KR20220142512A

KR20220142512A - 무방향성 전자 강판, 코어, 냉간 압연 강판, 무방향성 전자 강판의 제조 방법 및 냉간 압연 강판의 제조 방법

Info

Publication number: KR20220142512A
Application number: KR1020227032339A
Authority: KR
Inventors: 미나코 후쿠치; 이치로 다나카; 미호 도미타; 뎃슈 무라카와
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2020-04-10
Filing date: 2021-03-24
Publication date: 2022-10-21
Also published as: EP4134456A1; US20230106818A1; JPWO2021205880A1; TWI774294B; CN115315536A; TW202138582A; EP4134456A4; WO2021205880A1; BR112022018384A2; CN115315536B

Abstract

이 무방향성 전자 강판은, 소정의 화학 조성을 갖고, 상기 화학 조성이, (2×[Mn]+2.5×[Ni]+[Cu])-([Si]+2×[sol. Al]+4×[P])≥1.50％를 충족하고, 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 {hkl}<uvw> 방위의 결정립의 전체 시야에 대한 면적률을 Ahkl-uvw로 표기했을 때, A411-011이 15.0％ 이상이며, 평균 결정 입경이 50㎛ 내지 150㎛이다.

Description

무방향성 전자 강판, 코어, 냉간 압연 강판, 무방향성 전자 강판의 제조 방법 및 냉간 압연 강판의 제조 방법

본 발명은, 무방향성 전자 강판, 코어, 냉간 압연 강판, 무방향성 전자 강판의 제조 방법 및 냉간 압연 강판의 제조 방법에 관한 것이다.

본원은, 2020년 4월 10일에, 일본에서 출원된 일본 특허 출원 제2020-070883호에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

전자 강판은, 전기 기기의 코어(철심)의 소재로서 이용된다. 전기 기기는 예를 들어, 자동차에 탑재되는 구동 모터나, 에어컨이나 냉장고용으로 대표되는 각종 컴프레서용 모터, 나아가 가정용 또는 산업용 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. 저철손 및 높은 자속 밀도를 얻기 위한 해결책으로서 집합 조직 제어가 있고, 지금까지, 강판 판면 내에 자화 용이축을 갖고, 자기 특성 향상에 유리하며, 또한 강판 제조의 필수 공정인 열간 압연 및 냉간 압연에 있어서의 압연 가공에 의해 비교적 용이하게 집적을 높이는 것이 가능한 조직(α파이버)을 발달시키는 기술이 제안되어 있다. 구체적으로는, <110> 방향이 압연 방향(RD)에 대략 평행한 조직이 형성된다.

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

구체적으로는, 특허문헌 1에는, 열간 압연 후 3초 이내에 200℃/sec 이상의 냉각 속도에서 250℃ 이하까지 냉각시키는 것, 열간 압연과, 냉간 압연의 사이에서 어닐링을 행하지 않고, 냉간 압연에 있어서의 누적 압하율을 88％ 이상으로 하는 것이 기재되어 있다. 이에 의해, 강판 판면에 있어서 {100}<011> 방위에 집적된 전자 강판을 제조할 수 있는 것으로 하고 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> 방위에 집적된 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 두어서 2회의 냉간 압연을 행하는 것이며, 열간 압연과 1회째의 냉간 압연의 사이에서 어닐링을 행하지 않고, 2회째의 냉간 압연으로 누적 압하율을 5 내지 15％로 하고 있다. 이에 의해, 강판 판면에 있어서 {100}<011> 방위에 집적된 전자 강판을 제조할 수 있는 것으로 하고 있다.

특허문헌 1 내지 3에 기재된 어느 방법도, 강판 판면에 있어서 {100}<011> 방위에 집적된 전자 강판을 제조할 때, 열간 압연에 있어서의 마무리 압연 온도를 Ac3 온도 이상으로 하는 경우에, 직후의 급랭이 필요해지고 있다. 급랭을 행하면 열간 압연 후의 냉각 부하가 높아진다. 조업 안정성을 고려한 경우, 냉간 압연을 실시하는 압연기의 부하는 억제할 수 있는 편이 바람직하다.

한편, 자기 특성을 향상시키기 위해서, {100} 방위로부터 20° 회전한 {411} 방위를 발달시키는 기술도 제안되어 있다. 특허문헌 4 내지 7에는, 모두 {411} 방위를 발달시키는 기술이 개시되어 있고, 열간 압연판에 있어서의 입경을 최적화하거나, 열간 압연판의 집합 조직에 있어서의 α파이버를 강화하거나 하는 것이 기재되어 있다.

구체적으로는, 특허문헌 4에는, {411} 방위의 집적도보다 {211} 방위의 집적도 쪽이 높은 열간 압연판에 대해서 냉간 압연을 행하고, 냉간 압연에 있어서의 누적 압하율을 80％ 이상으로 하는 것이 기재되어 있다. 이에 의해, 강판 판면에 있어서 {411} 방위에 집적된 전자 강판을 제조할 수 있는 것으로 하고 있다.

또한, 특허문헌 5 및 6에는, 슬래브 가열 온도를 700℃ 이상 1150℃ 이하, 마무리 압연의 개시 온도를 650℃ 이상 850℃ 이하, 마무리 압연의 종료 온도를 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} 방위 및 {411} 방위에 집적된 전자 강판을 제조할 수 있는 것으로 하고 있다.

한편, 특허문헌 7에는, 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서, 스트립 캐스팅 등에 의해 열간 압연 코일의 강판에서 α파이버를 강판 표층 근방까지 발달시키면, 그 후의 열간 압연판 어닐링으로 {h11}<1/h12> 방위, 특히 {100}<012> 내지 {411}<148> 방위가 재결정되는 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 따라서 {100}<011> 방위를 강화하여 자기 특성을 개선하고자 하면, 열간 압연 직후의 급랭이 필요하여, 제조 부하가 높다는 문제점이 있음이 판명되었다. 또한 {100}<011> 방위를 강화한 강판을 코킹 코어의 소재로서 사용한 경우, 소재로부터 기대될 만큼의 코어 특성을 얻지 못하는 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 크게 되어 있기 때문이라고 생각되었다.

또한, 특허문헌 4 내지 7에 의한 기술에서는 {411} 방위는 발달하지만, 면 내 방위의 <011> 방위에 대한 집적이 약하고, α파이버의 특징인 강판 압연 방향으로부터 45° 방향에서의 자기 특성이 충분히 높아지지 않는 것이 판명되었다. 면 내 방위가 <011> 방위에 일치하지 않는, 즉 α파이버로부터의 어긋남이 큰 것은, 면 방위로서의 {411} 방위에 대한 집적을 저해하는 요인으로 되어, 자기 특성이 충분히 향상되지 않는 원인으로 되어 있을 가능성도 고려되었다.

본 발명은 상기 문제점을 감안하여, 제조 부하가 높아지지 않는 제조 방법을 전제로 하여, 응력 감수성 및 45° 방향의 우수한 자기 특성을 얻을 수 있는 무방향성 전자 강판, 그것을 사용한 코어, 그 무방향성 전자 강판을 제조하기 위한 냉간 압연 강판, 무방향성 전자 강판의 제조 방법 및 냉간 압연 강판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위해 예의 검토를 행하였다. 이 결과, 화학 조성, 압연면과 평행한 면에 있어서의 {411}<011> 방위의 결정립의 비율, 평균 결정 입경을 제어하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다. 또한, 이들을 제어하는 경우, 열간 압연 후의 입경, 냉간 압연에서의 압하율을 최적화하는 것이 중요함이 밝혀졌다. 구체적으로는, α-γ 변태계의 화학 조성을 전제로 하여, 열간 압연 후에 소정의 조건에서 냉각해서 입경을 최적화하고, 또한 소정의 압하율로 냉간 압연하고, 중간 어닐링의 온도를 소정의 범위 내로 제어하고, 또한 적절한 압하율로 2회째의 냉간 압연을 실시한 후에 어닐링을 실시함으로써, 통상은 발달하기 어려운 {411}<011> 방위의 결정립을 발달시키기 쉽게 하는 것이 중요함이 밝혀졌다. 본 발명자들은, 이와 같은 지견에 기초하여 예의 검토를 더욱 거듭한 결과, 이하에 나타내는 발명의 여러 양태에 상도하였다.

[1] 본 발명의 일 양태에 따른 무방향성 전자 강판은, 질량％로, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0％ 내지 1.0％, Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％, P: 0％ 내지 0.400％, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고, 질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고, 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 {hkl}<uvw> 방위의 결정립의 전체 시야에 대한 면적률을 Ahkl-uvw로 표기했을 때, A411-011이 15.0％ 이상이며, 평균 결정 입경이 50㎛ 내지 150㎛이다.

[2] 상기 [1]에 기재된 무방향성 전자 강판에서는, 표면을 SEM-EBSD로 측정하여 φ2=45°의 ODF를 작성했을 때, φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 10°로 최대 강도를 갖고, 또한, φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=5 내지 35°로 최대 강도를 가져도 된다.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 무방향성 전자 강판에서는, 상기 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 상기 SEM-EBSD로 측정했을 때의 특정 방위의 전체 시야에 대한 면적률에 대하여, 이하의 (2) 식 및 (3) 식의 양쪽을 충족해도 된다.

[4] 본 발명의 다른 양태에 따른 무방향성 전자 강판에서는, 질량％로, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0％ 내지 1.0％, Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％, P: 0％ 내지 0.400％, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고, 질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고, 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야에 대한 α파이버의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률 A_sα가 20.0％ 이상이며, 상기 SEM-EBSD로 측정하여 ODF를 작성했을 때의 {100}<011> 방위의 ODF 강도가 15.0 이하이고, 상기 SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야에 대한 GOS의 개수 평균값을 Gs로 했을 때, 상기 Gs가 0.8 이상 3.0 이하이다.

[5] 본 발명의 다른 양태에 따른 코어는, 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 것에 기재된 무방향성 전자 강판을 포함한다.

[6] 본 발명의 다른 양태에 따른 코어는, 상기 [4]에 기재된 무방향성 전자 강판을 포함한다.

[7] 본 발명의 다른 양태에 따른 냉간 압연 강판은, 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 것에 기재된 무방향성 전자 강판의 제조에 사용되는 냉간 압연 강판이며, 질량％로, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0％ 내지 1.0％, Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％, P: 0％ 내지 0.400％, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고, 질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고, 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야에 대한 α파이버의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률 A_aα가 15.0％이상이다.

[8] 본 발명의 다른 양태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법은, 질량％로, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0％ 내지 1.0％, Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％, P: 0％ 내지 0.400％, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고, 질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖는 강재에 대하여, 마무리 압연의 최종 패스를 Ar3 온도 이상의 온도에서 행하도록 열간 압연을 행하여 열간 압연 강판을 얻는 열간 압연 공정과, 상기 열간 압연 공정 후의 상기 열간 압연 강판을 냉각하는 냉각 공정과, 상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판에 대해서 냉간 압연을 행하여 냉간 압연 강판을 얻는 냉간 압연 공정과, 상기 냉간 압연 강판에 대해서 중간 어닐링을 행하는 중간 어닐링 공정과, 상기 중간 어닐링 공정 후의 상기 냉간 압연 강판에 대해서 스킨 패스 압연을 행하여 무방향성 전자 강판을 얻는 스킨 패스 압연 공정과, 상기 스킨 패스 압연 공정 후의 상기 무방향성 전자 강판에 대해서 750℃ 이상 Ac1 온도 이하의 어닐링 온도, 2시간 이상의 어닐링 시간에서 마무리 어닐링을 행하는 마무리 어닐링 공정을 갖고, 상기 냉각 공정에서는, 마무리 압연의 최종 패스로부터 0.10초 이상 경과하고 나서 냉각을 개시하고, 3초 후에 300℃ 이상 Ar1 온도 이하로 하여 변태시키고, 상기 스킨 패스 압연 공정에서의 압하율을 5 내지 20％로 한다.

[9] 본 발명의 다른 양태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서는, 질량％로, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0％ 내지 1.0％, Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％, P: 0％ 내지 0.400％, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고, 질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖는 강재에 대해서, 마무리 압연의 최종 패스를 Ar3 온도 이상의 온도에서 행하도록 열간 압연을 행하여 열간 압연 강판을 얻는 열간 압연 공정과, 상기 열간 압연 공정 후의 상기 열간 압연 강판을 냉각하는 냉각 공정과, 상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판에 대해서 냉간 압연을 행하여 냉간 압연 강판을 얻는 냉간 압연 공정과, 상기 냉간 압연 강판에 대해서 중간 어닐링을 행하는 중간 어닐링 공정과, 상기 중간 어닐링 공정 후의 상기 냉간 압연 강판에 대해서 스킨 패스 압연을 행하여 무방향성 전자 강판을 얻는 스킨 패스 압연 공정을 갖고, 상기 냉각 공정에서는, 마무리 압연의 최종 패스로부터 0.10초 이상 경과하고 나서 냉각을 개시하고, 3초 후에 300℃ 이상 Ar1 온도 이하로 하여 변태시키고, 상기 스킨 패스 압연 공정에서의 압하율을 5 내지 20％로 한다.

[10] 상기 [8] 또는 [9]에 기재된 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서는, 상기 냉각 공정에서는, 상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 해도 된다.

[11] 상기 [8] 내지 [10] 중 어느 것에 기재된 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서는, 상기 냉간 압연 공정에서의 압하율을 75 내지 95％로 해도 된다.

[12] 상기 [8] 내지 [11] 중 어느 것에 기재된 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서는, 상기 중간 어닐링 공정에서는, 어닐링 온도를 Ac1 온도 이하로 해도 된다.

[13] 본 발명의 다른 양태에 따른 냉간 압연 강판의 제조 방법에서는, 질량％로, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0％ 내지 1.0％, Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％, P: 0％ 내지 0.400％, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고, 질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖는 강재에 대해서, 마무리 압연의 최종 패스를 Ar3 온도 이상의 온도에서 행하도록 열간 압연을 행하여 열간 압연 강판을 얻는 열간 압연 공정과, 상기 열간 압연 공정 후의 상기 열간 압연 강판을 냉각하는 냉각 공정과, 상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판에 대해서 냉간 압연을 행하여 냉간 압연 강판을 얻는 냉간 압연 공정과, 상기 냉간 압연 강판에 대해서 중간 어닐링을 행하는 중간 어닐링 공정을 갖고, 상기 냉각 공정에서는, 마무리 압연의 최종 패스로부터 0.10초 이상 경과하고 나서 냉각을 개시하고, 3초 후에 300℃ 이상 Ar1 온도 이하로 하여 변태시킨다.

[14] 상기 [13]에 기재된 냉간 압연 강판의 제조 방법은, 상기 냉각 공정에서는, 상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 해도 된다.

[15] 상기 [13] 또는 [14]에 기재된 냉간 압연 강판의 제조 방법은, 상기 냉간 압연 공정에서의 압하율을 75 내지 95％로 해도 된다.

[16] 상기 [13] 내지 [15] 중 어느 것에 기재된 냉간 압연 강판의 제조 방법은, 상기 중간 어닐링 공정에서는, 어닐링 온도를 Ac1 온도 이하로 해도 된다.

본 발명의 상기 양태에 의하면, 응력 감수성 및 45° 방향의 우수한 자기 특성을 구비한 무방향성 전자 강판, 그것을 사용한 코어, 그 무방향성 전자 강판을 제조하기 위한 냉간 압연 강판, 무방향성 전자 강판의 제조 방법 및 냉간 압연 강판의 제조 방법을 제공할 수 있다.

이하, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판), 코어(본 실시 형태에 따른 코어), 냉간 압연 강판(본 실시 형태에 따른 냉간 압연 강판), 및 그것들의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다.

우선, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판 및 그 제조에 사용되는(소재가 되는) 강재의 화학 조성에 대하여 설명한다. 이하의 설명에 있어서, 무방향성 전자 강판 또는 강재에 포함되는 각 원소의 함유량 단위인 「％」는, 특별히 정함이 없는 한 「질량％」를 의미한다. 또한, 「내지」를 사용하여 표현되는 수치 범위는, 「내지」의 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 범위를 의미한다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판 및 냉간 압연 강판은, 페라이트-오스테나이트 변태(이하,α-γ 변태)가 어느 정도 발생할 수 있는 화학 조성(전체가 γ로 변태하지 않아도, 가열했을 때 일정량의 γ가 발생하는 화학 조성)이며, C: 0.0100％ 이하, Si: 1.50％ 내지 4.00％, sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％, S: 0.0100％ 이하, N: 0.0100％ 이하, Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％, Co: 0％ 내지 1.0％, Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％, P: 0％ 내지 0.400％, 및 Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 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 충족한다. 불순물로서는, 광석이나 스크랩 등의 원재료에 포함되는 것, 제조 공정에 있어서 포함되는 것이 예시된다.

(C: 0.0100％ 이하)

C는, 미세한 탄화물이 석출하여 입성장을 저해함으로써, 철손을 높이거나, 자기 시효를 야기하거나 하는 원소이다. 따라서, C 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 이와 같은 현상은, C 함유량이 0.0100％ 초과에서 현저하다. 이 때문에, C 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.0050％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0025％ 이하이다. C 함유량의 하한은 특별히 한정하지는 않지만, 정련 시의 탈탄 처리의 비용을 근거로 하여, C 함유량은, 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(Si: 1.50％ 내지 4.00％)

Si는, 전기 저항을 증대시켜서, 와전류손을 감소시키고, 철손을 저감하거나, 항복비를 증대시켜서, 철심에 대한 펀칭 가공성을 향상시키기도 하는 원소이다. Si 함유량이 1.50％ 미만이면, 이들의 작용 효과를 충분히 얻지 못한다. 따라서, Si 함유량은 1.50％ 이상으로 한다.

한편, Si 함유량이 4.00％ 초과이면, 자속 밀도가 저하되거나, 경도의 과도한 상승에 의해 펀칭 가공성이 저하되거나, 냉간 압연이 곤란해지기도 한다. 따라서, Si 함유량은 4.00％ 이하로 한다.

(sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％)

sol. Al은, 전기 저항을 증대시켜서, 와전류손을 감소시키고, 철손을 저감시키는 원소이다. sol. Al은, 포화 자속 밀도에 대한 자속 밀도 B50의 상대적인 크기의 향상에도 기여하는 원소이다. 여기서, 자속 밀도 B50란, 5000A/m의 자장에 있어서의 자속 밀도이다. sol. Al 함유량이 0.0001％ 미만이면, 이들의 작용 효과를 충분히 얻지 못한다. 또한, Al에는 제강에서의 탈황 촉진 효과도 있다. 따라서, sol. Al 함유량은 0.0001％ 이상으로 한다.

한편, sol. Al 함유량이 1.00％ 초과이면, 자속 밀도가 저하된다. 따라서, sol. Al 함유량은 1.00％ 이하로 한다.

(S: 0.0100％ 이하)

S는, 필수 원소가 아니며, 예를 들어 강 중에 불순물로서 함유된다. S는, 미세한 MnS로서 석출하고, 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장을 저해한다. 따라서, S 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 이와 같은 재결정 및 결정립 성장의 저해에 의한 철손의 증가 및 자속 밀도의 저하는, S 함유량이 0.0100％ 초과에서 현저하다. 이 때문에, S 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. S 함유량의 하한은 특별히 한정하지는 않지만, 정련 시의 탈황 처리의 비용을 근거로 하여, S 함유량은 0.0003％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

(N: 0.0100％ 이하)

N은 TiN이나 AlN 등의 미세한 석출물의 형성을 통하여 자기 특성을 열화시킨다. 그 때문에, N 함유량은 낮으면 낮을수록 좋다. 이와 같은 자기 특성의 열화는, N 함유량이 0.0100％ 초과에서 현저하므로, N 함유량은 0.0100％ 이하로 한다. N 함유량의 하한은 특별히 한정하지는 않지만, 정련 시의 탈질소 처리의 비용을 근거로 하여, N 함유량은, 0.0010％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

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

이들 원소는, α-γ 변태를 발생시키기 위해서 필요한 원소인 점에서, 이들 원소 중 적어도 1종을 총계로 2.5％ 이상 함유시킬 필요가 있다.

한편, 함유량이 총계로 5.0％를 초과하면, 고비용으로 될뿐만 아니라, 자속 밀도가 저하되는 경우도 있다. 따라서, 이들 원소 중 적어도 1종을 총계로 5.0％ 이하로 한다.

또한, α-γ 변태가 발생하고, 또한 양호한 자기 특성을 얻는 조건으로서, 이하의 조건을 추가로 충족할 필요가 있다. 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 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족한다.

전술한 (1) 식을 충족하지 않는 경우에는, α-γ 변태가 발생하지 않거나, 혹은 발생하였다고 해도 변태점이 높기 때문에, 후술하는 제조 방법을 적용해도, 충분한 자속 밀도를 얻지 못한다.

(Co: 0％ 내지 1.0％)

Co는 자속 밀도를 높이는 원소이다. 그 때문에, 필요에 따라 함유시켜도 된다.

한편, Co가 과잉으로 포함되면 고비용이 된다. 따라서, Co 함유량은 1.0％ 이하로 한다.

(Sn: 0％ 내지 0.40％, Sb: 0％ 내지 0.40％)

Sn이나 Sb는 냉간 압연, 재결정 후의 집합 조직을 개선하여, 자속 밀도를 향상시킨다. 그 때문에, 이들 원소를 필요에 따라서 함유시켜도 된다. 자기 특성 등의 부가적인 효과를 부여하는 경우에는, 0.02％ 내지 0.40％의 Sn, 및 0.02％ 내지 0.40％의 Sb로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.

한편, 이들 원소가 과잉으로 포함되면 강이 취화된다. 따라서, Sn 함유량, Sb 함유량은 모두 0.40％ 이하로 한다.

(P: 0％ 내지 0.400％)

P는 재결정 후의 강판의 경도를 확보하기 위해서 유효한 원소이다. 또한, P는, 자기 특성에 대한 적합한 영향을 갖는 원소이기도 하다. 그 때문에, 함유시켜도 된다. 이들 효과를 얻는 경우에는, P 함유량을 0.020％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

한편, P가 과잉으로 포함되면 강이 취화된다. 따라서, P 함유량은 0.400％ 이하로 한다.

(Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, 및 Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％)

Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd는, 용강의 주조 시에 용강 중의 S와 반응하여 황화물 혹은 산 황화물 또는 이들 양쪽의 석출물을 생성한다. 이하, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn 및 Cd를 총칭하여 「조대 석출물 생성 원소」 라고 하는 경우가 있다. 조대 석출물 생성 원소의 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 원소의 석출물에 부착되고, 중간 어닐링 등의 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장을 저해하기 어려워진다. 이들의 작용 효과를 충분히 얻기 위해서는, 이들 원소의 총계가 0.0005％ 이상인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.001％ 이상이다.

한편, 이들 원소의 총계가 0.010％를 초과하면, 황화물 혹은 산 황화물 또는 이들 양쪽의 총량이 과잉으로 되고, 중간 어닐링 등의 어닐링에 있어서의 재결정 및 결정립의 성장이 저해된다. 따라서, 조대 석출물 생성 원소의 함유량은 총계로 0.010％ 이하로 한다.

화학 조성에 대해서는, 이하의 방법으로 구한다.

화학 조성에 대해서는, 강의 일반적인 분석 방법에 의해 측정하면 된다. 예를 들어, 화학 조성은 ICP-AES(Inductively Coupled Plasma-Atomic Emission Spectrometry)를 사용하여 측정하면 된다. 구체적으로는, 강판으로부터 채취한 시험편을 미리 작성한 검량선에 기초한 조건에서 소정의 측정 장치로 측정함으로써, 화학 조성이 특정된다. C 및 S는 연소-적외선 흡수법을 이용하여 측정하고, N은 불활성 가스 융해-열전도도법을 이용하여 측정하면 된다.

표면에 절연 피막을 갖고 있는 경우에는, 미니터 등에 의해 기계적으로 제거한 다음에 분석에 제공하면 된다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판이 갖는 집합 조직에 대하여 설명한다.

우선, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 특정 방위 입자의 면적률의 측정 방법에 대하여 설명한다. 특정 방위 입자의 면적률은, OIM Analysis 7.3(TSL사 제조)을 사용하여, 하기 측정 조건에서 관찰한 전자선 후방 산란 회절(EBSD: Electron Back Scattering Diffraction)을 갖는 주사형 전자 현미경(SEM: Scanning Electron Microscope)에 의한 측정 영역 중에서, 목적으로 하는 특정 방위를 추출(톨러런스는 10°로 설정, 이하 여유도 10° 이내로 표기)한다. 그 추출한 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} 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 측정 영역에 대한 면적률」을, 각각 단순히 「{hkl}<uvw>율」, 「{hkl}율」이라고 칭하는 경우도 있다. 이하, 결정 방위의 기술에 있어서는 여유도 10° 이내인 것으로 한다.

각 방위 입자의 면적률을 구하는 측정 조건의 상세는, 다음과 같다.

·측정 장치: SEM의 모델 번호 「JSM-6400(JEOL사 제조)」, EBSD 검출기의 모델 번호 「HIKARI(TSL사 제조)」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: 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면

·측정 영역: 1000㎛ 이상×1000㎛ 이상의 직사각형의 영역

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 있어서는, 상술한 요령으로, 표면(표면에 절연 피막을 갖고 있는 경우에는, 절연 피막을 제외한 강판 표면, 이하 마찬가지)을 전자선 후방 산란 회절을 갖는 주사형 전자 현미경(SEM-EBSD)으로 측정했을 때의, {411}<011>율({hkl}<uvw> 방위(여유도 10° 이내)의 결정립의 전체 시야에 대한 면적률을 Ahkl-uvw로 표기했을 때의, A411-011)을 15.0％ 이상으로 한다. {411}<011>율이 15.0％ 미만이면, 우수한 자기 특성을 얻을 수 없다. 따라서, {411}<011>율은 15.0％ 이상, 바람직하게는 25.0％ 이상으로 한다. 상한은 특별히 한정되지는 않는다.

또한, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에서는, 표면을 SEM-EBSD로 측정했을 때 φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 10°로 최대 강도를 갖고, 또한 φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=5 내지 35°로 최대 강도를 갖는 것이 바람직하다.

φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 10°로 최대 강도를 갖는 것은, {411}<uvw> 방위 중에서 {411}<011> 방위 부근에 최대 강도를 갖는 것과 동일한 의미이다. {411}<011> 방위는, {411}<148> 등의 {411}<uvw> 방위 중 다른 방위와 비교하여, 45° 방향 자기 특성이 우수하다. φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 5°로 최대 강도를 가지면 보다 바람직하다.

한편, 표면을 SEM-EBSD로 측정했을 때 φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=5 내지 35°로 최대 강도를 갖는 것은, {hkl}<011> 방위 중에서 {411}<011> 방위 부근에 최대 강도를 갖는 것과 동일한 의미이다. {411}<011> 방위는 자기 특성이 우수하고, 또한 {100}<011> 방위와 비교하여 응력 감수성이 낮으므로, 코킹 코어 등에 의한 자성 열화가 적다. φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=20 내지 30°로 최대 강도를 가지면 보다 바람직하다.

강판에 있어서의 특정 방위 범위 내의 최대 강도, 특정 방위의 강도(ODF 강도)의 판정 방법에 대하여 설명한다. SEM-EBSD에 의한 측정 영역에서, OIM Analysis 7.3을 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 최대로 되는 부분을 최대 강도로 한다. 또한, 특정 방위(φ1, Φ의 각도로 방위를 규정)의 ODF value를 당해 방위의 ODF 강도로 한다.

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 형태에 따른 무방향성 전자 강판에서는, SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야(시야 전체)에 대한 특정 방위(여유도 10° 이내)를 갖는 결정립의 면적률에 대하여, 이하와 같이 표기한다. {hkl}<uvw> 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 전체 시야에 대한 면적률을 Ahkl-uvw, {hkl} 방위(여유도 10° 이내)의 결정 방위를 갖는 결정립의 전체 시야에 대한 면적률 Ahkl로 표기한 경우, 이하의 (2) 식 및 (3) 식의 양쪽을 충족하는 것이 바람직하다.

(2) 식에 대하여, {411}<011> 방위는, {411}<148> 등의 {411}<uvw> 방위 중 다른 방위와 비교하여, 45° 방향 자기 특성이 우수하다. 따라서, {411}<011>율이 {411}<148>율을, 상회하는 것이 바람직하고, {411}<011>율이 {411}<011>율의 1.1배 이상인(A411-148에 대한 A411-011의 비가, 1.1 이상인) 것이 보다 바람직하다.

또한, (3) 식에 대하여, 자기 특성의 응력 감수성은, {411}<011> 방위의 쪽이 {100}<011> 방위와 비교하여 낮기 때문에, {411}<011>율이 {100}<011>율을 상회하는 것이 바람직하고, {411}<011>율이 {100}<011>율의 2.0배 이상인 것이 보다 바람직하다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경에 대하여 설명한다. 결정립이 조대화하지 않고 평균 결정 입경이 너무 작으면, 철손이 악화된다. 한편, 결정립이 과도하게 조대화하여 평균 결정 입경이 너무 크면, 가공성이 악화될뿐만 아니라, 와전류손이 악화된다. 그 때문에, 무방향성 전자 강판의 평균 결정 입경은 50㎛ 내지 150㎛로 한다. 입경의 측정 방법은, 예를 들어 JIS G0551(2020)의 절단법으로 측정한다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 판 두께에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 판 두께는 특별히 한정되지는 않는다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 바람직한 판 두께는, 0.25 내지 0.50㎜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 0.50㎜ 이하이면 낮은 철손을 유지할 수 있다. 판 두께의 보다 바람직한 하한값은 0.30㎜이다.

상술한 무방향성 전자 강판은, 후술하는, 열간 압연, 냉각, 냉간 압연, 중간 어닐링, 스킨 패스 압연, 및 마무리 어닐링이 행해짐으로써 제조되는 무방향성 전자 강판의 특징이다.

다음으로, 마무리 어닐링을 행하기 전(스킨 패스 압연을 행한 후)의 무방향성 전자 강판의 특징을 설명한다.

본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판은, 이하의 GOS(Grain Orientation Spread)값을 갖고 있다. GOS값은 동일 입자 내에서의 모든 측정점(픽셀) 간의 방위 차를 평균한 것이며, 변형이 많은 결정립에서는 GOS값은 높아진다. 스킨 패스 압연 후에 있어서, GOS값이 작은, 즉 저변형 상태이면, 다음 공정의 마무리 어닐링에 있어서, 벌징에 의한 입성장이 발생하기 쉽다. 따라서, 스킨 패스 압연 후의 GOS값의 개수 평균값 Gs를 3.0 이하로 한다.

한편, GOS값의 개수 평균값 Gs가 0.8 미만이면 변형량이 너무 작아져서, 벌징에 의한 입성장에 걸리는 마무리 어닐링 시간이 길어진다.

따라서, 스킨 패스 압연 후의 GOS값의 개수 평균값 Gs는 0.8 이상 3.0 이하로 한다.

Gs의 산출 방법에 대하여 설명한다.

상기 결정 방위를 규정했을 때의 SEM-EBSD 데이터를 사용하여 OIM Analysis 7.3으로 해석함으로써, GOS값의 개수 평균값을 구하고, 그것을 Gs로 한다.

또한, 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판에 있어서는, α파이버율이 클수록 마무리 어닐링 후의 자기 특성이 우위로 된다. 그 때문에, 본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판에 있어서, α파이버율(A_sα)은 20.0％ 이상으로 한다. A_sα는, 바람직하게는 25.0％ 이상이다.

본 실시 형태에서는 α파이버는 {hkl}<011> 방위로 한다.

α파이버율의 측정 방법에 대하여 설명한다.

표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 SEM-EBSD에 의한 측정 영역에서, OIM Analysis 7.3을 사용하여, {hkl}<011> 방위를 추출(여유도 10° 이내)한다. 그 추출된 면적을, 측정 영역의 면적으로 나누고, 백분율을 구한다. 이 백분율을 α파이버율로 한다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판에 있어서는, {100}<011> 방위의 ODF 강도를 15.0 이하로 한다. 여기서, {100}<011> 방위의 ODF 강도는 상기 결정 방위를 규정했을 때의 SEM-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 등에 의한 자성 열화가 적다. 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 {100}<011> 방위의 ODF 강도를 15.0 이하로 함으로써, 계속되는 마무리 어닐링 후의 {411}<011> 방위를 강화할 수 있다.

{100}<011> 방위를 비롯한 특정 방위의 ODF 강도는, 이하의 방법으로 구한다.

SEM-EBSD에 의한 측정 영역에서, OIM Analysis 7.3을 사용하여, 하기 조건에서 방위 분포 함수(ODF: Orientation Distribution Function)를 작성한다. 그리고, 작성한 ODF의 데이터를 출력하고, 특정 방위(φ1, Φ의 각도로 방위를 규정)의 ODF value를 당해 방위의 ODF 강도로 한다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, 코어를 형성함으로써, 자기 특성(고자속 밀도 및 저철손)이 요구되는 용도에 널리 적용 가능하다. 코어의 용도는, 예를 들어 다음과 같다.

(A) 전기 기기에 사용되는 서보 모터, 스테핑 모터, 컴프레서

(B) 전기 비이클, 하이브리드 비이클에 사용되는 구동 모터. 여기서, 비이클이란, 자동차, 자동 이륜차, 철도 등을 포함한다.

(C) 발전기

(D) 다양한 용도의 철심, 초크코일, 리액터

(E) 전류 센서, 등

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, 상기 용도 이외의 용도에도 적용 가능하다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은 특히, 강판의 압연 방향으로부터 45° 방향을 코어의 주된 자화 방향으로 하도록 설계되는 분할 코어로서의 이용에 적합하며, 또한, 1000㎐ 이상의 고주파수 영역에 적용되는, 전기 비이클 또는 하이브리드 비이클의 구동 모터의 분할 코어 등에 적합하다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 냉간 압연 강판에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 따른 냉간 압연 강판은, 상술한 무방향성 전자 강판의 제조에 사용되는 냉간 압연 강판이다.

냉간 압연 강판으로부터 무방향성 전자 강판을 제조할 때, 화학 조성은 실질적으로 변화하지 않으므로, 본 실시 형태에 따른 냉간 압연 강판의 화학 조성은, 상술한 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판과 동일한 범위로 한다.

또한, 본 실시 형태에 따른 냉간 압연 강판은, 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야에 대한 α파이버의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률 A_aα가 15.0％ 이상이다.

A_aα가 15.0％ 미만인 경우, 경 압하 냉간 압연(스킨 패스 압연) 후의 α파이버율(A_sα)이 20.0％ 이상으로 되지 않고, 또한 마무리 어닐링 후의 {411}<011>율이 15.0％ 이상으로 되지는 않는다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 코어에 대하여 설명한다.

본 실시 형태에 따른 코어는, 상술한 본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판을 펀칭하고, 적층함으로써 형성된 코어(본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판을 포함하는 코어)이다. 또는, 본 실시 형태에 따른 코어는, 상술한 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 의해 형성된 코어(본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판을 포함하는 코어)이다.

다음으로, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법의 일례에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판은, 열간 압연 공정, 냉각 공정, 냉간 압연 공정, 중간 어닐링 공정, 2회째의 냉간 압연(경압하 냉간 압연 공정, 이하, 스킨 패스 압연 공정), 마무리 어닐링 공정을 포함하는 제조 방법에 의해 얻어진다.

또한, 마무리 어닐링 전까지의 공정(열간 압연 공정, 냉각 공정, 냉간 압연 공정, 중간 어닐링 공정, 스킨 패스 압연 공정)에 의하면, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전))이 얻어진다.

이하, 각 공정의 바람직한 조건에 대하여 설명한다.

이하, 본 실시 형태에 있어서, Ar3 온도, Ar1 온도, Ac1 온도(모두 단위는 ℃)는, 이하의 방법으로 구한 것을 사용한다.

Ar3 온도 및 Ar1 온도는, 1℃/초의 평균 냉각 속도로 냉각 중의 강재(강판)의 열팽창 변화로부터 구하고, Ac1 온도는, 1℃/초의 평균 가열 속도에서 가열 중의 강재(강판)의 열팽창 변화로부터 구한다.

(열간 압연 공정)

열간 압연 공정에서는, 상술한 화학 조성을 충족하는 강재에 대하여 열간 압연을 실시하여 열간 압연 강판을 제조한다. 열간 압연 공정은, 가열 과정과, 압연 과정을 구비한다.

강재는, 예를 들어 통상의 연속 주조에 의해 제조되는 슬래브이며, 상술한 조성의 강재는 주지의 방법으로 제조된다. 예를 들어, 전로 또는 전기로 등에서 용강을 제조한다. 제조된 용강에 대해서 탈가스 설비 등으로 2차 정련하고, 상기 화학 조성을 갖는 용강으로 한다(그 후의 공정에서는 화학 조성은 실질적으로 변화하지 않는다). 용강을 사용하여 연속 주조법 또는 조괴법에 의해 슬래브를 주조한다. 주조된 슬래브를 분괴 압연해도 된다.

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

압연 과정에서는, 가열 과정에 의해 가열된 강재에 대하여, 복수회 패스의 압연을 실시하여, 열간 압연 강판을 제조한다. 여기서, 「패스」란, 한 쌍의 워크롤을 갖는 하나의 압연 스탠드를 강판이 통과해서 압하를 받는 것을 의미한다. 열간 압연은 예를 들어, 일렬로 배열한 복수의 압연 스탠드(각 압연 스탠드는 한 쌍의 워크롤을 갖는다)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 과정(조압연 및 마무리 압연)에서의 압연은, γ 영역(Ar3 온도 이상)의 온도에서 행하는 것이 바람직하다. 즉, 마무리 압연의 최종 패스를 통과할 때의 온도(마무리 압연 온도 FT(℃))가 Ar3 온도 이상이 되도록 열간 압연을 행하는 것이 바람직하다.

마무리 압연 온도 FT는, 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. 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.

(냉각 공정)

열간 압연 공정 후, 강판(열간 압연 강판)을 냉각한다. 이 냉각에 의해 오스테나이트로부터 페라이트로 변태함으로써, 고변형으로 적절하게 미세한 결정립이 얻어진다. 냉각 조건으로서는, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 0.10초 후 이후에(0.10초 이상 경과하고 나서) 냉각을 개시하고, 3초 후에 열간 압연 강판의 표면 온도가 300℃ 이상 Ar1 온도 이하로 되도록, 냉각한다(직후 급랭하지 않도록 한다). 이와 같이 직후 급랭을 피함으로써, 특수한 급랭 장치가 불필요하게 되어, 제조(비용)상의 장점이 되기도 한다. 또한, 열간 압연 강판의 집합 조직은, 직후 급랭하면 미재결정 오스테나이트가 변태한 조직이 되어, 그 후의 마무리 어닐링 후의 조직에 있어서 {100}<011> 방위에 집적되고, 직후 급랭을 행하지 않는 경우에는 부분 재결정 오스테나이트가 변태한 조직이 되어, 그 후의 마무리 어닐링 후의 조직에 있어서 {411}<011> 방위에 집적된다고 추정된다. 따라서, {411}<011>율을 높이기 위해서는 부분 재결정 오스테나이트를 변태시키는 것이 중요하다고 생각된다.

또한, 냉각 조건으로서는, 냉간 압연 전의 열간 압연 강판에서의 평균 결정 입경이 3 내지 10㎛가 되는 조건으로 하는 것이 바람직하다. 과도하게 미세화되는 일이 없는 적합한 결정 입경에 있어서, 그 후 냉간 압연을 실시하면, 중간 어닐링 후에 α파이버가 발달하고, 계속되는 스킨 패스, 마무리 어닐링 후에 통상은 발달하기 어려운 {411}<011> 방위를 발달시킬 수 있다. 한편, 결정립이 너무 조대화하면, 냉간 압연, 중간 어닐링 후에 α파이버가 발달하기 어려워져서, 원하는 {411}<011>율을 얻지 못하는 경우가 있다.

냉간 압연 전의 열간 압연 강판에서의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 하기 위해서는, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 3초 이내에 Ar1 온도 이하의 온도로 하면 된다.

냉각 정지 온도가 300℃ 미만이면, 열간 압연 강판에서의 평균 결정 입경이 과도하게 미세화된다. 그 때문에, 냉각 정지 온도를 300℃ 이상으로 한다.

열간 압연 강판 온도(특히 마무리 압연 온도), 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 3초 후의 열간 압연 강판의 표면 온도는, 다음의 방법으로 측정한다.

전자 강판의 제조에 사용되는 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 압연 강판의 표면 온도를 측정하는 측온계가 배치되어 있다. 또한, 압연 스탠드의 하류에 배치된 반송 롤러에도, 복수의 측온계가 반송 라인을 따라 배열되어 있다. 그 때문에, 열간 압연 온도, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 3초 후의 열간 압연 강판의 표면 온도는, 열간 압연 설비 라인에 배치되어 있는 측온계로 측정한다.

냉각 장치는, 최종 패스를 실시하는 압연 스탠드의 하류에 배치되어 있다. 수랭 장치는 일반적으로 복수 배치되고, 수랭 장치의 입측에는, 각각 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.

그 후, 열간 압연 강판에의 어닐링(열연판 어닐링)은 행하지 않고, 열간 압연 강판에 대해서 냉간 압연을 행한다.

(냉간 압연 공정)

열간 압연 강판에 대해서, 열연판 어닐링을 실시하지 않고 권취하고, 열간 압연판에 대해서 냉간 압연을 행하여 냉간 압연 강판을 얻는다. 여기에서 말하는 열연판 어닐링이란, 예를 들어 승온 온도가 Ac1 온도 이하이며, 300℃ 이상의 열처리를 의미한다.

냉간 압연은 예를 들어, 일렬로 나열된 복수의 압연 스탠드(각 압연 스탠드는 한 쌍의 워크롤을 갖는다)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 패스에서 냉간 압연을 실시하는 경우, 냉간 압연의 패스와 패스의 사이에 어닐링 처리를 두지 않고 복수회 패스의 냉간 압연을 실시한다. 패스와 패스의 사이에 어닐링을 행하면, 후술하는 공정에서 원하는 방위를 발달시킬 수 없다.

냉간 압연은, 리버스식 압연기를 사용하여, 1회의 패스만으로 냉간 압연을 실시해도 된다. 또한, 탠덤식 압연기를 사용한 냉간 압연을 실시하는 경우, 복수회의 패스(각 압연 스탠드에서의 패스)에서 연속해서 냉간 압연을 실시한다.

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 압연에 의한 최종 패스의 압연 후의 판 두께/냉간 압연에 의한 1 패스째의 압연 전의 판 두께)×100

(중간 어닐링 공정)

냉간 압연이 종료되면, 계속해서 중간 어닐링을 행한다. 본 실시 형태에서는, 어닐링 온도(중간 어닐링 온도 T1)(℃)를 Ac1 온도 이하로 제어하는 것이 바람직하다. 중간 어닐링의 온도가 Ac1 온도를 초과하면, 강판의 조직의 일부가 오스테나이트로 변태되어 버려, 변태에 수반되는 결정 방위 변화에 기인하여, 계속되는 스킨 패스 압연 및 마무리 어닐링 시에 {411}<011> 방위 입자가 충분히 성장하지 못해, 자속 밀도가 높아지지 않는 경우가 있다.

한편, 중간 어닐링의 온도가 너무 낮으면, 재결정이 발생하지 않고, 계속되는 스킨 패스 압연 및 마무리 어닐링 시에 {411}<011> 방위 입자가 충분히 성장하지 못해, 자속 밀도가 높아지지 않는 경우가 있다. 따라서, 중간 어닐링 온도 T1(℃)는 600℃ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

중간 어닐링 온도 T1(℃)은, 어닐링 노의 추출구 근방에서의 판 온도(표면의 온도)로 한다.

중간 어닐링 공정에서의 중간 어닐링 온도 T1(℃)에서의 유지 시간은 당업자에게 주지의 시간이어도 된다. 중간 어닐링 온도 T1(℃)에서의 유지 시간은, 예를 들어 5 내지 60초이지만, 이것에 한정되지는 않는다. 또한, 중간 어닐링 온도 T1(℃)까지의 승온 속도도 주지의 조건이어도 된다. 중간 어닐링 온도 T1(℃)까지의 승온 속도는, 예를 들어 10.0 내지 20.0℃/초이지만, 이것으로 한정되지는 않는다.

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

이상과 같은 조건에서 중간 어닐링까지 종료되면, 얻어지는 냉간 압연 강판은 SEM-EBSD로 측정했을 때의 α파이버율(여유도 10° 이내)이 15.0％ 이상으로 된, 본 실시 형태에 따른 냉간 압연 강판이 얻어진다. 이와 같이 스킨 패스 압연 전의 단계에서 α파이버율(여유도 10° 이내)을 15.0％ 이상으로 하기 위해서는, α-γ 변태계의 조성(Mn, Ni, Cu의 γ포머 원소가 고농도, 이하, 고 Mn 등으로 표기)로 하고, 열간 압연으로부터 중간 어닐링까지를 전술한 조건으로 하는 것이 필요하며, 특히 마무리 압연 후의 냉각 조건이 중요하다. {411}<011> 방위를 생성하기 쉬운 α파이버는, 부분 재결정 오스테나이트부터 페라이트로 변태시키고, 열간 압연 후의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 한 열간 압연 강판을 냉간 압연하고, 그 후 중간 어닐링함으로써 발달한다. 전술한 바와 같이, 직후 급랭하면 미재결정 오스테나이트가 변태한 조직으로 되어, 부분 재결정 오스테나이트가 변태한 조직으로 되지는 않는다.

이와 같이 제조된 냉간 압연 강판에 대해서 후술하는 조건에서 스킨 패스 압연, 나아가 마무리 어닐링을 행함으로써 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판으로 된다.

(스킨 패스 압연 공정)

중간 어닐링이 종료되면, 다음으로 스킨 패스 압연을 행한다. 구체적으로는, 중간 어닐링 공정 후의 냉간 압연 강판에 대해서, 상온, 대기 중에 있어서, 압연(냉간 압연)을 실시한다. 여기에서의 스킨 패스 압연은, 예를 들어 상술한 센지미어 압연기로 대표되는 리버스 압연기, 또는, 탠덤 압연기를 사용한다. 스킨 패스 압연에 의해, 무방향성 전자 강판(스킨 패스 압연 후, 마무리 어닐링전)이 얻어진다.

스킨 패스 압연에서는, 도중에 어닐링 처리를 실시하지 않고 압연을 실시한다. 예를 들어, 리버스 압연을 실시하여, 복수회의 패스에서 스킨 패스 압연을 실시하는 경우, 패스 간에 어닐링 처리를 두지 않고 복수회의 압연을 실시한다. 리버스식 압연기를 사용하여, 1회의 패스만으로 스킨 패스 압연을 실시해도 된다. 또한, 탠덤식 압연기를 사용한 스킨 패스 압연을 실시하는 경우, 복수회의 패스(각 압연 스탠드에서의 패스)에서 연속해서 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 저감시키면서, 중간 어닐링을 실시함으로써, 강판 판면 중에 있어서 {111}입자가 우선적으로 재결정을 일으키는 것을 억제하여, {411}<011> 결정 방위 입자를 잔존시킨다. 그리고, 스킨 패스 압연에 있어서 강판 중의 각 결정립에 적절한 변형량을 도입하여, 다음 공정의 마무리 어닐링에 있어서, 벌징에 의한 입성장을 발생하기 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 압연에 의한 최종 패스의 압연 후의 판 두께/스킨 패스 압연에 의한 1 패스째의 압연 전의 판 두께)×100

여기서, 압하율 RR2가 5％ 미만이면 변형량이 너무 작아지고, 벌징에 의한 입성장에 걸리는 마무리 어닐링 시간이 길어진다. 또한, 압하율 RR2가 20％를 초과하면 변형량이 너무 커져서, 벌징이 아니라 통상의 입성장이 일어나고, 마무리 어닐링으로 {411}<148>이나 {111}<112>가 성장해버린다. 따라서, 압하율 RR2를 5 내지 20％로 한다.

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

전술한 바와 같이α-γ 변태계의 조성(고 Mn 등)의 강판에 있어서 중간 어닐링으로 재결정시키고, 이상과 같은 조건에서 스킨 패스 압연을 행함으로써, 전술한 GOS값의 개수 평균값 Gs, 및 α파이버율이 얻어진다.

본 실시 형태에 있어서 실시하는 스킨 패스 압연은, 마무리 어닐링 후에 행하는 스킨 패스 압연과는 효과가 크게 다르다. 열간 압연, 냉각, 냉간 압연, 중간 어닐링, 스킨 패스 압연, 마무리 어닐링을 소정의 조건에서 이 순서로 행함으로써, 소정의 조직을 얻을 수 있다.

(마무리 어닐링 공정)

스킨 패스 압연 후의 무방향성 전자 강판에 대해서, 750℃ 이상 Ac1 온도 이하에서, 2시간 이상의 시간에서 마무리 어닐링을 실시한다. 마무리 어닐링 온도 T2(℃)를 750℃ 미만으로 한 경우에는, 벌징에 의한 입성장이 충분히 일어나지 않는다. 이 경우, {411}<011> 방위의 집적도가 저하되어버린다. 또한, 마무리 어닐링 온도 T2(℃)가 Ac1 온도 초과이면, 강판의 조직의 일부가 오스테나이트로 변태되어 버려, 벌징에 의한 입성장은 일어나지 않아, 원하는 {411}<011>율을 얻지 못한다. 또한, 어닐링 시간이 2시간 미만인 경우에는, 마무리 어닐링 온도 T2(℃)가 750℃ 이상 Ac1 온도 이하여도, 벌징에 의한 입성장이 충분히 일어나지 않아, {411}<011> 방위의 집적도가 저하되어버린다. 마무리 어닐링의 어닐링 시간은 특별히 한정되지 않지만, 어닐링 시간이 10시간을 초과해도 효과가 포화되기 때문에, 바람직한 상한은 10시간이다.

마무리 어닐링 공정에서의 마무리 어닐링 온도 T2까지의 승온 속도 TR2는, 당업자에게 주지의 승온 속도이면 된다. 40℃/시간 이상, 200℃/시간 미만이 예시되지만, 이 범위에 한정되지는 않는다.

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

마무리 어닐링 공정 시의 분위기는 특별히 한정되지는 않는다. 마무리 어닐링 공정 시의 분위기에는, 예를 들어 체적률로 20％ H₂를 함유하고, 잔부가 N₂로 이루어지는 분위기 가스(건조)나, 100％ 수소 분위기 등으로 하면 된다. 마무리 어닐링 후의 강판의 냉각 속도는 특별히 한정되지는 않는다. 냉각 속도는, 예를 들어 5 내지 20℃/초이다.

스킨 패스 압연 공정의 다음 공정으로서 마무리 어닐링을 행하지 않고, 스킨 패스 압연 후의 무방향성 전자 강판을 펀칭 및/또는 적층을 행하고, 그 후, 750℃ 이상 Ac1 온도 이하의 어닐링 온도에서 2시간 이상의 어닐링 시간의 조건에서, 응력 제거 어닐링을 겸하는 마무리 어닐링을 행해도 된다. 또한, 스킨 패스 압연 공정의 후, 마무리 어닐링을 행한 강판을 펀칭 및/또는 적층을 행하고, 응력 제거 어닐링을 실시해도 된다.

이상의 제조 방법에 의하면, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(펀칭, 적층, 응력 제거 어닐링을 행한 경우에는 코어의 일부로서의 무방향성 전자 강판인 경우를 포함한다)을 제조할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법에서는, 예를 들어 상기 제조 공정 중, 냉각 공정 후이며, 냉간 압연 공정 전에, 쇼트 블라스트 및/또는 산세를 실시해도 된다. 쇼트 블라스트에서는, 열간 압연 후의 강판에 대해서 쇼트 블라스트를 실시하여, 열간 압연 후의 강판의 표면에 형성되어 있는 스케일을 파괴해서 제거한다. 산세에서는, 열간 압연 후의 강판에 대해서 산세 처리를 실시한다. 산세 처리는 예를 들어, 염산수 용액을 산세욕으로서 이용한다. 산세에 의해 강판의 표면에 형성되어 있는 스케일이 제거된다. 냉각 공정 후이며, 냉간 압연 공정 전에, 쇼트 블라스트를 실시하여, 다음으로, 산세를 실시해도 된다. 또한, 냉각 공정 후이며 냉간 압연 공정 전에, 산세를 실시하여, 쇼트 블라스트를 실시하지 않아도 된다. 냉각 공정 후이며 냉간 압연 공정 전에, 쇼트 블라스트를 실시하여, 산세 처리를 실시하지 않아도 된다. 쇼트 블라스트 및 산세는 임의의 공정이다. 따라서, 쇼트 블라스트 공정 및 산세 공정의 양쪽을 실시하지 않아도 된다.

(절연 피막 형성 공정)

본 실시 형태에 의한 전자 강판의 제조 방법은 또한, 마무리 어닐링 공정 후에 코팅에 의해, 마무리 어닐링 후의 강판(무방향성 전자 강판)의 표면에, 절연 피막을 형성해도 된다. 절연 피막 형성 공정은 임의의 공정이다. 따라서, 마무리 어닐링 후에 코팅을 실시하지 않아도 된다.

절연 피막의 종류는 특별히 한정되지는 않는다. 절연 피막은 유기 성분이어도 되고, 무기 성분이어도 되며, 절연 코팅은, 유기 성분과 무기 성분을 함유해도 된다. 무기 성분은 예를 들어, 중크롬산-붕산계, 인산계, 실리카계 등이다. 유기 성분은 예를 들어, 일반적인 아크릴계, 아크릴 스티렌계, 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.

본 실시 형태에 의한 무방향성 전자 강판은, 상술한 제조 방법에 한정되지는 않는다. 소정의 화학 조성을 갖고, 표면을 전자선 후방 산란 회절(EBSD)로 측정했을 때의 {411}<011> 방위(여유도 10° 이내)를 갖는 결정립의 전체 시야에 대한 면적률이 15.0％ 이상이고, 또한, 평균 결정 입경이 50㎛ 이상 150㎛ 이하이면 상기 제조 방법에 한정되지는 않는다.

본 실시 형태에 따른 코어는, 본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판을, 공지된 방법으로 코어에 가공함으로써 얻어진다.

예를 들어, 본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판을, 펀칭 및/또는 적층을 행함으로써 제조할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 스킨 패스 압연 후(마무리 어닐링 전)의 무방향성 전자 강판을, 펀칭 및/또는 적층을 행하고, 750℃ 이상 Ac1 온도 이하의 어닐링 온도에서 2시간 이상의 어닐링을 행함으로써 코어를 제조할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 따른 코어는, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판을, 공지의 방법으로 코어에 가공함으로써 얻어진다.

코어의 제조 방법으로서는 공지된 방법이어도 되며, 예를 들어 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판을, 펀칭 및/또는 적층을 행함으로써 코어를 제조할 수 있다. 또한, 펀칭 및/또는 적층을 행함으로써 코어를 제조한 후, 응력 제거 어닐링을 실시함으로써 코어를 제조할 수 있다.

상기 어느 방법에 있어서도, 펀칭 후의 무방향성 전자 강판은, 코킹이나 접착능을 발휘하는 절연 코팅에 의해 코어로서 일체화되어도 된다. 펀칭, 적층의 방법으로서는, 예를 들어, 로터와 함께 일체 코어로서 스테이터를 펀칭하고, 적층하는 방법, 로터와 함께 일체 코어로서 펀칭한 스테이터를 돌려 쌓는 방법, 분할 코어로서 강판의 자기 특성이 우수한 방향과 티스 및/또는 요크의 방향을 맞춰서 펀칭 적층하는 방법 등을 들 수 있다.

실시예

다음으로, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 대하여, 실시예를 나타내면서 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 어디까지나 일례에 불과하며, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판이 하기의 예에 한정되는 것은 아니다.

(제1 실시예)

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

여기서, 냉각 후에 집합 조직을 조사하기 위해서, 강판의 일부를 절제하고, 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면에 있어서, 절단법으로 평균 결정 입경을 측정하였다. 그 측정 결과를 표 1-2에 나타낸다.

다음으로, 열간 압연 강판에 있어서 열연판 어닐링을 행하지 않고, 산세에 의해 스케일을 제거하고, 표 1-2에 나타내는 압하율 RR1로 냉간 압연을 행하였다. 그리고, 체적률로, 수소 20％, 질소 80％로 이루어지는 분위기 중에서, 승온 속도를 15.0℃/초, 중간 어닐링 온도 T1을 표 1-2에 나타내는 온도로 제어하여 30초간 유지하는 중간 어닐링을 행하였다.

여기서, 스킨 패스 압연을 행하기 전의 냉간 압연 강판의 집합 조직을 조사하기 위해서, 강판의 일부를 절제하고, 그 절제한 시험편을 1/2의 두께로 두께 감소 가공하였다. 그리고, 그 가공면의 SEM-EBSD에 의한 측정 영역에서, OIM Analysis 7.3을 사용하여, {hkl}<011> 방위를 추출(여유도 10° 이내)하고, 그 추출한 면적을 측정 영역의 면적으로 나누고, α파이버율 A_aα를 구하였다. 그 결과를 표 2-1에 나타낸다.

다음으로, 표 1-2에 나타내는 압하율 RR2로 스킨 패스 압연을 행하였다.

마무리 어닐링을 행하기 전에, 스킨 패스 압연 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 강판의 일부를 절제하고, 그 절제한 시험편을 1/2의 두께로 두께 감소 가공하였다. 그리고, 전술한 수순과 마찬가지로, 가공면의 α파이버율 A_sα를 구하였다. 또한, {100}<011> 방위의 ODF 강도에 관해서는, 가공면의 SEM-EBSD에 의한 측정 영역에서, OIM Analysis 7.3을 사용하여, 전술의 조건에서 ODF를 작성하고, 작성한 ODF의 데이터를 출력하여, {100}<011> 방위의 ODF value를 ODF 강도로 하였다. 또한, Gs에 관해서는, SEM-EBSD 데이터를 사용하여 OIM Analysis 7.3으로 해석함으로써 GOS값의 개수 평균값을 Gs로서 구하였다. 각각의 결과를 표 2-1에 나타낸다.

다음으로, 스킨 패스 압연 후의 강판을, 수소 100％의 분위기 중에서 승온 속도를 100℃/시간, 표 1-2에 나타내는 마무리 어닐링 온도 T2에서 마무리 어닐링을 행하였다. 이때, 마무리 어닐링 온도 T2에서의 유지 시간을 2시간으로 하였다.

마무리 어닐링 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 강판의 일부를 절제하고, 그 절제한 시험편을 1/2의 두께로 두께 감소 가공하였다. {411}<011>율, A411-011/A411-148 및 A411-011/A100-011에 관해서는, 가공면의 SEM-EBSD에 의한 측정 영역에서, 전술한 측정 조건에서 관찰하여 구하였다. 또한, {411}<uvw> 방위 중에서 최대 강도를 나타내는 φ1(°), 및 {hkl}<011> 방위 중에서 최대 강도를 나타내는 Φ(°)(최대 강도의 φ1 및 Φ)에 관해서는, 가공면의 SEM-EBSD에 의한 측정 영역에서, OIM Analysis 7.3을 사용하여, 전술의 조건에서 ODF를 작성하고, 작성한 ODF의 데이터를 출력하여, 특정 방위 범위 내에서 ODF value가 최대가 되는 부분을 최대 강도의 φ1, 최대 강도의 Φ로 하였다. 각각의 결과를 표 2-1에 나타낸다.

또한, 마무리 어닐링 후의 자기 특성을 조사하기 위해서, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400을 측정함과 함께, 응력 감수성의 지표로 하여, 압축 응력하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율을 구하였다. 자속 밀도 B50에 관해서는, 측정 시료로서 한 변이 55㎜인 정사각형의 단판 자기 특성 시험용 시료를 압연 방향으로 0°와 45°의 2종류의 방향으로 채취하였다. 그리고, 이 2종류의 시료를 측정하고, 압연 방향에 대해서, 45° 방향의 값을 45° 방향의 자속 밀도 B50으로 하고, 압연 방향에 대해서, 0°, 45°, 90°, 135°의 평균값을 자속 밀도 B50의 전체 둘레 평균으로 하였다. 철손 W10/400에 관해서는, 상기 측정 시료로, 압연 방향으로 45°의 방향으로 채취한 것을 사용하였다. 또한, 45° 방향의, 압축 응력하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율 W_x[％]에 관해서는, 응력이 없는 철손 W10/50(45° 방향)을 W10/50(0), 10MPa의 압축 응력하에서의 철손 W10/50(45° 방향)을 W10/50(10)으로 했을 때, 이하의 식으로 철손 열화율 W_x를 산출하였다. 측정 결과를 표 2-2에 나타낸다.

압연 방향에 대해서 45° 방향의 자속 밀도 B50(B50(45°))이 1.70T 이상, 압연 방향에 대해서 45° 방향의 철손 W10/400(W100/400(45°)이 13.8W/㎏ 이하, 압연 방향에 대해서 45° 방향의 압축 응력하에서의 W10/50의 철손 열화율이, 40％ 이하이면 45° 방향의 자기 특성이 우수하다고 판단하였다.

[표 1-1]

[표 1-2]

[표 2-1]

[표 2-2]

표 1-1, 표 1-2, 표 2-1, 표 2-2 중의 밑줄은, 본 발명의 범위로부터 벗어난 조건을 나타내고 있다.

발명예인 No. 101, No. 107 내지 No. 109, No. 112는, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400 및 철손 열화율의 전부에서 양호한 값이었다. 한편, 비교예인 No. 102 및 No. 110은, 마무리 압연 후에 급랭한 점에서, 압축 응력하에서의 철손 열화율이 컸다. 비교예인 No. 103 및 No. 104는, 변태점이 높은 조성이었기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 105에서는, 마무리 압연 온도 FT가 Ar1 온도보다도 낮았기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 106에서는, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 냉각을 개시할 때까지의 시간이 너무 짧았기 때문에, 압축 응력하에서의 철손 열화율이 컸다. 비교예인 No. 111은, 마무리 압연의 최종 패스를 통과하고 나서 3초가 경과한 단계에서 Ar1 온도보다도 높은 온도였기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다.

(제2 실시예)

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

여기서, 냉각 후에 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 평균 결정 입경을 측정하였다. 그 측정 결과를 표 3-2에 나타낸다.

다음으로, 열간 압연 강판에 있어서 열연판 어닐링을 행하지 않고, 산세에 의해 스케일을 제거하고, 표 3-2에 나타내는 압하율 RR1로 냉간 압연을 행하였다. 그리고, 체적률로, 수소 20％, 질소 80％로 이루어지는 분위기 중에서 중간 어닐링을 행하고, 중간 어닐링 온도 T1을 표 3-2에 나타내는 온도로 제어하여 30초간 유지하는 중간 어닐링을 행하였다.

여기서, 스킨 패스 압연을 행하기 전의 냉간 압연 강판의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 α파이버율을 구하였다. 그 결과를 표 4-1에 나타낸다.

다음으로, 표 3-2에 나타내는 압하율 RR2로 스킨 패스 압연을 행하였다.

마무리 어닐링을 행하기 전에, 스킨 패스 압연 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 α파이버율 및 Gs를 구하였다. 각각의 결과를 표 4-1에 나타낸다.

다음으로, 수소 100％ 분위기 중에서 표 3-2에 나타내는 마무리 어닐링 온도 T2에서 마무리 어닐링을 행하였다. 이때, 마무리 어닐링 온도 T2에서의 유지 시간을 2시간으로 하였다.

마무리 어닐링 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 {411}<011>율, 최대 강도의 φ1 및 Φ, A411-011/A411-148 및 A411-011/A100-011을 구하였다. 각각의 결과를 표 4-1에 나타낸다.

또한, 마무리 어닐링 후의 자기 특성을 조사하기 위해서, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400을 측정함과 함께, 응력 감수성의 지표로 하여, 압축 응력하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율 W_x를 구하였다. 측정 수순은 제1 실시예와 마찬가지이다. 측정 결과를 표 4-2에 나타낸다.

[표 3-1]

[표 3-2]

[표 4-1]

[표 4-2]

표 3-1, 표 3-2, 표 4-1, 표 4-2 중의 밑줄은, 본 발명의 범위로부터 벗어난 조건을 나타내고 있다.

발명예인 No. 202, No. 203, No. 206, No. 209 내지 No. 212는, 45° 방향의, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400 및 철손 열화율의 전부에서 양호한 값이었다.

한편, 비교예인 No. 201, No. 205는 변태점이 높은 조성이었기 때문에, No. 207 및 No. 213은, α-γ 변태가 발생하지 않는 조성이었기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400(45° 방향) 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 204는, Mn이 과잉으로 포함되어 있었기 때문에, 고비용이었던 것 외에도, 자속 밀도 B50(45° 방향)이 떨어져 있었다. 비교예인 No. 208은, Si 함유량이 부족했기 때문에, 철손 W10/400(45° 방향)이 떨어져 있었다.

(제3 실시예)

용강을 주조함으로써, 표 5-1에 나타내는 화학 조성을 갖는 잉곳을 제작하였다. 여기서, 식 좌변이란, 전술한 (1) 식의 좌변의 값을 나타내고 있다. 또한, Mg 등이란, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 함유량의 총계를 나타내고 있다.

그 후, 제작한 잉곳을 1150℃까지 가열하여 열간 압연을 행하고, 표 5-2에 나타내는 마무리 압연 온도 FT에서 마무리 압연을 행하였다. 그리고, 최종 패스를 통과하고 나서 표 5-2에 나타내는 냉각 조건(최종 패스를 통과하고 나서 냉각을 개시할 때까지의 시간 및 최종 패스를 통과하고 나서 3초 후의 강판의 온도)에서 냉각을 행하였다.

여기서, 냉각 후에 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 평균 결정 입경을 측정하였다. 그 측정 결과를 표 5-2에 나타낸다.

다음으로, 열간 압연 강판에 있어서 열연판 어닐링을 행하지 않고, 산세에 의해 스케일을 제거하고, 표 5-2에 나타내는 압하율 RR1로 냉간 압연을 행하였다. 그리고, 체적률로, 수소 20％, 질소 80％로 이루어지는 분위기 중에서 중간 어닐링을 행하고, 중간 어닐링 온도 T1을 표 5-2에 나타내는 온도로 제어하여 30초간 유지하는 중간 어닐링을 행하였다.

여기서, 스킨 패스 압연을 행하기 전의 냉간 압연 강판의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 α파이버율을 구하였다. 그 결과를 표 6-1에 나타낸다.

다음으로, 표 5-2에 나타내는 압하율 RR2로 스킨 패스 압연을 행하였다.

마무리 어닐링을 행하기 전에, 스킨 패스 압연 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 α파이버율 및 Gs를 구하였다. 각각의 결과를 표 6-1에 나타낸다.

다음으로, 수소 100％의 분위기 중에서 표 5-2에 나타내는 마무리 어닐링 온도 T2에서 마무리 어닐링을 행하였다. 이때, 마무리 어닐링 온도 T2에서의 유지 시간을 2시간으로 하였다.

마무리 어닐링 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 {411}<011>율, 최대 강도의 φ1 및 Φ, A411-011/A411-148 및 A411-011/A100-011을 구하였다. 각각의 결과를 표 6-1에 나타낸다.

또한, 마무리 어닐링 후의 자기 특성을 조사하기 위해서, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400을 측정함과 함께, 응력 감수성의 지표로 하여, 압축 응력하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율 W_x를 구하였다. 측정 수순은 제1 실시예와 마찬가지이다. 측정 결과를 표 6-2에 나타낸다.

[표 5-1]

[표 5-2]

[표 6-1]

[표 6-2]

표 5-1, 표 5-2, 표 6-1, 표 6-2 중의 밑줄은, 본 발명의 범위로부터 벗어난 조건을 나타내고 있다.

발명예인 No. 303 내지 No. 305 및 No. 313 내지 No. 318은, 45° 방향의, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400 및 철손 열화율의 전부에서 양호한 값이었다.

한편, 비교예인 No. 301에서는, 중간 어닐링까지는 발명 강인 No. 303 내지 No. 305와 동일한 공정에서 제조되고 있어, 스킨 패스 전의 상태에서는 본 발명의 일 실시 형태인 청구항 7에 상당하는 냉간 압연 강판이 되어 있기는 하지만, 스킨 패스 압연을 행하지 않았기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400(45° 방향) 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 302에서는, 상기 No. 301과 마찬가지로 스킨 패스 전의 상태에서는 본 발명의 일 실시 형태인 청구항 7에 상당하는 냉간 압연 강판이 되어 있기는 하지만, 스킨 패스 압연에 의한 압하율 RR2가 너무 작았기 때문에, 얻어진 무방향성 전자 강판에서는, 철손 W10/400(45° 방향)이 떨어져 있었다. 비교예인 No. 306에서는, 상기 No. 301 및 No. 302와 마찬가지로 스킨 패스 전의 상태에서는 본 발명의 일 실시 형태인 청구항 7에 상당하는 냉간 압연 강판이 되어 있기는 하지만, 스킨 패스 압연에 의한 압하율 RR2가 너무 컸기 때문에, 얻어진 무방향성 전자 강판에서는, 자속 밀도 B50(45° 방향) 및 철손 W10/400(45° 방향)에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 307 내지 No. 310은, α-γ 변태가 발생하지 않는 조성이었기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400(45° 방향) 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 311에서는, Mn 등(Mn, Cu, Ni의 1종 이상)이 부족하며, 또한 스킨 패스 압연을 행하지 않았기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400(45° 방향) 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 312에서는, Mn 등이 부족했기 때문에, 철손 W10/400(45° 방향)이 떨어져 있었다.

(제4 실시예)

용강을 주조함으로써, 표 7-1에 나타내는 화학 조성을 갖는 잉곳을 제작하였다. 여기서, 식 좌변이란, 전술한 (1) 식의 좌변의 값을 나타내고 있다. 또한, Mg 등이란, Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 총계를 나타내고 있다. 그 후, 제작한 잉곳을 1150℃까지 가열하여 열간 압연을 행하고, 표 7-2에 나타내는 마무리 압연 온도 FT에서 마무리 압연을 행하였다. 그리고, 최종 패스를 통과하고 나서 표 7-2에 나타내는 냉각 조건(최종 패스를 통과하고 나서 냉각을 개시할 때까지의 시간 및 최종 패스를 통과하고 나서 3초 후의 강판의 온도)에서 냉각을 행하였다.

여기서, 냉각 후에 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 평균 결정 입경을 측정하였다. 그 측정 결과를 표 7-2에 나타낸다.

다음으로, 열간 압연 강판에 있어서 열연판 어닐링을 행하지 않고, 산세에 의해 스케일을 제거하고, 표 7-2에 나타내는 압하율 RR1로 냉간 압연을 행하였다. 그리고, 체적률로, 수소 20％, 질소 80％로 이루어지는 분위기 중에서 중간 어닐링을 행하고, 중간 어닐링 온도 T1을 표 7-2에 나타내는 온도로 제어하여 30초간 유지하는 중간 어닐링을 행하였다.

여기서, 스킨 패스 압연을 행하기 전의 냉간 압연 강판의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 α파이버율을 구하였다. 그 결과를 표 8-1에 나타낸다.

다음으로, 표 7-2에 나타내는 압하율 RR2로 스킨 패스 압연을 행하였다.

마무리 어닐링을 행하기 전에, 스킨 패스 압연 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 α파이버율 및 Gs를 구하였다. 각각의 결과를 표 8-1에 나타낸다.

다음으로, 수소 100％ 분위기 중에서 표 7-2에 나타내는 마무리 어닐링 온도 T2에서 마무리 어닐링을 행하였다. 이때, 마무리 어닐링 온도 T2에서의 유지 시간을 2시간으로 하였다.

마무리 어닐링 후의 집합 조직을 조사하기 위해서, 제1 실시예와 마찬가지의 수순으로 {411}<011>율, 최대 강도의 φ1 및 Φ, A411-011/A411-148 및 A411-011/A100-011을 구하였다. 각각의 결과를 표 8-1에 나타낸다.

또한, 마무리 어닐링 후의 자기 특성을 조사하기 위해서, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400을 측정함과 함께, 응력 감수성의 지표로 하여, 압축 응력하에서의 철손 W10/50의 철손 열화율 W_x를 구하였다. 측정 수순은 제1 실시예와 마찬가지이다. 측정 결과를 표 8-2에 나타낸다.

[표 7-1]

[표 7-2]

[표 8-1]

[표 8-2]

표 7-1, 표 7-2, 표 8-1, 표 8-2 중의 밑줄은, 본 발명의 범위로부터 벗어난 조건을 나타내고 있다.

발명예인 No. 401, No. 402는, 45° 방향의, 자속 밀도 B50, 철손 W10/400 및 철손 열화율의 전부에서 양호한 값이었다.

한편, No. 403에서는, 스킨 패스 압연까지는 발명 강인 No. 401 및 402와 동일한 공정에서 제조되고 있어, 마무리 어닐링 전의 상태에서는 본 발명의 일 실시 형태(제품으로서 청구항 4, 그 제조 방법으로서 청구항 9)를 충족하고는 있지만, Ac1 온도보다도 높은 온도에서 마무리 어닐링을 행하였기 때문에, 마무리 어닐링 후에 얻어진 무방향성 전자 강판에서는, 평균 입경이 50㎛ 이하이며 제품으로서 청구항 1의 범위를 만족시키지 않고, 그 결과, 자속 밀도 B50(45° 방향) 및 철손 W10/400(45° 방향)이 떨어져 있었다. 이 때문에, No. 403은 비교예로 한다. 비교예인 No. 404 및 No. 405는, α-γ 변태가 발생하지 않는 조성이었기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향), 철손 W10/400(45° 방향) 및 철손 열화율에서 떨어져 있었다. 비교예인 No. 406 및 No. 407은, 마무리 압연 후에 급랭한 점에서, 압축 응력하에서의 철손 열화율이 컸다. 비교예인 No. 408 및 No. 409에서는, 스킨 패스 압연에 의한 압하율 RR2가 너무 컸기 때문에, 자속 밀도 B50(45° 방향) 및 철손 W10/400(45° 방향)에서 떨어져 있었다.

Claims

질량％로,
C: 0.0100％ 이하,
Si: 1.50％ 내지 4.00％,
sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％,
S: 0.0100％ 이하,
N: 0.0100％ 이하,
Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,
Co: 0％ 내지 1.0％,
Sn: 0％ 내지 0.40％,
Sb: 0％ 내지 0.40％,
P: 0％ 내지 0.400％, 및
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고,
질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고,
표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 {hkl}<uvw> 방위의 결정립의 전체 시야에 대한 면적률을 Ahkl-uvw로 표기했을 때, A411-011이 15.0％ 이상이며,
평균 결정 입경이 50㎛ 내지 150㎛인 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판.
제1항에 있어서,
표면을 SEM-EBSD로 측정하여 φ2=45°의 ODF를 작성했을 때, φ1=0 내지 90°, Φ=20° 중에서 φ1=0 내지 10°로 최대 강도를 갖고, 또한, φ1=0°, Φ=0 내지 90° 중에서 Φ=5 내지 35°로 최대 강도를 갖는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 상기 SEM-EBSD로 측정했을 때의 특정 방위의 전체 시야에 대한 면적률에 대하여, 이하의 (2) 식 및 (3) 식의 양쪽을 충족하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판.
질량％로,
C: 0.0100％ 이하,
Si: 1.50％ 내지 4.00％,
sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％,
S: 0.0100％ 이하,
N: 0.0100％ 이하,
Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,
Co: 0％ 내지 1.0％,
Sn: 0％ 내지 0.40％,
Sb: 0％ 내지 0.40％,
P: 0％ 내지 0.400％, 및
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고,
질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고,
표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야에 대한 α파이버의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률 A_sα가 20.0％ 이상이며,
상기 SEM-EBSD로 측정하여 ODF를 작성했을 때의 {100}<011> 방위의 ODF 강도가 15.0 이하이고,
상기 SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야에 대한 GOS의 개수 평균값을 Gs로 했을 때, 상기 Gs가 0.8 이상 3.0 이하인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 무방향성 전자 강판을 포함하는, 코어.
제4항에 기재된 무방향성 전자 강판을 포함하는, 코어.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 무방향성 전자 강판의 제조에 사용되는 냉간 압연 강판이며,
질량％로,
C: 0.0100％ 이하,
Si: 1.50％ 내지 4.00％,
sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％,
S: 0.0100％ 이하,
N: 0.0100％ 이하,
Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,
Co: 0％ 내지 1.0％,
Sn: 0％ 내지 0.40％,
Sb: 0％ 내지 0.40％,
P: 0％ 내지 0.400％, 및
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고,
질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖고,
표면으로부터 판 두께의 1/2 깊이의 압연면에 평행한 면을 SEM-EBSD로 측정했을 때의 전체 시야에 대한 α파이버의 결정 방위를 갖는 결정립의 면적률 A_aα가 15.0％ 이상인 것을 특징으로 하는, 냉간 압연 강판.
질량％로,
C: 0.0100％ 이하,
Si: 1.50％ 내지 4.00％,
sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％,
S: 0.0100％ 이하,
N: 0.0100％ 이하,
Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,
Co: 0％ 내지 1.0％,
Sn: 0％ 내지 0.40％,
Sb: 0％ 내지 0.40％,
P: 0％ 내지 0.400％, 및
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고,
질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖는 강재에 대해서, 마무리 압연의 최종 패스를 Ar3 온도 이상의 온도에서 행하도록 열간 압연을 행하여 열간 압연 강판을 얻는 열간 압연 공정과,
상기 열간 압연 공정 후의 상기 열간 압연 강판을 냉각하는 냉각 공정과,
상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판에 대해서 냉간 압연을 행하여 냉간 압연 강판을 얻는 냉간 압연 공정과,
상기 냉간 압연 강판에 대해서 중간 어닐링을 행하는 중간 어닐링 공정과,
상기 중간 어닐링 공정 후의 상기 냉간 압연 강판에 대해서 스킨 패스 압연을 행하여 무방향성 전자 강판을 얻는 스킨 패스 압연 공정과,
상기 스킨 패스 압연 공정 후의 상기 무방향성 전자 강판에 대해서 750℃ 이상 Ac1 온도 이하의 어닐링 온도, 2시간 이상의 어닐링 시간에서 마무리 어닐링을 행하는 마무리 어닐링 공정을
갖고,
상기 냉각 공정에서는, 마무리 압연의 최종 패스로부터 0.10초 이상 경과하고 나서 냉각을 개시하고, 3초 후에 300℃ 이상 Ar1 온도 이하로 하여 변태시키고,
상기 스킨 패스 압연 공정에서의 압하율을 5 내지 20％로 하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
　
질량％로,
C: 0.0100％ 이하,
Si: 1.50％ 내지 4.00％,
sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％,
S: 0.0100％ 이하,
N: 0.0100％ 이하,
Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,
Co: 0％ 내지 1.0％,
Sn: 0％ 내지 0.40％,
Sb: 0％ 내지 0.40％,
P: 0％ 내지 0.400％, 및
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고,
질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖는 강재에 대해서, 마무리 압연의 최종 패스를 Ar3 온도 이상의 온도에서 행하도록 열간 압연을 행하여 열간 압연 강판을 얻는 열간 압연 공정과,
상기 열간 압연 공정 후의 상기 열간 압연 강판을 냉각하는 냉각 공정과,
상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판에 대해서 냉간 압연을 행하여 냉간 압연 강판을 얻는 냉간 압연 공정과,
상기 냉간 압연 강판에 대해서 중간 어닐링을 행하는 중간 어닐링 공정과,
상기 중간 어닐링 공정 후의 상기 냉간 압연 강판에 대해서 스킨 패스 압연을 행하여 무방향성 전자 강판을 얻는 스킨 패스 압연 공정을
갖고,
상기 냉각 공정에서는, 마무리 압연의 최종 패스로부터 0.10초 이상 경과하고 나서 냉각을 개시하고, 3초 후에 300℃ 이상 Ar1 온도 이하로 하여 변태시키고,
상기 스킨 패스 압연 공정에서의 압하율을 5 내지 20％로 하는
것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 냉각 공정에서는, 상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
제8항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 냉간 압연 공정에서의 압하율을 75 내지 95％로 하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
제8항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간 어닐링 공정에서는, 어닐링 온도를 Ac1 온도 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판의 제조 방법.
질량％로,
C: 0.0100％ 이하,
Si: 1.50％ 내지 4.00％,
sol. Al: 0.0001％ 내지 1.00％,
S: 0.0100％ 이하,
N: 0.0100％ 이하,
Mn, Ni, Cu로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 2.5％ 내지 5.0％,
Co: 0％ 내지 1.0％,
Sn: 0％ 내지 0.40％,
Sb: 0％ 내지 0.40％,
P: 0％ 내지 0.400％, 및
Mg, Ca, Sr, Ba, Ce, La, Nd, Pr, Zn, Cd로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상: 총계로 0％ 내지 0.010％를 함유하고,
질량％에 의한, Mn 함유량을 [Mn], Ni 함유량을 [Ni], Cu 함유량을 [Cu], Si 함유량을 [Si], sol. Al 함유량을 [sol. Al], P 함유량을 [P]로 했을 때, 이하의 (1) 식을 충족하고,
잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지는 화학 조성을 갖는 강재에 대하여, 마무리 압연의 최종 패스를 Ar3 온도 이상의 온도에서 행하도록 열간 압연을 행하여 열간 압연 강판을 얻는 열간 압연 공정과,
상기 열간 압연 공정 후의 상기 열간 압연 강판을 냉각하는 냉각 공정과,
상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판에 대해서 냉간 압연을 행하여 냉간 압연 강판을 얻는 냉간 압연 공정과,
상기 냉간 압연 강판에 대해서 중간 어닐링을 행하는 중간 어닐링 공정을
갖고,
상기 냉각 공정에서는, 마무리 압연의 최종 패스로부터 0.10초 이상 경과하고 나서 냉각을 개시하고, 3초 후에 300℃ 이상 Ar1 온도 이하로 하여 변태시키는
것을 특징으로 하는, 냉간 압연 강판의 제조 방법.
　
제13항에 있어서,
상기 냉각 공정에서는, 상기 냉각 공정 후의 상기 열간 압연 강판의 평균 결정 입경을 3 내지 10㎛로 하는 것을 특징으로 하는, 냉간 압연 강판의 제조 방법.
제13항 또는 제14항에 있어서,
상기 냉간 압연 공정에서의 압하율을 75 내지 95％로 하는 것을 특징으로 하는, 냉간 압연 강판의 제조 방법.
제13항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 중간 어닐링 공정에서는, 어닐링 온도를 Ac1 온도 이하로 하는 것을 특징으로 하는, 냉간 압연 강판의 제조 방법.