KR930011625B1 - 냉간압연에 의한 판두께가 얇은 초고규소 전자강판의 제조방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

냉간압연에 의한 판두께가 얇은 초고규소 전자강판의 제조방법

제1도는 강중의 총질소 및 산가용 알루미늄의 함량이 서로 상이한 강판의 냉간압연 파단을 보여주는 다이아그램.

제2도는 강중의 총질소 및 산가용성 알루미늄의 함량이 상이한 열간압연된 판의 석출물의 상태를 보여주는 금속조직의 전자현미경사진.

제3도는 냉간압연된 판의 표면상에 발생된 ＂리플결함＂의 패턴을 보여주는 금속조직의 사진.

제4도는 제3도에 표시된 냉간압연된 판의 종단면(판의 두께방향으로)에서의 금속조직의 사진.

제5도는 판재료의 두께방향으로 균열을 가진 부분의 금속조직의 확대사진.

제6도는 두께가 다른 냉간압연된 강판에 대한, 냉간압연 파단과 열간압연판 소둔온도간의 관계를 보여주는 그래프.

본 발명은 냉간압연에 의해 전기기계 및 장치의 철심에 있어 연자성재료로 사용될 탁월한 자기적 성질을 갖고 있고 탁월한 가공성을 가진 초고규소 전자강판을 제조하는 방법에 관한 것이다.

본 발명에 따라 전기기계 및 장치, 특히 고주파 전기기계 및 장치의 철심에 사용되기에 최적한 두께가 얇은 초고규소 전자 박강판을 제조하는 것이 가능하다.

규소를 함유한 강판은 그의 탁월한 연자성으로 인해 전력 변압기나 회전기계의 철심으로서 사용되어 왔다. 이 연자성 재료에 있어서는 철손특성이 개량되며, 즉 규소함량의 증가로 철손치가 낮아 있다. 특히 규소함량이 약 6.5%일 때 철손특성이 양호하고 그 외에 자기빈형이 영에 접근, 이것이 투자율 개선에 더욱 기여하게 되어 선행기술에 의해서는 달성되지 못한 새기능을 가진 자성재료가 얻어질 수 있다. 그러나 6.5%의 규소함량을 가진 철은 냉간가공, 예컨대 냉간압연시 여러 문제점을 갖게 되기 때문에 실용화되지 못했다.

6.5%의 규소함량을 가진 철의 냉간가공에서 부딪히는 문제점들의 예에는 다음 것들이 있다.

(1) 고규소철 결정의 고유한 성질에서 유래하는 작은 연신으로 인해 철은 냉간압연 중 판파단이 되기 쉽다.

(2) 고규소철에 고유한 작은 연신으로 인해 냉간압연중 판의 연부에서의 균열, 즉 연부균열(edgecracking)을 야기하기 쉽다.

(3) 고규소철은 대단히 높은 경도를 갖고 있기 때문에 최종 두께가 작을 때에는 냉간압연중의 압연부하가 대단히 커진다.

최근 6.5% 또는 6.5% 근방의 규소함량을 가진 고규소강판은 전기기계 및 장치의 여러 자기적 성질 요건을 만족시킬 수 있는 에너지 절약 전자강판으로서 또는 신규 전자강판으로서 재인식되어 왔다.

특히 냉간압연의 문제점을 해결하기 위해 많은 노력을 했으며 그 결과 여러 제안이 나왔다. 예컨대 상기 (1)에 기재된 고규소열에 대단히 판파단되기가 쉬운 문제점과 관련하여서는 나카오카 등은 일복특허 공개공보 소 61-166923호에서 냉간압연용 재료로 사용될 열간압연판에 대해 연속 마무리 열간압연 조건을 규정하여 압연방향을 따라 섬유상으로 뻗는 금속조직을 형성시키는 방법을 제안하였다. 나카오카 등은 일본특허 공개공보 소 62-103321호에서 연속 마무리 열간압연전에 재료의 결정입자크기를 구함으로써 압연방향으로 늘어진 섬유상의 금속조직을 형성시키는 방법을 제안하고 있다. 이들 방법에서는 연속 마무리 열간압연 조건을 결정함으로써 열연판 조직을 제어하고 얻어진 열연판을 출발재료로 사용함으로써 냉간아연이 가능해진다.

6.5% 규소함량을 가진 철의 제3원소와 합금화하는 것이 냉간압연성을 개량하는 방법으로서 보고되었다. 예컨대 시.에이.클라크 등은 IEE., 113(1966) p.345에서 니켈 첨가로 얻어지는 효과를 보고했고, 케이.나리타 등은 IEEE Trans.Mag.MAG-14(1978) p.258에서 망간의 첨가로 얻어지는 효과를 보고했다.

그 외에 기무라 등은 일본특허 공개공보 평-299702호에서 350 내지 450℃의 온도에서 압연을 행하기 위한 방법 및 장치를 개시했다. 그러나 통상적 냉간압연법은 상술한 온도범위에 적용될 수 없다.

상술한 (2)항에 기재된 연부균열의 문제점은 상술한 (1)항에 기재된 문제점을 해결할 수 있는 방법에 의해 해결될 수 있다. 또한 연부균열을 방지하기 위해서, 다른 종류의 강에서 일반적으로 사용되는 방법을 보다 조심스럽게 적용하는 것이 고규소강의 냉간압연에서도 유용하다. 예컨대 마스다 등은 일본특허 공개공보 소 62-127097호에서 로울 단부에서의 히이트 크라운을 제어함으로써 연부균열을 방지할 것을 제안하였다.

상술한 (3)항에 기재된 과잉 압연부하의 문제점은, 강의 경도(Hv)는 규소함량의 증가와 더불어 증가하고 예컨대 규소함량이 6.5%일 때 390에 달하며 그리하여 냉간압연 부하가 너무 높아지는 문제점이다. 압연두께가 얇을수록 압연부하는 커진다. 일반적으로 압연로울의 직경이 작아지면 로울과 압연재 사이의 접촉 원호길이가 짧아지고, 이로 인해 판재는 낮은 부하(하중)하에서 압연될 수 있다. 이런 이유로 직경 100mm 이하의 작업로울이 설치된 센지미어밀이, 규소함량 약 3%의 방향성 자기강판 또는 무방향성 자기강판의 냉간압연에 사용되었다. 따라서 규소함량 6.5%인 재료, 즉 규소함량 3%인 재료보다 훨씬 높은 경도를 가진 재료를 얇은 두께로 냉간압연하기 위해서는 당연히 보다 작은 직경의 작업로울이 장착된 압연기에 의하여 압연이 요구된다. 그러나 작은 직영의 작업로울이 장착된 압연기에 의해 규소함량 6.5%의 재료를 냉간압연하는 경우에는 다카다 등이 일본특허 공개공보 소 63-145716호에 보고한 것처럼 판파단의 문제가 일어난다.

이런 이유로 상기 (1)항에 기재된 문제의 해결은 작은 직경의 작업로울이 장착된 압연기에 의한 고규소 재료의 압연에서도 필요하게 된다.

고규소철의 자기적 성질을 이제 설명하겠다.

고규소 자기 연강판의 개발동기는, 이 분야에서 제조의 어려움은 충분히 인식되지만, 예컨대 철손특형 및 자화성질과 같은 선행기술에서 얻지 못한 고기능을 실현시키는데 있었다. 따라서 제조의 용이성 특히 냉간압연의 용이성에 주의가 경주되어야 하는 것은 확실하지만, 양호한 자기적 성질을 가진 제품의 생산을 첫번째 목적으로 삼으면서 제조방법을 설계할 필요가 있다. 이와 관련하여, 특히 자기수축이 최소가 되는 규소함량 6.5%의 재료에 최적한 자기적 성질을 부여하는 고규소 자기 연강판의 제조방법에 대한 만족스런 기법은 확립되지 못했다.

특히 박판 제품에서의 철손의 강소는 규소함량 6.5%를 가진 강과 같이 고주파영역에서 이점을 보이는 재료에 긴요하나 이의 가치는 규소함량 6.5%를 가진 강의 제조에 있어서는 반감하는데 그것은 박제품을 제조할 수 없기 때문이다. 예컨대 아베 등은 일본공개 특허공보 소 62-22703호에서 SiCl₄를 함유한 대기중에서, 즉 CVD법에 의해 규소화를 행하는 공정에 의해 냉간압연의 문제점을 극복하고 두께 0.10mm의 제품을 제조했다(NKK Technical Report, No.125, 58(1989)를 보라). 그러나 CVD법에서는 생산성 및 판두께의 정밀도에 있어 문제가 미해결인 채 남아 있으며 그래서 새로운 냉연에 의한 제법의 개발이 이 분야에 있어 요구되고 있다. 참고로 일본특허 공개공보 소 62-270723호는 두께 0.30mm의 제품을 개시하고 있으며 일본특허 공개공보 소 62-166923호는 두께 0.50mm의 제품을 개시하고 있다. 또한 성분자체의 효과를 기재하고 있는 상술한 보고서에 있어서는 개시된 제품의 두께는 0.35mm였다. 이 두께는 규소함량 6.5%의 강의 자기적 성질의 이점을 만족하게 발현하기에는 불충분하다.

가공성이 불량한 재료를 상승한 압연온도, 즉 온간압연에 의해 압연하는 것은 이 분야에 있어 알려져 있다. 규소함량 6.5%를 가진 강에 있어서도, 온간압연은 균열에 덜 민감하다. 즉, 실온압연보다 더 효과적이다. 그러나 온간압연은 압연윤활유의 내열성, 압연온도를 확실케 하기 위한 새장치를 설치할 필요성, 및 판의 폭방향 및 길이방향의 판온도 변화에 수반하여 판두께를 조정하기 어려운 점 등 문제점을 갖고 있다. 따라서 온간압연은 그대로로는 채택할 수 없다. 예컨대 일본특허 공개공보 평 1-299702호는 350 내지 400℃의 온도에서 압연을 행하는 방법 및 장치를 개시하고 있다. 이 방법에서는 재료는 0.2 내지 0.4mm의 두께로 압연된다. 일본특허 공개공보 소 63-36906호는 350℃에서 재료를 0.35mm의 두께로 압연하는 것을 개시하고 있다. 규소함량 약 3%를 가진 방향성 전자강판의 제조분야에서는, 일본특허 공개공보 소 54-13846호는 압연패스 중간에 1분 또는 그 이상 50 내지 350℃의 온도에 재료를 유지함으로써 자기적 성질이 개량된다는 것을 기술하고 있다. 한 구체예에서는 상승된 판온도에서 가역압연이 행해진다. 일반적으로는 약 250℃의 판온도에서의 압연이 윤활 및 불균일 판온도와 같은 상술 문제점을 피하기 위해 널리 행해지고 있다.

상술한 상황하에서 본 발명자들은 방향성 전자강판의 제조에 사용되는 온도보다 높지 않은 판온도에서 압연함으로써 선행기술로는 얻을 수 없는 작은 판두께로 냉간압연될 수 있는 규소함량 6.5%의 강의 조성을 연구하고, 성분들의 효과를 연구하였으며, 각 성분들의 최적 조합을 위해 많은 시험압연을 했으며, 그 결과 본 발명에서 의도되는 강재료의 조성은 중량%로 0.006% 이하의 탄소, 5.0 내지 7.1%의 규소, 0.07 내지 0.30%의 망간, 0.007% 이하의 황, 0.006 내지 0.038%의 산가용성 알루미늄 및 8 내지 30ppm의 총질소로 구성되고, 잔부는 철 및 불가피한 불순물로 되도록 한정하게 되었다.

상술한 조성으로 되어 있는 강판은 선택적으로 750 내지 1020℃의 온도에서 소둔되고, 120 내지 350℃의 판온도에서 냉간압되고, 800 내지 1020℃의 온도에서 재결정화 및 입자성장을 위해 소둔될 수 있고 그리하여 전자강판을 얻게 된다.

따라서 본 발명은 6.5% 또는 6.5% 근방의 규소함량을 가진 강에 고유한 탁월한 자기적 성질이 특히 고주파 영역에 있어 더욱 하강된 철손특성과 결합된 박판 제품을 통상적으로 냉간압연 공정에 의해 제조할 수 있는 초고규소 전자 박강판의 제조방법을 제공한다.

본 발명의 구성을 이제 설명한다.

우선 재료성분과 균열간의 관계에 관해서는 일본특허 공개공보 소 62-103321호는, 일반적으로 조성은 0.5% 이하의 망간, 0.1% 이하의 인, 0.02% 이하의 황, 2% 이하의 알루미늄 및 1% 이하의 탄소로 구성되는 것이 바람직하다고 기재하고 있다. 이것은 또한 보통의 강에 있어 일반적 경향으로 수용되고 있는 것으로, 특별히 규소함량 6.5%인 강에 대한 신규한 발전을 말해주고 있는 것은 아니다. 더욱이, 이것은 각각의 성분들의 함량의 상한을 암시해 줄 뿐이고 규소함량 6.5%인 강의 성분들에 대한 요건을 규정하는 것은 아니다.

인성은 강의 질소함량의 감소와 더불어 상승하는 것은 알려져 있으나, 공업적 정제기술로는 일본특허 공개공보 소 62-103326호에 기재된 신정제기술의 분야에서 조차 질소함량을 기껏해야 8ppm까지 밖에 낮추지 못했다. 기무라 히로시(Bulletin of the Japan Institute of Metals, Vol.21, No.10, p.757)가 기재한 질소의 영향은 질소함량이 특수처리에 의해 수 ppm으로 낮아졌을 때의 것이다. 한편 본 발명자들은, 공업적 규모로 일반 정제법으로 얻은 질소함량 8ppm 이상의 재료를 사용함으로써 규소함량 6.5%의 강을 작은 두께로 정제할 수 있는 기술을 목표로 하고 있다.

상술한 상황하에서, 본 발명자들은 강중의 질소가 규소함량 6.5%의 강의 압연균열에 미치는 영향을 연구하였고 그 결과 이 압연균열을 감소시키는데 적합한 알루미늄 함량을 발견하였다. 그 외에 이들은 압연전 그 시점에 있어서의 강판중의 질소의 형태가 균열과 관계가 있다는 것을 얻었다.

먼저 0.005%의 탄소, 6.50%의 규소, 0.17%의 망간, 0.007%의 인, 0.002%의 황을 함유하고, 제1도에 도시된 바와 같은 산가용성 알루미늄과 질소간 관계를 갖고 있는 잉곳 50kg을 제조했다. 1200℃에서 잉곳을 가열하고 마무리 온도는 약 980℃로 하여 8패스의 열간가공을 받게 하여 두께 1.7mm의 강판을 제조하였으며, 폭 5cm이고 길이 12cm 크기의 판 10매씩을 각 조성재료로부터 만들었다. 판들을 판온도 180℃에서 0.23mm의 두께로 냉간압하였으며 그때 생긴 판파단이 제1도에 표시되어 있다. 제1도로부터 명백한 것처럼 냉연파단은 총질소 함량의 감소와 더불어 감소하고 산가용성 알루미늄 함량이 과다 또는 과소하면 증가한다. 양호한 냉간압연은, 총질소가 8ppm(8ppm 이하의 질소함량을 가진 재료는 일반적 용해조건 하에서는 얻어질 수 없었음) 내지 30ppm이고 산가용성 알루미늄 함량이 0.006 내지 0.038%일 때, 행해졌다, 본 발명자들은 상술한 결과가 강중의 질소의 형태와 관계가 있다고 생각하고, 제1도에 표시된 재료내지에 대하여 냉연재료를 만든 것과 같이 열연된 판의 레플리카(복제물)을 마련했다. 이들 레플리카를 전자현미경하에 관찰하였고 그 결과는 제2도에 표시되어 있다. 연부균열이 없는 재료의 석출물은 비교적 크고 균일하게 분포되어 있었다. 거기 반하여 총질소 함량의 높은 재료,및및 산가용성 알루미늄 함량이 높은 재료의 석출물은 대단히 크고 특히 입자경계에 존재했다. 총질소 함량이 낮고 산가용성 알루미늄 함량도 낮은 재료의 석출물은 작고 응집형으로 분산되어 있었다. 강중의 석출물의 상태와 기계적 성질간의 관계를 철저히 연구하였으며, 이 관계로부터 재료,,및의 경우에 특히 입자경계에 있어서 큰 석출물이 존재하는 것이 노치효과로 인한 취약성의 원인이고, 재료의 경우에 있어 미세 석출물이 존재하는 것이 강도를 증가시키고 연신을 감소시키는 원인인 것으로 대체로 생각될 수 있었다.

상술과 같이 본 발명자들은 총질소 함량과 산가용성 알루미늄의 적당한 조합을 선정함으로써 규소함량 6.5%의 강까지 0.23mm의 작은 두께로 냉간압연할 수 있음을 발견하였다. 또한 이들은 그 조성범위 이내에 드는 재료의 석출물은 균열을 가속화시키지 않는 분산상태에 있다는 결론에 도달했다.

본 발명자들은 무결함 재료를 다시 얇은 두께로 냉간압연할 때는 제3도의 도시와 같은 균열형의 블리스터가 시트의 표면에 생겨 파단에 이르게 된다는 것을 발견하였다. 그런 결함을 앞으로는 ＂리플(잔물결)결함＂이라 지칭한다. ＂리플결함＂부의 두께방향 단면의 조직은 제4도에 도시되어 있다. 제4도에서 분명한 것처럼 균열은 중심쪽으로 진행하여 균열의 피이크는 시이티의 두께방향으로 꼭대기로부터 약 1/3되는 위치 및 바닥으로부터 약 1/3되는 위치에 존재하고 이 패턴은 반복된다. 또한 최초 균열이 관찰된다면 균열의 출발점은 판의 두께방향으로 꼭대기부터 약 1/3되는 위치 및 바닥으로부터 약 1/3되는 위치에 위치하는 것이 분명하다. 이 위치는, 냉간압연전 재료의 표면층에 있던 일축 결정입자와 판의 두께방향 중심부에 있어 압연방향으로 섬유상으로 배열된 연신된 입자 사이의 경계에 해당한다. 균열부를 부식시켜 조직을 노출시켰으며 그의 확대사진이 제5도에 표시되어 있다.

제5도로부터 분명한 것처럼 균열은 냉간압연전 재료의 표면층에 있던 일축 결정입자와 판의 두께방향 중심부에 있어 압연방향으로 섬유상으로 배열된 연신된 입자 사이의 경계에서 일어난다.

상술한 관찰로부터 ＂리플결함＂은 다음과 같이 형성되는 것으로 믿어진다. 균열은 냉간압연전 재료표면층에 있던 일축 결정입자와 판의 두께방향 중심부에 있어 압연방향으로 섬유상으로 배열된 연신된 입자 사이에 있어 냉간압연에 수반하여 파단면에 작용하는 전단력에 대한 저항력의 차에 기인한다. 상술한 지식에 의거하여 본 발명자들은 판의 두께방향에 있어 결정입자의 균일화가 ＂리플결함＂을 일으키지 않는 냉간압연의 개선에 가장 중요한 것임을 발견하였다.

따라서 본 발명자들은 전체 영역에 걸쳐 결정입자를 재결정화하기 위한 소둔을 시행하고 소둔을 위해 적당한 온도범위를 결정했다.

제1도에 표시된 열간압연된 판 B에 대하여, 폭 5cm이고 길이 12cm인 크기의 판 50매를 만들었다. 각각 10매로 된 4군의 판을 750℃, 900℃, 1020℃ 및 1080℃에서 각각 90초 동안 소둔하고, 나머지 10매는 소둔하지 않았다. 냉간압연으로 파단되지 않은 판들을 다시 0.20mm, 0.15mm 및 0.10mm의 두께로 압연하여 판파단율(%)를 구하였고 그 결과는 제6도에 표시되어 있다. 열연판을 소둔하지 않았을 때는 냉연판의 두께감소와 함께 파단이 증가했다. 열연판의 소둔으로 파단발생이 방지되었고 두께가 0.10mm였을 때에도 파단을 발생하지 않았다. 그러나 온도가 과도하게 높을 때는 0.23mm 이상의 두께에서도 편압연시 파단이 발생했다. 이것은, 소둔온도가 과도하게 높을 때는 결정입자의 크기가 너무 커져서 인성이 악화하기 때문인 것으로 믿어진다.

본 발명의 구체예에 있어서의 제한을 이제 설명한다.

탄소가 최종 제품에 불순물로서 남으면 제품의 자기적 성질이 악화된다. 따라서 탄소함량은 가급적 적은 것이 바람직하다. 특히 탄소함량이 0.006%를 초과할 때는 자기적 성질이 크게 악화한다. 또한 냉간압연성의 견지에서 탄소함량이 낮을 수록 보다 양호한 결과가 얻어진다.

본 발명의 목적이 자기적 변형을 최소화할 수 있는 약 6.5%의 규소함량을 가진 박제품을 공업적 규모로 제조할 수 있는 방법을 확립하는 것이란 사실의 견지에서 규소함량은 6.5%를 중심으로 한 범위내에 있어야 할 것이다. 규소함량의 하한은, 규소함량은 5.0% 이하의 재료는 상업적으로 얻을 수 없기 때문에 5%이며, 규소함량은 가급적 6.5%에 가까운 값이 좋다. 규소함량의 상한은 7.1%이다. 규소함량이 약 6.5%를 초과할 때는 냉간압연성이 급속히 악화하고 자기적 성질의 개선을 기할 수 없다.

망간함량이 0.07 내지 0.3%의 범위에 있을 때는 냉간압연시의 판파단이 낮고 특히 0.20mm 이하의 작은 판두께의 경우는 큰 효과를 볼 수 있다.

황함량이 낮을수록, 냉간압연성은 양호해지고 최종 제품 중에 잔류하는 황에 기인하는 자기적 성질의 악화에 대한 최종 제품의 감수성이 낮아진다. 따라서 황함량은 가급적 낮은 것이 좋다. 이런 이유로 황함량은 0.007% 이하로 제한된다. 하한은 가급적 낮은 것이 바람직하나, 현재의 대체적인 공업정체기술의 한계를 고려할 때 약 0.0008%이다.

산가용성 알루미늄과 총질소에 관해서는 산가용성 알루미늄함량 0.006 내지 0.038%와 총질소 함량 8 내지 30ppm을 조합한 것이 양호한 냉간압연성을 제공하다. 이 이유는, 산가용성 알루미늄과 총질소의 함량이 상기 각 범위에 있을 때는 강에 함유된 총질소는 강의 인성을 악화시키지 않는 석출물 형태로 존재하기 때문이다.

상술한 이외의 성분들에 대해서는 특별한 제한이 없다.

다음에는 용융강을 주조하고 열간압연한다.

본 발명에서는 주조조건에는 특별한 제한이 없어 통상적 공정을 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서는 주조법으로서 최근에 개발된 박판주조법 즉 주조를 행하여 두께 약 2.0mm의 판을 제조하고 열간압연 단계는 생략하거나 또는 형상이 교정될 정도의 작은 압력을 판에 가하여 바로 냉간압연용 재료를 제조하는 과정으로 되어 있는 공정에 의해 제조된 박판을 사용할 수 있다. 그러나 박판 주조법으로 제조된 강판은 결정입자가 크기 때문에 약간 불량한 냉간압연성을 갖고 있다.

열연된 판 또는 주조박판을 120 내지 350℃의 판온도에서 냉간압연한다. 판온도가 350℃을 초과하면 압연 윤활유가 현저히 악화되고 그리하여 압연이 대단히 어려워지고 그 외에 판의 제어가 곤란해진다. 압연시 판온도는 상기 범위에 있게 하며 체류시간은 기본적으로 불필요하다. 압연전 단계로서, 두께방향으로 모든 영역에 걸쳐 재결정화를 위한 750 내지 1020℃ 온도범위에서 소둔을 함으로써 냉간압연중 ＂리플결함＂의 발생이 제거될 수 있고 그 결과 냉간압연시의 파단이 감소될 수 있으며 그리하여 작은 두께로까지 압연을 할 수 있다. 소둔온도가 750℃ 이하일 때는 판의 중심부에 미재결정화 구역이 남아 소둔은 의미를 상실한다.

한편 소둔온도가 1020℃를 초과할 때에는 결정입자가 조대해지므로 리플결함이 생기기 전에 파단이 일어난다. 소둔온도가 높으면 소둔시간이 짧아지는 한편, 소둔온도가 낮을 때는 소둔시간이 길어진다. 예컨대 소둔온도가 750℃일 때는 소둔시간은 10분 또는 그 이상이고 소둔온도가 1020℃ 때는 약 30초이다.

냉간압연에서 얻어지는 판두께가 작을수록 철손은 양호하나, 냉간압연에서의 판두께 감소와 더불어 압연부하는 증가하고 이로 인해 압연작업을 하기가 어려워진다. 이런 이유로 압연로울의 직경이 작고 압연을 다단으로 행할 때 또는 압연중에 소둔을 하여 결정입자를 재결정화하여 판을 연질화하는 경우 유용한 방법이다.

냉간압연에 있어 압하율에 특별한 제한은 없다. 압하율은 냉간압연기의 용량, 또는 박판 주조기술 수준으로 구해지는, 재료판 두께와 제품판 두께간의 관계에 좌우된다. 냉연 백분율은 얻어지는 제품의 자밀속도가 높아지기 때문에 약 50 내지 80%가 바람직하다. 그러나 박판제품이 요구될 때에는 상기한 냉연 백분율로서는 냉간압연용으로 얇은 재료의 판을 사용해야 한다. 따라서 소망하는 제품판의 두께가 대단히 얇을 때는 현행 열간압연 기술은 대처할 수 없다. 특히 현존 열간압연 기술로 얻을 수 있는 압연판의 두께의 하한은 약 1.4 내지 1.5mm이다. 단일 냉간압연으로 초박판 제품을 제조하려는 경우, 상기 범위에 드는 냉연 백분율이 얻어질 수 없으며, 그로 인해 가끔 제품의 자속밀도가 약간 낮아진다. 그러나, 본 발명의 주목적은 냉간압연에 의하여 초고규소 자기 박강판을 제조하는 것이기 때문에 상기한 냉연백분율은 본 발명에 긴요한 것은 아니다.

최종 두께로 냉간압연된 판을 800 내지 1020℃의 온도범위에서 소둔하고 그런 뒤 재결정화 및 입자성장을 받게 하여 제품을 제조한다. 소둔시간은 소둔온도가 낮을 때는 길고 소둔온도가 높을 때는 짧으며 통상 약 30초 내지 3시간이다.

본 발명에 따라 가공하기가 힘든 약 6.5%의 규소함량을 가진 강을 통상적 냉간압연에 의해 대단히 작은 두께로 가공할 수 있고 얻어지는 값은 낮은 철손, 특히 고주파에서 탁월한 철손값을 갖는다.

[실시예]

[실시예 1]

표 1에서 주어진 각 양의 탄소, 규소, 망간, 황 및 산가용성 알루미늄과 철 및 불가피한 불순물로 된 잔부로 구성된 잉곳 50kg을 만들었다. 잉곳을 1200℃로 가열하고 약 990℃의 마무리 온도로 8패스의 열간가공을 하여 두께 1.8mm의 강판을 제조하였으며, 폭 5cm이고 길이 12cm인 크기의 판 10매를 각 조성재료로부터 만들었다. 그 판들을 180℃의 판온도에서 0.23mm의 두께로 냉간압연하고 그런 뒤 850℃에서 120초간 소둔했다. 그때 냉간압연에서의 판파단이 표 1에 주어져 있다.

표 1로부터 명백한 것처럼, 본 발명에서 규정한 성분 요건을 만족하는 강판은 냉간압연중 별파단없이 0.23mm의 두께로 압연할 수 있었다.

[표 1]

주 : X : 본 발명의 범위 밖

[실시예 2]

실시예 1에 기재된 시료 1에 대하여, 폭 5cm이고 길이 12cm의 크기를 가진 판 40매를 만들었다. 그들 중 10매는 소둔하지 않았다. 각각 10매로 된 나머지 세판군을 750℃에서 15분간, 930℃에서 90초간, 그리고 1050℃에서 30초간 각각 소둔하였다. 그런 뒤 판들을 220℃에서 두께 0.20mm 및 0.15mm로 냉간압연하고 그런 다음 850℃에서 120초 동안 소둔했다. 그때 냉간압연에서 파단이 표 2에 주여져 있다.

[표 2]

표 2로부터 명백한 것처럼, 적당한 온도에서 소둔하면, 열연판을 소둔하지 않은 경우와는 달리 파단없이 작은 두께로 판을 냉간압연할 수 있다. 소둔온도가 과도히 높으면 냉간압연시의 판두께가 두꺼울 때에도 심한 파단이 일어난다.

[실시예 3]

실시예 2에서 제조된 0.15mm 두께이 냉간압연된 판(열간압연된 판의 소둔은 930℃의 온도에서 90초 동안)을 재결정화를 위해 900℃에서 90초간 소둔하여 판을 연화시켰다. 그뒤 판을 실온(약 27℃)에서 로울직경 140mm인 압연기에 의해 파단없이 0.08mm의 두께로 냉간압연하였다. 그후 850℃에서 2시간 동안 소둔시켰다. 얻어진 제품의 자기적 성질은 표 3에 주어져 있다. 표 3으로부터 명백한 것처럼 판이 냉간압연중 소둔에 의해 연화되면 비교적 큰 로울직경을 가진 압연기에 의해서 조차 대단히 작은 두께로 압연하는 것이 가능해지며 얻어지는 제품은 탁월한 자기적 성질을 갖는다.

[표 3]

[실시예 4]

중량으로 0.003%의 탄소, 6.48%의 규소, 0.14%의 망간, 0.001%의 황, 0.035%의 산가용성 알루미늄 및 0.0012%의 총질소 그리고 철 및 불가피한 불순물로 된 잔부로 구성된 1.8mm 두께의 열연판을 980℃에서 30초간 소둔하고, 판온도 230℃에서 두께 0.90mm(냉연의 압하율 : 50%)로, 0.20mm(냉연의 압하율 : 89%)로 압연한 뒤 850℃에서 120초간 소둔했다.

얻어진 제품의 자기적 성질은 냉연의 축소율과 함께 표 4에 주어져 있다.

[표 4]

표 4로부터 명백한 것처럼 제품의 자속밀도(B₈치)는 냉연압하율이 72 내지 75%일 때 최대에 달하며, 냉연압하율이 50 내지 80%일 때는 비교적 높으며, 냉연압하율이 80%를 초과하면 이 B₈치는 낮아진다.

Claims (6)

1. 0.006중량% 이하의 탄소, 5.0 내지 7.1중량%의 규소, 0.07 내지 0.30중량%의 망간, 0.007중량% 이하의 황, 0.006 내지 0.038중량%의 산가용성 알루미늄 및 8 내지 30ppm의 총질소를 함유하는 잔부는 철 및 불가피한 불순물로 구성되어 있는 열간압연강판 또는 연속주조편 등과 같은 강판을 120 내지 250° 범위의 판온도에서 냉간압연하고, 재결정화 및 입자성장을 위해 그 냉간압연된 판을 소둔하는 것으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 냉간압연에 의한 판두께가 얇은 초고규소 전자강판의 제조방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 냉간압연 전에 상기 강판을 750 내지 1020℃ 범위의 온도에서 소둔하는 것을 특징으로 하는 방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 강판을 0.23mm 이하의 두께로 냉간압연하는 것을 특징으로 하는 방법.
4. 제2항에 있어서, 상기 강판을 0.23mm 이하의 두께로 냉간압연하는 것을 특징으로 하는 방법.
5. 제1항에 있어서, 냉간압연 후의 상기 소둔을 800 내지 1020℃ 범위의 온도에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.
6. 제2항에 있어서, 냉간압연 후의 상기 소둔을 800 내지 1020℃ 범위의 온도에서 행하는 것을 특징으로 하는 방법.