 하는 것이 바람직하다.
Ni : 0.01 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하
Ni 는, 자속 밀도를 높이는 데에 유효한 원소이다. 상기 효과를 얻기 위해서는 0.01 mass％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, 3.0 mass％ 를 초과하면, 상기 효과가 포화하고, 원료 비용의 상승을 초래할 뿐이기 때문에, 상한은 3.0 mass％ 로 하는 것이 바람직하다.
Cu : 0.05 mass％ 이상 0.5 mass％ 이하, Nb : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, Ti : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하 및 V : 0.010 mass％ 이상 0.20 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
Cu, Nb, Ti 및 V 는, 강 중에 단독으로 석출되거나, 또는, 탄화물, 질화물 혹은 탄질화물의 형태로 석출되어, 강판의 강도 및 피로 강도의 향상에 기여하는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해서는, Cu 는 0.05 mass％ 이상, Nb 및 Ti 는 각각 0.003 mass％ 이상, V 는 0.010 mass％ 이상 첨가하는 것이 바람직하다. 그러나, Cu 는 0.5 mass％ 초과, Nb 및 Ti 는 각각 0.05 mass％ 초과, V 는 0.20 mass％ 초과하여 첨가하면, 열 처리시의 입 성장을 저해하여, 철손이 열화하는 경우가 있기 때문에, 상한은, Cu : 0.5 mass％, Nb 및 Ti : 0.05 mass％ 및 V : 0.20 mass％ 로 하는 것이 바람직하다. 단, 강판의 강도나 피로 강도보다 자기 특성이 중요시되는 경우에는, Cu 는 0.02 mass％ 이하, Nb 는 0.0005 mass％ 이하, Ti 는 0.0010 mass％ 이하 및 V 는 0.0010 mass％ 이하로 제한하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 무방향성 전기 강판의 마이크로 조직에 대하여 설명한다.
먼저, [1] 또는 [2] 에 기재된 냉연판 어닐링 후의 무방향성 전기 강판에 대하여 설명한다.
평균 결정 입경 : 80 ㎛ 이하
발명자들의 검토에 의하면, 냉연판 어닐링 후의 강판은, 평균 결정 입경을 미세하게 함으로써 피로 강도가 향상된다. 특히, 평균 결정 입경이 80 ㎛ 이하이면, HEV/EV 모터의 로터 코어용 소재로서 필요로 하게 되는 450 ㎫ 이상의 피로 강도를 확보할 수 있다. 따라서, 본 발명의 로터 코어에 사용하는 무방향성 전기 강판은, 평균 결정 입경을 80 ㎛ 이하로 제한한다.
평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립 : 면적률로 10 ％ 이상
발명자들은, 냉연판 어닐링 후의 결정 입경의 불균일성을 제어함으로써, 피로 강도가 우수한 무방향성 전기 강판이 되고, 또한, 열 처리에 의해 입 성장시켰을 때의 자속 밀도의 저하를 억제할 수 있는 것을 신규로 알아냈다. 구체적으로는, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립을 면적률로 10 ％ 이상으로 함으로써, HEV/EV 모터의 로터용 재료에서 필요로 하게 되는 피로 강도 : 450 ㎫ 이상을 만족함과 함께, 열 처리에 의한 자속 밀도의 저하를 억제할 수 있다. 결정 입경의 불균일성을 제어함으로써, 이와 같은 효과가 얻어지는 이유는 충분히 분명해져 있지 않지만, 인접하는 결정립끼리의 방위 관계가 변화하고, 그 결과, 입계 근방의 응력 집중이 완화되어 피로 강도가 향상됨과 함께, 그 후의 열 처리에 의한 집합 조직의 열화가 억제되는 것으로 추측하고 있다. 또한, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립의 바람직한 면적률은 15 ％ 이상이다. 상한에 대해서는 특별히 규정하지 않지만, 발명자들의 검토에 의하면 통상적으로 30 ％ 이하이다.
애스펙트비가 0.3 이하인 결정립 : 면적률로 20 ％ 이하
제품 판의 강판 조직에, 신장된 결정립이 다수 존재하는 경우에는, 응력 부하시의 응력 집중이 조장되기 때문에, 피로 강도가 저하된다. 발명자들의 검토에 의하면, HEV/EV 모터의 로터용 재료에서 필요로 하게 되는 피로 강도 : 450 ㎫ 이상을 만족하기 위해서는, 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립이 면적률로 20 ％ 이하일 필요가 있다. 바람직하게는, 10 ％ 이하이다.
다음으로, [3] 또는 [4] 에 기재된 열 처리 후의 무방향성 전기 강판에 대하여 설명한다.
평균 결정 입경 : 120 ㎛ 이상
무방향성 전기 강판의 철손 특성은, 평균 결정 입경에 의존하여 변화한다. 그래서, 본 발명의 열 처리 후의 강판은, 스테이터 코어에 요구되는 철손 특성을 달성하기 위해서, 평균 결정 입경을 120 ㎛ 이상으로 한다. 바람직하게는 150 ㎛ 이상이다. 또한, 과도한 조대화는, 철손의 열화를 일으킬 가능성이 있는 것으로부터, 상한은 500 ㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다.
평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립 : 면적률로 5 ％ 이상
전술한 바와 같이, 결정 입경의 불균일성을 제어함으로써, 피로 강도가 우수한 무방향성 전기 강판이 되고, 또한 열 처리에 의해 입 성장시켰을 경우의 자속 밀도의 저하를 억제할 수 있는 것을 알아냈다. 구체적으로는, 본 발명의 무방향성 전기 강판은, 열 처리에 의해 입 성장시킨 후의 강판 조직에 대하여, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 결정 입경을 갖는 결정립의 면적률이 5 ％ 이상이면, 열 처리 후의 자속 밀도의 저하를 최소한으로 억제할 수 있다. 바람직하게는 10 ％ 이상이다. 상한에 대해서는 특별히 규정하지 않지만, 발명자들의 검토에 의하면 통상적으로 25 ％ 이하이다.
여기서, 평균 결정 입경 및 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립의 면적률 및 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립의 면적률은, 모두 강판 표면에 평행 그리고 판 두께 1/4 의 위치에 있어서의 표면 (관찰면) 을 전자선 후방 산란 회절 (EBSD) 로 측정하고, 실시예에 기재한 방법으로 해석하여 얻은 값이다.
다음으로, 본 발명의 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
먼저, [1] 또는 [2] 에 기재된 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 [1] 또는 [2] 에 기재된 무방향성 전기 강판은, 상기한 [1] 또는 [2] 에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재를 제조하고, 그 강 소재를 열간 압연하여 열연판으로 하고, 그 열연판에 필요에 따라 열연판 어닐링을 실시한 후, 산세하고, 냉간 압연하고, 냉연판 어닐링을 실시함으로써 제조할 수 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
강 소재
본 발명의 [1] 또는 [2] 에 기재된 무방향성 전기 강판의 제조에 사용하는 강은, 상기한 [1] 또는 [2] 에 기재된 성분 조성으로 조정한 것이면 되고, 그 강의 용제 방법은, 전로 또는 전기로나 진공 탈가스 장치 등을 사용한 통상적으로 공지된 정련 프로세스를 채용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 또한, 강 소재의 제조 방법은, 연속 주조법이 바람직하지만, 조괴-분괴 압연법 또는 박슬래브 연주법 등을 사용해도 된다.
열간 압연
열간 압연은, 상기 성분 조성을 갖는 강 소재에, 열간으로 압연을 실시함으로써 소정 판 두께의 열연판을 얻는 공정이다. 이 열간 압연의 조건은, 특별히 규정하지 않지만, 예를 들어, 강 소재의 재가열 온도는 1000 ℃ 이상 1200 ℃ 이하, 열간 압연의 마무리 압연 종료 온도는 800 ℃ 이상 950 ℃ 이하, 열간 압연 종료 후의 평균 냉각 속도는 20 ℃/s 이상 100 ℃/s 이하, 코일 권취 온도는 400 ℃ 이상 700 ℃ 이하의 권취 온도에서 코일로 권취하는 조건을 예시할 수 있다.
열연판 어닐링
열연판 어닐링은, 상기 열연판을 가열하여 고온으로 유지함으로써, 강판 조직을 균질화하는 공정이다. 열연판 어닐링의 어닐링 온도, 유지 시간은, 특별히 규정하지 않지만, 800 ℃ 이상 1100 ℃ 이하 × 3 s 이상 600 s 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 이 열연판 어닐링은, 필수는 아니고, 생략해도 된다.
산세
산세는, 열연판 어닐링 후의 강판, 또는, 열연판 어닐링을 생략하는 경우의 열연판을 탈스케일하는 공정이다. 산세 조건은, 냉간 압연을 실시할 수 있을 정도로 탈스케일할 수 있으면 되고, 예를 들어 염산 또는 황산 등을 사용하는 상용의 산세 조건을 적용할 수 있다. 이 산세는, 상기 열연판 어닐링 라인에서 어닐링 후에 연속해서 실시해도 되고, 다른 라인에서 실시해도 된다.
냉간 압연
냉간 압연은, 산세를 거친 열연판 또는 열연 어닐링판에, 냉간으로 압연하여 제품 판의 판 두께 (최종 판 두께) 로 하는 공정이다. 이 냉간 압연은, 상기 최종 판 두께로 할 수 있으면, 특별히 제한되지 않는다. 또한, 냉간 압연은, 1 회로 한정되지 않고, 필요에 따라 중간 어닐링을 사이에 끼우는 2 회 이상의 냉간 압연을 실시해도 된다. 이 경우의 중간 어닐링 조건도 상용의 조건이면 되고, 특별히 제한은 없다.
냉연판 어닐링
냉연판 어닐링은, 냉간 압연으로 최종 판 두께로 한 냉연판에 어닐링을 실시하는 공정으로, 본 발명에 있어서는 중요한 공정의 하나이다. 이 냉연판 어닐링은, 가열 과정의 500 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도 V1 을 10 ℃/s 이상으로 하여, 700 내지 850 ℃ 사이에 있는 어닐링 온도 T1 까지 가열하고, 필요에 따라 균열 (均熱) 하고, 냉각시키는 조건으로 실시할 필요가 있다. 이하, 구체적으로 설명한다.
500 ∼ 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도 V1 : 10 ℃/s 이상
500 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도가 낮은 경우에는, 재결정 핵의 생성 빈도가 낮기 때문에, 조기에 핵 생성된 재결정립이 성장한 영역이 주체가 되어, 비교적 조대한 결정립이 대부분을 차지하는 조직이 되기 쉽다. 그 때문에, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립의 면적률이 작아진다. 한편, 500 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도가 높은 경우에는, 재결정 핵의 생성 빈도가 높고, 각각이 상이한 속도로 입 성장하기 때문에, 평균적인 사이즈의 결정립에 대하여 조대한 입경을 갖는 결정립의 비율이 증가한다. 특히, 본 발명에 적합한 성분 조성을 갖는 강판에서는, 500 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도 V1 을 10 ℃/s 이상으로 함으로써, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립을 면적률로 10 ％ 이상으로 높일 수 있다. 바람직하게는 50 ℃/s 이상, 보다 바람직하게는, 100 ℃/s 이상, 더욱 바람직하게는 200 ℃/s 이상이다.
어닐링 온도 T1 : 700 ℃ 이상 850 ℃ 이하
어닐링 온도 T1 이 700 ℃ 미만이면, 재결정립의 성장이 지연되기 때문에, 냉간 압연에 의해 신장된 결정립의 입계를 초과한 재결정립의 성장이 억제되어, 신장된 재결정립이 되기 쉽다. 또한, 강판의 일부가 재결정하지 않아, 냉간 압연으로 신장된 결정립이 그대로 잔존하는 경우도 있다. 그 결과, 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립을 면적률로 20 ％ 이하로 할 수 없게 된다. 따라서, 본 발명에서는, 어닐링 온도 T1 은 700 ℃ 이상으로 한다. 바람직하게는 750 ℃ 이상이다. 한편, 어닐링 온도 T1 이 850 ℃ 를 초과하면, 재결정립이 과도하게 성장하여, 평균 결정 입경을 80 ㎛ 이하로 할 수 없게 된다. 따라서, 어닐링 온도 T1 은 850 ℃ 이하로 한다. 바람직하게는 825 ℃ 이하이다.
상기 냉연판 어닐링 후의 강판은, 표면에 절연 코팅을 실시함으로써 제품으로 하는 것이 일반적이지만, 그 방법 및 코팅의 종류는 특별히 한정되지 않고, 요구되는 피막 특성에 따라 적절히, 상용의 절연 코팅을 적용하면 된다.
다음으로, 본 발명의 [3] 또는 [4] 에 기재된 열 처리 후의 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 [3] 또는 [4] 에 기재된 무방향성 전기 강판은, 전술한 바와 같이, [1] 또는 [2] 에 기재된 무방향성 전기 강판에, 이하에 설명하는 열 처리를 실시함으로써 제조할 수 있다. 이하, 열 처리 조건에 대하여 구체적으로 설명한다.
어닐링 온도 T2 : 750 ℃ 이상 900 ℃ 이하
열 처리의 어닐링 온도 T2 가 750 ℃ 미만에서는, 입 성장이 불충분해져, 평균 결정 입경을 120 ㎛ 이상으로 할 수 없다. 따라서, 어닐링 온도 T2 는 750 ℃ 이상으로 한다. 바람직하게는 775 ℃ 이상이다. 한편, 어닐링 온도 T2 가 900 ℃ 를 초과하면, 결정립이 과도하게 성장하고, 결과적으로 균질의 조직이 되기 때문에, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립을 면적률로 5 ％ 이상으로 할 수 없게 된다. 그 때문에, 어닐링 온도 T2 는 900 ℃ 이하로 한다. 바람직하게는 875 ℃ 이하이다. 또한, 어닐링 온도로 유지하는 시간은, 특별히 규정하지 않지만 10 min 이상 500 min 이하의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열 처리시의 분위기에 대해서도 특별히 규정하지 않지만, 비산화성 혹은 환원성의 분위기인 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 모터 코어 및 그 제조 방법에 대하여 설명한다.
본 발명의 모터 코어는, [1] 또는 [2] 에 기재된 무방향성 전기 강판으로부터 로터 코어재와 스테이터 코어재를 채취하고, 로터 코어재를 적층한 로터 코어와, 스테이터 코어재를 적층·열 처리하여 제작한, [3] 또는 [4] 에 기재된 무방향성 전기 강판으로 이루어지는 스테이터 코어로 이루어진다. 상기 로터 코어와 스테이터 코어를 제조하는 방법은, 상기의 동일 소재 강판으로부터 로터 코어재와 스테이터 코어재를 채취하는 것 이외에는, 통상적인 방법에 따르면 되고, 특별히 제한은 없다.
단, 본 발명의 모터 코어의 제조에 있어서 중요한 것은, 상기 적층한 스테이터 코어에 대해서는, 원하는 자기 특성을 부여하기 위해서, 전술한 열 처리를 실시할 필요가 있다는 것이다. 또한, 이 열 처리는, 통상적으로, 상기한 바와 같이 코어로 조립 후의 스테이터 코어에 실시하는 것이 일반적이지만, [1] 또는 [2] 에 기재된 무방향성 전기 강판을 분할하고, 일방의 강판에, 상기와 동일한 조건의 열 처리를 실시한 후, 그 강판으로부터 스테이터 코어재를 채취하고, 적층하여 스테이터 코어로 해도 된다. 또한, 상기 [1] 또는 [2] 에 기재된 소재 강판으로부터, 로터 코어재와 스테이터 코어재를 동시에 채취한 후, 스테이터 코어재에만 상기와 동일한 조건의 열 처리를 실시한 후, 적층하여 스테이터 코어로 조립해도 된다.
실시예 1
표 1 에 나타낸 여러 가지 성분 조성을 갖는 강을, 통상적으로 공지된 수법에 의해 용제하고, 연속 주조하여 두께 230 ㎜ 의 슬래브 (강 소재) 로 한 후, 그 슬래브를 열간 압연하여, 판 두께 2.0 ㎜ 의 열연판으로 하였다. 이어서, 상기 열연판에 통상적으로 공지된 수법에 의해 열연판 어닐링 및 산세를 실시한 후, 냉간 압연하여, 표 2 에 나타내는 여러 가지 판 두께의 냉연판으로 하였다.
이어서, 상기 냉연판에, 표 2 에 나타내는 조건으로 냉연판 어닐링을 실시한 후, 통상적으로 공지된 수법에 의해 절연 피막을 도포하여, 냉연 어닐링판으로 하였다.
이어서, 상기 냉연 어닐링판에, 표 2 에 나타내는 어닐링 온도에서 1 hr 유지하는 열 처리를 실시하여, 열 처리판으로 하였다.
이렇게 하여 얻은 냉연 어닐링판 및 열 처리판에 대하여, 이하의 평가 시험에 제공하고, 그 결과를 표 2 중에 병기하였다.
＜강판의 조직 관찰＞
상기 냉연 어닐링판 및 열 처리판의 각각으로부터 조직 관찰용의 시험편을 채취하고, 시험편의 압연면 (ND 면) 에 평행이고, 판 두께의 1/4 에 상당하는 위치가 관찰면이 되도록, 화학 연마에 의해 두께 감소시켜, 경면화하였다. 이 관찰면에 대하여, 전자선 후방 산란 회절 (EBSD) 측정을 실시하였다. 또한, 상기 측정 조건은, 냉연 어닐링판에 대해서는, 스텝 사이즈 : 2 ㎛ , 측정 영역 : 4 ㎟ 로 하고, 열 처리판에 대해서는, 스텝 사이즈 : 10 ㎛ , 측정 영역 : 100 ㎟ 로 하였다.
이어서, 상기 측정 결과에 대하여, 해석 소프트 : OIM Analysis 8 을 사용하여, 국소 방위 데이터의 해석을 실시하였다. 또한, 상기 데이터 해석에 앞서, 해석 소프트의 Grain Dilation 기능 (Grain Tolerance Angle : 5°, Minimum Grain Size : 5, Single Iteration : ON), 및, Grain CI Standardization 기능 (Grain Tolerance Angle : 5°, Minimum Grain Size : 5) 에 의한 클린 업 처리를 순서대로 1 회씩 실시하여, CI 값 ＞ 0.1 의 측정점만을 해석에 사용하였다.
이어서, 결정 입계를 Grain Tolerance Angle 을 15°로 하여 정의한 후에, Grain Size (diameter) 의 Area Average 를 구하고, 평균 결정 입경으로 하였다. 또한, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 결정 입경을 갖는 결정립의 비율 (면적률) 을 구하였다. 또한, OIM Analysis 8 에 의해 정의된 애스펙트비 (Grain Shape Aspect ratio) 가 0.3 이하인 결정립의 비율 (면적률) 을 구하였다.
＜피로 특성의 평가＞
상기의 냉연 어닐링판으로부터, 압연 방향을 길이 방향으로 하는 인장 피로 시험편 (JIS Z 2275 : 1978 에 준거한 1 호 시험편, b : 15 ㎜, R : 100 ㎜) 을 채취하고, 인장-인장 (편 진동), 응력비 (= 최소 응력/최대 응력) : 0.1 및 주파수 : 20 ㎐ 의 조건으로 피로 시험을 실시하고, 반복 수 107 회에 있어서 피로 파단을 일으키지 않는 최대 응력을 피로 한도 (피로 강도) 로 하였다. 또한, 피로 특성의 평가는, 피로 한도가 450 ㎫ 이상인 경우에 피로 특성이 우수한 것으로 하였다.
＜자기 특성의 평가＞
상기의 냉연 어닐링판 및 열 처리판의 각각으로부터, 길이 방향을 압연 방향 또는 압연 직각 방향으로 하는, 폭 30 ㎜ × 길이 180 ㎜ 의 자기 측정용 시험편을 채취하고, JIS C 2550-1 : 2011 에 준거한 엡스타인법으로, 냉연 어닐링판에 대해서는 자속 밀도 B50 을, 열 처리판에 대해서는 자속 밀도 B50 및 철손 W10/400 을 측정하였다. 그리고, 열 처리 전후의 자속 밀도 B50 의 차 ΔB50 (열 처리 후의 자속 밀도 B50 - 열 처리 전의 자속 밀도 B50) 이 -0.040 T 이상인 경우에, 열 처리에 의한 자속 밀도의 저하가 억제되어 있는 것으로 평가하였다. 또한, 열 처리 후의 철손 W10/400 은, 판 두께 0.10 ㎜ 재에서는 8.8 W/㎏ 이하, 0.20 ㎜ 재에서는 10.3 W/㎏ 이하, 판 두께 0.25 ㎜ 재에서는 11.5 W/㎏ 이하, 판 두께 0.35 ㎜ 재에서는 14.7 W/㎏ 이하, 판 두께 0.50 ㎜ 재에서는 21.7 W/㎏ 이하인 경우에, 철손 특성이 우수한 것으로 평가하였다.
[표 1-1]
Figure 112021136995718-pct00001
[표 1-2]
Figure 112021136995718-pct00002
[표 2-1]
Figure 112021136995718-pct00003
[표 2-2]
Figure 112021136995718-pct00004
실시예 2
표 1 에 나타낸 Al 함유량 및 Zn 함유량이 상이한 강 부호 A, M 및 N 의 슬래브 (강 소재) 를, 상기한 실시예 1 과 동일한 조건으로, 열간 압연하여 판 두께 2.0 ㎜ 의 열연판으로 하고, 열연판 어닐링하고, 산세한 후, 냉간 압연하여, 판 두께 0.25 ㎜ 의 냉연판으로 하였다.
이어서, 상기 냉연판에, 표 3 에 나타내는 조건으로 냉연판 어닐링을 실시한 후, 절연 피막을 코팅하여, 냉연 어닐링판으로 하였다. 이 때, 냉연판 어닐링에 있어서의 가열 과정의 500 ∼ 700 ℃ 사이에 있어서의 평균 승온 속도를 여러 가지로 변화시켰다.
이어서, 상기 냉연 어닐링판에, 표 3 에 나타내는 어닐링 온도로 1 hr 유지하는 열 처리를 실시하여, 열 처리판으로 하였다.
이렇게 하여 얻은 냉연 어닐링판 및 열 처리판에 대하여, 실시예 1 과 동일하게 하여, 강판의 조직 관찰, 피로 특성 및 자기 특성의 평가 시험에 제공하고, 그 결과를, 표 3 중에 병기함과 함께, 도 1 에 나타냈다. 이들 결과로부터, 적절한 조건으로 냉연판 어닐링을 실시했을 경우에, Zn 의 단독 첨가로 열 처리에 의한 자속 밀도의 열화가 억제되는 것, 또한, Zn ＋ Al 의 복합 첨가로 열 처리에 의한 자속 밀도의 열화가 보다 억제되는 것을 알 수 있다.
[표 3]
Figure 112021136995718-pct00005
본 발명의 기술은, HEV/EV 모터뿐만 아니라, 고효율 에어컨 모터나, 공작 기계의 주축 모터, 철도 모터 등의 고속 모터에도 적용할 수 있다.

Claims (8)

  1. C : 0.005 mass％ 이하, Si : 2.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, Mn : 0.05 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, P : 0 mass％ 초과 0.1 mass％ 이하, S : 0.01 mass％ 이하, Al : 0 mass％ 초과 3.0 mass％ 이하, N : 0.0050 mass％ 이하 및 Zn : 0.0003 mass％ 이상 0.0050 mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
    평균 결정 입경이 80 ㎛ 이하, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립이 면적률로 10 ％ 이상, 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립이 면적률로 20 ％ 이하인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 성분 조성에 더하여 추가로, 하기 A ∼ E 군 중 적어도 1 군의 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판.
    · A 군 ; Cr : 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
    · B 군 ; Ca : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 및 REM : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
    · C 군 ; Sn : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 및 Sb : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종
    · D 군 ; Ni : 0.01 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하
    · E 군 ; Cu : 0.05 mass％ 이상 0.5 mass％ 이하, Nb : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, Ti : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하 및 V : 0.010 mass％ 이상 0.20 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
  3. C : 0.005 mass％ 이하, Si : 2.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, Mn : 0.05 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, P : 0 mass％ 초과 0.1 mass％ 이하, S : 0.01 mass％ 이하, Al : 0 mass％ 초과 3.0 mass％ 이하, N : 0.0050 mass％ 이하 및 Zn : 0.0003 mass％ 이상 0.0050 mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖고,
    평균 결정 입경이 120 ㎛ 이상, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립이 면적률로 5 ％ 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 성분 조성에 더하여 추가로, 하기 A ∼ E 군 중 적어도 1 군의 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판.
    · A 군 ; Cr : 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
    · B 군 ; Ca : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 및 REM : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
    · C 군 ; Sn : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 및 Sb : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종
    · D 군 ; Ni : 0.01 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하
    · E 군 ; Cu : 0.05 mass％ 이상 0.5 mass％ 이하, Nb : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, Ti : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, 및 V : 0.010 mass％ 이상 0.20 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
  5. C : 0.005 mass％ 이하, Si : 2.0 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, Mn : 0.05 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하, P : 0 mass％ 초과 0.1 mass％ 이하, S : 0.01 mass％ 이하, Al : 0 mass％ 초과 3.0 mass％ 이하, N : 0.0050 mass％ 이하 및 Zn : 0.0003 mass％ 이상 0.0050 mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물로 이루어지는 성분 조성을 갖는 강 소재를, 열간 압연하여 열연판으로 하고, 산세하고, 냉간 압연하여 냉연판으로 하고, 그 후, 냉연판 어닐링을 실시하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법에 있어서,
    상기 냉연판 어닐링의 가열 과정에 있어서의 500 ℃ 내지 700 ℃ 사이의 평균 승온 속도 V1 을 10 ℃/s 이상으로 하여, 700 ℃ 내지 850 ℃ 사이의 어닐링 온도 T1 까지 가열하고, 냉각시킴으로써,
    평균 결정 입경을 80 ㎛ 이하, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립을 면적률로 10 ％ 이상, 애스펙트비가 0.3 이하인 결정립을 면적률로 20 ％ 이하로 하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 강 소재는 상기 성분 조성에 더하여 추가로, 하기 A ∼ E 군 중 적어도 1 군의 성분을 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법.
    · A 군 ; Cr : 0.1 mass％ 이상 5.0 mass％ 이하
    · B 군 ; Ca : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하, Mg : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 및 REM : 0.001 mass％ 이상 0.01 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
    · C 군 ; Sn : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 및 Sb : 0.001 mass％ 이상 0.2 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종
    · D 군 ; Ni : 0.01 mass％ 이상 3.0 mass％ 이하
    · E 군 ; Cu : 0.05 mass％ 이상 0.5 mass％ 이하, Nb : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하, Ti : 0.003 mass％ 이상 0.05 mass％ 이하 및 V : 0.010 mass％ 이상 0.20 mass％ 이하 중 어느 1 종 또는 2 종 이상
  7. 상기 제 5 항 또는 제 6 항에 기재된 냉연판 어닐링 후의 무방향성 전기 강판에, 추가로, 750 ∼ 900 ℃ 사이의 어닐링 온도 T2 로 가열·유지하는 열 처리를 실시하여, 평균 결정 입경을 120 ㎛ 이상, 평균 결정 입경의 1.5 배 이상의 입경을 갖는 결정립을 면적률로 5 ％ 이상으로 하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전기 강판의 제조 방법.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 무방향성 전기 강판으로 구성되는 로터 코어와, 제 3 항 또는 제 4 항에 기재된 무방향성 전기 강판으로 구성되는 스테이터 코어로 이루어지는 모터 코어.
KR1020217038820A 2019-07-11 2020-07-07 무방향성 전기 강판과 그 제조 방법 및 모터 코어 KR102635010B1 (ko)

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