KR102668145B1 - 무방향성 전자 강판 - Google Patents

Abstract

본 발명의 무방향성 전자 강판은, α-γ 변태가 발생할 수 있는 화학 조성의 것이며, 질량％로, C: 0.010％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol.Al: 0.0001％ 내지 1.0％, S: 0.010％ 이하, N: 0.010％ 이하, Ti를 0.0005％ 내지 0.0050％, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 총계로 2.50％ 내지 5.00％를 적어도 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성의 것이며, EBSD에 의해 측정하였을 때의 {hkl}<uvw> 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률을 Ahkl-uvw로 표기하였을 때, A411-011을 15.0％ 이상으로 하고, 또한, 평균 결정 입경을 10.0㎛ 내지 40.0㎛로 하는 것이다.

Description

무방향성 전자 강판

본 발명은, 무방향성 전자 강판에 관한 것이다.

본원은, 2021년 4월 2일에, 일본에 출원된 특허 출원 제2021-063551호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

전자 강판은, 전기 기기의 코어(철심)의 소재로서 이용된다. 전기 기기는 예를 들어, 동차에 탑재되는 구동 모터나, 에어컨이나 냉장고용으로 대표되는 각종 컴프레서용 모터, 나아가 가정용 또는 산업용의 발전기 등이다. 이들 전기 기기에서는, 높은 에너지 효율, 소형화 및 고출력화가 요구된다. 그 때문에, 전기 기기의 코어로서 이용되는 전자 강판에는, 저철손 및 높은 자속 밀도가 요구된다. 해결책으로서 집합 조직 제어가 있고, 지금까지, 강판 판면 내에 자화 용이축을 갖고, 자기 특성 향상에 유리하고, 또한 강판 제조의 필수 공정인 열간 압연 및 냉간 압연에 있어서의 압연 가공에 의해 비교적 용이하게 집적을 높이는 것이 가능한 조직(α 파이버)을 발달시키는 기술이 제안되어 있다. 구체적으로는, <110> 방향이 압연 방향(RD)에 대략 평행인 조직을 발달시키는 기술이 제안되어 있다.

특허문헌 1 내지 3에는, 모두 {100}<011> 방위를 발달시키는 방법이 개시되고 있고, 변태 온도를 낮추어, 열간 압연 후에 급랭하여 조직을 미세화하는 것이 기재되어 있다.

구체적으로는, 특허문헌 1에는, 열간 압연 후 3초 이내에 200℃/sec 이상의 냉각 속도로 250℃ 이하까지 냉각하는 것, 열간 압연과, 냉간 압연 사이에서 어닐링을 행하지 않고, 냉간 압연에 있어서의 누적 압하율을 88％ 이상으로 하는 것이 기재되어 있다. 이에 의해, 강판 판면에 있어서 {100}<011> 방위에 집적한 전자 강판을 제조할 수 있는 것이 특허문헌 1에 기재되어 있다.

또한, 특허문헌 2에는, Al을 0.6질량％ 이상 3.0질량％ 이하 포함하는 전자 강판의 제조 방법이 개시되어 있고, 특허문헌 1에 기재된 방법과 마찬가지의 공정에 의해, 강판 판면에 있어서 {100}<011> 방위가 집적한 전자 강판을 제조할 수 있는 것이 기재되어 있다.

한편, 특허문헌 3에는, 열간 압연에 있어서의 마무리 압연 온도를 Ac3 변태점 이상으로 하고, 열간 압연 후 3초 이내에 강판 온도를 250℃까지 냉각하거나, 또는, 마무리 압연 온도를 Ac3 변태점 -50℃ 이하로 하고, 방랭 이상의 냉각 속도로 냉각하는 것이 기재되어 있다. 또한, 특허문헌 3에 기재된 제조 방법은 중간 어닐링을 사이에 두고 2회의 냉간 압연을 행하는 것이며, 열간 압연과 1회째의 냉간 압연 사이에서 어닐링을 행하지 않고, 2회째의 냉간 압연에서 누적 압하율을 5 내지 15％로 하고 있다. 이에 의해, 강판 판면에 있어서 {100}<011> 방위에 집적한 전자 강판을 제조할 수 있는 것이 특허문헌 3에 기재되어 있다.

특허문헌 1 내지 3에 기재된 어느 방법도, 강판 판면에 있어서 {100}<011> 방위에 집적한 전자 강판을 제조할 때, 열간 압연에 있어서의 마무리 압연 온도를 Ac3점 이상으로 하는 경우에, 직후의 급랭이 필요로 되고 있다. 급랭을 행하면 열간 압연 후의 냉각 부하가 높아진다. 조업 안정성을 고려한 경우, 냉간 압연을 실시하는 압연기의 부하는 억제할 수 있는 쪽이 바람직하다.

한편, 자기 특성을 향상시키기 위해, {100}면으로부터 20° 회전한 {411}면을 발달시키는 기술도 제안되어 있다. {411}면을 발달시키는 방법으로서는, 특허문헌 4 내지 7에는, 모두 {411}면을 발달시키는 기술이 개시되어 있고, 열간 압연판에 있어서의 입경을 최적화하거나, 열간 압연판의 집합 조직에 있어서의 α 파이버를 강화하거나 하는 것이 기재되어 있다.

구체적으로는, 특허문헌 4에는, {411}면의 집적도보다 {211}면의 집적도쪽이 높은 열간 압연판에 대하여 냉간 압연을 행하여, 냉간 압연에 있어서의 누적 압하율을 80％ 이상으로 하는 것이 기재되어 있다. 이에 의해, 강판 판면에 있어서 {411}면에 집적한 전자 강판을 제조할 수 있다고 한다.

또한, 특허문헌 5 및 6에는, 슬래브 가열 온도 700℃ 이상 1150℃ 이하, 마무리 압연의 개시 온도 650℃ 이상 850℃ 이하, 마무리 압연의 종료 온도 550℃ 이상 800℃ 이하로 하고, 또한, 냉간 압연에 있어서의 누적 압하율을 85 내지 95％로 하는 것이 기재되어 있다. 이에 의해, 강판 표면에 있어서 {100}면 및 {411}면에 집적한 전자 강판을 제조할 수 있다고 한다.

한편, 특허문헌 7에는, 스트립 캐스팅 등에 의해 열간 압연 코일의 강판에서 α 파이버를 강판 표층 근방까지 발달시키면, 그 후의 열간 압연판 어닐링으로 {h11}<1/h12> 방위, 특히 {100}<012> 내지 {411}<148> 방위가 재결정하는 것이 기재되어 있다.

일본 특허 공개 제2017-145462호 공보 일본 특허 공개 제2017-193731호 공보 일본 특허 공개 제2019-178380호 공보 일본 특허 제4218077호 공보 일본 특허 제5256916호 공보 일본 특허 공개 제2011-111658호 공보 일본 특허 공개 제2019-183185호 공보

본 발명자들이 상기 기술을 검토한바, 특허문헌 1 내지 3에 따라 {100}<011> 방위를 강화하여 자기 특성을 개선하고자 하면, 열간 압연 직후의 급랭이 필요하여, 제조 부하가 높다고 하는 문제점이 있음이 판명되었다. 또한 {100}<011> 방위를 강화한 강판을 코킹 코어의 소재로서 사용한 경우, 소재로부터 기대되는 만큼의 코어 특성이 얻어지지 않는 경우가 있음을 인식하였다. 이 원인에 대하여 검토한 결과, {100}<011> 방위는 응력에 대한 자기 특성의 변화, 구체적으로는 압축 응력이 작용한 경우의 자기 특성의 열화(응력 감수성)가 커져 있다고 생각되었다.

또한, 특허문헌 4 내지 7에 의한 기술에서는 {411}면은 발달하지만, 면내 방위의 <011>면에 대한 집적이 약하여, α 파이버의 특징인 강판 압연 방향으로부터 45° 방향에서의 자기 특성이 충분히 높아지지 않음이 판명되었다. 면내 방위가 <011>면에 정렬되지 않는, 즉 α 파이버로부터의 어긋남이 큰 것은, 면 방위로서의 {411}면에 대한 집적을 저해하는 요인이 되고 있어, 자기 특성이 충분히 향상되지 않는 원인이 되고 있을 가능성도 생각되었다.

또한, 모터의 로터에 무방향성 전자 강판을 사용하는 경우에는, 고자속 밀도뿐만 아니라, 고속 회전을 수반하기 때문에 고강도도 요구된다. 고강도와 함께 고자속 밀도를 실현하기 위해서는, 집합 조직 제어에 의한 자기 특성 향상에 유리한 {100}면의 발달이 검토되어 왔다. 종래 기술에서는, 95％ 초과의 고압하율로의 냉간 압연이나 십수 시간의 진공 어닐링이라는 특수한 프로세스를 통해 발달시키고 있어, 공업 생산에 있어서는 비용 저감이 요구되었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 저철손 또한 고자속 밀도이며, 또한 고강도의 무방향성 전자 강판을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하였다. 이 결과, 화학 조성, 열간 압연 후의 입경, 냉간 압연에서의 압하율을 최적화하는 것이 효과적인 것이 밝혀졌다. 구체적으로는, α-γ 변태계의 화학 조성을 전제로 하여, 소정의 조건에 의해 행한 열간 압연 후에, 소정의 조건에서 냉각하여 입경을 최적화하고, 소정의 압하율로 냉간 압연하고, 중간 어닐링의 온도를 소정의 범위 내로 제어하고, 적절한 압하율로 2회째의 냉간 압연(스킨 패스 압연)을 실시한 후에 어닐링을 실시함으로써, 통상은 발달하기 어려운 {411}<011> 방위의 결정립을 발달시키기 쉽게 하는 것이 효과적이다. 본 발명자들은, 이와 같은 지견에 기초하여 더욱 예의 검토를 거듭한 결과, 이하에 나타내는 발명의 여러 양태에 상도하였다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 무방향성 전자 강판은, 질량％로,

C: 0.0100％ 이하,

Si: 1.5％ 내지 4.0％,

sol.Al: 0.0001％ 내지 1.000％,

S: 0.0100％ 이하,

N: 0.0100％ 이하,

Ti: 0.0005％ 내지 0.0050％,

Mn, Ni 및 Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,

Co: 0.0％ 내지 1.0％,

Sn: 0.00％ 내지 0.40％,

Sb: 0.00％ 내지 0.40％,

P: 0.000％ 내지 0.400％, 및

Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0.000％ 내지 0.010％를 함유하고,

Mn 함유량(질량％)을 [Mn], Ni 함유량(질량％)을 [Ni], Cu 함유량(질량％)을 [Cu], Si 함유량(질량％)을 [Si], sol.Al 함유량(질량％)을 [sol.Al], P 함유량(질량％)을 [P]로 하였을 때, 이하의 (1)식을 충족하고,

잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고,

EBSD에 의해 측정하였을 때의 {hkl}<uvw> 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률을 Ahkl-uvw로 표기하였을 때, A411-011이 15.0％ 이상이며,

평균 결정 입경이 10.0㎛ 내지 40.0㎛인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.

(2×[Mn]+2.5×[Ni]+[Cu])-([Si]+2×[sol.Al]+4×[P])≥1.50％ … (1)

(2) 상기 (1)에 기재된 무방향성 전자 강판은,

압연 방향에 대하여 45° 방향의 자속 밀도 B50이 1.70T 이상이며, 상기 압연 방향에 대하여 45° 방향의 철손 W10/400이 14.0W/kg 이하여도 된다.

본 발명에 관한 상기 양태에 의하면, 저철손 또한 고자속 밀도이며, 또한 고강도의 무방향성 전자 강판을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법에서 사용되는 강재, 그리고 무방향성 전자 강판의 제조에 사용되는 냉간 압연 강판의 화학 조성에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 무방향성 전자 강판 또는 강재에 포함되는 각 원소의 함유량의 단위인 「％」는, 특별히 언급이 없는 한 「질량％」를 의미한다. 또한, 「내지」를 사용하여 표현되는 수치 범위는, 「내지」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다. 「미만」 또는 「초과」로 나타내는 수치에는, 그 값이 수치 범위에 포함되지 않는다.

본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판, 냉간 압연 강판 및 강재는, 페라이트-오스테나이트 변태(이하, α-γ 변태)가 발생할 수 있는 화학 조성이다. 구체적으로는, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.5％ 내지 4.0％, sol.Al: 0.0001％ 내지 1.000％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Ti: 0.0005％ 내지 0.0050％, Mn, Ni 및 Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0.0％ 내지 1.0％, Sn: 0.00％ 내지 0.40％, Sb: 0.00％ 내지 0.40％, P: 0.000％ 내지 0.400％ 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0.000％ 내지 0.010％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖는다. 또한, Mn, Ni, Cu, Si, sol.Al 및 P의 함유량이 후술하는 소정의 조건을 만족시킨다.

불순물로서는, 광석이나 스크랩 등의 원재료에 포함되는 것, 제조 공정에 있어서 포함되는 것, 혹은 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 특성에 악영향을 주지 않는 범위에서 허용되는 것이 예시된다.

(C: 0% 초과 0.0100％ 이하)

C는, 미세한 탄화물이 석출되어 입성장을 저해함으로써 무방향성 전자 강판의 철손을 높이거나, 자기 시효를 야기하거나 한다. 따라서, C 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 이와 같은 현상은, C 함유량이 0.0100％ 초과에서 현저하다. 이 때문에, C 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0050％ 이하, 0.0030％ 이하, 0.0020％ 이하이다.

또한, C 함유량의 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 0％여도 된다. 단, 실제의 무방향성 전자 강판에 있어서 C 함유량을 0％로 하는 것은, 정련 기술상 곤란한 경우가 있기 때문에, C 함유량은 0％ 초과로 해도 된다. 정련 시의 탈탄 처리의 비용을 근거로 하여, C 함유량은 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(Si: 1.5％ 내지 4.0％)

Si는, 무방향성 전자 강판의 전기 저항을 증대시켜, 와전류손을 감소시켜, 철손을 저감하거나, 항복비를 증대시켜, 철심에 대한 펀칭 가공성을 향상시키거나 한다. Si 함유량이 1.5％ 미만이면, 이들 작용 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 따라서, Si 함유량은 1.5％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 2.0％ 이상, 2.4％ 이상이다.

한편, Si 함유량이 4.0％ 초과이면, 무방향성 전자 강판의 자속 밀도가 저하되거나, 경도의 과도한 상승에 의해 펀칭 가공성이 저하되거나, 냉간 압연이 곤란해지거나 한다. 따라서, Si 함유량은 4.0％ 이하로 한다. 바람직하게는, 3.5％ 이하, 3.0％ 이하이다.

(sol.Al: 0.0001％ 내지 1.000％)

sol.Al은, 무방향성 전자 강판의 전기 저항을 증대시켜, 와전류손을 감소시켜, 철손을 저감한다. sol.Al은, 포화 자속 밀도에 대한 자속 밀도 B50의 상대적인 크기의 향상에도 기여한다. sol.Al 함유량이 0.0001％ 미만이면, 이들 작용 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 또한, sol.Al에는 제강 공정에서의 탈황 촉진 효과도 있다. 따라서, sol.Al 함유량은 0.0001％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.001％ 이상, 0.005％ 이상이다.

한편, sol.Al 함유량이 1.000％ 초과이면, 무방향성 전자 강판의 자속 밀도가 저하되거나, 항복비를 저하시켜, 펀칭 가공성을 저하시키거나 한다. 따라서, sol.Al 함유량은 1.000％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.800％ 이하, 0.500％ 이하, 0.200％ 이하이다.

또한, sol.Al 함유량이 0.010％ 내지 0.100％인 범위에서는, AlN이 석출되어 입성장을 저해하는 것에 의한 철손 열화량이 크기 때문에, 이 함유량 범위는 피하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, sol.Al이란 산 가용성 Al을 의미하고, 고용 상태에서 강 중에 존재하는 고용 Al을 나타낸다.

(S: 0% 초과 0.0100％ 이하)

S는, 의도적으로 함유시키지 않더라도, 강 중에 함유되는 경우가 있는 원소이다. S는, 미세한 MnS의 석출에 의해, 중간 어닐링에 있어서의 재결정 및 마무리 어닐링에 있어서의 결정립의 성장을 저해한다. 따라서, S 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 이와 같은 재결정 및 결정립 성장의 저해에 의해 발생하는, 무방향성 전자 강판의 철손의 증가 및 자속 밀도의 저하는, S 함유량이 0.0100％ 초과에서 현저하다. 이 때문에, S 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0050％ 이하, 0.0020％ 이하이다.

또한, S 함유량의 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 0％여도 된다. 단, 정련 시의 탈황 처리의 비용을 근거로 하여, 0.0003％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.0005％ 이상이다.

(N: 0% 초과 0.0100％ 이하)

N은, TiN이나 AlN 등의 미세한 석출물의 형성을 통해 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 열화시키므로, N 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. N 함유량이 0.0100％ 초과인 경우에 무방향성 전자 강판의 자기 특성의 열화가 현저하다. 따라서, N 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0050％ 이하, 0.0030％ 이하이다.

또한, N 함유량의 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 0％여도 된다. 단, 정련 시의 탈질소 처리의 비용을 근거로 하여, 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.0010％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

(Ti: 0.0005％ 내지 0.0050％)

Ti는, 고용 강화 및 세립화 강화에 필요한 원소이다. Ti 함유량이 0.0005％ 미만이면 이들 작용 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 그 때문에, Ti 함유량은 0.0005％ 이상으로 한다. 바람직하게는, 0.0010％ 이상 또는 0.0015％ 이상이다.

또한, Ti 함유량이 0.0050％를 초과하면, 미세한 석출물인 TiN을 많이 형성하여 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 열화시킨다. 따라서, Ti 함유량은 0.0050％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.0030％ 이하 또는 0.0025％ 이하이다.

(Mn, Ni 및 Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 Mn을 포함하는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％)

Mn, Ni 및 Cu는, α-γ 변태를 발생시키기 위해 필요한 원소이기 때문에, 이들 원소 중 1종 이상을 총계로 2.5％ 이상 함유시킬 필요가 있다. 또한, Mn, Ni 및 Cu 모두를 함유할 필요는 없고, 이들 원소 중 1종만을 포함하고, 그 함유량이 2.5％ 이상이어도 된다. Mn, Ni 및 Cu의 함유량의 총계는, 바람직하게는 2.8％ 이상, 3.0％ 이상, 3.7％ 이상이다.

한편, 이들 원소의 함유량이 총계로 5.0％를 초과하면, 합금 비용이 늘어나고, 또한 무방향성 전자 강판의 자속 밀도가 저하되는 경우가 있다. 따라서, 이들 원소의 함유량은 총계로 5.0％ 이하로 한다. 바람직하게는, 4.0％ 이하이다.

본 실시 형태에서는, α-γ 변태가 발생할 수 있는 조건으로서, 무방향성 전자 강판의 화학 조성은 또한 이하의 조건을 충족한다. 즉, Mn 함유량(질량％)을 [Mn], Ni 함유량(질량％)을 [Ni], Cu 함유량(질량％)을 [Cu], Si 함유량(질량％)을 [Si], sol.Al 함유량(질량％)을 [sol.Al], P 함유량(질량％)을 [P]로 하였을 때, 질량％로, 이하의 (1)식을 충족한다.

(2×[Mn]+2.5×[Ni]+[Cu])-([Si]+2×[sol.Al]+4×[P])≥1.50％ … (1)

전술한 (1)식을 충족하지 않는 경우에는, α-γ 변태가 발생하지 않기 때문에, 무방향성 전자 강판의 자속 밀도가 낮아진다. (1)식의 좌변은, 바람직하게는 2.00％ 이상, 3.00％ 이상, 3.40％ 이상이다.

(1)식의 좌변의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 10.00％ 이하, 6.00％ 이하, 5.00％ 이하로 해도 된다.

(Co: 0.0％ 내지 1.0％)

Co는 α-γ 변태를 발생시키기 위해 유효한 원소이기 때문에, 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 그러나, Co가 과잉으로 포함되면 합금 비용이 늘어나고, 또한 무방향성 전자 강판의 자속 밀도가 저하되는 경우도 있다. 따라서, Co 함유량은 1.0％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.5％ 이하이다.

또한, Co 함유량은 0.0％여도 된다. 단, α-γ 변태를 안정적으로 발생시키기 위해서는, Co 함유량을 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하고, 0.1％ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

(Sn: 0.00％ 내지 0.40％, Sb: 0.00％ 내지 0.40％)

Sn이나 Sb는 냉간 압연, 재결정 후의 집합 조직을 개선하여, 무방향성 전자 강판의 자속 밀도를 향상시킨다. 그 때문에, 이들 원소를 필요에 따라서 함유시켜도 되지만, 과잉으로 함유시키면 강을 취화시킨다. 따라서, Sn 함유량 및 Sb 함유량은 모두 0.40％ 이하로 한다. 바람직하게는, 모두, 0.20％ 이하이다.

또한, Sn 함유량 및 Sb 함유량은 모두 0.0％여도 된다. 단, 상기와 같이 무방향성 전자 강판의 자속 밀도의 향상 효과를 부여하는 경우에는, Sn 함유량 또는 Sb 함유량을 0.02％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(P: 0.000％ 초과 0.400％ 이하)

P는 입성장 후(마무리 어닐링 후)의 무방향성 전자 강판의 경도를 확보하기 위해 함유시켜도 되지만, 과잉으로 포함되면 강의 취화를 초래한다. 따라서, P 함유량은 0.400％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.100％ 이하, 0.050％ 이하이다.

P 함유량의 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 0.000％로 해도 되고, 0.005％ 이상 또는 0.010％ 이상으로 해도 된다. 자기 특성 향상 등의 한층 더한 효과를 부여하는 경우에는, P 함유량은 0.020％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0.0005％ 내지 0.010％)

Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd는, 용강의 주조 시에 용강 중의 S와 반응하여 황화물 혹은 산황화물 또는 이들 양쪽의 석출물을 생성한다. 이하, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd를 총칭하여 「조대 석출물 생성 원소」라 하는 경우가 있다. 조대 석출물 생성 원소에 의해 생성되는 석출물의 입경은 1㎛ 내지 2㎛ 정도이고, MnS, TiN, AlN 등의 미세 석출물의 입경(100㎚ 정도)보다 훨씬 크다. 이 때문에, 이들 미세 석출물은 조대 석출물 생성 원소에 의해 생성된 석출물에 부착되어, 중간 어닐링 등의 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장을 저해하기 어려워진다. 결과로서, 무방향성 전자 강판에 있어서 평균 결정 입경을 바람직하게 제어할 수 있기 때문에, 필요에 따라서 조대 석출물 생성 원소를 함유시켜도 된다. 상기 작용 효과를 충분히 얻기 위해서는, 조대 석출물 생성 원소의 함유량의 총계가 0.0005％ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, 0.001％ 이상, 0.004％ 이상이다.

단, 조대 석출물 생성 원소의 함유량의 총계가 0.010％를 초과하면, 황화물 혹은 산황화물 또는 이들 양쪽의 총량이 과잉으로 되어, 중간 어닐링 등의 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장이 저해된다. 따라서, 조대 석출물 생성 원소의 함유량은 총계로 0.010％ 이하로 한다. 바람직하게는, 0.007％ 이하이다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 특정 방위를 갖는 결정립(특정 방위 입자)의 면적률의 측정 방법에 대하여 설명한다. 특정 방위 입자의 면적률은, OMI Analysis7.3(TSL사제)을 사용하여, 하기 측정 조건을 채용한 전자선 후방 산란 회절법(EBSD: Electron Back Scattering Diffraction)에 의해 측정한다. 측정 장치로서는, 예를 들어 EBSD 검출기와 주사형 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)을 사용한다. 먼저, 측정 영역 중으로부터, 목적으로 하는 특정 방위 입자를 추출(톨러런스는 10°로 설정, 이하 여유도 10° 이내로 표기)한다. 추출한 특정 방위 입자의 면적을, 측정 영역의 면적으로 나누고, 백분율을 구한다. 이 백분율을 특정 방위 입자의 면적률로 한다.

이하, 「{hkl}<uvw> 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 측정 영역에 대한 면적률」, 「{hkl}면(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 측정 영역에 대한 면적률」을, 각각 간단히 「{hkl}<uvw>율」, 「{hkl}률」이라고도 칭하는 경우가 있다. 이하, 결정 방위의 기술에 있어서는 여유도 10° 이내인 것으로 한다.

본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에 있어서는, 여유도 10° 이내로 하여, EBSD에 의해 측정하였을 때의 {hkl}<uvw> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률을 Ahkl-uvw로 표기하였을 때, A411-011을 15.0％ 이상으로 한다. A411-011({411}<011>률)이 15.0％ 미만이면, 무방향성 전자 강판에 있어서 우수한 자기 특성을 얻을 수 없다. 따라서, {411}<011>률은 15.0％ 이상으로 한다. 바람직하게는 20.0％ 이상, 보다 바람직하게는 25.0％ 이상으로 한다.

상한은 특별히 한정되지는 않지만, {411}<011>률은 50.0％ 이하, 40.0％ 이하 또는 30.0％ 이하로 해도 된다.

또한, 특정 방위 입자의 면적률을 구하는 측정 조건의 상세는, 다음과 같다.

·측정 장치: SEM의 형번 「JSM-6400(JEOL사제)」, EBSD 검출기의 형번 「HIKARI(TSL사제)」를 사용

·스텝 간격: 0.3㎛(중간 어닐링 후, 스킨 패스 압연 후), 또는 5.0㎛ (마무리 어닐링 후)

·배율: 1000배 (중간 어닐링 후, 스킨 패스 압연 후) 또는 100배(마무리 어닐링 후)

·측정 대상: 강판의 C 방향 중앙의 Z면(판 두께 방향에 직각인 판면)의 중심층(판 두께 1/2부)

또한, 연마에 의해 두께 감소함으로써 판 두께 1/2부를 노출시키면 된다.

·측정 영역: L 방향 1000㎛ 이상 또한 C 방향 1000㎛ 이상의 영역

또한, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판은, EBSD에 의해 측정하였을 때, φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 10°에 최대 강도를 갖고, 또한 φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=5 내지 35°에 최대 강도를 갖는 것이 바람직하다. φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 10°에 최대 강도를 갖는 것은, {411}<uvw> 방위 중에서 {411}<011> 방위 부근에 최대 강도를 갖는 것과 동의이다. 즉, {411}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률이 높은 것과 동의이다. {411}<011> 방위는 {411}<148> 방위 등과 비교하여 45° 방향 자기 특성이 우수하다. 또한, φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=20 내지 30°에 최대 강도를 가지면, {411}<148> 방위 부근에 최대 강도를 갖게 되기 때문에 바람직하지 않다. 즉, {411}<148> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률이 높고, {411}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률이 낮기 때문에 바람직하지 않다.

φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 5°에 최대 강도를 가지면 보다 바람직하다.

한편, EBSD에 의해 측정하였을 때 φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=5 내지 35°에 최대 강도를 갖는 것은, {hkl}<011> 방위 중에서 {411}<011> 방위 부근에 최대 강도를 갖는 것과 동의이다. 즉, {411}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률이 높은 것과 동의이다. {411}<011> 방위는 자기 특성이 우수하고, 또한 {100}<011> 방위와 비교하여 응력 감수성이 낮기 때문에, 코킹 코어 등에서의 자기 특성의 열화가 적다. 또한, φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=0 내지 3°에 최대 강도를 가지면, {100}<011> 방위 부근에 최대 강도를 갖게 되기 때문에 바람직하지 않다. 즉, {100}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률이 높고, {411}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률이 낮기 때문에 바람직하지 않다.

φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=20 내지 30°에 최대 강도를 가지면 보다 바람직하다.

여기서, 무방향성 전자 강판에 있어서의 특정 방위 범위 내의 최대 강도의 판정 방법에 대하여 설명한다. EBSD에 의한 측정 영역에서, OMI Analysis7.3을 사용하여, 하기 조건에서 방위 분포 함수(ODF: Orientation Distribution Function)를 작성한다. 그리고, 작성한 ODF의 데이터를 출력하고, 특정 방위 범위(φ1, Φ의 각도로 범위를 규정) 내에서 ODF value가 최대가 되는 곳을 최대 강도로 한다.

또한, 무방향성 전자 강판에 있어서의 특정 방위의 ODF 강도의 판정 방법에 대하여 설명한다. EBSD에 의한 측정 영역에서, OMI Analysis7.3을 사용하여, 하기 조건에서 ODF를 작성한다. 그리고, 작성한 ODF의 데이터를 출력하고, 특정 방위(φ1, Φ의 각도로 방위를 규정)의 ODF value를 ODF 강도로 한다.

또한, ODF의 작성 조건의 상세는 다음과 같다.

·Series Rank[L]: 16

·Gaussian Half-Width[degrees]: 5

·Sample Symmetry: Triclinic(None)

·Bunge Euler Angles: φ1=0 내지 90°, φ2=45°, Φ=0 내지 90°

또한, 본 실시 형태에서는, EBSD에 의해 측정하였을 때의 특정 방위(여유도 10° 이내)를 갖는 결정립의 면적률에 대하여, 이하와 같이 표기할 수 있다. {hkl}<uvw> 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률을 Ahkl-uvw로 표기하고, {hkl}면(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률을 Ahkl로 표기한 경우, 이하의 (2)식 및 (3)식의 양쪽을 충족하는 것이 바람직하다.

A411-011/A411-148≥1.1 … (2)

A411-011/A100-011≥2 … (3)

또한, 자기 특성은 {411}면의 결정 방위를 갖는 결정립이 많으면 우위로 되지만, {111}면의 결정 방위를 갖는 결정립이 많으면 열위로 된다. 따라서, {411}율이 {111}율을 상회하는, 즉 {411}율/{111}율>1인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는, {411}율이 {111}율의 2배 이상인, 즉 {411}율/{111}율≥2이다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경에 대하여 설명한다. 결정립이 충분히 조대화되지 않아, 평균 결정 입경이 10.0㎛보다도 작아지면, 무방향성 전자 강판의 철손이 악화된다. 그 때문에, 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경은 10.0㎛ 이상으로 한다. 바람직하게는 20.0㎛ 이상이다.

한편, 결정립이 조대화되어 평균 결정 입경이 40.0㎛보다도 커지면, 무방향성 전자 강판의 강도가 부족하고, 또한 가공성이 악화될 뿐만 아니라, 와전류손이 악화된다. 그 때문에, 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경은 40.0㎛ 이하로 한다. 바람직하게는 37.0㎛ 이하 또는 35.0㎛ 이하이다.

본 실시 형태에 있어서 평균 결정 입경은, 절단법으로 측정한다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 판 두께에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 판 두께는 특별히 한정되지는 않는다. 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 바람직한 판 두께는, 0.25 내지 0.5㎜이다. 통상, 판 두께가 얇아지면, 철손은 낮아지지만, 자속 밀도가 낮아진다. 이 점을 근거로 하면, 판 두께가 0.25㎜ 이상이면, 철손이 보다 낮고, 또한, 자속 밀도가 보다 높아진다. 또한, 판 두께가 0.5㎜ 이하이면, 낮은 철손을 유지할 수 있다. 판 두께의 보다 바람직한 하한값은 0.3㎜이다.

또한, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판은, 압연 방향에 대하여 45° 방향의 자속 밀도 B50이 1.70T 이상이며, 압연 방향에 대하여 45° 방향의 철손 W10/400이 14.0W/kg 이하인 것이 바람직하다. 압연 방향에 대하여 45° 방향의 자속 밀도 B50은, 1.72T 이상이 보다 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 1.85T 이하 또는 1.80T 이하로 해도 된다. 또한, 전체 둘레 평균의 자속 밀도 B50은 1.55T 이상인 것이 바람직하고, 1.60T 이상인 것이 보다 바람직하다.

압연 방향에 대하여 45° 방향의 철손 W10/400은 13.5W/kg 이하, 13.0W/kg 이하 또는 12.5W/kg 이하가 보다 바람직하다. 하한은 특별히 한정되지는 않지만, 11.0W/kg 이상 또는 11.5W/kg 이상으로 해도 된다.

압축 응력 하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율 W_x[％]에 관해서는, 40.0％ 이하가 바람직하고, 32.0％ 이하가 보다 바람직하고, 30.0％ 이하가 보다 한층 더 바람직하다.

또한, 강도에 관해서는, 인장 강도가 600㎫ 이상인 것이 바람직하다. 인장 강도는, 620㎫ 이상 또는 650㎫ 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다. 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 800㎫ 이하 또는 750㎫ 이하로 해도 된다.

여기서, 자속 밀도 B50이란, 5000A/m의 자장에 있어서의 자속 밀도이다.

또한, 무방향성 전자 강판의 압연 방향이란, 코일 긴 변 방향을 나타낸다. 소편 샘플 등에 있어서의 압연 방향의 판별 방법으로서는, 예를 들어 무방향성 전자 강판의 표면의 롤 줄무늬 모양과 병행인 방향을 압연 방향으로 간주하는 방법을 들 수 있다.

자속 밀도 B50은, 무방향성 전자 강판으로부터, 압연 방향에 대하여 45°, 0° 방향 등으로부터 한 변이 55㎜인 정사각형의 시료를 잘라내고, 단판 자기 측정 장치를 사용하여, 5000A/m의 자장에 있어서의 자속 밀도를 측정함으로써 얻어진다. 압연 방향에 대하여 45° 방향의 자속 밀도 B50은, 압연 방향에 대하여 45° 방향, 135° 방향의 자속 밀도의 평균값을 산출함으로써 얻어진다. 전체 둘레 평균(전방향 평균)에서의 자속 밀도 B50은, 압연 방향에 대하여, 0°, 45°, 90° 및 135°의 자속 밀도의 평균값을 산출함으로써 얻어진다.

철손 W10/400은, 무방향성 전자 강판으로부터 채집한 시료에 대해, 단판 자기 측정 장치를 사용하여, 최대 자속 밀도가 1.0T가 되도록 400Hz의 교류 자장을 걸었을 때 발생하는, 전체 둘레 평균의 에너지 손실(W/kg)을 측정함으로써 얻어진다.

압축 응력 하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율 W_x[％]는, 응력 없음에서의 철손 W10/50을 W10/50(0), 10㎫의 압축 응력 하에서의 철손 W10/50을 W10/50(10)으로 하였을 때, 이하의 식으로 철손 열화율 W_x를 산출할 수 있다. 또한, 철손 W10/50은, 압연 방향에 대하여 45° 방향으로 채취한 시료와 단판 자기 측정 장치를 사용하여, 최대 자속 밀도가 1.0T가 되도록 50Hz의 교류 자장을 걸었을 때 발생하는, 전체 둘레 평균의 에너지 손실(W/kg)을 측정함으로써 얻어진다.

W_x={W10/50(10)-W10/50(0)}/W10/50(0)

무방향성 전자 강판의 인장 강도는, 무방향성 전자 강판의 압연 방향을 긴 변 방향으로 한 JIS5호 시험편을 채취하여, JIS Z2241:2011에 준거한 인장 시험을 행함으로써 구한다.

상술한 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 특징은, 마무리 어닐링이 행해짐으로써 제조되는 무방향성 전자 강판의 특징이다. 이후는, 마무리 어닐링을 행하기 전(또한 스킨 패스 압연을 행한 후)의 무방향성 전자 강판의 특징에 대하여 설명한다.

스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판은, 이하에 설명하는 GOS(Grain Orientation Spread)값의 개수 평균값 Gs를 갖고 있다. 여기서, GOS값은 동일 입자 내에서의 모든 측정점(픽셀)간의 방위차를 평균한 것이며, 변형이 많은 결정립에서는 GOS값은 높아진다. 스킨 패스 압연 후에 있어서, GOS값의 개수 평균값 Gs가 작은, 즉 저변형 상태이면, 다음 공정의 마무리 어닐링에 있어서, 벌징에 의한 입성장을 발생시키기 쉽다. 따라서, 스킨 패스 압연 후의 GOS값의 개수 평균값 Gs는 3.0 이하로 하는 것이 바람직하다.

한편, GOS값의 개수 평균값 Gs가 0.8 미만이면 변형량이 너무 작아져, 벌징에 의한 입성장에 걸리는 마무리 어닐링 시간이 길어진다. 따라서, 스킨 패스 압연 후의 GOS값의 개수 평균값 Gs는 0.8 이상으로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 강판에 있어서의 Gs의 산출 방법에 대하여 설명한다. 상기 특정 방위 입자의 면적률을 측정하였을 때의 EBSD 데이터와, OIM Analysis7.3을 사용하여 해석함으로써, GOS값의 개수 평균값을 구하고, 그것을 Gs로 한다.

또한, 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판에 있어서는, α 파이버율이 클수록 마무리 어닐링 후의 자기 특성이 우위로 된다. 여기서,α 파이버율의 측정 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, α 파이버는 {hkl}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립으로 정의한다. EBSD에 의한 측정 영역에서, OMI Analysis7.3을 사용하여, {hkl}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립을 추출(여유도 10° 이내)한다. 추출한 결정립의 면적을, 측정 영역의 면적으로 나누어, 백분율을 구한다. 이 백분율을 α 파이버율로 한다.

스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판에 있어서, α 파이버율은 20％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 25％ 이상이다.

또한, 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판에 있어서는, {100}<011> 방위의 ODF 강도를 15 이하로 한다. 여기서, {100}<011> 방위의 ODF 강도는, 특정 방위 입자의 면적률을 측정하였을 때의 EBSD 데이터를 사용하여 작성한 ODF의 φ1=0°, Φ=0°의 ODF Value이다. {411}<011> 방위는 자기 특성이 우수하고, 또한 {100}<011> 방위와 비교하여 응력 감수성이 낮기 때문에, 코킹 코어 등에서의 자성 열화가 적다. 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 {100}<011> 방위의 ODF 강도를 15 이하로 함으로써, 계속되는 마무리 어닐링 후의 {411}<011> 방위를 강화할({411}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률을 높일) 수 있다.

본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판은, 코어를 형성함으로써, 자기 특성(고자속 밀도 및 저철손)이 요구되는 용도에 널리 적용 가능하지만, 로터 등 특히 고강도도 아울러 요구되는 용도에 적용할 수 있다.

다음에, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 열간 압연, 냉간 압연, 중간 어닐링, 2회째의 냉간 압연(스킨 패스 압연) 및 마무리 어닐링을 행한다.

열간 압연에서는, 상술한 화학 조성을 충족하는 강재에 대하여 열간 압연을 실시하여 열간 압연판을 제조한다. 열간 압연 공정은, 가열 공정과, 압연 공정을 구비한다.

강재는, 예를 들어 통상의 연속 주조에 의해 제조되는 슬래브이며, 상술한 화학 조성의 강재는 주지의 방법으로 제조된다. 예를 들어, 전로 또는 전기로 등에서 용강을 제조한다. 제조된 용강에 대하여 탈가스 설비 등에서 2차 정련하여, 상기 화학 조성을 갖는 용강으로 한다. 용강을 사용하여 연속 주조법 또는 조괴법에 의해 슬래브를 주조한다. 주조된 슬래브를 분괴 압연해도 된다.

가열 공정에서는, 상술한 화학 조성을 갖는 강재를 1000 내지 1200℃로 가열하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 강재를 가열로 또는 균열로에 장입하여, 노 내에서 가열한다. 가열로 또는 균열로에서의 상기 가열 온도에서의 유지 시간은 특별히 한정되지는 않지만, 예를 들어 30 내지 200시간이다.

압연 공정에서는, 가열 공정에 의해 가열된 강재에 대하여 복수회 패스의 압연을 실시하여, 열간 압연판을 제조한다. 여기서, 「패스」란, 한 쌍의 워크롤을 갖는 1개의 압연 스탠드를 강판이 통과하여 압하를 받는 것을 의미한다. 열간 압연은 예를 들어, 일렬로 배열된 복수의 압연 스탠드(각 압연 스탠드는 한 쌍의 워크롤을 가짐)를 포함하는 탠덤 압연기를 사용하여 탠덤 압연을 실시하여, 복수회 패스의 압연을 실시해도 되고, 한 쌍의 워크롤을 갖는 리버스 압연을 실시하여, 복수회 패스의 압연을 실시해도 된다. 생산성의 관점에서, 탠덤 압연기를 사용하여 복수회의 압연 패스를 실시하는 것이 바람직하다.

압연 공정(조압연 및 마무리 압연)에서의 압연은, γ역(Ar1점 이상)의 온도에서 행한다. 즉, 마무리 압연의 최종 패스를 통과할 때의 온도(마무리 압연 온도 FT(℃))가 Ar1점 이상이 되도록 열간 압연을 행한다. 또한, 마무리 압연 온도 FT가 Ac3점 이하가 되도록 열간 압연을 행하는 것이 바람직하다. 마무리 압연 온도 FT가 Ac3점 이하가 되도록 열간 압연을 행함으로써, 후술하는 냉각 등과 아울러 결정립 내에 바람직하게 변형을 도입할 수 있고, 결과로서 A411-011을 높일 수 있다. 마무리 압연 온도 FT가 Ac3점 초과이면, 결정립 내에 바람직하게 변형을 도입할 수 없고, 결과로서 원하는 A411-011을 얻을 수 없는 경우가 있다.

또한, Ar1점은, 1℃/초의 평균 냉각 속도로 냉각 중인 강판의 열팽창 변화로부터 구할 수 있다. 또한, Ac3점, 후술하는 Ac1점은, 1℃/초의 평균 가열 속도로 가열 중인 강판의 열팽창 변화로부터 구할 수 있다.

여기서, 마무리 압연 온도 FT란, 열간 압연 공정 중의 상기 압연 공정에 있어서, 최종 패스의 압하를 행하는 압연 스탠드 출측에서의 강판의 표면 온도(℃)를 의미한다. 마무리 압연 온도 FT는, 예를 들어 최종 패스의 압하를 행하는 압연 스탠드 출측에 설치된 측온계에 의해, 측온 가능하다. 또한, 마무리 압연 온도 FT는, 예를 들어 강판 전체 길이를 압연 방향으로 10등분하여 10구분으로 한 경우에 있어서, 선단의 1구분과, 후단의 1구분을 제외한 부분의 측온 결과의 평균값을 의미한다.

그 후, 압연 공정 후의 냉각에 의해 오스테나이트로부터 페라이트로 변태함으로써 고변형으로 적절하게 미세한 결정립이 얻어진다. 냉각 조건으로서는, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하여 0.10초 후 이후에 냉각을 개시하고, 3초 후에 열간 압연판의 표면 온도가 300℃ 이상 Ar1점 이하가 되도록 냉각한다. 여기서, 본 실시 형태에서는, 열간 압연의 직후에 급랭을 행하는 것은 바람직하지 않다. 여기에서 말하는 열간 압연판의 직후의 급랭(직후 급랭)이란, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하여 0.10초 이내에 수랭을 개시하거나, 3초 후의 열간 압연판의 표면 온도가 300℃ 미만이 되도록 하는 냉각이다. 이와 같은 직후 급랭은, 마무리 압연 후에 공랭을 행하지 않고, 마무리 압연의 최종 패스의 워크롤에 물이 가해지도록 수랭함으로써 행할 수 있다. 본 실시 형태에서는, 이와 같은 직후 급랭을 행하지 않기 때문에, 특수한 급랭 장치는 불필요하여, 제조 비용면에서도 장점이 있다. 또한, 상기와 같은 직후 급랭이 아닌 냉각을 행함으로써, 과도하게 미세화되는 일이 없는 적합한 결정 입경으로 해 두고, 그 후 냉간 압연을 실시함으로써, 중간 어닐링 후에 α 파이버가 발달하고, 계속되는 스킨 패스 압연, 마무리 어닐링 후에 통상은 발달하기 어려운 {411}<011> 방위를 발달시킬 수 있다.

또한, 열간 압연 공정 후의 냉각에 있어서의 냉각 정지 온도는, 특별히 한정되지는 않지만, 변형량 유지의 관점에서, 500℃ 이하의 온도역으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 열간 압연판의 집합 조직은, 직후 급랭하면 미재결정 오스테나이트가 변태한 조직으로 되고, 직후 급랭이 아닌 냉각을 행하면 부분 재결정 오스테나이트가 변태한 조직으로 된다고 추찰된다. 마무리 압연 후에 직후 급랭한 경우에는, 그 후의 마무리 어닐링 후의 조직에 있어서 {100}<011> 방위에 집적하고, 마무리 압연 후에 직후 급랭이 아닌 냉각을 행한 경우에는, 그 후의 마무리 어닐링 후의 조직에 있어서 {411}<011> 방위에 집적한다. 따라서, {411}<011> 방위를 강화하기 위해서는 부분 재결정 오스테나이트를 변태시키는 것이 중요하다고 생각된다.

여기서, 냉각 조건으로서는, 냉간 압연 전의 열간 압연판에서의 평균 결정 입경이 3 내지 10㎛가 되도록 하는 조건으로 하는 것이 바람직하다. 결정립이 너무 조대화되면, 냉간 압연, 중간 어닐링 후에 α 파이버가 발달하기 어려워져, 원하는 {411}<011>률이 얻어지지 않는 경우가 있다. 또한, 과도하게 미세화되면 원하는 {411}<011>률이 얻어지지 않는다. 따라서, 냉간 압연 전의 열간 압연판에서의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 하기 위해서는, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 3초 이내에 Ar1점 이하의 온도로 하는 것이 바람직하다. 입경의 측정 방법은, 예를 들어 절단법으로 측정한다.

또한, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 3초 후의 열간 압연판의 표면 온도는, 다음 방법으로 측정한다. 무방향성 전자 강판의 열간 압연 설비 라인에서는, 열간 압연기의 하류에, 냉각 장치 및 반송 라인(예를 들어 반송 롤러)이 배치되어 있다. 열간 압연기의 최종 패스를 실시하는 압연 스탠드의 출측에는, 열간 압연판의 표면 온도를 측정하는 측온계가 배치되어 있다. 또한, 압연 스탠드의 하류에 배치된 반송 롤러에도, 복수의 측온계가 반송 라인을 따라서 배열되어 있다. 냉각 장치는, 최종 패스를 실시하는 압연 스탠드의 하류에 배치되어 있다. 수랭 장치의 입측에는, 측온계가 배치되어 있다. 냉각 장치는 예를 들어, 주지의 수랭 장치여도 되고, 주지의 강제 공랭 장치여도 된다. 바람직하게는, 냉각 장치는 수랭 장치이다. 수랭 장치의 냉각액은, 물이어도 되고, 물과 공기의 혼합 유체여도 된다.

열간 압연판의 표면 온도는, 열간 압연 설비 라인에 배치되어 있는 측온계로 측정한다. 그리고, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 3초 후의 온도를 구한다.

그 후, 열간 압연판 어닐링은 행하지 않고 권취하여, 열간 압연판에 대하여 냉간 압연을 행한다. 또한, 여기에서 말하는 열간 압연판 어닐링이란, 예를 들어 열간 압연판에 대하여 행하는, 가열 온도가 800 내지 1100℃의 온도역인 열처리를 의미한다. 열간 압연판 어닐링 시의 가열 온도에서의 유지 시간은, 예를 들어 1분 이상이다.

열간 압연판 어닐링을 행하면, 결정립 내의 변형을 바람직하게 제어할 수 없고, 결과로서 원하는 {411}<011>률을 얻을 수 없기 때문에, 바람직하지 않다.

열간 압연판에 대하여, 열간 압연판 어닐링을 실시하지 않고, 열간 압연판에 대하여 냉간 압연을 행한다. 냉간 압연은 예를 들어, 일렬로 배열된 복수의 압연 스탠드(각 압연 스탠드는 한 쌍의 워크롤을 가짐)를 포함하는 탠덤 압연기를 사용하여 탠덤 압연을 실시하여, 복수회 패스의 압연을 실시해도 된다. 또한, 한 쌍의 워크롤을 갖는 센지미어 압연기 등에 의한 리버스 압연을 실시하여, 1회 패스 또는 복수회 패스의 압연을 실시해도 된다. 생산성의 관점에서, 탠덤 압연기를 사용하여 복수회 패스의 압연을 실시하는 것이 바람직하다.

냉간 압연에서는, 냉간 압연 도중에 어닐링 처리를 실시하지 않고 냉간 압연을 실시한다. 예를 들어, 리버스 압연을 실시하여, 복수회의 패스로 냉간 압연을 실시하는 경우, 냉간 압연의 패스와 패스 사이에 어닐링 처리를 사이에 두지 않고 복수회 패스의 냉간 압연을 실시한다. 또한, 리버스식의 압연기를 사용하여, 1회의 패스만으로 냉간 압연을 실시해도 된다. 또한, 탠덤식의 압연기를 사용한 냉간 압연을 실시하는 경우, 복수회의 패스(각 압연 스탠드에서의 패스)로 연속하여 냉간 압연을 실시한다.

또한, 취성 균열 방지를 위해 냉간 압연 도중에서의 어닐링을 행하는 경우에는, 그 전후에서 압하율의 차가 작은(예를 들어 10％ 정도) 냉간 압연을 행하는 경우가 많다. 그 때문에, 여기에서 말하는 「냉간 압연 도중에서의 어닐링」과, 본 실시 형태에서의 스킨 패스 압연 전에 행하는 「중간 어닐링」은, 어닐링 전후의 냉간 압연의 압하율의 차에 의해 구별할 수 있다. 또한, 냉연 2회법 등에 의해 냉간 압연간에서의 어닐링을 행하는 경우에는, 그 어닐링 후에 압하율이 높은(예를 들어 40％ 정도) 냉간 압연을 행하는 경우가 많다. 그 때문에, 여기에서 말하는 「냉간 압연간에서의 어닐링」과, 본 실시 형태에서의 스킨 패스 압연 전에 행하는 「중간 어닐링」은, 그 후에 행하는 냉간 압연의 압하율에 의해 구별할 수 있다.

본 실시 형태에서는, 냉간 압연에 있어서의 압하율 RR1(％)을 75 내지 95％로 하는 것이 바람직하다. 여기서, 압하율 RR1은, 다음과 같이 정의된다.

압하율 RR1(％)=(1-냉간 압연에서의 최종 패스의 압연 후의 판 두께/냉간 압연에서의 1패스째의 압연 전의 판 두께)×100

냉간 압연이 종료되면, 계속해서 중간 어닐링을 행한다. 본 실시 형태에서는, 중간 어닐링 온도 T1(℃)을 Ac1점 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 중간 어닐링의 온도가 Ac1점을 초과하면, 강판의 조직의 일부가 오스테나이트로 변태해 버려, 강판 중의 {411}<011> 방위 입자가 감소되어 버린다. 또한, 중간 어닐링의 온도가 너무 낮으면, 재결정이 발생하지 않아, 계속되는 스킨 패스 압연 및 마무리 어닐링 시에 {411}<011> 방위 입자가 충분히 성장하지 않아, 무방향성 전자 강판의 자속 밀도가 높아지지 않는 경우가 있다. 따라서, 중간 어닐링 온도 T1(℃)은 600℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

여기서, 중간 어닐링 온도 T1(℃)은, 어닐링로의 추출구 근방에서의 판온(강판 표면의 온도)으로 한다. 어닐링로의 판온은, 어닐링로 추출구에 배치된 측온계에 의해 측정할 수 있다.

또한, 중간 어닐링 공정에서의 중간 어닐링 온도 T1에서의 유지 시간은 당업자에게 주지의 시간이어도 된다. 중간 어닐링 온도 T1에서의 유지 시간은, 예를 들어 5 내지 60초이지만, 중간 어닐링 온도 T1에서의 유지 시간은 이것에 한정되지는 않는다. 또한, 중간 어닐링 온도 T1까지의 승온 속도도 주지의 조건이어도 된다. 중간 어닐링 온도 T1까지의 승온 속도는, 예를 들어 10.0 내지 20.0℃/초이지만, 중간 어닐링 온도 T1까지의 승온 속도는 이것에 한정되지는 않는다.

중간 어닐링 시의 분위기는 특별히 한정되지는 않지만, 중간 어닐링 시의 분위기에는, 예를 들어 20％ H₂를 함유하고, 잔부가 N₂로 이루어지는 분위기 가스(건조)를 사용한다. 중간 어닐링 후의 강판의 냉각 속도는 특별히 한정되지는 않고, 냉각 속도는, 예를 들어 5.0 내지 60.0℃/초이다.

이상과 같은 조건에서 중간 어닐링까지 종료되면, 얻어지는 냉간 압연 강판은 EBSD에서 측정하였을 때의 α 파이버율(여유도 10° 이내)이 15％ 이상이 된다. 이와 같이 스킨 패스 압연 전의 단계에서 α 파이버율(여유도 10° 이내)을 15％ 이상으로 하기 위해서는, α-γ 변태계의 화학 조성(Mn, Ni, Cu의 γ 포머 원소가 고농도인 화학 조성)으로 하고, 열간 압연으로부터 중간 어닐링까지를 전술한 조건으로 하는 것이 효과적이며, 특히 마무리 압연 후의 냉각 조건을 제어하는 것이 효과적이다. 부분 재결정 오스테나이트부터 페라이트로 변태시켜, 열간 압연 후의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 한 열간 압연판을 냉간 압연하고, 그 후 중간 어닐링함으로써, {411}<011> 방위를 생성하기 쉬운 α 파이버가 발달한다. 전술한 바와 같이, 마무리 압연 후에 직후 급랭하면 미재결정 오스테나이트가 변태한 조직으로 되고, 부분 재결정 오스테나이트가 변태한 조직으로는 되지 않는다.

상술한 방법에 의해 제조된 냉간 압연 강판에 대하여 후술하는 조건에서 스킨 패스 압연, 나아가 마무리 어닐링을 행함으로써, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판을 얻을 수 있다.

중간 어닐링이 종료되면, 다음에 스킨 패스 압연을 행한다. 구체적으로는, 중간 어닐링 공정 후의 냉간 압연 강판에 대하여, 상온, 대기 중에 있어서, 스킨 패스 압연(경압하율로의 냉간 압연)을 실시한다. 여기에서의 스킨 패스 압연은, 예를 들어 상술한 센지미어 압연기로 대표되는 리버스 압연기, 또는, 탠덤 압연기를 사용한다.

스킨 패스 압연에서는, 도중에 어닐링 처리를 실시하지 않고 압연을 실시한다. 예를 들어, 리버스 압연을 실시하여, 복수회의 패스로 스킨 패스 압연을 실시하는 경우, 패스간에 어닐링 처리를 사이에 두지 않고 복수회의 압연을 실시한다. 또한, 리버스식의 압연기를 사용하여, 1회의 패스만으로 스킨 패스 압연을 실시해도 된다. 또한, 탠덤식의 압연기를 사용한 스킨 패스 압연을 실시하는 경우, 복수회의 패스(각 압연 스탠드에서의 패스)로 연속하여 압연을 실시한다.

이상과 같이, 본 실시 형태에서는, 열간 압연 및 냉간 압연에 의해 강판에 변형을 도입한 후, 중간 어닐링에 의해 강판에 도입된 변형을 일단 저감시킨다. 그리고, 스킨 패스 압연을 실시한다. 이에 의해, 냉간 압연에 의해 과잉으로 도입된 변형을 중간 어닐링에 있어서 저감하면서, 중간 어닐링을 실시함으로써, 강판 판면 중에 있어서 {111}면의 결정 방위를 갖는 결정립이 우선적으로 재결정을 일으키는 것을 억제하여, {411}<011> 방위의 결정 방위를 갖는 결정립을 잔존시킨다. 그리고, 스킨 패스 압연에 있어서 강판 중의 각 결정립에 적절한 변형량을 도입하여, 다음 공정의 마무리 어닐링에 있어서, 벌징에 의한 입성장을 발생시키기 쉬운 상태로 한다.

본 실시 형태에서는, 스킨 패스 압연에 있어서의 압하율 RR2를 5 내지 20％로 한다. 여기서, 압하율 RR2는, 다음과 같이 정의된다.

압하율 RR2(％)=(1-스킨 패스 압연에서의 최종 패스의 압연 후의 판 두께/스킨 패스 압연에서의 1패스째의 압연 전의 판 두께)×100

여기서, 압하율 RR2가 5％ 미만이면 변형량이 너무 작아져, 벌징에 의한 입성장에 걸리는 마무리 어닐링 시간이 길어진다. 또한, 압하율 RR2가 20％를 초과하면 변형량이 너무 커져, 벌징이 아니라 통상의 입성장이 일어나, 마무리 어닐링에서 {411}<148>이나 {111}<011>이 성장해 버린다. 따라서, 압하율 RR2를 5 내지 20％로 한다.

스킨 패스 압연에서의 패스 횟수는 1회 패스만(즉, 1회의 압연만)이어도 되고, 복수회 패스의 압연이어도 된다.

전술한 바와 같이 α-γ 변태계의 화학 조성의 강판에 있어서 중간 어닐링에서 재결정시켜, 이상과 같은 조건에서 스킨 패스 압연을 행함으로써, 전술한 GOS값 및 α 파이버율이 얻어진다.

스킨 패스 압연 후에 있어서는, 마무리 어닐링 온도 T2를 750℃ 이상 Ac1점 이하의 온도역으로 하고, 또한 당해 온도역에서의 유지 시간을 2시간 이상으로 한 조건에서 마무리 어닐링을 실시한다. 마무리 어닐링 온도 T2(℃)를 750℃ 미만으로 한 경우에는, 벌징에 의한 입성장이 충분히 일어나지 않는다. 이 경우, {411}<011> 방위의 집적도가 저하되어 버린다. 또한, 마무리 어닐링 온도 T2가 Ac1점 초과이면, 강판의 조직의 일부가 오스테나이트로 변태해 버려, 벌징에 의한 입성장은 일어나지 않아, 원하는 {411}<011>률이 얻어지지 않는다. 또한, 어닐링 시간이 2시간 미만인 경우에는, 마무리 어닐링 온도 T2가 750℃ 이상 Ac1점 이하여도, 벌징에 의한 입성장이 충분히 일어나지 않아, {411}<011> 방위의 집적도가 저하되어 버린다.

또한, 마무리 어닐링의 어닐링 시간의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 어닐링 시간이 10시간을 초과해도 효과가 포화되기 때문에, 바람직한 상한은 10시간이다.

여기서, 마무리 어닐링 온도 T2는, 어닐링로의 추출구 근방에서의 판온(강판 표면의 온도)으로 한다. 어닐링로의 노온은, 어닐링로 추출구에 배치된 측온계에 의해 측정할 수 있다.

또한, 마무리 어닐링 공정에서의 마무리 어닐링 온도 T2까지의 승온 속도 TR2는, 당업자에게 주지의 승온 속도이면 되고, 마무리 어닐링 온도 T2에서의 유지 시간 Δt2(초)도 당업자에게 주지의 시간이면 된다. 여기서, 유지 시간 Δt2는, 강판의 표면 온도가 마무리 어닐링 온도 T2가 되고 나서의 유지 시간을 의미한다.

마무리 어닐링 공정에서의 마무리 어닐링 온도 T2까지의 바람직한 승온 속도 TR2는 0.1℃/초 이상 10.0℃/초 미만으로 한다. 승온 속도 TR2가 0.1℃/초 이상 10.0℃/초 미만이면, 벌징에 의한 입성장이 충분히 일어난다. 이 경우, {411}<011> 결정 방위의 집적도가 보다 높아져, 판 두께 중앙 위치에서의 ND면에 있어서의 결정립도 더욱 변동되기 어려워진다.

승온 속도 TR2는, 다음 방법에 의해 구한다. 상기 화학 조성을 갖고, 상기 열간 압연부터 스킨 패스까지 실시하여 얻어진 강판에 열전대를 설치하여, 샘플 강판으로 한다. 열전대를 설치한 샘플 강판에 대하여 승온을 실시하여, 승온을 개시하고 나서 마무리 어닐링 온도 T2에 도달할 때까지의 시간을 측정한다. 측정된 시간에 기초하여, 승온 속도 TR2를 구한다.

마무리 어닐링 공정에서의 마무리 어닐링 온도 T2에서의 유지 시간 Δt2는 2시간 이상이다. 유지 시간 Δt2가 2시간 이상이면, 벌징에 의해 {411}<110> 입자의 입성장이 일어나고, 또한 세립화 강화에 의해 고강도화된다. 이 경우, {411}<011> 결정 방위의 집적도가 보다 높아져, 판 두께 중앙 위치에서의 ND면에 있어서의 결정립도 더욱 변동되기 어려워진다. 유지 시간 Δt2의 하한은 2시간이며, 바람직하게는 3시간이다. 전술한 바와 같이 유지 시간 Δt2의 바람직한 상한은 10시간이며, 더욱 바람직하게는 5시간이다.

마무리 어닐링 공정 시의 분위기는 특별히 한정되지는 않는다. 마무리 어닐링 공정 시의 분위기에는, 예를 들어 20％ H₂를 함유하고, 잔부가 N₂로 이루어지는 분위기 가스(건조)를 사용한다. 마무리 어닐링 후의 강판의 냉각 속도는 특별히 한정되지는 않는다. 냉각 속도는, 예를 들어 5 내지 20℃/초이다.

또한, 마무리 어닐링을 행하지 않고, 스킨 패스 압연 후의 무방향성 전자 강판을 출하하는 형태여도 된다. 예를 들어, 스킨 패스 압연까지의 공정을 강판 제조 회사에서 행하고, 출하처인 코어 제조 회사에 있어서 무방향성 전자 강판의 펀칭 또는 적층을 행하고, 그 후, 750℃ 이상 Ac1점 이하의 어닐링 온도에서 2시간 이상의 어닐링 시간의 조건에서, 마무리 어닐링 대신으로서 응력 제거 어닐링을 행해도 된다.

이상과 같이 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판을 제조할 수 있다.

본 실시 형태에 의한 무방향성 전자 강판의 제조 방법은, 상기 제조 공정에 한정되지는 않는다.

예를 들어, 상기 제조 공정 중, 열간 압연 후이며, 냉간 압연 전에, 쇼트 블라스트 및/또는 산세를 실시해도 된다. 쇼트 블라스트에서는, 열간 압연 후의 강판에 대하여 쇼트 블라스트를 실시하여, 열간 압연 후의 강판의 표면에 형성되어 있는 스케일을 파괴하여 제거한다. 산세에서는, 열간 압연 후의 강판에 대하여 산세 처리를 실시한다. 산세 처리는 예를 들어, 염산 수용액을 산세욕으로서 이용한다. 산세에 의해 강판의 표면에 형성되어 있는 스케일이 제거된다. 열간 압연 후이며, 냉간 압연 전에, 쇼트 블라스트를 실시하고, 이어서 산세를 실시해도 된다. 또한, 열간 압연 후이며 냉간 압연 전에, 산세를 실시하고, 쇼트 블라스트를 실시하지 않아도 된다. 열간 압연 후이며 냉간 압연 전에, 쇼트 블라스트를 실시하고, 산세 처리를 실시하지 않아도 된다. 또한, 쇼트 블라스트 및 산세는 임의의 공정이다. 따라서, 열간 압연 후이며 냉간 압연 전에, 쇼트 블라스트 공정 및 산세 공정의 양쪽을 실시하지 않아도 된다.

본 실시 형태에 의한 전자 강판의 제조 방법은 또한, 마무리 어닐링 후에 코팅을 실시해도 된다. 코팅에서는, 마무리 어닐링 후의 강판의 표면에, 절연 피막을 형성한다.

절연 피막의 종류는 특별히 한정되지는 않는다. 절연 피막은 유기 성분이어도 되고, 무기 성분이어도 되고, 절연 코팅은, 유기 성분과 무기 성분을 함유해도 된다. 무기 성분은 예를 들어, 중크롬산-붕산계, 인산계, 실리카계 등이다. 유기 성분은 예를 들어, 일반적인 아크릴계, 아크릴스티렌계, 아크릴실리콘계, 실리콘계, 폴리에스테르계, 에폭시계, 불소계의 수지이다. 도장성을 고려한 경우, 바람직한 수지는, 에멀션 타입의 수지이다. 가열 및/또는 가압함으로써 접착능을 발휘하는 절연 코팅을 실시해도 된다. 접착능을 갖는 절연 코팅은 예를 들어, 아크릴계, 페놀계, 에폭시계, 멜라민계의 수지이다.

또한, 코팅은 임의의 공정이다. 따라서, 마무리 어닐링 후에 코팅을 실시하지 않아도 된다.

또한, 본 실시 형태에 의한 무방향성 전자 강판은, 상술한 제조 방법에 한정되지는 않는다. EBSD에 의해 측정하였을 때의 {411}<011> 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률이 15.0％ 이상이고, 또한, 평균 결정 입경이 10.0㎛ 내지 40.0㎛이면, 상기 제조 방법에 한정되지는 않는다.

실시예

다음에, 본 발명의 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에 대하여, 실시예를 나타내면서 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명의 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 어디까지나 일례에 지나지 않고, 본 발명에 관한 무방향성 전자 강판이 하기의 예에 한정되는 것은 아니다.

(제1 실시예)

용강을 주조함으로써, 이하의 표 1에 나타내는 성분의 잉곳을 제작하였다. 여기서, 식 좌변이란, 전술한 (1)식의 좌변의 값을 나타내고 있다. 또한, Mg 등이란, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 총계를 나타내고 있다. 그 후, 제작한 잉곳을 1150℃까지 가열하여 열간 압연을 행하고, 표 2에 나타내는 마무리 압연 온도 FT에서 마무리 압연을 행하였다. 그리고, 최종 패스를 통과하고 나서 표 2에 나타내는 냉각 조건(최종 패스를 통과하고 나서 냉각을 개시할 때까지의 시간, 및 최종 패스를 통과하고 나서 3초 후의 강판의 온도)에서 냉각을 행하였다.

다음에, 열간 압연판에 있어서 열간 압연판 어닐링을 행하지 않고, 산세에 의해 스케일을 제거하고, 표 2에 나타내는 압하율 RR1로 냉간 압연을 행하였다. 그리고, 수소 20％, 질소 80％ 분위기 중에서 중간 어닐링을 행하고, 중간 어닐링 온도 T1을 표 2에 나타내는 온도로 제어하여 30초 중간 어닐링을 행하였다.

또한, No.24에 대해서는, 열간 압연판에 대하여, 1000℃에서 1분간 유지하는 열간 압연판 어닐링을 행하였다.

다음에, No.11을 제외하고, 표 2에 나타내는 압하율 RR2로 스킨 패스 압연을 행하였다. 그리고, 수소 100％ 분위기 중에서 표 2에 나타내는 마무리 어닐링 온도 T2에서 마무리 어닐링을 행하였다. 이때, 마무리 어닐링 온도 T2에서의 유지 시간 Δt2를 2시간으로 하였다. 또한, 마무리 어닐링을 행하기 전에, 전술한 측정 조건에 의해 GOS값의 개수 평균값 Gs를 산출하였다.

또한, 마무리 어닐링 후의 집합 조직을 조사하기 위해, 무방향성 전자 강판의 일부를 절제하고, 그 절제한 시험편을 1/2의 두께로 두께 감소 가공하였다. {411}<011>률에 관해서는, EBSD에 의한 측정 영역에서, 전술한 측정 조건에서 관찰하여 구하였다.

각각의 결과를 표 3에 나타낸다.

또한, 마무리 어닐링 후의 자기 특성 및 인장 강도를 조사하기 위해, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400을 측정하였다. 또한, 응력 감수성의 지표로서, 압축 응력 하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율을 구하였다.

자속 밀도 B50에 관해서는, 측정 시료로서 한 변이 55㎜인 정사각형의 시료를 압연 방향에 대하여 0° 방향과 45° 방향의 2종류의 방향으로 채취하였다. 이 2종류의 시료에 대하여 상술한 방법에 의해 자속 밀도 B50을 측정하였다. 압연 방향에 대하여, 45° 방향, 135° 방향의 자속 밀도 평균값을 45° 방향의 자속 밀도 B50으로 하고, 압연 방향에 대하여 0° 방향, 45° 방향, 90° 방향, 135° 방향의 평균값을 자속 밀도 B50의 전체 둘레 평균으로 하였다. 45° 방향의 자속 밀도 B50이 1.70T 이상인 경우, 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판인 것으로서 합격으로 판정하였다. 한편, 45° 방향의 자속 밀도 B50이 1.70T 미만이었던 경우, 고자속 밀도의 무방향성 전자 강판이 아닌 것으로서 불합격으로 판정하였다. 또한, 45° 방향의 자속 밀도 B50이 1.70T 이상이며 또한 전체 둘레 평균의 자속 밀도 B50이 1.55T 이상인 경우, 보다 높은 자속 밀도를 구비하는 무방향성 전자 강판이라고 판단하였다.

철손 W10/400에 관해서는, 압연 방향에 대하여 45° 방향으로 채취한 상기 시료를 사용하여, 상술한 방법에 의해 45° 방향의 철손 W10/400을 구하였다.

또한, 압축 응력 하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율 W_x[％]에 관해서는, 응력 없음에서의 철손 W10/50을 W10/50(0), 10㎫의 압축 응력 하에서의 철손 W10/50을 W10/50(10)으로 하였을 때, 이하의 식으로 철손 열화율 W_x를 산출하였다. 또한, 철손 W10/50은, 압연 방향에 대하여 45° 방향으로 채취한 시료와 단판 자기 측정 장치를 사용하여, 최대 자속 밀도가 1.0T가 되도록 40Hz의 교류 자장을 걸었을 때 발생하는, 전체 둘레 평균의 에너지 손실(W/kg)을 측정함으로써 얻었다.

45° 방향의 철손 W10/400이 14.0W/kg 이하이며, 또한, 철손 열화율 W_x가 40.0％ 이하인 경우, 저철손의 무방향성 전자 강판인 것으로서 합격으로 판정하였다. 한편, 45° 방향의 철손 W10/400이 14.0W/kg 초과였던 경우, 또는 철손 열화율 W_x가 40.0％ 초과였던 경우, 저철손의 무방향성 전자 강판이 아닌 것으로서 불합격으로 판정하였다.

인장 강도에 대해서는, 강판의 압연 방향을 긴 변 방향으로 한 JIS5호 시험편을 채취하여, JIS Z2241:2011에 준거한 인장 시험에 의해 구하였다. 인장 강도가 600㎫ 이상이었던 경우, 고강도의 무방향성 전자 강판인 것으로서 합격으로 판정하였다. 한편, 인장 강도가 600㎫ 미만이었던 경우, 고강도의 무방향성 전자 강판이 아닌 것으로서 불합격으로 판정하였다.

측정 결과를 표 3에 나타낸다.

W_x={W10/50(10)-W10/50(0)}/W10/50(0)

표 1, 표 2 및 표 3 중의 밑줄은, 본 발명의 범위로부터 벗어난 조건인 것, 제조 조건이 바람직하지 않은 것, 또는 특성값이 바람직하지 않은 것을 나타내고 있다. 본 발명예인 No.1, No.4, No.7, No.8 및 No.14 내지 17은, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400, 철손 열화율 및 인장 강도 모두에서 양호한 값이었다.

한편, 비교예인 No.2는, 마무리 압연 후에 급랭하였기 때문에 {411}<011>률이 작아져, 압축 응력 하에서의 철손 열화율이 컸다. 또한, Ti를 함유하고 있지 않았기 때문에, 평균 결정 입경이 너무 커져, 인장 강도가 부족하였다.

비교예인 No.3은, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 총계가 부족하고, 또한 α-γ 변태가 발생하지 않는 조성이었기 때문에, {411}<011>률이 작아져, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400 및 철손 열화율이 떨어졌다. No.3은 α-γ 변태가 발생하지 않는 조성이었기 때문에, Ar1점, Ac1점, Ac3점을 기재하고 있지 않다.

비교예인 No.5에서는, 마무리 압연 온도 FT가 Ar1점보다도 낮았기 때문에 {411}<011>률이 작아지고, 또한 Ti가 과잉으로 포함되어 있었기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400 및 철손 열화율이 떨어졌다.

비교예인 No.6에서는, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 냉각을 개시할 때까지의 시간이 너무 짧기 때문에, {411}<011>률이 작아져, 압축 응력 하에서의 철손 열화율이 컸다.

비교예인 No.9는, Si가 부족하였기 때문에, 철손 W10/400이 컸다. 또한, Ti를 함유하고 있지 않았기 때문에, 평균 결정 입경이 너무 커져, 인장 강도가 부족하였다.

비교예인 No.10은, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 총계가 과잉이었기 때문에, 자속 밀도 B50이 45° 방향, 전체 둘레 평균 모두 떨어졌다. 또한, 편석에 의해 냉간 압연 시에 일부에서 2매 균열이 발생하였다.

비교예인 No.11은, 스킨 패스 압연을 행하지 않았기 때문에 {411}<011>률이 작아져, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400 및 철손 열화율이 떨어졌다.

비교예인 No.12는, 스킨 패스 압연에서의 압하율 RR2가 너무 컸기 때문에, {411}<011>률이 작아져, 자속 밀도 B50(45° 방향) 및 철손 W10/400이 떨어졌다.

또한, 비교예인 No.13, No.18 내지 24는, 바람직한 제조 조건을 벗어났기 때문에, 원하는 금속 조직이 얻어지지 않고, 또한 원하는 특성을 얻을 수 없었다.

본 발명에 관한 상기 양태에 의하면, 저철손 또한 고자속 밀도이며, 또한 고강도의 무방향성 전자 강판을 제공할 수 있다.

Claims (2)

1. 질량％로,
   C: 0% 초과 0.0100％ 이하,
   Si: 1.5％ 내지 4.0％,
   sol.Al: 0.0001％ 내지 1.000％,
   S: 0% 초과 0.0100％ 이하,
   N: 0% 초과 0.0100％ 이하,
   Ti: 0.0005％ 내지 0.0050％,
   Mn, Ni 및 Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 Mn을 포함하는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,
   Co: 0.0％ 내지 1.0％,
   Sn: 0.00％ 내지 0.40％,
   Sb: 0.00％ 내지 0.40％,
   P: 0.000％ 초과 0.400％ 이하, 및
   Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0.0005％ 내지 0.010％를 함유하고,
   Mn 함유량(질량％)을 [Mn], Ni 함유량(질량％)을 [Ni], Cu 함유량(질량％)을 [Cu], Si 함유량(질량％)을 [Si], sol.Al 함유량(질량％)을 [sol.Al], P 함유량(질량％)을 [P]로 하였을 때, 이하의 (1)식을 충족하고,
   잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고,
   EBSD에 의해 판 두께 방향에 직각인 판면의 중심층(판 두께 1/2부)을 측정하였을 때의 {hkl}<uvw> 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률을 Ahkl-uvw로 표기하였을 때, A411-011이 15.0％ 이상이며,
   평균 결정 입경이 10.0㎛ 내지 40.0㎛인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
   (2×[Mn]+2.5×[Ni]+[Cu])-([Si]+2×[sol.Al]+4×[P])≥1.50％ … (1)
2. 제1항에 있어서,
   압연 방향에 대하여 45° 방향의 자속 밀도 B50이 1.70T 이상이며, 상기 압연 방향에 대하여 45° 방향의 철손 W10/400이 14.0W/kg 이하인 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판.