TW201038750A - Non-oriented magnetic steel sheet and method for producing the same - Google Patents

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201038750 六、發明說明： 【發明戶斤屬之技術領碱3 發明領域 本發明係有關於一種適合於馬達之核心的無方向丨生電 磁鋼板及其製造方法。 t 冬好]1 發明背景 近年來，根據環境保護及省能等之觀點，對電動車之 興趣逐漸地提高，又，電動車之驅動用馬達會要求高速旋 轉及小型化，同時驅動頻率係構成800Hz左右。 於此種驅動用馬達之動作時，驅動頻率之數倍的高頻 成分係與驅動頻率重疊，因此，為驅動用馬達之核心材料 的無方向性電磁鋼板會要求可作成高速旋轉及小螌化之機 械特性，以及在400Hz至2kHz之高頻領域中的磁特性，特 別是鐵損特性皆優異。 鐵損可大致區別為渦電流損失及磁滞損失，渦電流損 失係與無方向性電磁鋼板之厚度的平方成正比，且與固有 電阻成反比。故，以往為了減低渦電流損失，會嘗試削薄 無方向性電磁鋼板之厚度，χ，亦嘗試提高無方向性電磁 鋼板中的Si量及/或八丨量而提高固有電阻。在提高&量及/或 A1量時，亦可提高機械強度(轉子剛性）。 而藉由t知技術，並無法充分地減低在例如40· 至2kHz之咼頻領域中的鐵損。 先行技術文獻 3 201038750 專利文獻 [專利文獻1]曰本專利公開公報特開2007-247047號公報 [專利文獻2]特開平07-258863號公報 [專利文獻3]特開平11-323511號公報 [專利文獻4]特開2005-240185號公報 【發明内容】 發明概要 發明欲解決之課題 本發明之目的係提供一種可充分地減低在高頻領域中 的鐵損之無方向性電磁鋼板及其製造方法。 用以欲解決課題之手段 發明人係著眼於在400Hz至2kHz之高頻領域中，渦電 流只流動至距離鋼板表面有50μιη左右之深度，並銳意檢討 使距離鋼板表面有5 0 μ m之深度領域的電阻增加之技術。 其結果，發明人發現，若於鋼板表面鍍覆電阻增加率 大之Μη或V，且藉由退火使其擴散至鋼中，並於鋼板表面 至預定深度形成Μη濃度或V濃度之梯度，則可減低高頻鐵 損。 本發明係根據前述見識所完成，其要旨如下。 有關本發明之無方向性電磁鋼板係以質量％計含有： C : 0.005%以下、Si : 2%至4%、Μη及V :總量為11%以下 及Α1 : 3%以下，而剩餘部分係由Fe及不可避免之雜質所構 成，又，板厚方向之Μη濃度（質量％)及V濃度（質量％)係滿 足下述式。 201038750 0.1 < (XSMn, V — XCMn，V)/tMn. V < 1 〇〇 XsMn, v :於鋼板表面之Mn濃度（質量％)及v濃度（質量 %)之和

XcMn, v :於鋼板中心之Μη濃度（質量％)及V濃度（質量 %)之和 tMn, ν : Μη濃度（質量％)及V濃度（質量％)之和構成與

XcMn, ν相同之起自鋼板表面之深度(mm) _ 發明效果 〇 依據本發明，由於適當地規定Μη及V之濃度，因此可 充分地減低在例如400Hz至2kHz左右之高頻領域中的鐵 損。 圖式簡單說明 第1A圖係顯示以900°C進行退火3小時之情形的Μη鍍 覆膜之厚度與Μη濃度分布之關係圖。 第1Β圖係顯示以900。(：進行退火10小時之情形的Μη鍍 Ο 覆膜之厚度與Μη濃度分布之關係圖。 第1C圖係顯示以900°C進行退火30小時之情形的Μη鍍 覆膜之厚度與Μη濃度分布之關係圖。 第2圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損Wi〇/獅之關係圖。 第3圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損Wi〇,聊之關係圖。 第4圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損w_·之關係 圖。 第5圖係顯不Μη鍍覆膜之厚度與鐵損臀_之關係 5 201038750 第6A圖係顯示以90〇°c進行退火3小時之情形的V鐘覆 膜之厚度與V濃度分布之關係圖。 第6B圖係顯示以900 進行退火丨〇小時之情形的V鑛 覆膜之厚度與V濃度分布之關係圖。 第6C圖係顯示以900°c進行退火3〇小時之情形的V鍵 覆膜之厚度與V濃度分布之關係圖。 第7圖係顯示V鑛覆膜之厚度與鐵損w1()/4(K)之關係圖。 第8圖係顯示v鐘覆膜之厚度與鐵損w10/8()()之關係圖。 第9圖係顯示v鍵覆膜之厚度與鐵損w10/12()()之關係圖。 第10圖係顯示V鍍覆膜之厚度與鐵損Wio/丨7⑼之關係 圖。 L實施方式3 用以實施發明之形態 (第1實施形態） 有關本發明之第1實施形態之無方向性電磁鋼板係以 質量％計含有：C : 0.005%以下、si : 2%至4%、Mn : 10% 以下及A1 : 3%以下，而剩餘部分係由Fe及不讦避免之雜質 所構成，又，板厚方向之Μη濃度（質量。/〇)係滿足下述式（1) 或下述式(2)。 0.1 < (XSMn —XcMn)/t；Mn < 100 …⑴ 0.1 < (XSMn —XcMn)/tMn< 100 ... (2)

XsMn :於鋼板表面之Μη濃度（質量％)

XsMn’ ：於鋼板表面附近之最大Μη濃度（質量％)

XcMn :於鋼板中心之Μη濃度（質量％) 201038750 tMn _ Μη濃度（質量％)構成與Xcjvin相同之起自鋼板表面 之深度(mm) 在製造有關弟1貫施形滤之無方向性電磁鋼板時，係對 預定成分組成之母鋼板之表面施行Μη鍍覆而形$Μη鑛覆 膜，然後，施行退火而使Μη擴散至鋼中。於該退火時，亦 產生母鋼板之再結晶。施行Μη鍍覆之母鋼板係例如使用業 已將施行過退火之熱軋鋼板（退火熱軋鋼板）進行冷壓延至 Ο

預定厚度(例如製品板厚）之冷軋鋼板，此時，藉*Μη鍍覆 而取得Μη鍍覆冷軋鋼板，然後，進行Μη鍍覆冷軋鋼板之退 火。又，母鋼板亦可使用退火熱軋鋼板，此時，藉由^^鍍 覆而取得Μη鍍覆熱軋鋼板，然後，進行·鍍覆熱軋鋼板之 冷壓延而取得Μη㈣冷軋鋼板，又，進行職冷軋鋼板 之退火。 在此，說明規定第i實施形態之成分組成之理由，另， %係指質量％。 C會使應變消除退火後之鐵損惡化。為了使該作用不會 現’於母鋼板中的C含量係作成〇〇〇5%以下。 對於增力〇電阻並減低鐵損，Si係有效之元素。若^之含 於4〇//，2/〇 ’則無法取得該作用’另—方面，若Si之含量大 ❶則冷壓延性會_地惡化，因此，於母鋼板中_ 3 I係作成2%至4〇/〇。 會盘Γ1㈣’為了增加電阻’Mn係有效之元素。又，馳 掌與鋼中^ 等作 Μ而生成MnS，並使s無害化。為了取得該 ，於母鋼板中的Μη含量宜為0.1%以上，另一方面， 201038750 若於母鋼板中的Μη含量大於1%，則會卩且礙在退火中的晶粒 成長，因此，於母鋼板中的Μη含量係作成1〇/。以^ ° 又，於無方向性電磁鋼板中的Μη含量會因Μη^覆膜之 形成而高於母鋼板中的Μη含量。又，若於無方向性電磁鋼 板中的Μη含量大於10%，則飽和磁束密度會降低’且磁特 性會降低，因此，於無方向性電磁鋼板中的Μη含量宜作成 10%以下。 與Si相同，對於增加電阻並減低鐵損’ Α1係有效之元 素。為了取得該作用’於母鋼板中的A1含量宜為0.1%以上， 且更為理想的是0.5%以上，另一方面，若A1之含量大於 3%，則鋼（溶鋼）之鑄造性會惡化，因此，於母鋼板中的A1 含量係作成3%以下。 與Si相同，對於增加電阻並減低鐵損，V係有效之元 素，然而，若V之含量大於1 %，則退火熱軋鋼板之冷壓延 容易變得困難，因此，於母鋼板中的V含量宜作成1%以下。 又，於無方向性電磁鋼板中的Μη及V之總含量宜作成ιι〇/0 以下。 Ρ係提高扳張力之效果明顯之元素，然而，於第1實施 形態中未必要含有，若ρ之含量大於0.3% ’則脆化劇烈，且 於工業規模上的熱軋、冷軋等之處理會變得困難，因此， 於母鋼板中的Ρ含量宜作成0·3%以下，且更為理想的是作成 0.2%以下，更加理想的是作成〇·15%以下。 S之含量：!：盡可能地降低。即’於母鋼板中的S含量宜 為0.04%以下，且更為理想的是〇.〇2°/。以下，更加理想的是 201038750 0.01%以下。

Cu係於不會對磁特性帶來不良影響之範圍具有提高強 度之效果，因此，於母鋼板中亦可含有5%以下之Cu。

Nb不僅是作成固有Nb，且於鋼板中Nb主要會析出碳氮 化物’並延遲鋼板之再結晶。又，藉由微細之Nb析出物， 於不會對磁特性帶來不良影響之範圍亦具有提高強度之效 果’因此，於母鋼板中亦可含有1%以下之Nb。 與C相同，N會使磁特性劣化，因此，於母鋼板中的n 含量宜作成〇·〇2%以下。 此外’於習知技術中的高強度電磁鋼板中利用來高強 度化之大部分元素係不僅是添加成本被視為問題，且由於 對磁特性會帶來不少不良影響，因此未必要特意含有。在 特意含有時，根據再結晶延遲效果、高強度化效果、成本 上升與磁特性劣化之兼顧，會使用例如Ti、Β、Ni及/或cr， 此時’該等之含量宜作成Ti: 1%以下、B: 〇.01%以下、Ni : 50/〇以下、cr : 15%以下。 又’其他微量元素係除了因礦石及/或殘屑等中不可避 免之含量外，即使因公知之各種目的而添加，第1實施形態 之政果亦不會有任何損害。又’亦包括量至少形成微細之 碳化物 '硫化物、氮化物及/或氧化物等之析出物並顯示絕 對不少的再結晶延遲效果之元素，該等之微細析出物對磁 特性之不良影響亦大，又，在含有Cu或Nb時，由於可藉由 β玄等而取得充分之再結晶延遲效果，因此亦未必要特意含 有該等元素。該等微量元素之不可避免之含量通常各元素 9 201038750 皆為0·005°/〇以下，然而，亦可因各種目的而含有〇.01%以 上’此時’亦根據成本及磁特性之兼顧，M〇、"W、Sn、Sb、 Mg、Ca、Ce及Co之含置宜作成合計為0.5%以下。 另’於無方向性電磁鋼板中的該等元素之含量係除了 Μη以外，會隨著Μη鐘覆膜之形成而稍微低於母鋼板中的含 量，然而，由於Μη鍍覆膜之厚度係明顯地小於母鋼板之厚 度，因此，於無方向性電磁鋼板中的Μη以外之元素含量可 視為與母鋼板中的含量同等。另一方面，如前所述，於無 方向性電磁鋼板中的Μη含量係作成丨ο。/。以下。又，在形成 於無方向性電磁鋼板中的Μη含量構成1 以下之厚度的 Μη鍍覆膜時，幾乎不會有Μη自Μη鍍覆膜擴散至母鋼板之 中心之情形，因此，無方向性電磁鋼板之板厚中心之Μη含 量可視為與母鋼板中的含量同等。 故，母鋼板可使用例如以下冷軋鋼板，即：含有C : 0.0050/。以下、si: 2%至4%、Μη: 1%以下（較為理想的是0.1% 以上）及Α1: 3%以下，而剩餘部分係由Fe及不可避免之雜質 所構成。又，亦可使用更含有1%以下之V的冷軋鋼板。 母鋼板(冷軋鋼板)之厚度並無特殊之限制，可考慮作成 最後製品的無方向性電磁鋼板之厚度及壓延步驟中的壓下 率而適當地決定。作成最後製品的無方向性電磁鋼板之厚 度亦無特殊之限制，然而，若由高頻鐵損之減低觀點來看， 則宜為0_lmm至0.3mm。 對母鋼板施行Μη鑛覆之方法並不限於特定方法，若由 可輕易地調整鍍覆厚度(Μη鍍覆膜之厚度）之觀點來看，則 201038750 宜為來自水溶液或非水溶劑之電鍍、熔鹽電解、熔融鍍覆、 物理氣相沈積(PVD : physical vapor dep〇siti〇n)及化學氣相 沈積(CVD : chemical vapor deposition)等之氣相鍍覆等。 Μη鍍覆膜之厚度並無特殊之限制，然而，宜作成可充 分地確保擴散至母鋼板中的河11量之程度，舉例言之，宜作 成 Ιμηι至 ΙΟμηι。 對母鋼板施行Μη鍍覆後，施行退火而使^^^擴散至母鋼 板中，並形成滿足前述式（1)或式(2)2Μη濃度梯度(該方面 係如後述）。退火條件（溫度及時間等）只要是Μη可擴散至母 鋼板中而取得前述Μη濃度梯度，則無特殊之限制。若將批 式退火作為前提，則宜作成r1〇〇〇t以下、i小時以上」， 亦可將連續退火作為前提而設定退火條件。 其次，說明於第1實施形態中規定式（丨)及式之理由。 第1A至1C圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與無方向性電磁 鋼板之厚度方向之Μη濃度分布之關係。在取得該關係時， 會製作冷軋鋼板(母鋼板），其含有C : 〇.〇〇2%、si : 3 〇%、 Μη : 0_3%及A1 : 0.6%，而剩餘部分係由以及不可避免之雜 質所構成。其次，藉由蒸鍍法，於該冷軋鋼板之表面形成 厚度為2μηι、5μηι或10μπι2Μη鍍覆膜。又，進行退火而取 得無方向性電磁鋼板。冷軋鋼板之厚度係作成〇.3mm。 第1A圖係顯示以9〇〇°C進行退火3小時(hr)之情形，第 1B圖係顯示以900 C進行退火10小時之情形，第lc圖係顯 示以900 C進行退火3〇小時之情形。第丨八至⑴圖中的（X)係 顯示Μη鏟覆膜之厚度為5μπι時的Μη濃度分布，（y)係顯示 11 201038750 Μη鍍覆膜之厚度為2μιη時的Μη濃度分布，（w)係顯示Μη鑛 覆膜之厚度為ΙΟμηι時的Μη濃度分布。又，（ζ)係顯示未形 成Μη鍍覆膜而進行退火時的Μη濃度分布。 如第1Α至1C圖所示，於業已形成Μη鍍覆膜之無方向性 電磁鋼板中，Μη濃度（質量％)係自表面之Μη濃度（質量％) 或表面附近之最大Μη濃度（質量％)朝鋼板中心部大致呈直 線地減少。 發明人更測定該等無方向性電磁鋼板之鐵損特性。 第2圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損w1()/4()()(W/kg)之 關係。第2圖中的鐵損W 10M00之值係L方向（壓延方向）中的鐵 損W^omoML)之值與C方向（與壓延方向垂直之方向）中的鐵 損WwmoMC)之值的平均值(L + C)。由第2圖中可知，藉由適 當地選擇Μη鍍覆膜之厚度及退火時間，可減低鐵損

Wi〇/4〇〇(W/kg)。 第3圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損Wi 〇/_( w/kg)之 關係，第4圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損w1()/l2()()(w/kg) 之關係，第5圖係顯示]VIn鍍覆膜之厚度與鐵損Wi⑽7〇〇(w/kg) 之關係。由第3至5圖中可知，在業已於冷軋鋼板形成Mn鐘 覆膜後以900 C施行10小時之退火時，相較於未施行Mn鍍 覆者，可提升高頻鐵損特性。 依此，一般認為提升在高頻領域中的鐵損特性之理由 係由於如第1圖所示，於距離鋼板表面有5〇μιιη之深度領域 中的Μη濃度會藉由利用退火之Μη之擴散而上升，並提升在 該領域中的鐵損特性之故。 12 201038750 發明人更調查退火後之Μη濃度（質量％)分布與高頻鐵 損之相關關係。 其結果發現，為了減低高頻鐵損，板厚方向之Μη濃度 (質量％)滿足下述式（1)是重要的。 0.1<(XsMn-XcMnytMn< 100 …⑴

XsMn :於鋼板表面之Mn濃度（質量〇/〇)

XcMn .於鋼板中心之Μη濃度（質量 tMn : Μη濃度（質量％)構成與XcMn相同之起自鋼板表面 之深度(mm) 若（XsMn —XCMn)/tMn之值為01以下’則會均一地擴 散、分布至鋼板中的大致全領域，且於鋼板表層部之鐵損 不會減低，因此，（XsMn —XCMn)/tMn之值係作成大於〇 1，且 較為理想的是(XsMn — XcMnytMni值大於〇 5。 若(XsMn —XCMn)/tMn之值為1〇0以上，則Μη濃度之梯度 會在狹窄範圍變得陡峭，且勵磁時之上升特性會明顯地劣 化’因此’（XsMn —XCMn)/tMn之值係作成小於1〇〇。 另無特殊之限制，只要是包含有發生高頻誘發 之滿電流的表層部（距離表面有50μηι之深度領域)者即可。 在前述式（1)中使用於鋼板表面之Μη濃度(XsMn)，然 而’在實際地算出Μη濃度分布時，有時會使用於鋼板表面 附近之最大Μη濃度(XsMn’）。故，亦可使用下述式（2)以取代 則述式（1) ’此時，所謂鋼板表面附近係指以下範圍，即： 於電磁鋼板中，將位於絕緣覆膜下之基底鐵之最上層部作 為起點’並將距離其有5μηι之靠近鋼板中心部之地點作為 13 201038750 終點者。 ο. 1 < (XsMn ~ XcMn)/tMn < 100 …(2)

XsMn’ ：於鋼板表面附近之最大Μη濃度（質量％) 於第1實施形態中，可依需要分別使用前述式（1)及式 (2)。 (第2實施形態） 有關本發明之第2實施形態之無方向性電磁鋼板係以 質量％計含有：C : 0.005%以下、Si : 2%至4%、Μη : 1%以 下、V : 10%以下及A1 : 3%以下，而剩餘部分係由Fe及不 可避免之雜質所構成，又，板厚方向之V濃度（質量％)係滿 足下述式(3)或下述式(4)。 0-1 <(Xsv-Xcv)/tv< 100 …（3) 0.1 <(Xsv-Xcv)/tv< 100 ·· (4)

Xsv :於鋼板表面之v濃度（質量

Xsv :於鋼板表面附近之最大V濃度（質量〇/〇)

Xcv :於鋼板中心之V濃度（質量％) tv : V濃度（質量％)構成與Xcv相同之起自鋼板表面之深 度(mm) 在製造有關第2實施形態之無方向性電磁鋼板時，係對 預定成分組成之母鋼板之表面施行V鍍覆而形成v錢覆 膜，然後，施行退火而使V擴散至鋼中。於該退火時，亦產 生母鋼板之再結晶。施行V鍍覆之母鋼板係例如與第丨實施 形態相同，使用冷軋鋼板，此時，藉由V鍍覆而取得¥鑛覆 冷軋鋼板，然後，進行V鍍覆冷軋鋼板之退火。又，母鋼板 14 201038750 亦可使用退火熱軋鋼板，此時，藉由v鍍覆而取得v鍍覆熱 軋鋼板，然後，進行v鍍覆熱軋鋼板之冷壓延而取得V鍍覆 冷軋鋼板，又，進行v鍍覆冷軋鋼板之退火。 在此’說明規定第2實施形態之成分組成之理由，另， %係指質量％。 於母鋼板中的C、Si、A卜Μη及V等之含量係、與第！實 施形態相同。 於無方向性電磁鋼板中的V含量會因V鑛覆膜之形成 而高於母鋼板中的V含量。又，若於無方向性電磁鋼板中的

Vs里大於1G/。胃飽和磁束密度會降低，且磁特性會降 低’因此’於無方向性電磁鋼板中的¥含量宜作成⑺％以 下又於，，、、方向性電磁鋼板中的Μη及V之總含量宜作成 11%以下。 另於…、方向陵電磁鋼板中的該等元素之含量係除了v 以外，會隨著V鑛覆膜之形成而稍微低於母鋼板中的含量， 然而，由於V鍍細之厚度係明顯地小於母鋼板之厚度，因 此，於無方雜電磁鋼板中的¥以外之元素含量可視^邀母 鋼板中的含量同等。另-方面，如前所述，於無方_電 磁鋼板中的V含量係作成1〇%以下。又，在形成於無方向性 電磁鋼板中的V含量構成·以下之厚度的讀覆膜時，幾 乎不會有V自V鍍覆膜擴散至母鋼板之中心之情形，因此 無方向性電磁鋼板之板厚中心之V含量可視為與母鋼板中 的含量同等。 又，與第1實施形態相同，亦可含有其他元素，例如Sn、 15 201038750 81>、8等。又，不可避免之雜質係可含有1>、8、.〇等。 故，母鋼板可使用例如以下冷軋鋼板，即：含有c ·· 讓％以下、Si:2%至4%、Mn:1%以下（較為理想的是〇篇 以上）及A1: 3%以下，而剩餘部分係由以及不可避免之雜質 所構成。X，亦可使用更含有1%以下之v的冷乳鋼板。 對母鋼板施彳fV«之方法並不限於特定方法，可採用 與第1實施形態相同之方法。 V鑛覆膜之厚度並無特殊之限制，然而，宜作成可充分 地確保擴散至母鋼板中的V量之程度，舉例言之，宜作成 Ιμηι至 ΙΟμηι 〇 中，並形成滿足前述式(3)或式⑷之乂濃度梯度(該方面係如 後述 >退火條件(溫度及時_只要是v可擴散至母鋼板中 而取得前述v濃度梯度’則姆殊之_。若綠式退火作 為前提，則與第1實施形態相同，宜作成「麵。⑶下、ι 小時以上」，亦可將連續退火料前提而設定退火條件。 其次，說明於第2實施形態中規定式⑺及式⑷之理由。 第6AhC圖係顯示V鍍覆膜之厚度與無方向性電磁鋼 板之厚度方向之V濃度分布之關係。在取得該關係時，會製 作冷軋鋼板(母鋼板），其含有C : 〇 002%、Si: 3 {)%、Mn : 0.3%、A1 : 〇.6%及V : G.G1%，而剩餘部分係由㈣不可避 免之雜質所構成。其次，藉由蒸鍍法，於該冷軋鋼板之表 面形成厚度為_或5卿之乂鍵覆膜。又，進行退火而取得 無方向性電磁鋼板。冷軋鋼板之厚度係作成G 3_。 16 201038750 第6A圖係顯示以90(TC進行退火3小時之情形第紐圖 係顯示以900°C進行退火1〇小時之情形，第6C圖係顯示以 9〇(TC進行退火30小時之情形。第6八至6(：圖中的（χ)係顯示v 鑛覆膜之厚度為5哗時的V濃度分布，（y)係顯示讀覆膜之 厚度為Ιμιη時的V濃度分布。 ' 如第6Α至6C圖所示，V濃度（質量％)係自表面之ν濃度 (質量％)或表面附近之最大v濃度（質量％)細板中心部Ζ 致呈直線地減少。

發明人更測定該等無方向性電磁鋼板之鐵損特性。 第7圖係顯示V鑛覆膜之厚度與鐵損Wi〇_(w/kg)之關 係。第7圖中的鐵損W刪。。之值係L方向（壓延方向）中的鐵損 W卿(L)之值與C方向（與壓延方向垂直之方向）中的鐵損 W10/權(C)之值的平均值(L + C)。由第7圖中可知，藉由適當 地選擇V鍍覆膜之厚度及退火時間，可減：鐵：

Wi〇/4QG(W/kg)。 第8圖係顯示V鑛覆膜之厚度與鐵損w_(w/kg)之關 係，第9圖係顯示观覆膜之厚度與鐵損％。譲(w/kg)之關 係’第！ _係顯示V«膜之厚度_損Wi_(w/kg)之關 係。由第8至關中可知，在業W冷軋鋼板形成v鍍覆膜 後以施行1G小時之退火時，相較於未施行駡覆者， 可提升高頻鐵損特性。 依此’-般認為提升在高頻領域中的鐵損特性之理由 係由於如第6圖所示，於距離鋼板表面有5〇μιη之深度領域 中的V濃度會藉由利用退火之ν之擴散而上升，並提升在該 17 201038750 領域中的鐵損特性之故。 焉頻鐵損 發明人更調查退火後之v濃度（質量％)分布與 之相關關係。 ' 板厚方向之V濃度（質 其結果發現，為了減低高頻鐵損， 量％)滿足下述式(3)是重要的。 0.1 <(Xsv-XCvytv< 1〇〇

Xsv :於鋼板表面之V濃度（質量％)

Xcv :於鋼板中心之v濃度（質量％) ~ : V濃度（質量％)構成與Xev相同之起自鋼板表面之深 度（mm) 若(Xsv —Xc為之值為0.1以下，則V會均一地擴散、 分布至鋼板巾的大致全領域，且於鋼板表㈣之鐵損不會 減低’因此，（Xsv —Xcv)/tv之值係作成大於〇」，且較為理 想的是(Xsv —Xcv)/tv2值大於〇 5。 若(Xsv —XCv)/tv之值為1〇〇以上，則v濃度之梯度會在 狹窄範圍變得陡λ肖，且勵磁時之上升特性會明顯地劣化， 因此，（Xsv —XCv)/tv之值係作成小於1〇〇。 另’ tv並無特殊之限制，只要是包含有發生高頻誘發 之渦電流的表層部（距離表面有50μιη之深度領域)者即可。 在前述式（3)中使用於鋼板表面之ν濃度(Xsv)，然而， 在實際地算出V濃度分布時，有時會使用於鋼板表面附近之 最大V濃度（xSv’）。故，亦可使用下述式（4)以取代前述式 (3) ’此時’所謂鋼板表面附近係指以下範圍，即：於電磁 鋼板中，將位於絕緣覆膜下之基底鐵之最上層部作為起 18 2〇l〇3875〇 點，並將距離其有5μηι之靠近鋼板中心部之地點作為終點 者。 0.1 <(XsV -Xcv)/tv< 100 …(4)

Xsv :於鋼板表面附近之最大V濃度（質量％) 於第2實施形態中，可依需要分別使用前述式(3)及式(4) ° 另，亦可組合第1實施形態與第2實施形態。舉例言之’ 亦可在業已形成Μη鍍覆膜及V鍍覆膜兩者後，進行退火而 ▲ 滿足式（1)至式（4)，又，亦可在業已形成Μη及V之混合鍍覆 〇 膜後，進行退火而滿足式（1)至式(4)。即，於藉由該等方法 所製造的無方向電磁鋼板中，會滿足下述式(5)或式(6)。 〇.1 < (XSMn，V—XcMn, V)/tMn，V< 1〇〇 ... (5) 0.1 < (XsMn, ν — XcMn, v)/tMn. V< 100 …⑹ - XsMn, V :於鋼板表面之Μη濃度（質量％)及V濃度（質量 %)之和

XsMn, V :於鋼板表面附近之Μη濃度（質量。/。)及V濃度 Q (質量％)之和之最大值

XcMn. v :於鋼板中心之Μη濃度（質量。/〇)及V濃度（質量 %)之和 tMn，V : Μη濃度（質量％)及V濃度（質量％)之和構成與 XcMn, V相同之起自鋼板表面之深度(mm) 其次，說明發明人實際所進行的各種實驗。於該等實 驗中的條件等係為了確認本發明之可實施性及效果所採用 的例子，本發明並不限於該等例子。只要是未脫離本發明 之要旨並達成本發明之目的，則本發明可採用各種條件。 19 201038750 (第1實驗） 首先，製作熱軋鋼板，且該熱軋鋼板係以質量。計含 有：C : 0.002%、Si : 3·0% ' Mn : 〇.2%及A1 : 0.6%，而剩 餘部分係由Fe及不町避免之雜質所構成。熱軋鋼板之厚度 係作成1.6mm。其次’以1〇5〇 C對熱軋鋼板施行1分鐘之退 火而取得退火熱軋鋼板，然後，進行退火熱軋鋼板之冷壓 延，並取得厚度為〇.25mm之冷軋鋼板(母鋼板）。接著，於 冷軋鋼板之兩表面形成各種厚度（參照表1)之Μη鍍覆膜，並 取得4種試料。又，亦製作未形成Μη鍍覆膜之試料。然後， 以900°C對各試料進行6小時之退火，並取得無方向性電磁 鋼板。在藉由該退火而形成Μη鐘覆膜之§式料中，會產生Μη 自Μη鍍覆膜朝母鋼板之擴散及母鋼板之再結晶，在未形成 Μη鍍覆膜之試料中，會產生母鋼板之再結晶。 又，使用單板磁測定裝置來測定各試料之磁特性(鐵損 。又，使用電子探針微量分析器（epma : electron probe micro analyzer) ’並藉由與壓延方向（L方向）呈正交之 鋼板截面之線分析，測定板厚方向之Μη濃度。表1係顯示 其結果。表1中的XcMn係表示鋼板中心之Μη濃度（即，熱軋 鋼板之Μη含量）。又，濃度梯度係(XsMn一XcMn)/tMn之值。 〔表1〕 試料 No. Μη鍍覆膜 之厚度（μηι) Μη濃度 XsMn(%) 深度 tMn(mm) 濃度 梯度 鐵損Wl〇/_ (W/kg) 比較例 1 — 0.2 — — 36.2 2 2 1.7 0.09 16.7 34.8 實施例 3 4 2.8 0.08 32.5 33.9 4 8 4.8 0.09 51.1 34.7 比較例d 5 20 10.2 0.09 111.1 37.8 20 201038750 如表1所示，於比較例No.lt，由於濃度梯度為〇」以 下，因此在8〇〇Ηζ中的鐵損會提高。又，於比較例版5中， 由於漢度梯度為1G(UX上，因此在咖Ηζ巾的鐵損會提高。 另方面，於貝施例Ν〇·2、實施例Ν〇,3及實施例Ν〇·4中， 由於浪度梯m式⑴’目此可取得良狀鐵損。由此可 知’若Μη之濃度梯度滿足式⑴，則可減低高頻鐵損。 (第2實驗） 首先，製作熱軋鋼板，且該熱軋鋼板係以質量％計含 有.C : 0.002%、Si : 3.1〇/〇、Μη : 0 3%、A1 : 〇 8%及乂 ： 0.005/。，而剩餘部分係由以及不可避免之雜質所構成。熱 軋鋼板之厚度係作成2_〇mm。其次，以1〇〇(rc對熱軋鋼板 施行1分鐘之退火而取得退火熱軋鋼板，然後，進行退火熱 軋鋼板之冷壓延，並取得厚度為〇3〇mm之冷軋鋼板（母鋼 板）。接著，於冷軋鋼板之兩表面形成各種厚度（參照表2) 之Μη鍍覆膜，並取得3種試料。又，亦製作未形成v鍍覆膜 之試料。然後，以90(TC對各試料進行5小時之退火，並取 得無方向性電磁鋼板。在藉由該退火而形成¥鍍覆膜之試料 中，會產生V自V鍍覆膜朝母鋼板之擴散及母鋼板之再結 晶，在未形成V鍍覆膜之試料中，會產生母鋼板之再結晶。 又，使用單板磁測定裝置來測定各試料之磁特性(鐵損 。又，使用ΕΡΜΑ，並藉由與壓延方向（L方向）呈正 交之鋼板截面之線分析’測定板厚方向之V濃度。表2係顯 示其結果。表2中的Xcv係表示鋼板中心之V濃度（即，熱軋 鋼板之v含量）。又，濃度梯度係(Xsv—Xcv)/tv之值。 21 201038750 〔表2〕 試料 No. Μη鍍覆膜 之厚度（μηι；) Μη濃度 Xsy(%) 深度 tv(mm) 濃度 梯度 鐵損 W1()/800 (W/kg) 比較例 11 — 0 — — 40.3 實施例 12 2 4.1 0.07 58.6 38.5 13 4 7.8 0.08 97.5 39.5 比較例 14 6 ] 11.2 0.08 140.0 41.2 如表2所示，於比較例No.11中，由於濃度梯度為0.1以 下’因此在800Hz中的鐵損會提高。又，於比較例No.14中， 由於濃度梯度為100以上，因此在8〇〇Hz中的鐵損會提高。 另一方面，於實施例No」2及實施例n〇_13中，由於濃度梯 度滿足式（3)，因此’可取得良好之鐵損。由此可知，若v 之濃度梯度滿足式(3)，則可減低高頻鐵損。 產業之可利用性 本發明可利用在例如電磁鋼板製造產業及電磁鋼板利 用產業。有關本發明之無方向性電磁鋼板可使用作為例如 在高頻領域中驅動的馬達及變壓器之核心(鐵芯）之材料 【圖式簡單說明】 第1A圖係顯示以900 C進行退火3小時之，卜主 〖月形的Μη鍍 覆膜之厚度與Μη濃度分布之關係圖。 的Μη錢 的Μη錢 第1Β圖係顯示以900 °C進行退火1 〇小時之情妒 覆膜之厚度與Μη濃度分布之關係圖。 第1C圖係顯示以900°C進行退火30小時之情妒 覆膜之厚度與Μη濃度分布之關係圖。 第2圖係顯示Μη鑛覆膜之厚度與鐵指w y ^ 丨_〇之關係圖。

第3圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度盥鐵指u M ” 庙 〃貝W,0_之關係圖。 第4圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損 Μ 、之關係 201038750 . 圖。 - 第5圖係顯示Μη鍍覆膜之厚度與鐵損W 10/1700之關係 圖。 第6A圖係顯示以900°c進行退火3小時之情形的V鍍覆 膜之厚度與V濃度分布之關係圖。 第6 B圖係顯示以9 00 °C進行退火1 〇小時之情形的V鍍 覆膜之厚度與V濃度分布之關係圖。 第6C圖係顯示以900°C進行退火30小時之情形的V鍍 〇 覆膜之厚度與V濃度分布之關係圖。 第7圖係顯示V鍍覆膜之厚度與鐵損W1()/_之關係圖。 第8圖係顯示V鍍覆膜之厚度與鐵損W1()/_之關係圖。 第9圖係顯示V鍍覆膜之厚度與鐵損W1()/12()()之關係圖。 第10圖係顯示V鍍覆膜之厚度與鐵損W 10/1700 之關係 圖。 【主要元件符號說明】 (無） Ο 23

Claims (1)

1. 201038750 七、申請專利範圍： 1· 一種無方向性電磁鋼板，其特徵在於係以質量％計含 有：C : 0.005%以下、Si : 2%至4°/。、Μη及V :總量為 11°/° 以下及Α1 : 3°/。以下’而剩餘部分係由Fe及不可避免之 雜質所構成，又，板厚方向之Μη濃度（質量％)及V濃度 (質量％)係滿足下述式： 0.1 < (XsMn. v — XcMn, v)/tMn. V < 1 〇〇 XsMn, V :於鋼板表面之Μη濃度（質量％)及v濃度（質 量％)之和 XcMn. ν :於鋼板中心之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)之和 tMn, ν: Μη濃度（質量。/。)及ν濃度（質量％)之和構成與 XcMn. ν相同之起自鋼板表面之深度(mm)。 2_ —種無方向性電磁鋼板，其特徵在於係以質量。/。計含 有：C : 0.005%以下、& : 2%至4%、Μη及V :總量為11% 以下及Α1 : 3%以下，而剩餘部分係由Fe及不可避免之 雜質所構成’又，板厚方向之Μη濃度（質量％)及V濃度 (質量°/。)係滿足下述式： 0.l<(XsMn. v’〜XCMn，v)/tMn, ν<100 XsMn, ν’ ：於鋼板表面附近之Μη濃度（質量。/。)及乂濃 度（質量°/。)之和之最大值 XcMn. V:於鋼板中心之Μη濃度（質量0/〇)及V濃度（質 重％)之和 tivin, ν: Μη濃度（質量％)及V濃度（質量％)之和構成與 24 201038750 XeMn, v相同之起自鋼板表面之深度(mm)。 3. 如申請專利範圍第1項之無方向性電磁鋼板，其以質量 %計更含有：選自於由P: 0.3°/。以下、S : 0.04%以下、N : 0.02%以下、Cu : 5%以下、Nb : 1%以下、Ti : 1%以下、 B : 0.01%以下、Ni : 5%以下及Cr : 15%以下所構成群 组中之至少1種，且更含有合計為0.5%以下之選自於由 Mo、W、Sn、Sb、Mg、Ca、Ce及Co戶斤構成群組中之至 少1種。 4. 如申請專利範圍第2項之無方向性電磁鋼板，其以質量 °/〇計更含有··選自於由P ·· 0.3%以下、S : 0.04%以下、N : 0.02%以下、Cu : 5%以下、Nb : 1%以下、Ti : 1%以下、 B : 0.01%以下、Ni : 5%以下及Cr : 15%以下所構成群 組中之至少1種，且更含有合計為0.5%以下之選自於由 Mo、W、Sn、Sb、Mg、Ca、Ce及Co戶斤構成群組中之至 少1種。 5. —種無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵在於具有以 下步驟： 將熱軋鋼板進行退火而取得退火熱軋鋼板之步 驟，且前述熱軋鋼板係以質量％計含有：C ·· 0.005%以 下、Si : 2%至4%、Μη : 1%以下及A1 : 3%以下，而剩 餘部分係由Fe及不可避免之雜質所構成； 將前述退火熱軋鋼板進行冷壓延而取得冷軋鋼板 之步驟； 對前述冷軋鋼板之表面施行Μη鍍覆或V鍍覆中之 25 201038750 至少一者而取得鍍覆冷軋鋼板之步驟；及 接著將前述鍍覆冷軋鋼板進行退火之步驟。 6 ·如申請專利範圍弟5項之無方向性電磁鋼板之製造方 法，其係藉由前述鍍覆冷軋鋼板之退火，使前述無方向 性電磁鋼板之板厚方向之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)滿足下述式： 0·1 < (XS\4n，V—XCMn，V)/tMn. V< 1〇〇 XsMn, v :於鋼板表面之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量°/〇)之和 XcMn. V:於鋼板中心之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)之和 tM„,v:Mn濃度（質量％)及V濃度（質量％)之和構成與 XcMn, v相同之起自鋼板表面之深度(mm)。 7.如申請專利範圍第5項之無方向性電磁鋼板之製造方 法，其係藉由前述Μη鑛覆冷軋鋼板之退火，使前述無 方向性電磁鋼板之板厚方向之Μη濃度（質量％)及V濃度 (質量％)滿足下述式： 0.1 < (XsMn，ν’ 一 XcMn，v)/tMn，ν < 1〇〇 XsMn, ν’ ：於鋼板表面附近之Μη濃度（質量％)及V濃 度（質量％)之和之最大值 XcMn, ν:於鋼板中心之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)之和 tMn, ν : Μη濃度（質量％)及V濃度（質量％)之和構成與 XcMn, ν相同之起自鋼板表面之深度(mm)。 26 201038750 8. —種無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵在於具有以 下步驟： 將熱軋鋼板進行退火而取得退火熱軋鋼板之步 驟，且前述熱軋鋼板係以質量％計含有：C : 0.005%以 下、Si : 2%至4%、Μη : 1%以下及Α1 : 3%以下，而剩 餘部分係由Fe及不可避免之雜質所構成； 對前述退火熱軋鋼板之表面施行Μη鍍覆或V鍍覆 中之至少一者而取得鍍覆熱軋鋼板之步驟； 將前述鍍覆熱軋鋼板進行冷壓延而取得鍍覆冷軋 鋼板之步驟；及 接著將前述鍍覆冷軋鋼板進行退火之步驟。 9. 如申請專利範圍第8項之無方向性電磁鋼板之製造方 法，其係藉由前述鑛覆冷軋鋼板之退火，使前述無方向 性電磁鋼板之板厚方向之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)滿足下述式： 0· 1 < (XsMn, ν— XCMn，V)/tMn. V < 1 〇〇 XsMn, v :於鋼板表面之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)之和 XcMn, V:於鋼板中心之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)之和 tMn. ν : Μη濃度（質量％)及V濃度（質量％)之和構成與 Xcmh, ν相同之起自鋼板表面之深度(mm)。 10. 如申請專利範圍第8項之無方向性電磁鋼板之製造方 法，其係藉由前述鑛覆冷軋鋼板之退火，使前述無方向 27 201038750 性電磁鋼板之板厚方向之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)滿足下述式： 0.1 < (XSMn, V’ 一 XcMn，V)/tMn，V< 100 XsMn, ν’ ：於鋼板表面附近之Μη濃度（質量％)及V濃 度（質量％)之和之最大值 XcMn. V:於鋼板中心之Μη濃度（質量％)及V濃度（質 量％)之和 ^1:]^11濃度（質量％)及乂濃度（質量°/。)之和構成與 XcMn, ν相同之起自鋼板表面之深度(mm)。 28