KR20080058479A - 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법 - Google Patents

무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법 Download PDF

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히로요시 야시키
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수미도모 메탈 인더스트리즈, 리미티드
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Abstract

본 발명은, 강도가 높고 고주파에서의 철손이 낮은 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다. 본 발명은, 질량％로, C:0.02％이하, Si:1%이상 4％이하, Mn:1％이하, P:0.2％이하, S: 0.03％이하, AI:0.1％이상 0.3%이하, Cu:1％ 초과 4％이하를 함유하고, Ti 및 Nb의 적어도 어느 한쪽 원소를 합계로 0.02%이상 0.3%이하로 함유하고, 또한 임의 원소로서 V:0%이상 0.3％이하, Zr:0％이상 0.3％이하, Ni:0％이상 0.2%이하, B:0％이상 0.010％이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판을 제공함으로써, 상기 목적을 달성한다.

Description

무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법{NONORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은, 고속으로 회전하는 전동기(모터)나 발전기 등의 회전기의 회전자(로터) 철심 소재로서 적합한 무방향성 전자 강판에 관한 것이다. 특히, 본 발명은, 회전시의 응력 혹은 가감속도시의 응력 변동에 견디고, 뛰어난 강도 특성 및 자기 특성이 요구되는, 자석 매입형 모터(IPM 모터)나 돌극형(突極型) 표면 자석 모터(돌극형 SRM 모터)의 회전자 철심의 소재로서 적합한 무방향성 전자 강판에 관한 것이다.
지구 온난화 가스를 삭감하기 위해, 자동차나 가전 제품 등의 분야에서는 소비 에너지가 적은 신제품 개발이 필요하다. 예를 들면 자동차 분야에서는, 저연비화하기 위해 가솔린 엔진과 모터와의 하이브리드 구동 자동차(HEV), 혹은 모터 구동의 전기 자동차가 있다. 가전 제품 분야에서는, 연간 전기 소비량이 적은 고효율 에어콘이나 냉장고 등이 있다. 그들의 공통된 기술은 모터로서, 모터의 고효율화가 중요한 기술이 되어 있다. 모터 고효율화의 과정에서, 모터의 구동 시스템은 고도화되고, 다양한 회전 구동 제어가 가능하게 되어 있다. 즉, 구동 전원의 주파수 제어에 의해, 가변속 운전, 상용 주파수 이상에서의 고속 운전을 가능하게 된 모터가 증가하고 있다.
이러한 고속 회전기의 실현에는, 고속 회전에 견딜 수 있는 구조의 로터를 개발할 필요가 있다. 일반적으로, 로터에 작용하는 원심력은 회전 반경에 비례하고, 회전 속도의 제곱에 비례한다. 이 때문에 고속 회전으로 운전할 때, 그 로터에 작용하는 힘이 예를 들면 500㎫를 초과할 경우도 있다. 따라서, 로터에는 항복 강도가 높은 재료가 필요하다. 또한, 로터 고속 회전 운전 중에는, 외부로부터의 진동이나 빈번한 가감속과 같는 반복 응력이 발생할 경우도 상정되므로, 로터 재료에는, 단순이 항복 강도가 높을 뿐만 아니라 피로 강도가 높은 것도 필요하다. 피로 강도를 높이는 수단으로서는 인장 강도를 높이는 것이 가장 유효한 것이므로, 고속 회전하는 로터의 재료로서는 높은 항복 강도와 높은 인장 강도가 필요하다고 환언할 수 있다.
통상, 모터 로터에는, 적층한 무방향성 전자 강판이 사용되지만, 상기와 같은 고속 회전하는 모터에서는 필요한 강도를 만족할 수 없는 경우가 있다. 그때에는 로터 재료로서 고강도의 주강(鑄鋼) 등이 이용되고 있다. 그렇지만, 모터 로터는, 회전시에 자기적인 성질을 이용하는 것이기 때문에, 그 재료로서는, 상술한 바와 같이, 기계 특성과 함께 자기 특성이 뛰어난 것이 요구된다. 즉, 일체물의 주강제 로터에서는, 와전류 손해가 상당히 커지므로 모터의 효율이 저하한다는 문제가 있다. 또, IPM 모터의 경우는 그 로터에서의 손실에 의한 발열로 자석 특성이 열화된다는 문제도 생긴다.
이와 같이, 상기와 같은 고속 회전하는 모터의 로터 철심 재료로서는, 기계 적으로는 높은 강도를 가지고, 자기적으로는 고주파 저철손(低鐵損)을 가지는 것이 아니면 안된다. 강판의 강도를 높이는 수단으로서 냉간 압연 강판의 분야에서는 일반적으로, 고용 강화, 석출 강화, 세립화(細粒化) 강화, 변태 강화 등의 방법이 이용되지만, 높은 강도 및 고주파 저철손이라고 하는 뛰어난 자기 특성은 일반적으로 상반되는 관계에 있어서, 이들을 동시에 만족시키는 것은 지극히 곤란했다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 최근에는, 높은 항장력을 가지는 무방향성 전자 강판에 대해 여러 가지 제안되어 있다. 예를 들면 특허 문헌 1에서는, Si함유량을 3.5~7.0％로 높이고, 이에 고용 경화의 큰 원소를 첨가해, 항장력을 높이는 방법이 제안되어 있다. 또, 특허 문헌 2에서는, 통상의 무방향성 전자 강판에 2.0％이상 4.0％ 미만의 Si를 함유시킴과 더불어, Nb, Zr의 1종 또는 2종, 혹은 Ti, V의 1종 또는 2종의 탄질화물을 활용하여, 또한 열간 압연 조건 및 마무리풀림 조건을 제어함으로써, 기계 특성 및 자기 특성을 겸비한 항복 강도가 높은 무방향성 전자 강판을 제조하는 방법이 제안되어 있다. 또한, 특허 문헌 3에서는, 강재 내부에 직경 1.0㎛이하의 Cu로 이루어지는 금속상을 함유시킴으로써, 항장력을 높이는 방법이 제안되어 있다.
[특허 문헌 1: 일본국 특허 공개 소60－238421호 공보]
[특허 문헌 2: 일본국 특허 공개 평6－330255호 공보]
[특허 문헌 3: 일본국 특허 공개 2004－84053호 공보]
[발명이 해결하자고 하는 과제]
그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 발명에 의해 얻을 수 있는 강판은 상당히 무르기 때문에, 냉간 압연시에 파단하기 쉽고 수율이 상당히 낮다는 문제가 있다.
상기 특허 문헌 2에 기재된 발명에서는 마무리풀림 온도가 낮기 때문에, 강판의 결정립경이 상당히 작고, 철손이 상당히 크다는 문제가 있다.
또, 상기 특허 문헌 3에 기재된 발명에서는, 마무리풀림 조건을 적정화하지 않기 때문에, 강도를 더욱 향상시키는 여지가 있다. 또한, 열간 압연 강판에 풀림을 실시하지 않거나, 혹은 980℃의 고온으로 풀림하기 때문에, 열간 압연 강판 내부에 Cu가 미세 분산하여, 열간 압연 강판이 상당히 경질이 된다. 그 때문에, 그 후의 냉간 압연이 어려워지며, 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
본 발명은, 상기 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 강도가 높고 고주파에서의 철손이 낮은 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 주목적으로 한다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명자들은, 시효 열처리에 의한 석출 강화로 강도를 높이고, 뛰어난 자기 특성을 가지는 강판의 제작 여부에 대한 관점에서 열심히 연구를 반복한 결과, 자기 특성 및 강도 특성의 양쪽 유리한 Si, Al함유의 강을 베이스로, 석출 강화 원소로서 Cu를 활용하고, 또한 Ti, Nb, V, Zr의 탄화물도 활용함으로써, 강도 특성 및 자기 특성을 겸비한 무방향성 전자 강판을 얻을 수 있는 것을 찾아내, 본 발명을 완성시켰다.
또한, 본 발명에 대해 「탄화물」에는, 탄질화물이 포함되는 것으로 한다.
즉, 본 발명은, 질량％로, C:0.02％이하, Si:1％이상 4％이하, Mn:1％이하, P:0.2％이하, S:0.03％이하, Al:0.1％이상 3％이하, Cu:1％초과 4％이하를 함유하고, Ti 및 Nb의 적어도 어느 한쪽의 원소를 합계로 0.02％이상 0.3％이하로 함유하고, 또한 임의 원소로서 V:0％이상 0.3％이하, Zr:0％이상 0.3％이하, Ni:0％이상 2％이하, B:0％이상 0.010％이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판을 제공한다.
본 발명에 의하면, 무방향성 전자 강판의 강 조성을 상기의 구성으로 함으로써, 자기 특성 및 강도 특성이 뛰어난 것으로 할 수 있다.
본 발명의 무방향성 전자 강판은, 질량％로, V 및 Zr의 적어도 어느 한쪽의 원소를, V:0.01％이상 0.3％이하, Zr:0.01％이상 0.3％이하로 함유하는 것이 바람직하다. V 및 Zr는, 탄화물을 생성해, 강도 상승에 유효하기 때문이다.
또, 본 발명의 무방향성 전자 강판은, 질량％로, Ni:0.05％이상 2％이하를 함유하는 것이 바람직하다. Ni를 함유함으로써, 강판의 강도를 더욱 높일 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 무방향성 전자 강판은, 질량％로, B:0.0003％이상 0.010％이하를 함유하는 것이 바람직하다. B를 함유함으로써, 강판의 인성이 향상해, 냉간 압연시의 파단을 억제할 수 있기 때문이다.
또한, 본 발명의 무방향성 전자 강판은, 항복 강도가 500㎫이상인 것이 바람직하다. 항복 강도를 상기 범위로 함으로써, 본 발명의 무방향성 전자 강판을 예를 들면 회전자로 사용하고 전동기나 발전기 등의 회전기에 적용했을 경우에는, 운전 중에 변형이나 파괴가 발생하는 일없이 안정적으로 사용하는 것이 가능하게 되기 때문이다.
본 발명은, 또, 상술한 강 조성을 가지는 냉간 압연 강판에, 900℃이상 1150℃ 이하의 마무리풀림 온도로 마무리풀림을 실시하는 마무리풀림 공정과, 상기 마무리풀림 공정 후의 강판을, 900℃이하 600℃이상의 온도 영역에서 평균 냉각 속도가 1℃/s이상이 되도록 냉각하는 냉각 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 의하면, 냉간 압연 강판의 강 조성과 마무리풀림 공정에서의 마무리풀림 온도와, 냉각 공정에서의 평균 냉각 속도를 적정하게 제어함으로써, 자기 특성이 양호한 무방향성 전자 강판을 제조할 수 있다. 또, 마무리풀림 공정-냉각 공정에 의해 얻을 수 있던 무방향성 전자 강판에 시효 열처리를 실시함으로써, 강도 특성을 개선할 수 있다.
상기 발명에서는, 상기 마무리풀림 공정 전에, 상기 냉간 압연 강판의 소재인 열간 압연 강판에 600℃이상 900℃이하로 2시간 이상 유지하는 열연판 풀림을 실시하는 열연판 풀림 공정과, 열연판 풀림이 실시하게 된 상기 열간 압연 강판에 냉간 압연을 실시하는 냉간 압연 공정을 해도 된다. 소정의 조건으로 열연판 풀림을 실시함으로써, 강판의 연성이 향상해 냉간 압연 공정에서의 파단을 억제할 수 있기 때문이다.
또, 본 발명에서는, 상기의 마무리풀림 공정-냉각 공정 후의 강판에, 400℃이상 700℃이하의 시효 열처리 온도로, 하기 식(1)에서 나타내는 열처리 파라미터 P가 13000 이상 18000 이하가 되도록 시효 열처리를 실시하는 시효 열처리 공정을 실시해도 된다.
P=(T+273)×(20+log(t))…(1)
(여기에서, T는 시효 열처리 온도(℃)이며, t는 시효 열처리 시간(h)이다.)
시효 열처리 온도 및 열처리 파라미터를 적절하게 제어함으로써, 강도 특성을 효과적으로 향상시킬 수 있기 때문이다.
또한 본 발명은, 상술한 무방향성 전자 강판을 적층해 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전자 철심을 제공한다. 본 발명의 회전자 철심은, 상술한 무방향성 전자 강판을 적층해 구성되므로, 예를 들면 전동기에 적용했을 경우에는, 모터 효율을 향상시킴과 더불어, 안정적으로 사용할 수 있다. 또, 발전기에 적용할 경우에는, 고속 회전이 가능하고, 발전 효율의 향상과 연결된다.
또 본 발명은, 상기 회전자 철심을 이용한 것을 특징으로 하는 회전기를 제공한다. 본 발명에서는, 상기 회전자 철심을 이용하므로, 예를 들면 전동기로서는 모터 효율 향상 및 장기간에 걸쳐 사용 안정성을 도모할 수 있다. 또, 발전기로서는 발전 효율 향상을 도모할 수 있다.
[발명의 효과]
본 발명에서는, 고주파에서의 철손이 낮을 뿐만 아니라, 시효 열처리에 의해 강도가 높은 무방향성 전자 강판을 얻을 수 있다. 이러한 무방향성 전자 강판을 이용해 제조한 회전자 철심이 고속 회전하는 모터 로터에 조립되면, 모터 효율이 높아지는 것은 물론, 운전 중에 변형이나 파괴되는 일없이 장기간에 걸쳐 안정적으로 사용할 수 있다. 이러한 에너지 절약 효과에 의해 지구 환경에 부하가 적은 미래 사회 창조에 공헌할 수 있다.
도 1은 시효 열처리 온도와 강판의 항복 강도와의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 2는 시효 열처리 온도와 강판의 철손W10 /400의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 3은 열처리 파라미터 P와 강판의 항복 강도의 관계를 나타내는 그래프이다.
본 발명자들은, 강도가 높고, 한쪽 자기 특성이 뛰어난 무방향성 전자 강판을 얻기 위해, 시효 열처리를 이용한 석출 강화에 의해 무방향성 전자 강판을 고강도화할 경우에 대해, 시효 열처리 후의 강판의 강도 특성 및 자기 특성에 미치는 강 성분의 영향을 조사했다. 그 결과, 자기 특성 및 강도 특성의 양쪽 모두에 유리한 Si, Al함유의 강을 베이스로, 석출 강화 원소로서 Cu를 활용하고, 또한 Ti, Nb, V, Zr의 탄화물도 활용함으로써, 강도 특성 및 자기 특성을 겸비한 무방향성 전자 강판을 얻을 수 있는 것을 찾아냈다. 이하, 본 발명을 이루게 된 지견 및 거기에 달하는 실험 결과에 대해 설명한다.
진공 용해로에서, 주요 성분이 질량％로, Si:2％, Mn:0.2％, P:0.09％, S:0.003％, Al:0.7％, N:0.002％, Cu:2.0％이며, C, Nb함유량이 다른 주물편 A, B를 제작해, 1100℃로 가열한 후, 마무리 온도를 850℃로서 열간 압연을 실시해, 두께 2.5㎜의 열간 압연 강판을 제작했다. 이 열간 압연 강판을 두께 2.1㎜까지 연삭 가공하고, 750℃로 10시간의 열연판 풀림을 실시하고, 또한 두께 0.35㎜까지 냉간 압연을 실시했다. 이 냉간 압연에 의해 얻어진 냉간 압연 강판에 1000℃의 마무리풀림을 실시하고, 그 다음에 20℃/s의 평균 냉각 속도에서 실온까지 냉각해, 폭 55㎜, 길이 55㎜의 단판 시험편을 제작했다. 이 단판 시험편에 550℃로 2시간의 시효 열처리를 실시한 후, 철손W10 /400 및 강도를 측정했다.
하기 표에 시효 열처리 후의 강판의 강도(항복 강도 YS, 인장 강도 TS) 및 철손W10/400의 평가 결과를 나타낸다. 이 결과에서 분명한 것처럼, C, Nb를 거의 함유하지 않는 강판A, 및 C, Nb를 함유하는 강판 B를 비교하면, 강판 B는 강도가 더 높고, 철손이 동등하다는 것이 판명되었다.
[표 1]
Figure 112008033598628-PCT00001
다음, 진공 용해로에서, 주요 성분이 질량％로, C:0.005％, Si:2％, Mn:0.2％, P:0.09％, S:0.001％, Al:0.7％, N:0.002％, Cu:2.5％이며, Ti함유량이 0.002 ％ 또는 0.04％인 주물편을 제작해, 1100℃로 가열한 후, 마무리 온도를 850℃로 열간 압연을 실시하여, 두께 2.6㎜의 열간 압연 강판을 제작했다. 이 열간 압연 강판을 두께 2.0㎜까지 연삭 가공해, 또한 두께 0.35㎜까지 냉간 압연을 실시했다. 이 냉간 압연에 의해 얻어진 냉간 압연 강판에 950℃로 20초간의 마무리풀림을 실시해, 이어서 20℃/s의 평균 냉각 속도로 실온까지 냉각해, 폭 55㎜, 길이 55㎜의 단판 시험편을 제작했다. 이 단판 시험편에 350~800℃로 10분간의 시효 열처리를 실시한 후, 항복 강도 및 철손W10 / 400 를 측정했다.
도 1에 시효 열처리 온도와 항복 강도의 관계, 도 2에 시효 열처리 온도와 철손Wl0/400의 관계를 나타낸다. 도 1 및 도 2에서 분명한 것처럼, 상기의 실험 조건에서는 400℃에서 650℃의 시효 열처리에서 항복 강도가 500㎫이상이 되고, 철손은 그 시효에 의해 거의 열화되지 않는 것이 밝혀졌다. 또한, Ti를 0.04％함유하는 강판은 자기 특성이 약간 열화되지만, 항복 강도가 Ti를 0.002％함유하는 강판보다 높아지는 것이 판명되었다.
여기에서, 도 1에서, 시효 열처리 온도가 800℃인 경우에 항복 강도의 상승이 보이는 것은, Cu가 재고용한 후에 시효 열처리 후의 냉각 과정에서 Cu의 석출이 생기기 때문이라고 생각된다.
또한 여러 가지의 온도·시간 조건의 조합에서 시효 열처리를 실시하는, 하기 식(1)에서 나타내는 열처리 파라미터 P와 항복 강도의 관계를 구했다. 결과를 도 3에 나타낸다.
P=(T+273)×(20+log(t))…(1)
(여기에서, T는 시효 열처리 온도(℃)이며, t는 시효 열처리 시간(h)이다.)
도 3에 나타낸 바와 같이, 열처리 파라미터 P가 13000 이상 18000 이하의 범위 내에서 항복 강도 500㎫이상이 얻어지는 것이 밝혀졌다.
종래에서는, 자기 특성에 대해 석출상이 악영향을 미친다고 되어 있었다. 이는, 석출상은 그 주위의 정자(靜磁)에너지를 감소시키기 위해 새로운 자구(磁區)를 생성하거나 자벽 이동의 장해가 되기 때문에, 자기 특성이 열화되다고 생각되어 있었기 때문이다. 그렇지만, 상술한 실험 결과에서, 시효 열처리에 의해 생성된 미세한 Cu상은 자기 특성을 열화시키지 않는 것이 밝혀졌다. 그 기구에 대해서는 밝혀지지 않지만, 본 발명자들은 다음과 같이 추정한다. 즉, Cu석출 경화가 가장 현저하게 되는 입자 사이즈(10~40㎚)는 자벽의 두께와 동등 이하이기 때문에, 새로운 자구가 생성하지 않고, 자벽 이동의 장해도 되지 않는 것으로 추정된다. 또, Nb함유량이나 Ti함유량이 많으면 항복 강도가 상승하는 것은, Nb탄화물이나 Ti탄화물의 석출 강화에 의하는 것으로 추측된다.
이하, 본 발명의 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법, 및 회전자 철심, 전동기에 대해 상세하게 설명한다.
(A. 무방향성 전자 강판)
본 발명의 무방향성 전자 강판은, 질량％로, C:0.02％이하, Si:1％이상 4％이하, Mn:1％이하, P:0.2％이하, S:0.03％이하, Al:0.1％이상 3％이하, Cu:1％초과 4％이하를 함유하고, Ti 및 Nb의 적어도 어느 한쪽의 원소를 합계로 0.02％이상 0.3％이하로 함유하고, 또한 임의 원소로서 V:0％이상 0.3％이하, Zr:0％이상 0.3％이하, Ni:0％이상 2％이하, B:0％이상 0.010％이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 것이다.
또한, 각 원소의 함유량을 나타내는 「％」는, 특별히 언급이 없는 한 「질량％」를 의미하는 것이다. 또, 본 발명에서, 「잔부가 FC 및 불순물로 이루어지는」이란 것은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 다른 원소를 함유하는 경우를 포함하는 것을 의미한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 상기의 강 조성을 가지는 강판에 시효 열처리를 실시함으로써, 뛰어난 강도 특성을 얻을 수 있다. 따라서 본 발명에 있어서는, 상기의 강 조성을 가지는 무방향성 전자 강판에는, 시효 열처리 후의 강판뿐만이 아니라, 시효 열처리에 제공하는 강판도 포함되는 것으로 한다.
이하, 본 발명의 무방향성 전자 강판의 강 성분 등에 대해 설명한다.
1. 강 성분
(1) C
C는 강판의 강도를 높이는데 유효한 원소이다. 그렇지만, C함유량이 0.02％를 초과하면 세멘타이트, ε카바이드 등의 탄화물이 석출해, 자기 특성 열화가 현저하게 될 경우가 있다. 따라서, C함유량은 0.02％이하로 한다. 또, 더욱 한층 자기 특성 향상, 특히 철손을 향상시키려면 C함유량의 상한을 0.010％로 하는 것이 바람직하다. 한편, Ti, Nb, V, Zr 등의 탄화물에 의한 석출 강화를 적극적으로 도모하기 의해서는, C 함유량을 0.005％~0.02％로 제어하는 것이 바람직하다.
(2) Si
Si는 강의 비저항을 높이고 철손 저감에 유효하다. 또, Si는 고용 강화에 의해 강판 강도를 높이는데 유효하다. Si함유량은 필요한 철손 특성 및 강도 특성에 따라 결정하면 된다. 그렇지만, Si함유량이 1％미만에서는 필요한 강도 및 철손을 얻을 수 없을 가능성이 있다. 한편, Si함유량이 4％를 초과하면 Cu석출물의 분산 상태가 불균일하게 되고 강도 향상 효과가 포화되는 경향이 나타낸다. 또, 냉간 압연에서 파단하기 쉬워져 제조 코스트가 현저하게 증대할 경우가 있다. 따라서, Si함유량은 1％이상 4％이하로 한다. 또한, 냉간 압연시의 파단에 의한 수율 저하를 억제하기 위해서는, Si함유량을 1.5％이상 3％이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 시효 열처리에 의해 항복 강도 500㎫이상의 강판을 얻기 위해 적절한 Si함유량은 Cu함유량에 의해 결정하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, Si 및 Cu의 함유량 (질량％)을 각각[Si], [Cu]로 했을 때, 하기식을 만족하는 것이 바람직하다.
[Si]＞0.4[Cu]2－2[Cu]+4
(3) Mn
Mn는 불가피적인 불순물로서, 첨가할 필요는 없다. 그렇지만, Mn는 강의 비저항을 높이고 철손 저감에 유효하다. 그 효과를 얻으려면 0.1％이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, Mn함유량이 1％을 초과하면 원료 코스트가 커지는 경우가 있다. 따라서, Mn함유량은 1％이하로 한정한다.
(4) P
P는 불가피적인 불순물로서, 첨가할 필요는 없다. 그렇지만, P는 고용 강화에 의해 강판의 강도를 높이는데 유효한 원소로서, 그 효과를 얻으려면 0.05％이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, P함유량이 0.2％를 초과하면 강의 인성이 열화되고, 냉간 압연시에 파단할 우려가 있다. 따라서, P함유량은 0.2％이하로 한정한다.
(5) S
S는 불가피적인 불순물로서, 첨가할 필요는 없다. S함유량이 0.03％을 초과하면 조대한 Mn, Cu함유 황화물이 형성되어 강의 인성이 열화되어, 냉간 압연시에 파단할 우려가 있다. 따라서, S함유량은 0.03％이하로 한정된다.
(6) Al
Al는 Si와 같은 강의 비저항을 높이고 철손 저감에 유효하다. 또, 탈산에 유효한 원소이며, 비금속 개재물을 저감할 수 있다. 그렇지만, Al함유량이 3％을 초과하면 포화 자속 밀도가 현저하게 저하해, 철심 성능이 열화될 가능성이 있다. 한편, 용강의 탈산을 효율적으로 실행하기 위해서는 Al를 0.1％이상 함유시키는 것이 필요하다. 따라서, Al함유량은 0.1％이상 3％이하로 한정된다. 집합 조직 개선에 의해 자속 밀도를 개선하려면, Al함유량을 0.6％이상으로 하는 것이 바람직하다.
(7) Cu
Cu는 본 발명에서 필수 원소이다. 상술한 바와 같이, Cu석출물이 미세한 경우에는, 자기 특성을 거의 열화시키는 일없이, 강도 특성을 향상시키는 효과가 있 다. 그렇지만, Cu함유량이 1％이하에서는 Cu석출에 의한 강도 상승을 충분히 얻을 수 없을 가능성이 있다. 한편, Cu함유량이 증가함으로써 시효 경화량은 커지지만 4％를 초과하면 마무리풀림시에 Cu석출물이 불균일하게 분산해 시효 열처리 후의 강도가 저하하여, 또 강판의 자속 밀도도 저하할 경우가 있다. 따라서, Cu함유량은 1％ 초과 4％이하로 한정된다. 또, 석출 강화가 가장 현저하게 된다는 점에서, Cu 함유량은 1.5％이상 3％이하인 것이 바람직하다.
(8) Ti 및 Nb
Ti 및 Nb는 탄화물을 형성해 강도 상승에 유효하고, Ti 및 Nb의 적어도 어느 한쪽은 본 발명에 대해 필수 원소이다. 강도 특성을 향상시키려면, Ti 및 Nb의 적어도 어느 한쪽의 원소를 합계로 0.02％이상 함유시키는 것이 필요하다. 또, Ti 및 Nb의 적어도 어느 한쪽의 원소를 합계로 0.3％을 초과하여 함유시키면, 탄화물이 조대 분산해 자기 특성이 현저하게 열화될 가능성이 있다. 따라서, Ti 및 Nb의 합계 함유량은 0.02％이상 0.3％이하로 한다. 또한 자기 특성을 더욱 개선하려면, 그 합계 함유량은 0.02％이상 0.1％이하로 하는 것이 바람직하다.
탄화물 생성에 의한 석출 강화를 확실히 도모하기 위해서는, Ti 또는 Nb의 어느 한쪽의 원소 함유량을 단독으로 0.02％이상, 또한 0.03％이상으로 하는 것이 바람직하다.
(9) V 및 Zr
V 및 Zr는 임의 첨가 원소로서, 본 발명에서 필수의 원소는 아니다. 그러나, V 및 Zr는 상기의 Ti 및 Nb와 같이 탄화물을 형성해, 강도 상승에 유효하다. 강도 특성을 더 향상시키려면, V 및 Zr의 적어도 어느 한쪽의 원소를, V:0.01％이상, Zr:0.01％이상으로 함유시키는 것이 바람직하다. 또, V함유량 또는 Zr함유량이 0.3％을 초과하면, 탄화물이 조대 분산해 자기 특성이 현저하게 열화될 가능성이 있다. 따라서, V함유량은 0.01％이상 0.3％이하, Zr함유량은 0.01％이상 0.3％이하로 하는 것이 바람직하다. 또한 자기 특성을 개선하려면, V함유량은 0.01％이상 0.1％이하, Zr함유량은 0.01％이상 0.1％이하로 하는 것이 바람직하다.
탄화물 생성에 의한 석출 강화를 보다 확실하게 도모하기 위해서는, V함유량을 0.02％이상, Zr함유량을 0.02％이상으로 하는 것이 바람직하다.
(10) Ni
Ni는 불가피적인 불순물로서, 첨가할 필요는 없다. 그렇지만, Ni는 고용 강화에 의해 강판의 강도를 높이는데 유효한 원소로서, 그 효과를 얻으려면 0.05％이상 함유시키는 것이 바람직하다. 한편, Ni함유량이 2％를 초과하면 원료 코스트가 커진다. 따라서, Ni함유량은 2％이하로 한정한다.
(11) B
B는 임의 첨가 원소로서, 본 발명에서 필수 원소는 아니다. 그러나, B를 0.0003％이상 함유시킴으로써 열간 압연 강판의 인성이 향상해, 냉간 압연시에 파단하기 어려워진다. 한편, B함유량이 0.010％를 초과하면 조대한 B화합물이 생성하고, 오히려 냉간 압연시에 파단될 우려가 있다. 따라서, B함유량은 0.010％이하로 한다. 또, 강판 제조성의 관점에서, B함유량은 0.0003％이상 0.0040％이하로 하는 것이 더 바람직하다.
(12) 기타 불가피적인 불순물
제강 프로세스에서 강 중에 혼입하는 불순물로 0.01％이상 혼입할 가능성이 있는 성분으로서 Cr 및 Mo 등이 존재한다. Cr 및 Mo의 모두 함유량을 1％이하로 저감해 두면, 본 발명의 효과가 손상될 일은 없다. 또, 상기 성분 이외의 불순물 성분은, 모두 함유량이 0.05％이하에 저감되어 있으면 본 발명의 효과에 영향은 없다.
2. 항복 강도
본 발명의 무방향성 전자 강판의 항복 강도는, 500㎫이상인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 600㎫이상으로 한다. 항복 강도를 상기 범위로 함으로써, 본 발명의 무방향성 전자 강판을 이용해 예를 들면 모터 로터로 했을 때에, 운전 중에 변형이나 파괴가 발생하는 일없이 안정되어 사용하는 것이 가능하게 되기 때문이다.
또, 항복 강도의 상한값으로서는 특히 한정되지 않지만, 통상 1000㎫이하로 한다.
또한, 상기 항복 강도는, JIS－Z－2241에 규정의 방법으로 측정할 수 있다.
B. 무방향성 전자 강판의 제조 방법
다음에, 본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조 방법은, 상술한 강 조성을 가지는 냉간 압연 강판에, 900℃이상 1150℃이하의 마무리풀림 온도로 마무리풀림을 실시하는 마무리풀림 공정과, 상기 마무리풀림 공정 후의 강판을, 900℃이하 600℃이상의 온도 영역으로 평균 냉각 속도가 1℃/s이상이 되도록 냉각하는 냉각 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서는, 상기 마무리풀림 공정 전에, 통상, 상술한 강 조성을 가지는 강괴 또는 강편에 열간 압연을 실시하는 열간 압연 공정과 이 열간 압연 공정에 의해 얻어지는 열간 압연 강판에 냉간 압연을 실시하는 냉간 압연 공정이 행해진다. 또, 열간 압연 공정 후에, 열간 압연 강판에 열연판 풀림을 실시하는 열연판 풀림 공정을 실시해도 좋다. 또한, 상기 마무리풀림 공정 후에, 강판에 시효 열처리를 실시하는 시효 열처리 공정을 실시해도 좋다.
이하, 본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서의 각 공정에 대해 설명한다.
1. 마무리풀림 공정
본 발명에서의 마무리풀림 공정은, 상술한 강 조성을 가지는 냉간 압연 강판에, 900℃이상 1150℃이하의 마무리풀림 온도에서 마무리풀림을 실시하는 공정이다.
본 공정에서의 마무리풀림 온도의 제어는, 강판의 시효 열처리 전의 강도 특성과 시효열처리 후의 강도 특성 및 자기 특성을 개선하는데 있어서 상당히 중요하다. 마무리풀림 온도가 900℃미만에서는, 재결정립 성장이 충분하지 못해 자기 특성이 현저하게 열화될 가능성이 있다. 한편, 1150℃를 초과하면 강판의 평탄도가 현저하게 열화되어, 펀칭 가공성이 열화될 경우가 있다. 따라서, 마무리풀림 온도는 900℃이상 1150℃이하로 한정한다. 또, 한층 더 철손 저감에는 마무리풀림 온도 가 높으면 높을수록 좋고, 950℃이상으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 냉간 압연 강판의 강 성분에 있어서는, 상술한 「A. 무방향성 전자 강판」의 항에 기재된 것과 같으므로, 여기에서의 설명은 생략한다.
2. 냉각 공정
본 발명에서의 냉각 공정은, 상기 마무리풀림 공정 후의 강판을, 900℃이하 600 ℃이상의 온도 영역에서 평균 냉각 속도가 1℃/s이상이 되도록 냉각하는 공정이다.
본 발명에 있어서 냉각 속도를 제어하는 것은, 냉각 공정에서 Cu를 과포화 고용상태로 하고, 그 후에 시효 열처리 공정을 행함으로써 Cu의 석출을 촉진시켜, 목적으로 하는 항복 강도를 얻는데 중요하다. 이 때문에, Cu의 석출이 왕성하게 되는 900℃이하 600℃이상의 온도 영역을 냉각할 때, 평균 냉각 속도 1℃/s이상으로 냉각하는 것이 필요하다. 900℃이하 600℃이상의 온도 영역에서의 평균 냉각 속도가 1℃/s미만인 경우에는, 냉각 과정에서 Cu의 석출이 과잉하게 진행하기 때문에, 시효 열처리 공정을 행하기 전에 Cu의 과포화 고용 상태를 실현하지 못하고, 그 후 시효 열처리를 실시한다 해도 목적으로 하는 항복 강도를 얻을 수 없을 가능성이 있기 때문이다. 또, 시효 열처리 공정 전에 과포화 고용 상태를 실현할 수 있으면 되는 것이므로, 평균 냉각 속도의 상한은 특별히 한정되지 않지만, 평균 냉각 속도가 과대(過大)가 되면 평탄도가 나빠지고 철심 제조(펀칭 적층)가 곤란해지므로, 평균 냉각 속도를 100℃/s이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 냉각 공정에서는, 강판을 실온까지 냉각시켜도 되고, 후술하는 시효 열 처리 온도까지 냉각시켜도 된다. 강판을 시효 열처리 온도까지 냉각시킨 경우는, 후술하는 시효 열처리 공정에서 강판의 온도를 시효 열처리 온도까지 재차 상승시킬 필요가 없기 때문에, 제조 공정이 간편하게 되고 냉각 공정과 시효 열처리 공정을 연속적으로 실행할 수 있다.
3. 열간 압연 공정
본 발명에서는, 상기 마무리풀림 공정 전에, 통상, 상술한 강 조성을 가지는 강괴 또는 강편(이하, 슬라브라고도 함.)에 열간 압연을 실시하는 열간 압연 공정을 실행한다.
열간 압연으로서는 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 슬라브 온도, 열간 압연으로의 마무리 온도, 권취(卷取) 온도 등의 조건은, 슬라브의 강 조성, 목적으로 하는 강판의 판두께 등에 의해 적절히 선택하는 것으로 한다.
열간 압연 강판은, 통상, 열간 압연시에 강판 표면에 생성된 스케일을 산세정에 의해 제거하고 냉간 압연된다. 열간 압연 강판에 후술하는 열연판 풀림을 실시할 경우에는, 열연판 풀림 전 또는 열연판 풀림 후의 어느 시점에서 산세정하면 된다.
4. 열연판 풀림 공정
본 발명에서는, 상기 열간 압연 공정 후에, 열간 압연 강판에 열연판 풀림을 실시하는 열연판 풀림 공정을 실시해도 된다. 본 공정에서는, 열간 압연 강판에 600℃이상 900℃이하로 2시간 이상 유지하는 열연판 풀림을 실시하는 일이 바람직하다. 이 열간 압연 강판은, 상기 마무리풀림 공정에 이용되는 냉간 압연 강판의 소재가 되는 것이다. 열연판 풀림 공정은 반드시 필수 공정이 아니지만, 이어서 실행되는 냉간 압연의 능률을 높이는 것을 가능하도록 하는데 유용한 공정이다.
열연판 풀림에서의 풀림 온도는, 600℃이상 900℃이하인 것이 바람직하다. 풀림 온도가 상기 범위 미만이면 오히려 강판의 강도가 너무 높아지고 냉간 압연이 어려워지는 경우가 있다. 한편, 풀림 온도가 상기 범위를 초과해도 Cu의 고용·재석출이 일어나 강판의 강도가 높아져, 냉간 압연이 어려워질 가능성이 있다. 또한 바람직한 풀림 온도는, 650℃이상 850℃이하가다.
또, 상기 풀림 온도에서의 유지 시간은 2시간 이상인 것이 바람직하다. 유지 시간이 2시간 미만일 경우, Cu석출물이 미세화하고, 강판의 강도가 높아져, 냉간 압연이 어려워지는 경우가 있다. 유지 시간은 8시간 이상이 더욱 바람직하다. 한편, 유지 시간의 상한은 특히 한정되지 않지만, 경제성의 관점으로 48시간 이하로 하는 것이 바람직하다.
5. 냉간 압연 공정
본 발명에서는, 상기 마무리풀림 공정 전에, 통상, 열간 압연 강판 혹은 열연판 풀림이 실시된 열간 압연 강판에 냉간 압연을 실시하는 냉간 압연 공정이 실행된다.
냉간 압연으로서는 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 냉간 압연시의 온도, 압하율 등의 조건은, 피압연재의 강 조성, 목적으로 하는 강판의 판두께 등에 의해 적절히 선택하는 것으로 한다. 본 공정에서는, 열간 압연 강판에 중간에 풀림 공정을 실시하는 2회이상의 냉간 압연을 실시해도 된다. 중간 풀림은, 반드시 필수는 아니지만, 중간 풀림을 행함으로써 강판의 연성이 향상해 냉간 압연에서의 파단이 적게 된다는 장점을 가진다.
중간 풀림에서의 풀림 온도 등의 조건은, 열연판 풀림과 같은 것이 바람직하다.
6. 시효 열처리 공정
본 발명에서는, 상기 마무리풀림 공정 후에, 강판에 시효 열처리를 실시하는 시효 열처리 공정을 실시해도 좋다. 본 공정에서는, 상기 냉각 공정 후의 강판에, 400℃이상 700℃이하의 시효 열처리 온도로, 하기 식(1)에서 나타내는 열처리 파라미터 P가 13000 이상 18000 이하가 되도록 시효 열처리를 실시하는 것이 바람직하다.
P=(T+273)×(20+log(t))…(1)
(여기에서, T는 시효 열처리 온도(℃)이며, t는 시효 열처리 시간(h)이다.)
시효 열처리는, 무방향성 전자 강판의 강도를 높이는데 유효하다. 그때 시효 강화에 의한 효과를 얻으려면, 시효 열처리 온도를 400℃이상으로 하는 것이 바람직하다. 시효 열처리 온도가 400℃ 미만에서는 시효 열처리 시간이 길어지게 되므로 생산성이 떨어지는 경우가 있기 때문이다. 한편, 시효 열처리 온도가 700℃를 초과하면 과시효가 되어 Cu석출 입자는 조대화하여 원하는 항복 강도를 얻지 못하고, 자기 특성도 열화될 가능성이 있다. 따라서, 시효 열처리 온도는 400℃이상 700℃이하로 하는 것이 바람직하다.
또, 시효 열처리 온도 T(℃)와 시효 열처리 시간 t(h)과에 의해 상기 식(1) 에서 나타나는 열처리 파라미터 P가, 13000 이상 18000 이하가 되는 조건을 만족하는 것이 바람직하다. 열처리 파라미터 P가 13000 미만일 경우에는 시효 석출이 충분하지 못하게 되고, 열처리 파라미터 P가 18000을 초과할 경우에는 과시효가 되어, 각각 원하는 항복 강도를 얻을 수 없는 가능성이 있기 때문이다.
또한, 본 발명에 의해 제조되는 무방향성 전자 강판을 소재로서 회전자 철심 가공 후에 시효 열처리를 실시해도 된다. 시효 열처리를 실시한 무방향성 전자 강판으로 제조된 회전자 철심, 혹은 가공 후에 시효 열처리된 회전자 철심이 고속 회전하는 모터 로터에 조립되면, 모터 효율이 높아지는 것은 물론, 운전 중에 변형이나 파괴되는 일없이 장기간에 걸쳐 안정적으로 사용할 수 있게 된다.
7. 기타 공정
본 발명에서는, 상기 마무리풀림 공정 후에, 일반적인 방법에 따라, 유기 성분만, 무기 성분만, 혹은 유기 무기 복합물로 이루어지는 절연 피막을 강판 표면에 도포하는 코팅 공정을 행하는 것이 바람직하다. 환경 부하 경감의 관점으로부터, 크롬을 함유하지 않는 절연 피막을 도포해도 괜찮다. 또, 코팅 공정은, 가열·가압함으로써 접착능을 발휘하는 절연 코팅을 실시하는 공정이라도 괜찮다. 접착능을 발휘하는 코팅 재료로서는, 아크릴 수지, 페놀 수지, 에폭시 수지 또는 멜라민 수지 등을 이용할 수 있다.
C. 회전자 철심
다음, 본 발명의 회전자 철심에 대해 설명한다. 본 발명의 회전자 철심은, 상술한 무방향성 전자 강판을 적층해서 이루는 것을 특징으로 하는 것이다. 통상, 회전자 철심은, 상기 무방향성 전자 강판을 펀칭하고 적층해 구성된다.
회전자 철심을 구성하는 무방향성 전자 강판은, 상술한 것처럼 자기 특성 및 강도 특성이 우수한 것이므로, 본 발명의 회전자 철심을 예를 들면 전동기의 회전자에 적용할 경우에는, 모터 효율을 향상시킬 수 있고 또는, 운전 중에 변형이나 파괴하는 일없이 장기간에 걸쳐 안정적으로 사용할 수 있다. 또, 발전기의 회전자에 적용했을 경우에는, 운전 중에 변형이나 파괴가 생기는 일이 없기 때문에 고속 회전이 가능하고, 발전 효율의 향상에 연결된다.
D. 회전기
다음에, 본 발명의 회전기에 대해 설명한다. 본 발명의 회전기는, 상술한 회전자를 가지는 것을 특징으로 하는 것이다. 회전기로서는, 예를 들면 전동기나 발전기 등이 예시된다. 전력을 받아 기계 동력을 생성하는 회전기가 전동기이며, 기계 동력을 받아 전력을 생성하는 회전기가 발전기이다. 양자의 구조는 기본적으로 동일한 것으로,이하의 설명에서는 전동기의 예를 들어 설명한다.
전동기(모터)는, 예를 들면 고정자 코일이 감겨져 구성된 고정자(고정자)와 이 고정자의 중앙에서 고정자 코일의 통전에 의한 여자(勵磁)에 의해 회전하는 회전자(로터)를 가지는 것이다. 회전자는, 상술한 회전자 철심과 이 회전자 철심에 설치된 영구 자석을 가진다. 또, 고정자는, 슬롯을 가진 고정자 철심에 고정자 코일을 감은 것이다. 고정자 철심은, 상기 회전자 철심과 같이, 무방향성 전자 강판을 펀칭하고 적층해 구성된다.
회전자 철심에 사용되는 무방향성 전자 강판은, 상기 「A. 무방향성 전자 강 판」의 항에 기재된 것이다. 또, 고정자 철심에 사용되는 무방향성 전자 강판으로서는, 특별히 한정되는 것이 아니다.
본 발명에 의하면, 자기 특성 및 강도 특성이 우수한 무방향성 전자 강판을 적층해 이루어지는 회전자 철심을 이용하므로, 전동기로서는 모터 효율 향상 및 장기간에 걸치는 사용 안정성을 도모할 수 있다. 또, 발전기로서는 발전 효율 향상을 도모할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 실시 형태에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시 형태는 예시이며, 본 발명의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적인 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 동일한 작용 효과를 가지는 것은, 어떠한 것도 본 발명의 기술적인 범위에 포함된다.
실시예
이하, 실시예를 예시하여, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
[실시예 1]
전로에서 탈탄 탈류된 용강 230 ton를 레이들(ladle) 내에서 출강해, 레이들을 RH식 진공탈가스 장치로 이동했다. RH식 진공탈가스 장치에서 감압 탈탄을 실시해, 강 중의 C함유량을 0.015％이하로 한 후에, Si, Mn, P, S, Al, Cu, B, Ni, Ti, Nb, V 및 Zr의 함유량을 조정해, 연속 주조기에서 슬라브로 했다.
상기 슬라브를 가열로에서 1150℃까지 가열해, 마무리 온도 800~850℃, 권취 온도 500℃로 열간 압연해, 두께 2.0㎜의 열간 압연 강판을 얻었다. 그 다음에, 산세정탈스케일하고, 750℃로 10시간 풀림 후, 두께 0.35㎜까지 냉간 압연하여, 최고 도달 온도 1000~1050℃로 마무리풀림하고, 강판 표면에 절연 피막을 도포했다.
하기 표 2에 제품 성분 분석값, 표 3에 마무리풀림 조건을 각각 나타낸다.
이와 같이 하고 얻어진 강판으로 28㎝ 에프스타인 시험편을 채취해, 550℃로 2시간의 시효 열처리를 실행했다. 시효 열처리 후의 강판에서, JIS-C-2550 규정의 방법에 의해 철손W10 /400를 측정했다. 또한, 시효 열처리 후의 강판에 대해 JIS－Z－2241에 규정의 인장 시험을 실시해, 항복 강도 YS 및 인장 강도 TS를 측정했다. 하기 표 3에 자기 특성 및 강도 특성의 데이터를 나타낸다.
[표 2]
Figure 112008033598628-PCT00002
[표 3]
Figure 112008033598628-PCT00003
강 조성이 본 발명의 범위 내인 강판은, 항복 강도 YS가 500㎫이상, 인장 강도 TS가 600㎫이상, 한쪽 철손W10 /400가 25W/㎏이하가 되고, 필요한 특성이 얻어졌다. 한편, 강 조성이 본 발명의 범위외인 강판(A1~A3)은, 항복 강도 YS가 500㎫보다 낮아졌고, 본 발명예보다 분명하게 뒤떨어지고 있었다. 강판(A4, A5)은 강도 특성이 본 발명예와 동등하지만, 철손이 본 발명보다 분명하게 뒤떨어져 있었다.
[실시예 2]
실시예 1에서 제조한 강철 마크 A7 및 A12의 냉간 압연 강판을 이용하고, 마무리풀림 온도를 850℃~1150℃, 평균 냉각 속도를 0.8℃/s~30℃/s와 변화시킨 마무리풀림을 실시해, 강판 표면에 절연 피막을 도포했다. 아래와 같은 표 4에 마무리풀림 조건을 나타낸다.
이와 같이 하여 얻어진 강판으로부터 28㎝ 에프스타인 시험편을 채취해, 500℃로 0.5시간의 시효 열처리를 실시했다. 시효 열처리 후의 강판에 대해, JIS-C-2550 규정의 방법에 따라 철손W를 측정했다. 또한, 시효 열처리 후의 강판에 대해 JIS－Z-2241에 규정의 인장 시험을 실시해, 항복 강도 YS를 측정했다. 아래와 같은 표 4에 자기 특성 및 강도 특성의 데이터를 나타낸다.
또한 표 4에 있어서, 평탄도란, 마무리풀림 후의 강대에서 길이 방향으로 3m의 강판을 채취하고, 수평한 정반 위에 놓고 측파(側波)의 높이(h) 및 파장(L)을 측정함으로써 얻어지는 h/L값을 기준으로 하는 것으로서, 평탄도 100h/L값이 0.4이하의 것을 「○」표로 나타내, 평탄도 100h/L값이 0.4초과 0.8이하의 것을 「△」표로 나타내, 평탄도 100h/L값이 0.8을 초과하는 것을 「×」표로 나타낸다.
[표 4]
Figure 112008033598628-PCT00004
본 발명에 규정된 마무리풀림 조건에 따라 제조된 강판은, 항복 강도 YS가 600㎫ 이상, 한쪽 철손W10 /400가 25W/㎏이하가 되어, 소요 특성을 얻을 수 있었다. 한편, 본 발명 규정외의 조건으로 제조된 강판은, 항복 강도 YS가 600㎫보다 낮아지거나, 혹은 철손W10 /400가 25W/㎏를 초월하고 본 발명예보다 분명하게 뒤떨어져 있었다.
[실시예 3]
실시예 1에서 제조한 강 마크 A10의 두께 2.0㎜의 열간 압연 강판을 이용하고, 여러 가지의 열연판 풀림을 실시한 후, 리버스식의 냉간 압연기에서 두께 0.35㎜까지의 냉간 압연 패스수에 따라 그 조업성을 평가했다. 결과를 하기의 표 5에 나타낸다.
[표 5]
Figure 112008033598628-PCT00005
열연판 풀림에서의 풀림 온도가 600℃이상 900℃이하인 경우는, 9패스로 냉간 압연할 수 있던 것에 대해, 풀림 온도가 600℃ 미만 혹은 900℃를 초과할 경우는, 그 풀림 강판이 경질이기 때문에 압연 회수 9패스로 두께 0.35㎜까지 압연하지 못하고, 조업성이 떨어지는 것이 판명되었다.
[실시예 4]
실시예 1에서 제조한 강철 마크 A7 및 A10의 냉간 압연 강판을 이용하고, 마무리풀림 온도를 1050℃, 평균 냉각 속도를 20℃/s에서 마무리풀림을 실시해, 강판 표면에 절연 피막을 도포했다. 다음에, 여러 가지의 조건에서 시효 열처리를 실시해, JIS-C-2550 규정의 방법에 의해 철손W10 /400를 측정했다. 또한, 시효 열처리 후의 강판에 대해 JIS-Z-2241에 규정의 인장 시험을 실시해, 항복 강도 YS를 측정했다. 아래와 같은 표 6에 시효 열처리 조건, 자기 특성 및 강도 특성의 데이터를 나타낸다.
[표 6]
Figure 112008033598628-PCT00006
열처리 파라미터 P가 13000 이상 18000 이하가 되도록 시효 열처리를 실시함으로써, 항복 강도 YS가 500㎫ 이상, 철손W10 /400가 25W/㎏이하가 되어, 소요의 특성 을 얻을 수 있었다. 또, 강판 A10에서는, 열처리 파라미터 P가 13000 미만인데도 불구하고, YS가 500㎫이상이 되었다. 이는, 강판 A7와 비교하여, 강판 A10은 Cu, Al, C량 등이 많기 때문에, 마무리풀림대로의 상태에서 원하는 강도를 가지던 것이다. 어쨌든, 시효 열처리를 적절히 행함으로써, 강도와 자기 특성이 뛰어난 강판을 얻어지는 것을 알 수 있다.

Claims (10)

  1. 질량％로, C:0.02％이하, Si:1％이상 4％이하, Mn:1％이하, P:0.2％이하, S:0.03％이하, Al:0.1％이상 3％이하, Cu:1％초과 4％이하를 함유하고, Ti 및 Nb의 적어도 어느 한쪽의 원소를 합계로 0.02％이상 0.3％이하로 함유하고, 또한 임의 원소로서 V:0％이상 0.3％이하, Zr:0％이상 0.3％이하, Ni:0％이상 2％이하, B:0％이상 0.010％이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
  2. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    질량％로, V 및 Zr의 적어도 어느 한쪽의 원소를, V:0.01％이상 0.3％이하, Zr:0.01％이상 0.3％이하로 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    질량％로, Ni:0.05％이상 2％이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    질량％로, B:0.0003％이상 0.010％이하를 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    항복 강도가 500㎫이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
  6. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 기재된 강 조성을 가지는 냉간 압연 강판에, 900℃이상 1150℃이하의 마무리풀림 온도로 마무리풀림을 실시하는 마무리풀림 공정과, 상기 마무리풀림 공정 후의 강판을, 900℃이하 600℃이상의 온도 영역에서 평균 냉각 속도가 1℃/s이상이 되도록 냉각하는 냉각 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 마무리풀림 공정 전에, 상기 냉간 압연 강판의 소재인 열간 압연 강판에 600℃이상 900℃이하로 2시간 이상 유지하는 열연판 풀림을 실시하는 열연판 풀림 공정과, 열연판 풀림이 실시된 상기 열간 압연 강판에 냉간 압연을 실시하는 냉간 압연 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
  8. 청구항 6 또는 7에 있어서,
    상기 냉각 공정 후의 강판에, 400℃이상 700℃이하의 시효 열처리 온도에서, 하기 식(1)에서 나타내는 열처리 파라미터 P가 13000 이상 18000 이하가 되도록 시효 열처리를 실시하는 시효 열처리 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 무방향성 전 자 강판의 제조 방법.
    P:(T+273)×(20+log(t))…(1)
    (여기서, T는 시효 열처리 온도(℃)이며, t는 시효 열처리 시간(h)이다.)
  9. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 기재된 무방향성 전자 강판을 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 회전자 철심.
  10. 청구항 9에 기재된 회전자 철심을 이용한 것을 특징으로 하는 회전기.
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