KR20190093619A - 무방향성 전자 강판 - Google Patents

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요시아키 나토리
가즈토시 다케다
스스무 무카와
다쿠야 마츠모토
고지 후지타
다카시 모로호시
마사후미 미야자키
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Abstract

이 무방향성 전자 강판은, 화학 조성이, 질량％로, C:0％ 초과 0.0050％ 이하, Si:3.0％ 내지 4.0％, Mn:1.2％ 내지 3.3％, P:0％ 초과 0.030％ 미만, S:0％ 초과 0.0050％ 이하, sol.Al:0％ 초과 0.0040％ 이하, N:0％ 초과 0.0040％ 이하, La, Ce, Pr, Nd의 1종 또는 2종 이상:합계로 0.0005％ 내지 0.0200％, Ca:0.0005％ 내지 0.0100％, Ti:0.0005％ 내지 0.0100％, Sn:0％ 내지 0.10％, Sb:0％ 내지 0.10％, Mg:0％ 내지 0.0100％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, Si－0.5×Mn:2.0％ 이상이고, Si＋0.5×Mn:3.8％ 이상이다.

Description

무방향성 전자 강판
본 발명은 무방향성 전자 강판에 관한 것이다.
본원은 2017년 1월 16일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2017-005212호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.
요즘, 지구 환경 문제가 주목되고 있고, 에너지 절약에의 대처에 대한 요구는 한층 더 높아지고 있다. 그 중에서도 전기 기기의 고효율화는, 근년 강하게 요망되고 있다. 이 때문에, 모터나 발전기 또는 변압기 등의 철심 재료로서 널리 사용되고 있는 무방향성 전자 강판에 있어서도, 자기 특성의 향상에 대한 요청이 더욱 강해지고 있다. 근년, 고효율화가 진전되는 전기 자동차나 하이브리드 자동차용의 모터나 발전기 및 컴프레서용 모터에 있어서는, 그 경향이 현저하다.
무방향성 전자 강판의 자기 특성의 향상을 위해서는, 강 중에 합금 원소를 첨가함으로써 강판의 전기 저항을 높이고, 와전류손을 저감시키는 것이 유효하다. 그 때문에, 예를 들어 이하의 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이, Si, Al, Mn 등의 전기 저항을 상승시키는 효과를 갖는 원소를 첨가하여, 자기 특성의 개선(철손의 저하, 자속 밀도의 증가 등)을 도모하는 것이 행해지고 있다.
국제 공개 제2016/027565호 일본 특허 공개2016-130360호 공보 국제 공개 제2016/136095호
동일한 함유량(질량％)으로 합금 원소를 첨가하는 것을 고려한 경우에, 냉간 압연성에 대한 악영향이 큰 P을 제외하면, Si가, 전기 저항을 상승시키기 쉽고, 철손의 저감에 유효한 원소이다. 그 때문에, 상기 특허문헌 1에서는, Si 함유량을 6질량％ 이하로 하는 것이 개시되어 있고, 상기 특허문헌 2에서는, Si 함유량을 5.0질량％ 이하로 하는 것이 개시되어 있고, 특허문헌 3에서는, Si 함유량을 8.0질량％ 이하로 하는 것이 개시되어 있다.
또한, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에서는, Al 함유량을 0.0050％ 이하로 하고, Si와 Mn으로 전기 저항을 상승시켜, 철손을 저감시키는 것도 개시되어 있다.
그러나, 발명자들이 검토한 결과, 특허문헌 1 내지 특허 문헌 3에 기재된 강판에서는, W10/400과 같은 고주파 철손의 저감은 충분하지 않았다. 그 이유로서, 고주파 철손의 저감에는 고합금화가 불가결이지만, 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에서는, 고주파 철손에 대해서는 검토되어 있지 않고, 고주파 철손 저감에 필요한 합금량의 하한값이나, Si, Al, Mn의 적정한 첨가량의 배분이 고려되어 있지 않으므로, W10/400과 같은 고주파 철손의 저감이 충분하지 않았다고 생각된다.
본 발명은 상기 문제를 감안하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 냉간 압연성이 양호하고, 자기 특성, 특히 고주파 철손이 우수한, 무방향성 전자 강판을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명자들은 예의 검토를 행하였다. 그 결과, (i) Al 함유량을 소정의 값 이하로 하는 것, (ii) 전기 저항의 상승에 기여하고, 냉간 압연성에 대한 악영향이 적은 Mn을 Si와 함께 함유시키는 것, 및 (iii) La, Ce, Pr, Nd의 1종 또는 2종 이상과 Ti을 더 함유시킴으로써, 양호한 냉간 압연성을 확보하면서, 입성장성의 저하를 방지하여 자기 특성을 향상시킬 수 있다는 지견을 얻고, 본 발명을 완성하는 데 이르렀다.
상기 지견에 기초하여 완성된 본 발명의 요지는, 이하와 같다.
(1) 본 발명의 일 형태에 관한 무방향성 전자 강판은, 화학 조성이, 질량％로, C:0％ 초과 0.0050％ 이하, Si:3.0％ 내지 4.0％, Mn:1.2％ 내지 3.3％, P:0％ 초과 0.030％ 미만, S:0％ 초과 0.0050％ 이하, sol.Al:0％ 초과 0.0040％ 이하, N:0％ 초과 0.0040％ 이하, La, Ce, Pr, Nd의 1종 또는 2종 이상:합계로 0.0005％ 내지 0.0200％, Ca:0.0005％ 내지 0.0100％, Ti:0.0005％ 내지 0.0100％, Sn:0％ 내지 0.10％, Sb:0％ 내지 0.10％, Mg:0％ 내지 0.0100％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, Si－0.5×Mn:2.0％ 이상이고, Si＋0.5×Mn:3.8％ 이상이다.
(2) 상기 (1)에 기재된 무방향성 전자 강판에서는, 상기 화학 조성이, Sn:0.005％ 내지 0.10％, Sb:0.005％ 내지 0.10％에서 선택되는 1종 또는 2종을 함유해도 된다.
(3) 상기 (1) 또는 (2)에 기재된 무방향성 전자 강판에서는, 상기 화학 조성이, Mg:0.0005％ 내지 0.0100％를 함유해도 된다.
본 발명의 상기 양태에 의하면, 양호한 냉간 압연성, 및 우수한 자기 특성을 갖는 무방향성 전자 강판이 얻어진다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다.
도 2는 동 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 도시한 도면이다.
이하에 도면을 참조하면서, 본 발명의 적합한 실시의 일 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.
(무방향성 전자 강판에 대하여)
무방향성 전자 강판에 있어서는, 앞서 설명한 바와 같이, 고주파 철손을 저감시키기 위해, 일반적으로는, 강 중에 합금 원소를 함유시켜 강판의 전기 저항을 높이고, 와전류손을 저감시킨다. 여기서, 동일한 함유량(질량％)의 합금 원소를 함유시키는 것을 고려한 경우에, Si가, 전기 저항을 상승시키기 쉬우므로, 철손의 저감에 유효한 원소이다. 그러나, 본 발명자들에 의한 검토의 결과, Si 함유량이 4.0질량％를 초과하는 경우에는, 무방향성 전자 강판의 냉간 압연성이 현저하게 저하되는 것이 명확해졌다.
또한, Al도, Si와 마찬가지로 전기 저항의 상승 효과를 나타내는 합금 원소이다. 그러나, 본 발명자들에 의한 검토의 결과, Al도 Si와 마찬가지로 냉간 압연성의 저하를 초래하는 것이 명확해졌다. 또한, Al 함유량이 많아지면, 히스테리시스손이 열화되어 자기 특성이 저하되는 경향이 있다. 그 때문에, 무방향성 전자 강판에, 합금 원소로서 Al을 대량으로 함유시키는 것은 곤란하다. 무방향성 전자 강판에 있어서, 히스테리시스손의 열화에 의한 자기 특성의 저하를 억제하기 위해서는, Al 함유량은 적게 하는 것이 바람직하다. 한편, 본 발명자들이 예의 검토를 행한 결과, Al 함유량을 저감시킨 강재에서는, 입성장성이 저하되고, 자기 특성이 저하되는 것도 명확해졌다.
본 발명자들은 Al 함유량을 저감시킨 경우라도, 입성장성의 저하를 억제할 수 있고, 냉간 압연성과 자기 특성을 모두 향상시키는 것이 가능한 방법에 대하여 예의 검토를 행하였다. 그 결과, 냉간 압연성에 대한 악영향이 적은 Mn을 Si와 함께 함유시킨 후에, 또한, La, Ce, Pr, Nd의 1종 또는 2종 이상 및 Ti을 복합적으로 함유시키는 것이 유효한 것을 발견했다.
이하에는, 도 1을 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판)에 대하여, 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 구조를 모식적으로 도시한 도면이다. 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)은, 도 1에 모식적으로 도시한 바와 같이 소정의 화학 조성의 지철(11)을 갖고 있다. 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판은, 지철(11)만으로 이루어져도 되지만, 지철(11)의 표면에, 절연 피막(13)을 더 갖고 있는 것이 바람직하다.
이하에는, 먼저, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)에 대하여, 상세하게 설명한다.
<지철의 화학 조성에 대하여>
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)은, 질량％로, C:0％ 초과 0.0050％ 이하, Si:3.0％ 내지 4.0％, Mn:1.2％ 내지 3.3％, P:0％ 초과 0.030％ 미만, S:0％ 초과 0.0050％ 이하, sol.Al:0％ 초과 0.0040％ 이하, N:0％ 초과 0.0040％ 이하, La, Ce, Pr, Nd의 1종 또는 2종 이상:합계로 0.0005％ 내지 0.0200％, Ca:0.0005％ 내지 0.0100％, Ti:0.0005％ 내지 0.0100％, Sn:0％ 내지 0.10％, Sb:0％ 내지 0.10％, Mg:0％ 내지 0.0100％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, Si 함유량 및 Mn 함유량을 사용하여, 「Si＋0.5×Mn」으로 표시되는 값을 계산한 경우에 3.8％ 이상이고, Si 함유량 및 Mn 함유량을 사용하여, 「Si－0.5×Mn」으로 표시되는 값을 계산한 경우에 2.0％ 이상이다.
또한, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)은, Sn:0.005％ 내지 0.10％, Sb:0.005％ 내지 0.10％에서 선택되는 적어도 1종을 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)은 Mg:0.0005％ 내지 0.0100％를 함유하는 것이 바람직하다.
이하에는, 본 실시 형태에 관한 지철(11)의 화학 조성이 상기와 같이 규정되는 이유에 대하여, 상세하게 설명한다. 이하에는, 특별히 정함이 없는 한, 화학 조성에 관한「％」는 「질량％」를 나타낸다.
[C:0％ 초과 0.0050％ 이하]
C(탄소)는, 불가피하게 함유되는 원소임과 함께, 철손 열화(철손의 증가)를 야기하는 원소이다. C 함유량이 0.0050％를 초과하는 경우에는, 무방향성 전자 강판에 있어서 철손 열화가 발생하여, 양호한 자기 특성을 얻을 수 없다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에서는, C 함유량을 0.0050％ 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.0040％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0030％ 이하이다.
C 함유량은 적으면 적을수록 바람직하지만, C는 불가피하게 함유되는 원소이고, 하한을 0％ 초과로 한다. 또한, C 함유량을 0.0005％보다도 저감시키고자 하면, 대폭적인 비용 상승으로 된다. 따라서, C 함유량은 0.0005％ 이상으로 해도 된다.
[Si:3.0％ 내지 4.0％]
Si(규소)는, 강의 전기 저항을 상승시키고 와전류손을 저감시켜, 고주파 철손을 개선하는 원소이다. 또한, Si는 고용 강화능이 크기 때문에, 무방향성 전자 강판의 고강도화에도 유효한 원소이다. 무방향성 전자 강판에 있어서, 고강도화는 모터의 고속 회전 시의 변형 억제나 피로 파괴 억제 등의 관점에서 필요하다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Si 함유량을 3.0％ 이상으로 하는 것이 필요하다. Si 함유량은, 바람직하게는 3.1％ 이상, 보다 바람직하게는 3.2％ 이상이다.
한편, Si 함유량이 4.0％를 초과하는 경우에는, 가공성이 현저하게 열화되어, 냉간 압연을 실시하는 것이 곤란해지거나, 냉간 압연의 도중에 강판이 파단되거나 한다(즉, 냉간 압연성이 저하됨). 따라서, Si 함유량은 4.0％ 이하로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 3.9％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3.8％ 이하이다.
[Mn:1.2％ 내지 3.3％]
Mn(망간)은, 전기 저항을 상승시킴으로써 와전류손을 저감시켜, 고주파 철손을 개선하기 위해 유효한 원소이다. 또한, Mn은 Si보다 고용 강화능은 작지만, 가공성을 열화시키지 않고, 고강도화에 기여할 수 있는 원소이다. 이와 같은 효과를 충분히 발휘시키기 위해, Mn 함유량을 1.2％ 이상으로 하는 것이 필요하다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.3％ 이상, 보다 바람직하게는 1.4％ 이상, 더욱 바람직하게는 1.5％ 이상이다.
한편, Mn 함유량이 3.3％를 초과하는 경우에는, 자속 밀도의 저하가 현저해진다. 따라서, Mn 함유량은 3.3％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 3.2％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3.1％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 3.0％ 이하이다.
[P:0％ 초과 0.030％ 미만]
P(인)은, Si 및 Mn 함유량이 많은 고합금강에 있어서, 현저하게 가공성을 열화시켜 냉간 압연을 곤란하게 하는 원소이다. 따라서, P 함유량은 0.030％ 미만으로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.020％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.010％ 이하이다.
P 함유량은 적으면 적을수록 좋지만, P은 불가피하게 함유되는 원소이고, 하한을 0％ 초과로 한다. P 함유량을 0.001％ 미만으로 하고자 하면, 대폭적인 비용 상승을 초래한다. 따라서, 하한을 0.001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.002％ 이상이다.
[S:0％ 초과 0.0050％ 이하]
S(황)은, 불가피하게 함유되는 원소이다. 또한, S은, MnS의 미세 석출물을 형성함으로써 철손을 증가시켜, 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 열화시키는 원소이다. 그 때문에, S 함유량은 0.0050％ 이하로 할 필요가 있다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0040％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0035％ 이하이다.
S 함유량은 적으면 적을수록 바람직하지만, S은 불가피하게 함유되는 원소이고, 하한을 0％ 초과로 한다. S 함유량을 0.0001％보다도 저감시키고자 하면, 대폭적인 비용 상승을 초래한다. 따라서, S 함유량은 0.0001％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.
[sol.Al:0％ 초과 0.0040％ 이하]
Al(알루미늄)은, 강 중에 고용되면, 무방향성 전자 강판의 전기 저항을 상승시킴으로써 와전류손을 저감시켜, 고주파 철손을 개선하는 원소이다. 그러나, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에서는, Al보다도 가공성을 열화시키지 않고 전기 저항을 상승시키는 원소인 Mn을 적극적으로 함유시킨다. 그 때문에, Al을 적극적으로 함유시킬 필요는 없다. 또한, sol.Al(산가용 Al) 함유량이 0.0040％를 초과하면, 강 중에 미세한 질화물이 석출되어 열연판 어닐링이나 마무리 어닐링에서의 결정립 성장을 저해하여, 자기 특성이 열화된다. 따라서, sol.Al 함유량은 0.0040％ 이하로 한다. sol.Al 함유량은, 바람직하게는 0.0030％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0020％ 이하이다.
한편, Al은 불가피하게 함유되는 원소이고, 하한을 0％ 초과로 한다. 또한, sol.Al 함유량을 0.0001％보다도 저감시키고자 하면, 대폭적인 비용 상승을 초래한다. 따라서, sol.Al 함유량은 0.0001％ 이상으로 해도 된다.
[N:0％ 초과 0.0040％ 이하]
N(질소)는, 불가피하게 함유되는 원소이다. 또한, N는, 강 중에서 미세한 질화물을 형성하여 철손을 증가시켜, 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 열화시키는 원소이다. 그 때문에, N 함유량은 0.0040％ 이하로 할 필요가 있다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0030％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0020％ 이하이다.
한편, N는 불가피하게 함유되는 원소이고, 하한을 0％ 초과로 한다. 또한, N 함유량은 적으면 적을수록 좋지만, N 함유량을 0.0001％보다도 저감시키고자 하면, 대폭적인 비용 상승을 초래한다. 따라서, N 함유량은 0.0001％ 이상으로 해도 된다. 보다 바람직하게는 0.0003％ 이상이다.
[Ti:0.0005％ 내지 0.0100％]
Ti(티타늄)은, 상기 Mn이나 Si의 원재료 중에 불가피적으로 함유된다. Ti는, 지철 중의 C, N, O 등과 결합하여 TiN, TiC, Ti 산화물 등의 미소 석출물을 형성하고, 어닐링 중의 결정립의 성장을 저해하여 자기 특성을 열화시키는 원소이다. 그 때문에, 종래, 지철 중의 Ti 함유량을 최대한 적게 하기 위해, 고순도화된 Mn이나 Si의 원재료를 이용하는 것이 행해져 왔다.
그러나, 본 발명자들이 검토를 행한 결과, 이하에 설명하는 La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상을, Ti과 함께 복합적으로 함유시킴으로써, 어닐링 중의 결정립의 성장을 저해하지 않아, 입성장성을 유지 가능한 것이 명확해졌다. 그 원인은 아직 명확하지 않지만, 생성한 TiN, TiC, Ti 산화물 등의 미소 석출물이 La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상의 화합물과 합체함으로써 조대화되고, 결정립의 성장을 저해하지 않는, 더 큰 석출물로 되었기 때문이라고 생각된다. 즉, 조대한 석출물이 생성됨으로써 입성장을 저해하는 미소한 석출물이 감소하여, 입성장성의 저하가 억제된다고 생각된다.
또한, 종래, 지철 중에 있어서의 Ti 함유량을 최대한 적게 하기 위해, 원재료의 고순도화가 도모되어 왔지만, La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상을 함유시킴으로써 Ti의 악영향을 회피 가능하므로, 원재료의 과도한 고순도화를 도모하지 않아도 양호해진다. 그 결과, 더 고성능의 무방향성 전자 강판을 더 저비용으로 제조하는 것이 가능해진다.
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에서는, La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상을 함유시킴으로써, 원재료로부터 Ti이 혼입되어도 결정립 성장성을 확보할 수 있다. 그 때문에, 원재료의 과도한 고순도화를 도모할 필요가 없다. 비용의 관점에서 Ti을 함유하는 Mn이나 Si의 원재료를 사용하는 것을 고려하여, Ti 함유량은 0.0005％ 이상으로 한다. 그러나, Ti 함유량이 0.0100％를 초과하는 경우에는, 허용되는 최대량의 La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상을 함유시켰다고 해도, Ti에 의한 악영향을 방지하는 것이 곤란해진다. 따라서, Ti 함유량은 0.0005％ 이상, 0.0100％ 이하로 한다. La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상과 복합적으로 함유되는 것에 의한 입성장성의 개선 효과를 더 확실하게 발현시키고, 또한 저비용화를 도모하기 위해, Ti 함유량은, 바람직하게는 0.0015％ 이상, 0.0080％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0025％ 이상, 0.0060％ 이하이다.
[La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상:합계로 0.0005％ 내지 0.0200％]
La, Ce, Pr, Nd은, S과 결합하여 조대한 황화물, 황산화물 또는 이들 양쪽을 형성함으로써 미세한 MnS의 석출을 억제하고, 어닐링 시의 결정립 성장을 촉진하는 원소이다. 또한, La, Ce, Pr, Nd은, Ti에 기인하여 생성되는 TiN, TiC, Ti 산화물 등의 미소 석출물을, La, Ce, Pr, Nd의 황화물 혹은 황산화물 또는 이들 양쪽에 복합 석출시켜 결정립 성장성을 개선하여, 자기 특성을 향상시키는 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상의 함유량은, 합계로 0.0005％ 이상인 것이 필요하다. 한편, La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상의 함유량이 합계로 0.0200％를 초과하는 경우에는, 상기와 같은 미소 석출물의 조대화 효과가 포화되는 데다가, 경제적으로 불리해지므로 바람직하지 않다. 따라서, La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상의 함유량은, 합계로 0.0200％ 이하로 한다. La, Ce, Pr 및 Nd의 1종 또는 2종 이상의 함유량은, 바람직하게는 합계로 0.0010％ 이상, 0.0150％ 이하이고, 보다 바람직하게는 합계로 0.0020％ 이상, 0.0100％ 이하이다.
[Ca:0.0005％ 내지 0.0100％]
Ca(칼슘)은, S과 결합하여 조대한 화합물을 형성함으로써 미세한 MnS의 석출을 억제하여, 어닐링 시의 결정립 성장을 촉진하는 원소이다. 또한, La, Ce, Pr, Nd의 1종 또는 2종 이상과의 복합 함유에 의해, 연속 주조 시의 산화물 기인의 노즐 폐색을 회피하는 데 유효한 원소이다. 이와 같은 효과를 얻기 위해, Ca 함유량은 0.0005％ 이상인 것이 필요하다. 바람직하게는 0.0010％ 이상이다.
한편, Ca 함유량이 0.0100％를 초과하는 경우에는, 상기와 같은 결정립 성장성의 개선 효과나 노즐 폐색의 억제 효과가 포화되어, 경제적으로 불리해진다. 따라서, Ca 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. Ca 함유량은, 바람직하게는 0.0080％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0060％ 이하이다.
[Sn:0％ 내지 0.10％]
[Sb:0％ 내지 0.10％]
Sn(주석) 및 Sb(안티몬)은, 표면에 편석하여 어닐링 중의 산화나 질화를 억제함으로써, 낮은 철손을 확보하는 데 유용한 원소이다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에서는, 상기 효과를 얻기 위해, Sn 또는 Sb의 적어도 어느 한쪽을, 지철 중에 함유시켜도 된다. 상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Sn 또는 Sb의 함유량을, 각각 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.010％ 이상이다.
한편, Sn 또는 Sb의 함유량이 각각 0.10％를 초과하는 경우에는, 지철의 연성이 저하되어 냉간 압연이 곤란해질 가능성이 있다. 따라서, Sn 또는 Sb의 함유량은 함유시키는 경우라도, 각각 0.10％ 이하로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 각각 0.05％ 이하이다.
Sn, Sb는 임의 원소이고, 반드시 함유시킬 필요가 없으므로, 하한은 0％이다.
[Mg:0％ 내지 0.0100％]
Mg(마그네슘)은, S과 결합하여 조대한 화합물을 형성한다. Mg와 S의 조대한 화합물이 형성되면, 미세한 MnS의 석출이 억제되어, 어닐링 시의 결정립 성장이 촉진되므로, 낮은 철손을 확보하는 데 유리하다. 따라서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에서는, 상기 효과를 얻기 위해, Mg을 함유시켜도 된다. 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Mg 함유량을 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 한편, Mg 함유량이 0.0100％를 초과하는 경우에는, 결정립 성장성의 개선 효과가 포화되어, 경제적으로 불리해지므로 바람직하지 않다. 따라서, Mg 함유량은 0.0100％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Mg을 지철 중에 함유시키는 경우에, Mg 함유량은, 보다 바람직하게는 0.0050％ 이하이다.
Mg은 임의 원소이고, 반드시 함유시킬 필요가 없으므로, 하한은 0％이다.
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판은, 상기한 원소를 포함하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 것을 기본으로 한다. 그러나, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에 있어서, 상술한 원소 이외의 Ni(니켈), Cr(크롬), Cu(구리) 및 Mo(몰리브덴) 등의 원소를 더 함유해도 된다. 이들 원소를 각각 0.50％ 이하 함유해도, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 효과는 손상되지 않는다.
또한, 상기한 원소 외에, Pb(납), Bi(비스무트), V(바나듐), As(비소), B(붕소) 등의 원소를 더 함유해도 된다. 이들 원소가 각각 0.0050％ 이하 포함되어 있어도, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 효과는 손상되지 않는다.
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판은, 상기와 같이 각 원소의 함유량을 제어한 후에, Si 함유량과 Mn 함유량이 소정의 관계성을 만족시키도록 제어될 필요가 있다.
[Si＋0.5×Mn:3.8％ 이상]
철손, 특히 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판이 목적으로 하는 W10/400과 같은 고주파 철손을 저감시키는(개선하는) 경우에는, 고합금화하여 강판의 전기 저항을 증가시키는 것이 유효하다. 구체적으로는, Si＋0.5×Mn이 3.8％ 이상으로 되도록 Si, Mn을 함유시킴으로써, 고주파 철손을 더 저감시킬 수 있다. 그 때문에, Si＋0.5×Mn을 3.8％ 이상으로 한다. Si＋0.5×Mn은, 바람직하게는 3.9％ 이상, 보다 바람직하게는 4.0％ 이상, 더욱 바람직하게는 4.4％ 이상이다.
Si＋0.5×Mn의 실질적인 상한은, Si 및 Mn의 함유량의 상한으로부터 계산되는 값이다.
[Si－0.5×Mn:2.0％ 이상]
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에서는, 함유된 La, Ce, Pr, Nd, Ca이, S을 황화물이나 산 황화물로서 고정한다. 이 경우, 강판의 표면의 산화나 질화가 촉진되어, 자기 특성이 저하될 우려가 있다.
그러나, Si－0.5×Mn≥2.0으로 함으로써, 자기 특성의 저하를 억제할 수 있다. 그 이유는 명확하지 않지만, Si－0.5×Mn≥2.0으로 함으로써, 마무리 어닐링의 가열 시에, 치밀한 SiO2의 얇은 산화층이 강판 표면에 발생하기 쉬워져, 마무리 어닐링의 균열 과정에서의 산화나 질화가 억제되기 때문이라고 생각된다.
또한, Si는, 페라이트상 형성 촉진 원소(소위, 페라이트포머 원소)이다. 한편, Mn은, 오스테나이트상 형성 촉진 원소(소위, 오스테나이트포머 원소)이다. 따라서, Si 및 Mn 각각의 함유량에 따라, 무방향성 전자 강판의 금속 조직은 변화되고, 무방향성 전자 강판은 변태점을 갖는 성분계로 되거나, 변태점을 갖지 않는 성분계로 되거나 한다. 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에서는, 지철에 있어서의 평균 결정립 직경을 적절히 크게 하는 것이 요구되고 있고, 변태점을 갖지 않는 성분계로 하는 것은, 결정립 직경을 크게 하기 위한 유효한 수단이 된다. 그 때문에, 변태점을 갖지 않는 성분계로 되도록, Si 및 Mn의 각각의 함유량은 소정의 관계성을 만족시키는 것이 바람직하다.
본 발명자들의 검토에 의하면, Mn에 의한 오스테나이트상 형성 촉진능(환언하면, 페라이트상 형성 촉진능을 부정하는 효과)은, Si에 의한 페라이트상 형성 촉진능의 0.5배 정도로 생각된다. 그 때문에, 본 실시 형태에 있어서의 페라이트상 형성 촉진능의 등량은, Si의 함유량을 기준으로 하여, 「Si－0.5×Mn」으로서 나타낼 수 있다.
Si－0.5×Mn의 값이 2.0％ 미만인 경우에는, 무방향성 전자 강판은, 변태점을 갖는 성분계로 되어 버린다. 그 결과, 제조 도중의 고온 처리 시에 있어서 강판의 금속 조직이 페라이트 단상은 아닌 것으로 되고, 무방향성 전자 강판의 자기 특성이 저하될 우려가 있다. 따라서, Si－0.5×Mn의 값은 2.0％ 이상으로 한다. 바람직하게는 2.1％ 이상이다.
한편, Si－0.5×Mn의 상한값은, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 Si 함유량 및 Mn 함유량의 범위로부터, Si－0.5×Mn의 값은 3.4％를 초과할 수는 없다. 따라서, Si－0.5×Mn의 상한값은, 실질적으로는 3.4％로 된다.
이상, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판에 있어서의 지철의 화학 조성에 대하여, 상세하게 설명했다.
무방향성 전자 강판에 있어서의 지철의 화학 조성을, 사후적으로 측정하는 경우에는, 공지의 각종 측정법을 이용하는 것이 가능하다. 예를 들어, 스파크 방전 발광 분석법, ICP 발광 분석법, 또한 C, S을 고정밀도로 측정하는 경우에는 연소-적외 흡수법, O, N를 고정밀도로 측정하는 경우에는 불활성 가스 융해-적외 흡수법/열전도율법 등을 적절히 이용하면 된다.
<지철의 판 두께에 대하여>
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)에 있어서의 지철(11)의 판 두께(도 1에 있어서의 두께 t)는, 와전류손을 저감시켜 고주파 철손을 저감시키기 위해, 0.40㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 한편, 지철(11)의 판 두께 t가 0.10㎜ 미만인 경우에는, 판 두께가 얇기 때문에 어닐링 라인의 통판이 곤란해질 가능성이 있다. 따라서, 무방향성 전자 강판(10)에 있어서의 지철(11)의 판 두께 t는, 0.10㎜ 이상, 0.40㎜ 이하로 하는 것이 바람직하다. 무방향성 전자 강판(10)에 있어서의 지철(11)의 판 두께 t는, 보다 바람직하게는 0.15㎜ 이상, 0.35㎜ 이하이다.
이상, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)에 대하여, 상세하게 설명했다.
<절연 피막에 대하여>
계속해서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)이 갖고 있는 것이 바람직한 절연 피막(13)에 대하여, 간단하게 설명한다.
무방향성 전자 강판의 자기 특성을 향상시키기 위해서는, 철손을 저감시키는 것이 중요하다. 철손은 와전류손과 히스테리시스손으로 구성되어 있다. 지철(11)의 표면에 절연 피막(13)을 마련함으로써, 철심으로서 적층된 전자 강판 사이의 도통을 억제하여 철심의 와전류손을 저감시키는 것이 가능해지므로, 무방향성 전자 강판(10)의 실용적인 자기 특성을 더 향상시키는 것이 가능해진다.
여기서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)이 구비하는 절연 피막(13)은 무방향성 전자 강판의 절연 피막으로서 사용되는 것이라면, 특별히 한정되는 것은 아니고, 공지의 절연 피막을 사용하는 것이 가능하다. 이와 같은 절연 피막으로서, 예를 들어 무기물을 주체로 하고, 더 유기물을 포함한 복합 절연 피막을 들 수 있다. 여기서, 복합 절연 피막이란, 예를 들어 크롬산 금속염, 인산 금속염 또는 콜로이달 실리카, Zr 화합물, Ti 화합물 등의 무기물의 적어도 어느 것을 주체로 하고, 미세한 유기 수지의 입자가 분산되어 있는 절연 피막이다. 특히, 근년 요구가 높아지고 있는 제조 시의 환경 부하 저감의 관점에서는, 인산 금속염이나 Zr 혹은 Ti의 커플링제, 또는 이들 탄산염이나 암모늄염을 출발 물질로서 사용한 절연 피막이 바람직하게 사용된다.
상기와 같은 절연 피막(13)의 부착량은, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들어 편면당 0.1g/㎡ 이상 2.0g/㎡ 이하 정도로 하는 것이 바람직하고, 편면당 0.3g/㎡ 이상 1.5g/㎡ 이하로 하는 것이 보다 바람직하다. 상술한 부착량이 되도록 절연 피막(13)을 형성함으로써, 우수한 균일성을 유지하는 것이 가능해진다. 절연 피막(13)의 부착량을, 사후적으로 측정하는 경우에는, 공지의 각종 측정법을 이용하는 것이 가능하다. 절연 피막(13)의 부착량은, 예를 들어 절연 피막(13)을 형성한 무방향성 전자 강판(10)을 열알칼리 용액에 침지함으로써 절연 피막(13)만을 제거하고, 절연 피막(13)의 제거 전후의 질량차로부터 산출하는 것이 가능하다.
<무방향성 전자 강판의 자기 특성의 측정 방법에 대하여>
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)은 상기와 같은 구조를 가짐으로써, 우수한 자기 특성을 나타낸다. 여기서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)이 나타내는 각종 자기 특성은, JIS C2550에 규정된 엡스타인법이나, JIS C2556에 규정된 단판 자기 특성 측정법(Single Sheet Tester:SST)에 의거하여, 측정하는 것이 가능하다.
이상, 도 1을 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)에 대하여, 상세하게 설명했다.
(무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대하여)
계속해서, 도 2를 참조하면서, 이상 설명한 바와 같은 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 바람직한 제조 방법에 대하여, 간단하게 설명한다.
도 2는 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 도시한 도면이다.
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 제조 방법에서는, 이상 설명한 바와 같은 소정의 화학 조성을 갖는 강괴에 대하여, 열간 압연, 열연판 어닐링, 산세, 냉간 압연, 마무리 어닐링을 차례로 실시한다. 또한, 절연 피막(13)을 지철(11)의 표면에 형성하는 경우에는, 상기 마무리 어닐링 후에 절연 피막의 형성이 행해진다. 이하, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)의 제조 방법으로 실시되는 각 공정에 대하여, 상세하게 설명한다.
<열간 압연 공정>
본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서는, 먼저, 상기한 화학 조성을 갖는 강괴(슬래브)를 가열하고, 가열된 강괴에 대하여 열간 압연을 행하여, 열연 강판을 얻는다(스텝 S101). 열간 압연에 제공할 때의 강괴의 가열 온도에 대해서는, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 예를 들어 1050℃ 내지 1300℃로 하는 것이 바람직하다. 강괴의 가열 온도는, 보다 바람직하게는 1050℃ 내지 1250℃이다.
또한, 열간 압연 후의 열연 강판의 판 두께에 대해서도, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 지철의 최종 판 두께를 고려하여, 예를 들어 1.6㎜ 내지 3.5㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다. 열간 압연 공정은 강판의 온도가 700℃ 내지 1000℃의 범위에 있는 동안에 종료하는 것이 바람직하다. 열간 압연의 종료 온도는, 보다 바람직하게는 750℃ 내지 950℃이다.
<열연판 어닐링 공정>
상기 열간 압연 후에는, 열연판 어닐링(열연 강판에 대한 어닐링)이 실시된다(스텝 S103). 연속 어닐링의 경우에는, 열연 강판에 대하여, 예를 들어 750℃ 내지 1200℃에서, 10초 내지 10분의 균열을 포함하는 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다. 또한, 상자 어닐링의 경우, 열연 강판에 대하여, 예를 들어 650℃ 내지 950℃에서, 30분 내지 24시간의 균열을 포함하는 어닐링을 실시하는 것이 바람직하다.
열연판 어닐링 공정을 실시한 경우와 비교하여 자기 특성은 약간 떨어지게 되지만, 비용 삭감을 위해, 열연판 어닐링 공정을 생략해도 된다.
<산세 공정>
상기 열연판 어닐링 공정 후에는, 산세가 실시된다(스텝 S105). 이에 의해, 열연판 어닐링 시에 강판의 표면에 형성된, 산화물을 주체로 하는 스케일층이 제거된다. 열연판 어닐링이 상자 어닐링인 경우, 탈스케일성의 관점에서, 산세 공정은 열연판 어닐링 전에 실시하는 것이 바람직하다.
<냉간 압연 공정>
상기 산세 공정 후(열연판 어닐링이 상자 어닐링으로 실시되는 경우는, 열연판 어닐링 공정 후로 되는 경우도 있음)에는 열연 강판에 대하여, 냉간 압연이 실시된다(스텝 S107). 냉간 압연에서는, 지철의 최종 판 두께가 0.10㎜ 이상 0.40㎜ 이하로 되는 압하율로, 스케일이 제거된 산세판을 압연하는 것이 바람직하다.
<마무리 어닐링 공정>
상기 냉간 압연 공정 후에는, 냉간 압연 공정에 의해 얻어진 냉연 강판에 대하여, 마무리 어닐링이 실시된다(스텝 S109). 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서는, 마무리 어닐링의 승온 과정을, 급속 가열로 하는 것이 바람직하다. 승온 과정의 가열을 급속하게 행함으로써, 지철(11)에 있어서, 자기 특성에 유리한 재결정 집합 조직이 형성된다. 마무리 어닐링의 승온 과정을 급속 가열로 하는 경우, 마무리 어닐링은 연속 어닐링으로 실시하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 승온 과정에서는, 평균 승온 속도를 1℃/초 내지 2000℃/초로 하는 것이 바람직하다. 또한, 승온 시의 노 내의 분위기를, H2의 비율이 10체적％ 내지 100체적％인 H2 및 N2의 혼합 분위기(즉, H2＋N2＝100체적％)로 하고, 분위기의 노점을 30℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 평균 승온 속도는, 보다 바람직하게는 5℃/초 내지 1500℃/초이고, 분위기 중의 H2의 비율은, 보다 바람직하게는 15체적％ 내지 90체적％이고, 분위기의 노점은, 보다 바람직하게는 20℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 10℃ 이하이다. 상기한 평균 가열 속도는, 예를 들어 가스 연소에 의한 가열의 경우에는 직접 가열이나 라디언트 튜브를 사용한 간접 가열을 사용하거나, 그 밖에 통전 가열 또는 유도 가열 등의 공지의 가열 방법을 사용하거나 함으로써, 실현하는 것이 가능하다.
승온 과정 후의 균열 과정에서는, 균열 온도를, 700℃ 내지 1100℃로 하고, 균열 시간을, 1초 내지 300초로 하고, 분위기를, H2의 비율이 10체적％ 100체적％인 H2 및 N2의 혼합 분위기(즉, H2＋N2＝100체적％)로 하고, 분위기의 노점을 20℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 균열 온도는, 보다 바람직하게는 750℃ 내지 1050℃이고, 분위기 중의 H2의 비율은, 보다 바람직하게는 15체적％ 내지 90체적％이고, 분위기의 노점은, 보다 바람직하게는 10℃ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0℃ 이하이다.
균열 과정 후의 냉각 과정에서는, 평균 냉각 속도를 1℃/초 내지 50℃/초로 200℃ 이하까지 냉각하는 것이 바람직하다. 평균 냉각 속도는, 보다 바람직하게는 5℃/초 내지 30℃/초이다.
상기와 같은 각 공정을 포함하는 제조 방법에 의하면, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판(10)을 제조할 수 있다.
<절연 피막 형성 공정>
상기 마무리 어닐링 후에는, 필요에 따라, 절연 피막의 형성 공정이 실시된다(스텝 S111). 절연 피막의 형성 공정에 대해서는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 상기와 같은 공지의 절연 피막 처리액을 사용하여, 공지의 방법에 의해 처리액의 도포 및 건조를 행하면 된다.
절연 피막이 형성되는 지철의 표면은, 처리액을 도포하기 전에, 알칼리 등에 의한 탈지 처리나, 염산, 황산, 인산 등에 의한 산세 처리 등, 임의의 전처리를 실시해도 되고, 이들 전처리를 실시하지 않고 마무리 어닐링 후인 채의 표면이어도 된다.
이상, 도 2를 참조하면서, 본 실시 형태에 관한 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대하여, 상세하게 설명했다.
[실시예]
이하에는, 실시예를 나타내면서, 본 발명에 관한 무방향성 전자 강판에 대하여, 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명에 관한 무방향성 전자 강판의 어디까지나 일례이며, 본 발명에 관한 무방향성 전자 강판이 하기의 예에 한정되는 것은 아니다.
(실험예 1)
이하의 표 1에 나타내는 조성을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강 슬래브를, 1150℃로 가열한 후, 열간 압연으로 2.0㎜ 두께로 압연했다. 계속해서, 열연 강판을 연속 어닐링식의 어닐링로에서, 균열 온도가 1000℃이고 균열 시간이 40초인 열연판 어닐링을 행한 후, 냉간 압연을 행하여 0.25㎜ 두께의 냉연 강판으로 했다. 이 냉연 강판에 대하여, 균열 온도가 1000℃이고 균열 시간이 15초인 마무리 어닐링을 행하였다. 그 후, 다시 인산 금속염을 주체로 하여, 아크릴 수지의 에멀션을 포함하는 용액을 강판의 양면에 도포 및 베이킹하고, 복합 절연 피막을 형성함으로써 무방향성 전자 강판을 제조했다.
상기한 마무리 어닐링은 승온 과정, 균열 과정에 있어서의, 노점이 －30℃, H2의 비율이 30체적％인 H2 및 N2의 혼합 분위기 하에서 실시했다. 또한, 마무리 어닐링 시의 승온 과정에 있어서의 평균 승온 속도를 20℃/초, 냉각 과정에 있어서의 평균 냉각 속도를 20℃/초로 했다. 마무리 어닐링 후는 200℃ 이하까지 냉각했다.
표 1에 있어서, 「Tr.」이란, 해당하는 원소를 의도하여 함유시키고 있지 않은 것을 나타낸다. 또한, 밑줄은 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다.
그 후, 제조한 각각의 무방향성 전자 강판에 대하여, JIS C2550에 규정된 엡스타인법에 의해, 자속 밀도 B50 및 철손 W10/400을 평가했다. 얻어진 결과를, 표 1에 함께 나타냈다.
Figure pct00001
상기 표 1로부터 명확해진 바와 같이, La, Ce, Pr 및 Nd의 합계 함유량과 Ca 함유량이 본 발명의 범위보다 낮게 벗어간 시험 번호 1, Ti 함유량이 본 발명 범위보다 높게 벗어난 시험 번호 8, La, Ce, Pr 및 Nd의 합계 함유량이 본 발명 범위보다 낮게 벗어간 시험 번호 11은 철손 및 자속 밀도가 떨어져 있었다. 또한, Ca 함유량이 본 발명의 범위보다 낮게 벗어난 시험 번호 9는 연속 주조 시에 노즐 폐색이 발생했기 때문에, 제조를 단념했다. 한편, 강판의 화학 조성이 본 발명의 범위 내인 시험 번호 2, 3, 4, 5, 6, 7 및 10은 철손과 자속 밀도가 모두 우수했다.
(실험예 2)
표 2에 나타내는 조성을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강 슬래브를, 1150℃로 가열한 후, 열간 압연으로 2.0㎜ 두께로 압연했다. 계속해서, 열연 강판을 균열 온도가 1000℃이고 균열 시간이 40초로 되는 조건에서 연속 어닐링식의 어닐링로에서 열연판 어닐링한 후, 냉간 압연을 행하여 0.25㎜ 두께의 냉연 강판을 얻었다. 그 후, 이 냉연 강판에 대하여, 균열 온도가 1000℃이고 균열 시간이 15초로 되는 조건에서 마무리 어닐링을 행하였다. 그 후, 다시 인산 금속염을 주체로 하고, 아크릴 수지의 에멀션을 포함하는 용액을 강판의 양면에 도포 및 베이킹하여, 복합 절연 피막을 형성함으로써 무방향성 전자 강판을 제조했다.
여기서, 상기한 마무리 어닐링은 승온 과정 및 균열 과정에 있어서의, 분위기 노점이 －30℃, H2의 비율이 20체적％인 H2 및 N2의 혼합 분위기 하에서 실시했다. 또한, 마무리 어닐링 시의 승온 과정에 있어서의 평균 승온 속도를 20℃/초, 냉각 과정에 있어서의 평균 냉각 속도를 20℃/초로 했다. 마무리 어닐링 후에는 200℃ 이하까지 냉각했다.
표 2에 있어서, 「Tr.」이란, 해당하는 원소를 의도하여 함유시키고 있지 않은 것을 나타낸다. 또한, 밑줄은 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다.
그 후, 제조한 각각의 무방향성 전자 강판에 대하여, JIS C2550에 규정된 엡스타인법에 의해, 자속 밀도 B50 및 철손 W10/400을 평가했다. 얻어진 결과를, 표 2에 함께 나타냈다.
Figure pct00002
P 함유량이 본 발명의 범위보다 높게 벗어난 시험 번호 14 및 Si 함유량이 본 발명의 범위보다 높게 벗어난 시험 번호 23은 냉간 압연 시에 파단되었기 때문에, 자기 측정을 할 수 없었다. 강판의 화학 조성이 본 발명의 범위 내인 시험 번호 12, 13, 15, 16, 18, 19, 20, 24, 25 및 26은 냉간 압연이 가능하고, 철손 및 자속 밀도가 우수했다. 한편, sol.Al 함유량이 본 발명의 범위보다 높게 벗어난 시험 번호 17은 sol.Al을 제외하고 거의 동일한 조성인 본 발명의 범위 내의 시험 번호 16과 비교하여 철손이 떨어져 있었다. 또한, Mn 함유량이 본 발명의 범위보다 높게 벗어난 시험 번호 22는 철손과 자속 밀도가 떨어져 있었다. 또한, Si－0.5×Mn이 본 발명의 범위보다 낮게 벗어난 시험 번호 21은 철손과 자속 밀도가 떨어져 있었다.
(실험예 3)
이하의 표 3에 나타내는 조성을 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 강 슬래브를, 1150℃로 가열한 후, 열간 압연으로 2.0㎜ 두께로 압연했다. 계속해서, 열연 강판을 균열 온도가 1000℃, 균열 시간이 40초로 되는 조건에서 연속 어닐링식의 어닐링로에서 열연판 어닐링한 후, 냉간 압연을 행하여 0.25㎜ 두께의 냉연 강판을 얻었다. 그 후, 이 냉연 강판에, 균열 온도가 800℃, 균열 시간이 15초로 되는 조건에서 마무리 어닐링을 행하였다. 그 후, 인산 금속염을 주체로 하고, 아크릴 수지의 에멀션을 포함하는 용액을 강판의 양면에 도포 및 베이킹하고, 복합 절연 피막을 형성함으로써 무방향성 전자 강판을 제조했다. 계속해서, 상기 강판에 대하여, 750℃×2hr의 응력 제거 어닐링을 실시했다.
여기서, 상기한 마무리 어닐링은 승온 과정 및 균열 과정에 있어서의, 분위기 노점이 －30℃, H2의 비율이 20체적％인 H2 및 N2의 혼합 분위기 하에서 실시했다. 또한, 마무리 어닐링 시의 승온 과정에 있어서의 평균 승온 속도 15℃/초, 냉각 과정에 있어서의 평균 냉각 속도를 15℃/초로 했다. 마무리 어닐링 후에는 200℃ 이하까지 냉각했다.
표 3에 있어서, 「Tr.」이란, 해당하는 원소를 의도하여 함유시키고 있지 않은 것을 나타낸다. 또한, 밑줄은 본 발명의 범위로부터 벗어나 있는 것을 나타낸다.
그 후, 제조한 각각의 무방향성 전자 강판에 대하여, JIS C2550에 규정된 엡스타인법에 의해, 자속 밀도 B50 및 철손 W10/400을 평가했다. 얻어진 결과를 표 3에 함께 나타냈다.
Figure pct00003
실험예 3의 각 시험 번호의 무방향성 전자 강판의 자기 특성은, 응력 제거 어닐링을 실시한 것에 의해, 응력 제거 어닐링을 행하지 않은 경우와 비교하면, 전반적으로 향상되어 있지만, 특히, 강판의 화학 조성이 본 발명의 범위인 시험 번호 27, 28, 31 및 32는 철손 및 자속 밀도가 우수했다. 한편, La, Ce, Pr, Nd의 합계 함유량 및 Ca 함유량이 본 발명의 범위로부터 낮게 벗어난 시험 번호 29는, La, Ce, Pr, Nd, Ca을 제외하고 거의 동일한 조성인 시험 번호 27과 비교하여 철손과 자속 밀도가 떨어져 있었다. 또한, Si＋0.5×Mn이 낮게 벗어난 시험 번호 30은 철손이 떨어져 있었다. 이상과 같이, 응력 제거 어닐링을 행하는 경우에도, 본 발명에 관한 무방향성 전자 강판은 자기 특성이 향상되는 것이 명확해졌다.
이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 예에 한정되지 않는다. 본 발명이 속하는 기술의 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에 있어서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하고, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.
본 발명에 따르면, 양호한 냉간 압연성, 및 우수한 자기 특성을 갖는 무방향성 전자 강판이 얻어지므로, 산업상 이용가능성이 높다.
10 : 무방향성 전자 강판
11 : 지철
13 : 절연 피막

Claims (3)

  1. 화학 조성이, 질량％로,
    C:0％ 초과 0.0050％ 이하,
    Si:3.0％ 내지 4.0％,
    Mn:1.2％ 내지 3.3％,
    P:0％ 초과 0.030％ 미만,
    S:0％ 초과 0.0050％ 이하,
    sol.Al:0％ 초과 0.0040％ 이하,
    N:0％ 초과 0.0040％ 이하,
    La, Ce, Pr, Nd의 1종 또는 2종 이상:합계로 0.0005％ 내지 0.0200％,
    Ca:0.0005％ 내지 0.0100％,
    Ti:0.0005％ 내지 0.0100％,
    Sn:0％ 내지 0.10％,
    Sb:0％ 내지 0.10％,
    Mg:0％ 내지 0.0100％를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
    Si－0.5×Mn:2.0％ 이상이고,
    Si＋0.5×Mn:3.8％ 이상인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학 조성이,
    Sn:0.005％ 내지 0.10％,
    Sb:0.005％ 내지 0.10％에서 선택되는 1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 화학 조성이,
    Mg:0.0005％ 내지 0.0100％를 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
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