KR20040039438A

KR20040039438A - 무방향성 전자강판, 회전기용 부재 및 회전기

Info

Publication number: KR20040039438A
Application number: KR10-2004-7004538A
Authority: KR
Inventors: 나카니시타다시; 타카미야티시토; 카와노마사키
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2002-08-06
Filing date: 2003-08-05
Publication date: 2004-05-10
Also published as: CN1556869A; KR100567239B1; WO2004013365A1; JP4718749B2; TW200403346A; CN1277945C; TWI276693B; JP2004068084A

Abstract

질량비로 Si: 0.1％ ∼ 1.2％ 및 Mn: 0.005 ∼ 0.30％를 함유하고, C: 0.0050％이하 (0을 포함), Sol.Al: 0.0004％이하(0을 포함), N: 0.0030％이하(0을 포함한다)로 제한하고, 강판중에 분산되는 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도를 1000개/㎠이하(0을 포함)로 하는 것에 의해, 동일한 강판으로부터 로터재 및 스테이터재의 동시채취를 하면서, 로터재에 있어서는 높은 자속밀도 및 고강도를, 스테이터재에 있어서는 응력제거 어닐링을 실시하는 것에 의해 높은 자속밀도 및 저철손(低鐵損)을 달성할 수 있는 무방향성 전자강판을 얻는다.

여기서 입자성장저해 연성 비금속개재물이란 마무리 어닐링된 강판의 평균 재결정 입경을 D라고 했을 때, 길이가 3×D ∼ 9×D의 개재물을 말한다.

Description

무방향성 전자강판, 회전기용 부재 및 회전기{NONORIENTED MAGNETIC STEEL SHEET, MEMBER FOR ROTARY MACHINE AND ROTARY MACHINE}

회전기의 에너지소비를 저하시키기 위해서는, 회전기의 철심, 즉 회전자(로터) 및 고정자(스테이터)의 자속밀도를 올리는 동시에, 이들 철심의 저철손화(低鐵損化)를 도모하는 것이 효과적이다. 철손을 저감하는 수단으로서는, Si, Al, Mn 등의 함유량을 높여서 철심재료의 전기저항을 증가시키는 수단이 일반적으로 사용되어 왔다. 또한, 이들 수단 외에, 예를들면 일본 특개소58-151453호 공보에 개시된 B를 첨가하는 방법, 일본 특개평3-281758호 공보에 개시된 Ni를 첨가하는 방법등이 알려져 있다. 또한, 전자강판의 집합조직을, 예를들면 {100} 〈UVW〉방향을 가지는 결정입자를 우선적으로 성장시킨 것으로 하는 것에 의해, 자기특성을 향상시키는 방법이 있고, 예를들면 일본 특개소58-181822호 공보등에 제안되어 있다. 이들 수단에 의해 제조된 무방향성 전자강판을 사용하는 것에 의해, 고자속밀도인 동시에저철손의 철심제조가 가능하게 되고 있다.

그런데, 회전기의 철심에 사용되는 무방향성 전자강판(無方向性電磁鋼板)은, 강판제조자에 의해 마무리 어닐링(최종 어닐링)을 실시하여 제품판(製品板)으로서 출하된 후, 수요가(需要家)에서 회전기의 로터(rotor)및 스테이터(stator)에 조립된다. 상기 조립공정에 있어서는, 강판으로부터 로터용 철심판 혹은 스테이터용 철심판을 펀칭한 후, 필요에 따라서 응력제거 어닐링(annealing)이 실시된다.

상기 응력제거 어닐링에 있어서의 재결정입자의 성장성을 개선함으로써 더욱 우수한 저철손을 얻는 기술도 제안되어 있다. 예컨대, 일본 특공소58-55210호 공보나 특개평8-269532호 공보등에는, 강판중의 So1.Al량을 각각 0.0010％이하, 0.003％이하로 저감하고, 미세한 AlN의 석출을 억제하는 것에 의해, 응력제거 어닐링에 있어서의 입자성장성을 개선하고, 저철손을 얻는 기술이 개시되어 있다. 또한 일본 특개평3-24229호 공보에도, Sol.Al량을 0.OO1％이하로 저감하고, N, V의 함유량의 곱을 소정의 값 이하로 억제함으로써 마찬가지로 응력제거 어닐링에 있어서의 입자성장성을 개선하고, 저철손을 얻는 기술이 개시되어 있다. 일본 특개평7-70719호 공보에는, Sol.Al량을 8 ppm이하로 저감하고, 더욱이 Ti+Al의 양을 20ppm이하로 하는등, 응력제거 어닐링에 있어서의 입자성장성을 개선하는 방법이 개시되어 있다.

또한, 일본 특개소 63-195217호 공보나 일본 특개평7-150248호 공보에는, 저 Al화에 부가하여, Si, Al, Mn의 복합산화물로부터 이루어지는 개재물의 조성을 제어하여 동(同)개재물의 연성화를 방지함으로써 응력제거 어닐링에 있어서의 입자성장성이 개선되고, 저철손을 얻을 수 있는 것이 개시되어있다.

그러나, 이들의 기술을 가진다고 하여도, 응력제거 어닐링에 의한 철손의 개선량은 충분하지 않고, 예컨대 마무리 어닐링후(출하시)에서 6W/kg정도의 강판을 응력제거 어닐링하여 5W/kg을 하회하는 정도로 개선하는 것은 가능하여도, 마무리 어닐링후(출하시)에서 약 5W/kg정도까지 미리 저감된 강판에 있어서는, 응력제거 어닐링하여 4.4W/kg을 하회하는 정도로 개선하는 것은 곤란하였다.

그런데, 회전기용 철심의 제조에 즈음하여는, 재료의 제품수율을 높게 유지하기 위하여, 일반적으로, 동일한 강판으로부터 로터용 철심판과 스테이터용 철심판이 프레스에 의해 펀칭된다. 그리고, 이들 로터용 철심판과 스테이터용 철심판을 각각 적층하여 로터 및 스테이터에 조립하는 일이 행하여 지고 있다.

이 중, 로터는, 회전부재이며, 고속회전에 따르는 높은 응력이 걸리므로 강도가 높은 것이 필요하게 된다. 특히 최근에 있어서는, 회전기(모터)의 효율을 올리기 위하여, 희토류자석을 설치한 형식의 로터가 발달하고, 로터의 회전속도는 현저하게 높아지고 있다. 그 때문에, 로터를 구성하는 전자강판에 대하여는 자속밀도 및 강도, 예를들면 상항복점(YP)이 종래에 비교해서 보다 높은 것이 요구되게 되고 있다. 한편, 스테이터는, 높은 자속밀도를 가지고, 또한 철손이 낮은 것이 회전기의 소형화와 에너지 절약화를 위하여 중요하다.

이렇게, 같은 모터에 사용되는 전자강판이어도, 로터의 조립에 사용되는 강판(이하, “로터재”라고 한다)과 스테이터의 조립에 사용되는 강판(이하, “스테이터재” 라고 한다)에는, 요구특성이 다르고, 양쪽특성을 양립시키는 것은 곤란하다. 종래 제안되어 있는 기술은, 로터재 혹은 스테이터재로서의 특성을 개별로 만족하는 것이어도, 이들 쌍방의 특성을 만족하도록 작용하는 것은 아니었다.

본 발명은, 회전기의 조립에 사용되는 무방향성 전자강판(無方向性電磁鋼板)에 관한 것이다.

본 발명은 또한, 상기의 무방향성 전자강판을 이용하여 조립한 회전기용 부 재 및 회전기에 관한 것이다.

도 1은, 무방향성 전자강판의 입자성장비, 즉, 마무리 어닐링후의 강판의 평균 결정입경에 대한 응력제거 어닐링후 강판의 평균 결정입경의 비와, 강판의 N 함유량과의 관계를, 입자성장저해 연성 비금속개재물의 존재개수를 파라미터(parameter)로서 나타낸 그래프이다.

[발명을 실시하기 위한 최적의 형태]

[실시예]

본 발명자는, 우선, 이하의 점에 착안하였다.

(1) 무방향성 전자강판의 포화자속밀도는 소재의 철의 함유량(질량％에 의하여 결정되는 것이며, 철이외의 원소, 예컨대 Si나 Mn 등의 함유량이 높으면 포화자속밀도가 저하하는 것은 피할 수 없다.

(2) 자속밀도 및 강도는 강판의 결정입경에 의하여 지배된다.

(3) 전술한 바와 같은 수요가(需要家)에서 응력제거 어닐링이 행하여지고, 상기 어닐링에 의해 결정입경의 증대 및 철손의 저감이 생길 수 있다.

상기를 고려한 결과, 본 발명자들은, 하기의 각 방법의 구성을 알아냈다.

(1) Si 함유량 및 Mn 함유량이 낮은 무방향성 전자강판을 채용함으로써 고자속밀도를 확보하는 것,

(2) 마무리 어닐링후의 제품판에서는 비교적 미세한 입자이고, 고강도로 하고, 또한, 응력제거 어닐링에 있어서의 결정립의 성장성을 높게 확보하는 것,

(3) 로터재에 있어서는 응력제거 어닐링을 하지 않고 강도를 확보하고, 스테이터재에 있어서는 응력제거 어닐링을 실시하여 입자성장에 의해 저철손을 실현하는 것,

상기의 조합에 의해, 결정입경을 상기 로터 및 스테이터의 제조 프로세스에 있어서 적정화해 로터 및 스테이터에 각각 필요한 특성을 부여할 수 있다.

본 발명자들은 다시, 스테이터의 조립과정에서 행하여지는 응력제거 어닐링 공정에서 결정입경의 성장을 지배하는 요인을 탐구하여, 하기의 각 방법을 조합시키는 것을 알아냈다.

(1) Al의 상한값을 공업적 레벨로서는 상당히 엄하게 제한하여 AlN등의 미세석출물을 억제하는 것,

(2) 강판중에 분산되는 연성개재물의 개수밀도를 마무리 어닐링된 강판의 평균결정 입경과 관련지어서 소정값이하로 제한하는 것, 즉, 특정한 치수범위의 연성개재물이 응력제거 어닐링에 있어서의 결정입자성장에 지배적으로 영향을 주는 것을 알아내고, 보다 치밀하고 또한 효율적인 연성개재물 제어를 실현하는 것,

그리고, 상기의 조합에 의해, 수요가에서의 스테이터의 조립과정에서 행하여지는 응력제거 어닐링공정(예컨대, 750℃에서 2시간정도)에서 결정입경을 현저하게 성장시킬 수 있는 사실을 알아내어 본 발명에 이르렀다.

이하, 본 발명의 전자강판에 알맞은 화학조성(질량％)에 대하여 설명한다.

Si: 0.1 ∼ 1.2％

강판의 전기저항을 증대시켜, 철손을 저감하기 위해서는, 적어도 0.1％의 Si를 함유시킬 필요가 있다. 그러나, Si 함유량이 1.2％를 넘으면, 자속밀도가 저하하고, 경도가 상승하며, 또한 가공성도 열화한다. 따라서, Si 함유량은 0.1 ∼ 1.2％의 범위로 한다.

Mn: 0.005 ∼ 0.30％

Mn은 양호한 열간압연시의 가공성을 얻기 위하여 필요한 성분이며, 그 것을 위하여는 O.005％이상 함유시킬 필요가 있다. 그러나, 0.30％를 넘으면 자속밀도가 저하한다. 따라서 Mn의 함유량은 0.005 ∼ 0.30 ％로 한다.

C: 0.OO50％이하 (0을 포함)

C는, 자기(磁氣)시효열화를 억제하기 위하여는 최대한 낮게 할 필요가 있다.또한, 본 발명에서 채용되는 극저 Al화 조건밑에서 집합조직의 개선효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 0.OO50％이하로 저감할 필요가 있다. 그렇지만, 상기 C의 저감은, 반드시 출발재료인 용강(溶鋼) 또는 슬래브의 단계에서 달성되어 있어야 하는 것은 아니다. 즉, 강판의 제조과정에서, 마무리 어닐링의 종료시까지 달성되면 좋다. 대표적인 탈탄수단은 탈탄 어닐닝이다. 또한, 제조과정에서 탈탄을 할 경우, 출발재료에 있어서의 C량은 0.OO50％ ∼ 0.1％의 범위내인 것이 바람직하다.

Sol.Al: 0.0004％이하 (0을 포함)

우수한 입자성장성과 자기특성을 얻기 위해서는, 강판의 Al량을 0.0004％이하로 저감하는 것이 필요하다. Al 함유량이 O.0004％를 넘으면 강판중에 AlN이 석출하고, 마무리 어릴링된 제품판에 있어서 자속밀도가 저하한다. 또한, 응력제거 어닐링시의 재결정 입자성장성도 저하하고, 철손값을 현저하게 저하시킨다는 본 발명의 우수한 효과를 얻을 수 없게 된다.

N: 0.OO30％이하(0을 포함)

N 은 Al과 결합하여 질화물(AlN)의 석출 원인이 되는 것 이외에, Ti 등과 결합하여 여러가지 질화물을 형성하고, 마무리 어닐링된 제품의 자속밀도를 저하시키는 원인이 된다. 또한, 응력제거 어닐링시의 재결정 입자성장을 저해하고, 철손값의 충분한 저하를 저해하는 원인이 된다. 그 때문에 N량은 0.0030％이하로 저감시키는 것이 필요하다. 바람직하게는 0.0025％이하이다.

본 발명의 무방향성 전자강판은, 이상의 기본조성 외에, Sb, Sn, P, Ni, REM, Ca의 적어도 어느것을, 목적으로 하는 강판특성에 따라 첨가할 수 있다. 이들의 알맞은 함유량에 대해서는 뒤에 설명한다. 상기이외에, Cr: 5％이하, Cu: 5％이하의 적어도 어느 것을 함유하여도, 본 발명의 효과를 얻는 데 지장을 받지 않는다.

또한, 그 밖의 불가피적인 불순물로서 대표적인 것은 Ti, Nb, V, S, 0가 있고, 이들의 알맞은 범위에 대하여는 뒤에 설명한다. 또한, Cu: 0.2％이하, Cr: 0 .08％이하, Zr: 0.005％이하, As: 0.01％이하, Mo: 0.OO5％이하, W: 0.OO5％이하 등의 불가피적인 불순물도 허용된다.

본 발명의 무방향성 전자강판은, 이상의 기본조성을 가지지만, 조성의 제어만으로는 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 마무리 어닐링된 강판중에 분산하는 비금속개재물중, 강판(마무리 어닐링된 제품판)의 평균 재결정입경을 D라고 했을 때, 길이가 3×D ∼ 9×D인 연성개재물(연성 비금속개재물)의 개수밀도가 1000개/㎠이하(0을 포함)인 것이 필요하다. 이, 길이가 3×D ∼ 9×D인 연성 비금속개재물을, 이후, 입자성장저해 연성 비금속개재물로 정의한다.

여기에, 평균 재결정입경이란, 강판의 0.5㎟의 면적중에 존재하는 결정입자의 개수를 측정하고, 그것에 기초하여 결정입자 1개당의 평균 면적을 산출하고, 그 평균면적과 다름없는 원의 직경을 산출했을 때의 그 직경을 채용하였다. 이 평균 결정입경은 강판의 판폭방향에 수직으로 절단한 단면(소위 L단면)을 광학현미경으로 관찰하는 것에 의해 측정된다.

연성개재물이란, 압연방향으로 길게 늘인 봉모양의 개재물 및 압연방향에 연속하여 나란히서는 개재물을 말한다. 또한, 10㎛이내의 거리에 있는 2이상의 개재물이 압연방향에 대하여 5°이내의 방향에 나열해 있을 때는, 이들의 개재물을 연결되고 있는 것으로서 1개의 연성개재물로 간주했다.

또한, 개재물에는 상기 연성개재물의 이외에 고립된 원형의 개재물이 있다.이것은 비연성개재물이며, 연성개재물에는 계산되지 않는다. 개재물의 장경(長徑)이 단경(短徑)의 2배이하의 경우를 원형, 2배를 넘을 경우는 연성개재물로 분류하였다.

대표적인 연성개재물로서는, SiO₂, Al₂0₃, MnO, CaO 또는 이들의 몇개로 이루어지는 복합산화물(단지 조성에 의해 비연성으로 되는 경우도 있다)이 있다.

연성개재물의 길이란, 지철(地鐵, 모상조직(母相組織))과 개재물의 경계면에 있어서 임의의 2점간에서 그은 선분길이의 최대값, 즉 연성개재물의 양단부(兩端部) 사이의 거리를 말한다(이것을 장경이라 한다). 소정 길이의 연성개재물의 존재 개수의 측정은, 다음 순서로 하였다.

강판의 판폭방향에 수직한 단면을 연마하고, 연마한채로(부식처리 등은 하지 않음)의 면을 광학현미경으로 관찰하고, 지철(地鐵)부분과 색이 다른 작은 영역을 개재물로 인정했다. 1개의 시료에 대하여의 관찰시야를 5㎟으로하고, 상기로부터 인정한 개재물 중 소정길이의 연성개재물로 인정을 받는 형태의 것의 개수를 계측하고, 이 개수를 1㎠당의 개수로 환산하여 개수밀도로 하였다.

이하에, 연성개재물의 입자성장성에의 영향을 조사하기 위하여 행한 실험 및 그 결과를 나타낸다.

(실험1)

C: 0.002％, Si : 0.7％ Mn: 0.2％, Sol.Al: 0.OOO4％이하, S: 0.OO2％, 잔부불가피적인 불순물을 기본성분으로 하고 이것에 N을 0.0010 ∼ 0.0060％의 범위로 변경한 슬래브를 제조하였다.

얻어진 슬래브를 1100℃로 가열하여 2.3㎜두께까지 열연한 후, 산세(酸洗)하고, 냉간압연하여 0.35㎜의 최종판 두께로 마무리하고, 다시, 800℃로 15초간의 마무리 어닐링(재결정 어닐링)을 실시하여 마무리 어닐링판(제품판)으로 하였다. 또한, 연성개재물의 존재량(개수밀도),및 형태(길이)의 조정은, 예를들면,

(1) 산소함유량과 Al함유량의 변경에 의한 산화물의 량 및 조성의 제어,

(2) 슬래브 두께의 변경등, 열간압연에서의 압하(壓下) 스케줄의 변경에 의한 개재 물의 연신량의 제어 등에 의하여 행하였다.

얻을 수 있은 제품에 대하여 평균결정입경의 측정을 하는 동시에 개재물의 관찰을 하고 연성개재물의 길이 및 개수밀도를 측정하였다. 이어서, 상기제품에 대하여, 아르곤(Ar)분위기에서 750℃, 2시간의 어닐링(이하, 단순히 “응력제거 어닐링”이라 한다)을 실시하고, 마무리 어닐링판과 마찬가지 평균결정입경의 측정을 하였다. 또한, 상기 어닐링조건은, 수요가에서의 응력제거 어닐링에 상당하는 조건이다.

도 1은 이렇게하여 얻은 마무리 어닐링후의 강판의 평균결정입경에 대한 응력제거 어닐링후 강판의 평균결정입경의 비(이하 “응력제거 어닐링 결정입자성장비” 혹은 단순히 “입자성장비”라 한다) 와 N함유량의 관계를 나타낸 그래프이다. 여기에서, 마무리 어닐링후의 평균재결정입경을 D라고 하였을 때, 길이가 3 ×D ∼ 9 × D의 개재물(입자성장저해 연성 비금속개재물이라 한다)의 개수밀도에 따라, 다른 마크를 사용하였다.

도 1로부터 아는 바와 같이, N 함유량이 30ppm(질량ppm)이하일 때 , 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도가, 1000개/㎠이하이면 응력제거 어닐링 결정 입자성장비가 2이상으로 된다. 그러나, 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도가, 1000개/㎠이하이어도, N 함유량이 0.0030％를 넘을 때, 혹은 입자성장 저해 연성 비금속개재물의 개수밀도가, 1000개/㎠을 넘을 때는, 응력제거 어닐링 결정 입자 성장비가 2 미만으로 된다.

(실험2)

마찬가지의 결과가 다음 실험 2로부터도 확인할 수 있다. 표 1에 나타내는 조성을 가지고, 잔부 철(鐵) 및 불가피적인 불순물로부터 이루어지는 두께 250㎜의 3본(本)의 슬래브를 제조하고, 이들의 슬래브로부터 기계가공에 의해, 두께가 25㎜, 50㎜, 100㎜ 및 200㎜의 시료를 각각 잘라냈다. 그 후, 이들 시료를 1070℃로 가열후, 열간압연으로 2.5㎜로 한 후, 산세하고나서 냉간압연에 의해 최종판 두께 0.5㎜로 마무리하였다. 이어서, 연속 어닐링형의 마무리 어닐링(재결정 어닐링)의 조건을 700 ∼ 800℃의 범위에서 조정하고, 평균 재결정입경(실험예, 실시예에 있어서는 단지 평균 결정입경이라 부르는 것으로 한다)이 12㎛ 또는 14㎛인 제품판으로 하였다.

얻어진 제품판에는 Ar분위기중에서 750℃, 2시간의 응력제거 어닐링을 실시하였다. 이들의 제품판(마무리 어닐링판) 및 응력제거 어닐링판의 판폭방향에 수직한 단면을 광학현미경으로 관찰하고, 그 평균 결정입경을 측정하였다. 또한, 제품판에 대하여는 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도를 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타낸다. 표 2에 나타낸 바와 같이, 제품판의 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도가 1000개/㎠이하인 시료에서는 응력제거 어닐링 결정입자 성장비가 크다.

[표 1]

[표 2]

상기에 의해 조성을 제한하고, 또한 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도를 적정하게 제한하면 응력제거 어닐링후의 강판(스테이터에 구성된 철심재료)의 평균 결정입경을 상기 마무리 어닐링 후의 입경의 2배 이상으로 할 수 있다. 이에 따라, 스테이터에 있어서 철손은 크게 저감된다.

한편, 로터는 마무리 어닐링된 상태에서 사용하는 것에 따라, 결정입자가 상대적으로 작은 상태로 되고, 강도, 특히 상항복점(이하 YP로 간략화한다)을 높게 유지할 수 있다.

더욱이, 상기, 로터 및 스테이터를 사용함으로써, 고속회전용의 고성능의 회전기를, 효율적으로 조립할 수 있게 된다.

로터에 요구되는 강도레벨은, 회전기의 특성에 따라 다르므로, 강판강도를 지배하는 인자인 평균 결정입경의 크기는, 요구되는 로터의 강도레벨에 따라 설계하면 좋다. 그러나, 일반적인 회전기이면 강판의 마무리 어닐링후에 있어서의 평균 결정입경은 6 ∼ 25㎛이 알맞다. 이 경우, 강판의 강도는 YP에서 200 ∼ 400㎫정도, 비커스경도 Hv로 100 ∼ 170정도이다.

또한, 본 발명 권리범위의 해석에 영향을 주는 것은 아니지만, 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도에 의해 응력제거 어닐링 결정입자 성장비가 지배되는 이유는 아래와 같이 생각된다.

우선, 결정입경과 같은 정도 길이의 개재물이, 가장 입자성장성을 저해한다고 생각된다. 왜냐하면, 연성개재물은 하나의, 또는 두개이상의 결정입계를 가로 질러서 존재하고, 그 결정입자의 성장성을 저해하는 확률이 높아지기 때문이다.

그러나, 전자강판중에 존재하는 비금속개재물의 총량이 일정한 경우는, 그 강중에 차지하는 체적분율(體積分率)은 거의일정하다고 생각되므로, 제너(Zener)식이 나타내는 바에 의해, 결정입경에 비교해서 극단적으로 긴 개재물은 입자성장성을 저해할 가능성이 낮아진다.

바꿔말하면, 연성개재물이 입자성장성을 저해하는 정도는, 개재물의 길이에 따라 다르고, 본 발명자들의 생각으로는 연성개재물의 길이가 마무리어닐링판의 평균결정입자의 3 ∼ 9배일 때, 즉 입자성장저해 연성 비금속개재물일 때, 최대가 되는 것이다. 따라서, 이 범위 길이의 연성개재물, 즉 「입자성장저해 연성 비금속개재물」의 개수밀도에 의해 「응력제거 어닐링 결정입자 성장비」가 영향을 받는 것이다.

또한, Zener식 이란, 인히비터의 입자성장 억제력 I를 나타내는, 하기의 식이다.

I = (3/4) × (V × σ × ρ/r_o)

여기에서, V는 모상(母相)의 몰 체적,σ는 입계에너지, ρ는 석출물의 체적분율, r_o는 석출물의 평균입자 반경이다.

상기와 같이, 무방향성 전자강판의 Si, Mn, C, Sol.A1 및 N의 함유량을 각각 제어하고, 또다시 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도를 1000개/㎠이하로 억제하는 것에 의해서, 응력제거 어닐링 결정입자 성장비를 크게 할 수가 있고, 회전기용으로 알맞은 고자속밀도 무방향성 전자강판으로 할 수 있다. 더욱이, 강판조성에 있어서 Ti, Nb 및 V의 함유량을 제한하는 것, 혹은 Sb, Sn을 첨가하는 것에 의해, 그 효과를 한층 향상시킬 수 있다. 그것은, 이하의 실험에 의하여 확인할 수있었다.

(실험3)

표 3에 나타내는 조성으로부터 이루어지며, 잔부가 철 및 불가피적인 불순물로부터 이루어지는 강괴를 제조하고, 이들 강괴를 1070℃로 가열후, 열간압연으로 2.5㎜로 한 후, 산세하고 나서 냉간압연에 의하여 최종판 두께 0.5㎜로 마무리하였다. 이어서, 800℃、10초간의 마무리 어닐링(재결정 어닐링)을 하여 제품판으로 한 후, 750℃, 2시간의 응력제거 어닐링을 실시하여 응력제거 어닐링판으로 하였다. 얻어진 제품판 및 응력제거 어닐링판으로부터, 압연방향과 평행 및 압연방향에 직각으로, 각각 동수의 샘플을 꺼집어내어, JIS C 2550 에 준거하여 자속밀도 및 철손을 측정하였다. 측정결과는 표 3에 병행하여 나타낸다.

또한, 각 제품판에 있어서의 평균 결정입경은, 10 ∼ 20㎛이었다. 또한, 각제품판에 있어서의 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도는, 1000개/㎠이하이었다.

[표 3]

표 3으로부터 아는 것 같이, Ti를 0.0020％이하, Nb를 0.0050％ 이하, 및 V량을 0.0060％ 이하로 제한함으로써 응력제거 어닐링후의 자기특성을 한층 양호하게 할 수 있다.

더욱이, Sb 또는 Sn의 1종 또는 2종을 첨가 함으로써, 응력제거 어닐링후의 철손을 대폭 개선할 수 있다.

Ti, Nb 및 V량을 저감함으로써, 자기특성이 개선되는 이유는 반드시 분명하지는 않지만, 다음과 같이 생각된다. Ti 및 Nb, 그리고 V는 함께 질화물 및 탄화물형성원소이며, 이들의 질화물이 미세하게 석출하면, 미세석출 AlN과 같이, 집합조직형성 및 결정입자 성장성에 악영향을 미친다고 생각된다. 이 때문에, 이들의 원소를 저감함으로써 상기의 해(害)가 방지되는 결과, 양호한 자기특성을 얻을 수 있는 것으로 생각된다.

Ti, Nb 및 V량의 저감이 응력제거 어닐링후의 자기특성에 영향을 미치는 이유도 분명하지는 않지만, 다음과 같이 생각된다. Ti, Nb 및 V의 함유량이 많으면, 열연판 어닐링이나 재결정 어닐링시에 질화물 또는 탄화물이 부분적으로 고용(固溶)하는 것으로 생각된다. 그리고, 응력제거 어닐링시에 질화물 또는 탄화물이 재차 석출하여 자벽(磁壁)의 이동을 저해하므로, 상기의 각 원소가 많으면 철손의 열화가 생기는 것이라고 생각된다.

또한, Sb 또는 Sn의 1종 또는 2종을 첨가함으로써, 응력제거 어닐링후의 철손이 대폭 개선되는 이유도 분명하지는 않지만, Sb 나 Sn의 편석이 V등의 석출거동에 영향을 주고, 석출의 억제나 석출물의 조대화가 일어나기 때문이라고 생각된다. 또한, V등을 상기의 알맞은 범위로 저감한 강이라도, 어느정도 V등의 석출은 피할 수 없다. 이 때문에, V등을 저감한 강에서도, Sb나 Sn을 첨가하는 효과가 발휘되는 것이라고 생각된다.

또한, 종래부터 무방향성 전자강판에 있어서는, 집합조직등을 개선하여 철손을 저감하기 위해서 Sb나 Sn을 첨가하는 것이 알려져 있다(예컨대 일본 특공소56-54370호 공보, 일본 특개2000-129409호 공보, T.Kubota, T.Nagai; J. Mater. Eng. Perform. 1(1992), p.219 등). 그러나, Al, N등을 극도로 저감하고, 연성개재물도 제어한 무방향성 전자강판에 있어서, Sb 또는 Sn의 첨가가 응력제거 어닐링에 있어서의 철손 개선효과를 현저하게 촉진하는 것은, 종래 알려져 있지 않은 현상이다.

이와 같은 용선(溶銑)이나 Si원료에 혼입하고 있는 Ti, Nb 및 V의 강중에서의 양을 제한함으로써, 상기한 Sol.Al의 저감에 의한 미세석출물 방지효과가 한층 높아지는 동시에, 더욱 자기특성의 향상이 달성된다. 특히, Al을 최대한 저감한 성분계에서는, Ti 및 Nb량의 제한에 부가하여, V량을 제한하는 것이 유리하다. 그 효과는, 특히 응력제거 어닐링후의 철손을 개선하는 점에 있어서 크다. 상기 미량원소의 제한에 대하여 정리하면 이하와 같다.

Ti: 0.0020％이하(0을 포함), Nb: 0.0050％이하(0을 포함),및 V: 0.0060％ 이하(0을 포함)

Ti, Nb 및 V는, 미세한 질화물 또는 탄화물을 형성하고, 집합조직의 형성 및 결정입자의 성장성을 저해한다. 특히 본 발명에 따라서, Sol. Al 및 N함유량을 낮게 제한한 무방향성 전자강판에서는 그 경향이 현저하다. 이들 원소를 각각 Ti: 0.0020％ 이하, Nb: O.0050％ 이하, V: 0.0060％이하로 저감하면, 그 질화물 또는 탄화물형성 경향이 억제되고, 특히 응력제거 어닐링후의 철손의 개선에 공헌한다.

또한, Sb, Sn의 알맞은 첨가량은 하기에 나타내는 바와 같다.

Sb: 0.005 ∼ 0.10％ 및 Sn: 0.005 ∼ 0.2%로부터 선택한 1종 또는 2종

Sb 및 Sn은, 질화물의 미세석출을 억제하는 동시에, 상기 질화물의 입자성장 저해효과를 저감하는 것에 의해, 자기특성상 유리한 집합조직의 형성을 효과적으로 촉진시킨다. 그 효과는 Sb: 0.005％이상, Sn: 0.005％이상에서 나타나지만, 각각 0.10％넘고, 0.2％를 넘어서는 도리어 입자성장성을 저해한다.　

상기의 것 이외에, 하기의 원소를 제한 혹은 첨가하는 것에 의해, 본 발명강의 특성을 보다 효과적으로 발휘시킬 수 있다.

P: 0.001 ∼ 0.2 ％ 및 Ni: 0.001 ∼ 0.2%로부터 선택한 1종 또는 2종

펀칭시에 시어드룹(Shear droop)이나 찌끄러짐이 발생하거나, 펀칭시에 발생하는 복원력(Return)이 커져서 강판의 점적율(占積率)을 저하시키는 등의 문제가 발생하는 경우는, P 및 Ni의 적어도 어느쪽의 첨가에 의해 본 발명 전자강판의 경도를 상승시키는 것에 의해, 이들의 문제를 회피 할 수가 있다. 따라서, 전자특성,특히 자속밀도를 해치지 않는 범위내에서 수요가의 요구에 따라 이들 원소를 첨가할 수 있다.

REM: 0.0001 ∼ O.10％ 및 Ca: O.0001 ∼ 0.01%부터 선택한 1종 또는 2종

REM이나 Ca는 황화물을 조대화(粗大化)하고 철손(鐵損)을 향상시키는(즉 저감하는) 작용을 가진다. 따라서, 이들의 원소를 그 효과의 발현범위(發現範圍), 즉 REM: 0.0001 ∼ 0.10％, Ca: 0.0001 ∼ 0.01％에 있어서 적절히 첨가할 수 있다.

S : 0.0050％이하(0을 포함), O: 0.0100％이하(0을 포함)

S는, 0.0050％를 넘으면, Mn이나 트램프 엘리먼트(주로 스크랩으로부터 혼입하는 원소)의 Cu등과 결합하여 MnS나 Cu₂S를 형성하는 경향이 강해져, 결정입자성장을 방해한다. 또한, O(산소)는, 0.0100%를 넘으면 산화물이 증가하여, 결정입자성장을 방해한다. 따라서 이들 원소는 상기 범위내로 제한하는 것이 바람직하다.

무방향성 전자강판에 요구되는 강도레벨이나 철손레벨은, 제조되는 회전기의 특성에 따라 변화된다. 따라서, 본 발명에 있어서, 마무리 어닐링된 강판의 결정입경은 일률적으로 결정할 필요는 없다. 따라서, 평균 재결정입경 D를 6 ∼ 25㎛으로 하는 것은, 먼저 설명한 응력제거 어닐링 결정입자 성장비를 비교적 크게, 예를들면, 3이상으로 하는 것에 유리하게 작용한다.

상기 본 발명에 관한 무방향성 전자강판의 제조방법은, 특별히 제한되지 않는다. 대표적으로는, 하기의 프로세스에 의해 제조할 수 있다.

우선, 알맞은 성분조성으로 조정된 용강을 예컨대 연속주조법에 의하여 슬래브로 한다. 그 다음에, 이것을 열간압연하여 열연판으로 한다. 이것에 필요에 따라서 열연판 어닐링을 실시한 후, 1회이상의 냉간압연을, 필요에 따라서 중간어닐닝을 사이에 실시하고, 최종판두께로 마무리한다. 얻어진 냉간압연판에 연속어닐링(마무리 어닐링)을 실시한 후에 필요에 따라서 절연코팅을 실시한다. 또한, 슬래브의 탄소함유량이 본 발명성분보다 많을 경우는, 열간압연후에 적절히 탈탄어닐링을 실시한다.

본 발명에 있어서는 개재물 중 연성개재물의 양 및 존재형태의 제어, 특히 평균 결정입경에 대한 길이가 소정범위내가 되는 연성개재물을 저감하는 것이 긴요하다. 즉, 입자성장저해 연성 비금속개재물의 양을 1000개/㎠이하로 제어한다. 이러한 조절은 이하의 수단중 어느 하나 또는 그들의 조합에 의해 달성할 수 있다.

우선, 산소함유량을 저감하는 것에 의해 슬래브중의 비금속개재물의 절대량을 감소시키는 수단이 있다.

또한, 슬래브중의 비금속개재물을 Al이나 Mn량의 증가에 의해 연성화시키거나, 반대로 Al이나 Mn량의 저감에 의해 비연성화(미세화)시키는 수단도 유효하다.

또한, 제조조건, 특히 압연조건을 제어하여 비금속개재물의 길이를 조정하고, 마무리 어닐링된 강판의 평균 재결정입경의 3배미만 또는 9배초과가 되는 연성개재물을 주로 할 수도 있다. 예컨대, 슬래브 두께 혹은 열연판 두께의 증감에 의해 열간압연의 압하율을 증감하는 것으로써 열연판에 있어서의 연성개재물의 길이를 조정할 수 있다. 또한, 열연 압하율이 같아도, 개재물이 전신(展伸)하기 쉬운 고온영역에서의 압하율의 증감에 의해, 연성개재물의 길이를 변화시킬 수 있다. 더욱이, 열연이후의 누적 압하율이 커지면 연성개재물은 길어지고, 상기 누적압하율이 작아지면 연성개재물은 짧아지는 경향이므로, 열연판 두께의 증감,혹은 제품판 두께의 증감에 의해 비금속개재물의 길이를 조정할 수도 있다.

반대로 마무리 어닐링의 온도나 균열시간등의 조건을 변경하여 평균 결정입경을 증감시켜, 그 결과로서 비금속개재물의 길이를, 평균 결정입경의 3배미만 또는 9배초과를 주로 할 수 있다.

또한, 상기 제조 프로세스에 있어서, 최종판 두께로 냉간압연한 냉간압연판에 실시하는 연속 어닐링(마무리 어닐링)의 어닐링온도를 700 ∼ 800℃로 하는 것은, 평균 결정입경을 6 ∼ 25㎛으로 조정하고, 혹은 강판의 경도를 적당한 레벨, 예를들면 비커스경도(Hv)를 100 ∼ 170에 조정하는 데 바람직하다. 비커스경도(Hv)를 상기 범위로 하는 것은, 강판의 강도나 펀칭성을 확보하는 데에 알맞다.

이렇게하여 제조된 무방향성 전자강판은, 회전기용의 철심에 펀칭가공하고, 로터 및 스테이터에 조립할 수 있다. 그 때, 동일한 강판으로부터 로터와 스테이터용의 철심재료를 동시에 펀칭하고, 각각 적층하여 로터 및 스테이터부재에 조립한 후, 스테이터부재에만 응력제거 어닐링을 실시하여, 입자성장을 촉진하고, 그 철손을 낮출 수 있다. 로터용 철심부재에는 입자성장을 따르는 응력제거 어닐링은 하지 않고, 높은 강도를 유지한 채로 하는 것이 좋다.

응력제거 어닐링 온도는 700℃ ∼ 800℃의 범위에서 하는 것이 바람직하다.또한 어닐링시간은 10분 ∼ 3시간정도가 알맞다. 응력제거 어닐링의 조건은, 상기의 범위안에서, 응력제거 어닐링 결정입자 성장비가 2 이상으로 되는 조건이 더욱 바람직하나, 예를들면 불활성가스 분위기중에서 750℃, 2시간 정도로 하는 것이 바람직하다. 더욱이, 응력제거 어닐링온도는 마무리 어닐링온도 이상의 온도에서 하는 것이, 입자성장을 확보하는 관점에서는 바람직하다.

또한, 마무리 어닐링된 무방향성 전자강판에는, 다시 약간의 변형, 예를들면

0.5 ∼ 5％정도의 압연변형을 부여하고, 펀칭가공후, 700 ∼ 800℃의 응력제거 어닐링을 실시하고, 재결정을 촉진하여 결정입경을 30 ∼ 100㎛으로 성장시킬 수 있다. 이렇게 처리된 강판은, 특히 저철손이 요구되는 스테이터의 조립에 이용할 수 있다. 이 경우의 알맞은 응력제거 어닐링조건도, 전단락(前段落)에서 설명한 대로이다.

(실시예)

이하, 실시예에 기초하여 본 발명의 실시형태를 보다 구체적으로 기재한다.

(실시예 1)

표 4에 나타내는 성분조성을 가지고, 잔부가 철 및 불가피적인 불순물로부터이루어지는 슬래브를 연속주조법에 의해 제조하였다. 또, Ti, Nb, V, S, O의 양은 전기(前記)의 알맞은 범위로 저감되어 있었다. 이 들 슬래브를 1110℃에서 40분간 가열한 후, 열간압연을 하여 두께 2.5㎜의 열연판으로 하였다. 얻어진 열연판을 산세 하고, 스케일을 제거하고 나서 냉간압연에 의해 두께 0.50㎜의 냉간압연판으로 마무리했다. 그 다음에, 용량비로 수소: 50％ - 질소: 50％의 분위기중에서, 780℃, 10초의 마무리 어닐링을 실시하였다. 얻어진 마무리 어닐링판에는 중크롬산염과 수지로부터 이루어지는 반유기(半有機) 코팅액을 도포하고, 300℃로 열처리하여 제품판으로 하였다.

또한, 입자성장저해 연성 비금속개재물의 양(개수밀도)은, 슬래브 두께의 변경이나 열간압연에서의 압하 스케줄의 변경에 의해 변동시켰다.

얻어진 제품판으로부터 샘플을 잘라내고, JIS C2550 에 준거하여 자속밀도, 철손, 상항복점(YP) 및 비커스경도(Hv)를 측정하였다. 또한, 상항복점(YP)은 압연 방향과 압연직각방향과의 평균값으로 하였다.

더욱이, 평균 결정입경 및 입자성장저해 연성 비금속개재물의 개수밀도를 측정하였다. 또한, 측정은 폭방향에 수직한 면에 대하여 하였다.

이어서, 상기 제품판에 아르곤 분위기 중에서 750℃, 2시간의 응력제거 어닐링을 실시한 후, 상기 제품에 대하여 행한 것과 마찬가지로 하여 철손 및 평균 결정입경을 측정하고, 다시 응력제거 어닐링 결정입자 성장비를 산출하였다.

[표 4]

얻어진 결과를 표 5에 나타낸다. 표 4 및 표 5에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따르는 성분조성 및 입자성장저해 연성 비금속개재물 개수밀도를 가지는 것은 응력제거 어닐링 결정입자 성장비가 크고, 따라서 특히 응력제거 어닐링후의 철손 값이 낮다. 그리고 제품(마무리 어닐링상태)의 상항복점(YP) 및 비커스 경도(Hv)가 비교적 높은 것과 서로 어울려서, 회전기의 로터 및 스테이터를 동시에 펀칭하여 제작하는 데 알맞은 것으로 되어 있다. 물론, 자속밀도도 충분히 높다. 또한, 특히 Sb나 Sn을 첨가한 발명예(27, 29)에서는, 응력제거 어닐링에 의한 자기특성의 개선이 현저하다

[표 5]

(실시예 2)

표 6에 나타내는 성분조성을 가지고, 잔부가 철 및 불가피적인 불순물로부터 이루어지는 두께 210㎜의 연속주조슬래브를 제조하였다. 이 때, 제강 프로세스에 있어서 슬래그 조성의 적정화와 열연조건의 적정화에 의해 입자성장저해 연성 비금속 개재물량이 1000개/㎠ 이하의 범위에 수용되도록 했다.

얻어진 슬래브를 실시예 1의 경우와 같이 처리하여 제품으로 하고, 실시예 1의 경우와 마찬가지로 시험하였다. 단, 강 기호58의 마무리 어닐링은 680℃, 강 기호59의 마무리 어닐링은 850℃에서 하였다.

얻어진 결과를 표 7에 나타낸다. 표 7에 나타낸 대로, 본 발명에 따르는 성분조성, 평균 결정입경을 가지는 것은 어느것이나 우수한 응력제거 어닐링 결정입자 성장비 및 강도·자기특성을 가지고, 그것에 의해 회전기 로터 및 스테이터의 동시 펀칭제조에 알맞은 것으로 되어 있다.

또한, 특히 마무리 어닐링온도를 760∼800℃로 제어하고, 또는 제품판의 평균 재결정 입경을 6∼25㎛으로 제어하는 것이, 응력제거 어닐링전에 있어서의 고강도와, 응력제거 어닐링후의 저철손 값의 양립에 유리하게 되어 있는 것을 알 수 있다.

[표 6]

[표 7]

상기와 같이 본 발명에 의해, 회전기용 로터 및 스테이터를 제조하는데 매우 알맞은 무방향성 전자강판을 제공할 수 있다.

더욱이, 본 발명에 관한 무방향성 전자강판은, 거기에 멈추지 않고, 소위 리사이클성이 우수하다고 하는 특징을 가진다. 즉, 종래의 Al 함유량이 높은 철심재료를 리사이클하여 모터의 샤프트등을 주조하면, 용강(溶鋼)의 표면산화가 진행하여 점성이 증대한다. 이 때문에 용강의 주형내 충전성이 저하하고, 건전한 주물을 얻을 수 없는 경우가 있다. 따라서, 일반적으로 Al을 포함하는 스크랩은 리사이클성이 부족하다고 되어 있었지만, 본 발명에 관한 무방향성 전자강판은 저 Al재이며, 주조를 위한 리사이클성은 매우 높다.

[산업상이용가능성]

본 발명에 따른 고자속밀도 무방향성 전자강판에 의해, 동일한 강판으로부터 로터재 및 스테이터재의 동시채취를 하면서, 로터재에는 높은 자속밀도 및 고강도를, 스테이터재에는 높은 자속밀도 및 저철손(低鐵損)을 부여할 수 있다. 이것에 의해, 회전기용 부재, 나아가서는 회전기의 제조효율, 출력특성을 대폭적으로 향상할 수 있다. 아울러, 본 발명에 관한 무방향성 전자강판은, 주조시의 리사이클성이 우수하고, 펀칭재의 스크랩을 리사이클할 경우의 주조성이 개선된다.

본 발명은, 동일한 강판으로부터 로터재 및 스테이터재의 동시채취를 하면서, 로터재에 있어서는 높은 자속밀도 및 고강도를, 스테이터재에 있어서는 높은 자속밀도 및 저철손(低鐵損)을 달성할 수 있는 고자속밀도 무방향성 전자강판을 제안하고, 또한 그것을 사용한 회전기용 부재 및 회전기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은,

1. 질량비로 Si: 0.1％ ∼ 1.2％ 및 Mn: O.005 ∼ 0.30％를 함유하고, C: 0.OO50％이하(0을 포함), Sol.Al : 0.0004％이하 (0을 포함), N: 0 .0030％이하(0을 포함)로 제한되며, 잔부(殘部)로서 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하고, 강판중에 분산하는 입자성장저해 연성 비금속개재물(deformable non-metallic inclusions with grain growth inhibition)의 개수밀도(number of inclusions per unit area)가 1000개/㎠이하(0을 포함)인 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판이다.

여기에 입자성장저해 연성 비금속개재물은 연성 비금속개재물 중, 강판의 평균 재결정입경(재결정 입자의 평균입경)을 D라고 했을 때, 길이가 3×D ∼ 9×D의 개재물을 말한다. 또한, 여기에서 강판이란 마무리 어닐링된 제품판의 상태, 즉 응력제거 어닐링되어 있지 않은 상태의 강판을 가리키고, 평균 재결정 입경 및 연성 비금속개재물의 길이도, 당연히 제품판의 상태에서의 값이다. 또한, 연성 비금속개재물은, 압연에 의해 비교적 용이하게 늘어나는(혹은 제품판 등에 있어서는 늘어난) 비교적 거친 비금속개재물을 가리키지만, 강판에 있어서는 늘어나는 것은 대부분이 비금속개재물이므로, 이후 단순히 연성개재물이라고 한다.

또한, 상기 무방향성 전자강판의 조성은, 상기 Si, Mn, C, Sol.A1, N, 잔부Fe 및 불가피한 불순물로부터 실질적으로 되는 것이 바람직하다.

2. 질량％로 Sb: 0.005％ ∼ 0.10％ 및 Sn: 0.005％ ∼ 0.2%부터 선택한 1종 또는 2종을 다시 함유하는, 상기 1의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

3. 질량％로 P: 0.OO1％ ∼ 0.2％ 및 Ni: 0.001％ ∼ 0.2%로부터 선택한 1종 또는 2종을 다시 함유하는, 상기 1 또는 2의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

4. 질량％로 REM: 0.OOO1％ ∼ O.10％ 및 Ca: 0.OOO1％ ∼ 0.01%로부터 선택한 1종 또는 2종을 다시 함유하는, 상기 1 ∼ 3중 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

5. 상기 불가피한 불순물중 Ti, Nb 및 V가 질량％로 각각 Ti: 0.OO20％ 이하 (0을 포함), Nb: 0.0050％이하(0을 포함), 및 V: 0.OO60％이하(0을 포함)로 제한되어 있는, 상기 1 ∼ 4중 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

6. 상기 불가피한 불순물중 S 및 O가 질량％로 각각 S: 0.0050％이하(0을, 포함),및 O: 0.0100％이하(0을 포함)로 제한되어 있는, 상기 1 ∼ 5중 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

7. 상기 재결정 입자의 평균입경 D가 6 ㎛ ∼ 25 ㎛인, 상기 1 ∼ 6중 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

8. 적어도 냉간압연 및 그 후의 마무리 어닐링에 의해 제조되는 강판이며, 상기 마무리 어닐링의 온도가 700℃ ∼ 800℃인, 상기 1 ∼ 7중 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판. 즉, 무방향성 전자강판용 슬래브를 일상법에 의해 처리하여 최종 판두께를 가지는 냉간압연 강판으로 한 후, 700∼800℃에서 마무리 어닐링을 실시하여 이루어지는 것이다.

9. 상기 1 ∼ 8중 어느 하나의 발명에 관한 무방향성 전자강판이며, 750℃에서 2시간의 응력제거 어닐링에 의해 평균 재결정 입경이 2배이상으로 성장하는(즉 응력제거 어닐링 결정입자 성장비가 2이상인) 것을 특징으로 하는, 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

10. 상기 1 ∼ 9중 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판(제품판)에, 응력제거 어닐링을 실시하여 이루어지는 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판(응력제거 어닐링판).

11. 상기 응력제거 어닐링의 온도가 700 ∼ 800℃인, 상기 10의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판.

즉, 상기 1 ∼ 9의 각 발명에 관한 무방향성 전자강은, 무방향성 전자강판용 슬래브를 일상법에 의해 처리하여 최종판 두께를 가지는 냉간압연 강판으로 한 후, 700 ∼ 800℃에서 마무리 어닐링을 실시하고, 여기에 다시 700 ∼ 800℃에서 응력제거 어닐링을 실시하고, 바람직하게는 평균 재결정 입경을 마무리 어닐링후의 입경의 2배이상으로 성장시킨 것으로 할 수도 있다.

12. 상기 1 ∼ 9의 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판을 바람직하게는 펀칭한 후, 적층하여 이루어지는 회전기용 로터부재.

13. 상기 1 ∼ 9의 어느 하나의 발명에 관한 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판을 바람직하게는 펀칭하고, 적층한후, 응력제거 어닐링을 실시하여 이루어지는 회전기용 스테이터부재.

14. 동일의 회전기용 고자속밀도 무방향성 전자강판을 소재로 하는, 상기 12의 발명에 관한 로터부재와 상기 13의 발명에 관한 스테이터부재를 가지는 회전기.

즉, 상기 1 ∼ 9의 각 발명에 관한 무방향성 전자강판은, 펀칭후, 적층하여 고강도 회전기 로터부재로 할 수 있다. 또한, 펀칭후, 적층한 후 다시 응력제거 어닐링을 실시하여 저철손 회전기 스테이터부재로 할 수도 있다. 또한, 동일한 무방향성 전자강판으로부터 얻어진 로터부재와 스테이터부재를 사용하여, 고성능의 회전기를 얻을 수 있다.

Claims

질량％로(이하 동일), Si: 0.1％ ∼ 1.2％、Mn: 0.005％ ∼ 0.3％를 함유하고, C, Al, N이 각각 C: 0.0050％이하(0을 포함), Sol.Al: 0.0004％이하(0을 포함), N: 0.OO30％이하(0을 포함)로 제한되며, 잔부(殘部)로서 Fe 및 불가피한 불순물을 함유하고, 재결정입자의 평균입경 D에 대하여 길이가 3D ∼ 9D인 개재물의 개수밀도(個數密度)가 1000개/㎠이하인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판(無方向性電磁鋼板).
제 1항에 있어서,

질량％로 Sb: 0.005％ ∼ 0.10％ 및 Sn: 0.005％ ∼ 0.2%로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항에 있어서,

질량％로 P: 0.001％ ∼ 0.2％ 및 Ni: 0.001％ ∼ 0.2%로부터 이루어지는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항에 있어서,

질량％로 REM: 0.0001％ ∼ 0.10％ 및 Ca: 0.0001％ ∼ O.01%로부터 이루어지는는 그룹에서 선택되는 적어도 1종을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항에 있어서,

상기 불가피한 불순물 중 Ti, Nb 및 V가 질량％로 각각 Ti: 0.0020％ 이하(0을 포함), Nb: 0.0050％이하(0을 포함), 및 V: 0.0060％이하(0을 포함)로 제한되어 있는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항에 있어서,

상기 불가피한 불순물 중 S 및 O가 질량％로 각각 S: 0.0050％이하(0을 포함), 및 O: 0.0100％이하(0을 포함)로 제한되어 있는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항에 있어서,

상기 재결정입자의 평균입경 D가 6㎛ ∼ 25㎛인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항에 있어서,

적어도 냉간압연 및 그 후의 마무리 어닐링에 의해 제조되는 강판이며, 상기마무리 어닐링의 온도가 70O℃ ∼ 800℃인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항에 있어서,

750℃에서 2시간 응력제거 어닐링에 의해 재결정입자의 평균입경이 2배이상으로 성장하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항 내지 9항중 어느 한항에 있어서,

강판에 응력제거 어닐링을 실시하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 10항에 있어서,

상기 응력제거 어닐링의 온도가 700∼800℃인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자강판.
제 1항 내지 9항중 어느 한항에 기재된 무방향성 전자강판을 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전기용 로터(Rotor)부재.
제 1항 내지 9항중 어느 한항에 기재된 무방향성 전자강판을 적층한후, 응력제거 어닐링을 실시하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전기용 스테이터(Stator)부재.
동일한 무방향성 전자강판을 소재로 하는 것을 특징으로 하는 제 12항 기재의 로터부재와 제 13항 기재의 스테이터부재를 가지는 회전기(回轉機).