TW202043501A - 電磁鋼板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明電磁鋼板，其化學組成為：以質量%計，C：0.0035%以下、Si：2.00~3.50%、Mn：2.00~5.00%、P：0.050%以下、S：0.0070%以下、Al：0.15%以下、N：0.0030%以下、Ni：0~1.00%、Cu：0~0.10%及剩餘部分：Fe及不純物；鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比為15.0~50.0；並且從鋼板的軋延方向起分別在0°、22.5°及45°方向的磁通密度滿足[1.005×(B50 (0°)+B50 (45°))/2≦B50 (22.5°)]。

Description

電磁鋼板及其製造方法
本發明涉及一種電磁鋼板及其製造方法。 本案係依據已於2019年4月3日於日本提申之特願2019-71186號主張優先權，並於此援引其內容。
近年來，地球環境問題備受矚目，對節省能源之對策的要求也愈發提高。其中，又以電器設備之高效率化受到強烈要求。從而，就作為馬達或發電機等的鐵芯材料而被廣泛使用的電磁鋼板而言，對於提升磁特性的要求亦更加增強。因此，對於作為電器設備的鐵芯(core)來利用的電磁鋼板，要求有低鐵損及高磁通密度。
為了提高電磁鋼板的磁通密度，理想係使鐵之易磁化軸方向之＜100＞方位沿特定方向聚集。例如，專利文獻1中揭示有一種磁特性與強度優異之電磁鋼板，該電磁鋼板的鋼板板面中，{100}＜011＞之X射線隨機強度比為30以上且在200以下。
先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1：日本特開2017-145462號公報
發明欲解決之課題 專利文獻1所揭示之電磁鋼板在鋼板板面中，{100}＜011＞結晶方位呈聚集狀態。亦即，在鋼板板面中，易磁化軸係從軋延方向RD傾斜45°而聚集。因此，上述電磁鋼板具有優異磁特性。
然而，專利文獻1所記載之電磁鋼板僅在從軋延方向RD起45°方向上的磁特性卓越，其各向異性極強。實際上，在電磁鋼板被作為電器設備的鐵芯加以利用時，必須使磁通沿著鐵芯形狀流動，因此不僅{100}＜011＞結晶方位，其周圍之磁特性亦很重要。
本發明係為了解決如上述之問題而作成者，其目的在於提供一種不僅在從軋延方向起45°的方向，在其周圍的方向上也具有優異磁特性之電磁鋼板。
用以解決課題之手段 本發明主旨在於下述電磁鋼板及其製造方法。
(1)一種電磁鋼板，其化學組成為： 以質量%計， C：0.0035%以下、 Si：2.00~3.50%、 Mn：2.00~5.00%、 P：0.050%以下、 S：0.0070%以下、 Al：0.15%以下、 N：0.0030%以下、 Ni：0~1.00%及 Cu：0~0.10%，且 剩餘部分：Fe及不純物； 板面中{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比為15.0~50.0；並且 從軋延方向起分別在0°、22.5°及45°方向的磁通密度滿足下述(i)式。 1.005×(B50 (0°)+B50 (45°))/2≦B50 (22.5°)・・・(i) 惟，上述式(i)中各符號的意思如下。 B50 (0°)：從軋延方向起在0°方向的磁通密度(T) B50 (22.5°)：從軋延方向起在22.5°方向的磁通密度(T) B50 (45°)：從軋延方向起在45°方向的磁通密度(T)
(2)如上述(1)之電磁鋼板，其板厚為0.25~0.50mm。
(3)一種電磁鋼板之製造方法，其對扁胚依序施行以下步驟： (a)熱軋延步驟，係加熱到1000~1200℃後，以精整軋延溫度達Ac3 變態點以上的溫度範圍的條件進行熱軋延，並且在完成軋延後，以到600℃為止的平均冷卻速度達50~150℃/秒的方式進行冷卻至600℃以下的溫度為止； (b)第1冷軋延步驟，係不實施退火處理而以80~92%的軋縮率來實施冷軋延； (c)中間退火步驟，係在500℃以上且低於Ac1 變態點的範圍的中間退火溫度下實施退火處理； (d)第2冷軋延步驟，係以大於15.0%且在20.0%以下的軋縮率來實施冷軋延；及 (e)完工退火步驟，係在500℃以上且低於Ac1 變態點的範圍的完工退火溫度下實施退火處理；並且 前述扁胚的化學組成為： 以質量%計， C：0.0035%以下、 Si：2.00~3.50%、 Mn：2.00~5.00%、 P：0.050%以下、 S：0.0070%以下、 Al：0.15%以下、 N：0.0030%以下、 Ni：0~1.00%及 Cu：0~0.10%，且 剩餘部分：Fe及不純物。
(4)如上述(3)之電磁鋼板之製造方法，其中在前述完工退火步驟中，將到前述完工退火溫度為止的升溫速度設為0.1℃/秒以上且小於10.0℃/秒，並且將在前述完工退火溫度下的維持時間設為10~120秒。
發明效果 根據本發明，可獲得一種不僅在從軋延方向起45°的方向，在其周圍的方向上也具有優異磁特性之電磁鋼板。
本發明人等針對可獲得具有以下特性之電磁鋼板的方法進行了研討：不僅在{100}＜011＞結晶方位，在其周圍的方向上也具有優異磁特性，並且在1000Hz以上的高頻區下具有充分磁通密度與低鐵損。其結果，終至獲得以下知識見解。
與以往的製造方法同樣地，藉由對熱軋鋼板以高軋縮率施行冷軋延，{100}＜011＞結晶方位便會聚集。然後，進行中間退火使其再結晶而除去應變後，更以較高的軋縮率施行冷軋延，藉此更使結晶產生旋轉，稍微偏離{100}＜011＞的方向的晶粒便增加。
本發明係根據上述知識見解而作成者。以下，詳細說明本發明各要件。
1.化學組成 限定各元素的理由如下所述。另，以下說明中有關含量之「%」意指「質量%」。
C：0.0035%以下 碳(C)係本實施形態之電磁鋼板中無法避免會含有的不純物。亦即，C含量大於0%。C會形成微細碳化物。微細碳化物不僅會阻礙磁疇壁移動，還會阻礙製造步驟中之晶粒成長。從而，磁通密度降低或者鐵損增加。基於此觀點，C含量要在0.0035%以下。C含量越低越好。然而，過度減低C含量會提高製造成本。因此，若考慮到工業生產的作業，則C含量之較佳下限為0.0001%，更佳為0.0005%，再更佳為0.0010%。
Si：2.00~3.50% 矽(Si)會提高鋼之電阻並減低鐵損。Si含量若小於2.00%，便無法獲得該效果。另一方面，Si含量若大於3.50%，鋼的磁通密度降低。並且，Si含量若大於3.50%，冷加工性就會降低，有時在冷軋延時鋼板會發生破裂。因此，Si含量為2.00~3.50%。Si含量之較佳下限為2.10%，更佳為2.40%。Si含量之較佳上限為3.40%，更佳為3.20%。
Mn：2.00~5.00% 錳(Mn)會提高鋼之電阻並減低鐵損。Mn還會使Ac3 變態點降低，而使得在本實施形態電磁鋼板的成分系統中，可實現藉由相變態所行晶粒微細化。從而，在結束最後的製造步驟後之電磁鋼板中，可提高鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的隨機強度比。如上所述，本實施形態電磁鋼板的Si含量高。Si係會使Ac3 變態點上升的元素。於是，在本實施形態中藉由提高Mn含量來使Ac3 點降低，而可實現在熱軋延步驟中之相變態。Mn含量若小於2.00%，便無法獲得上述效果。另一方面，Mn含量若過高，則會生成過多MnS而冷加工性降低。因此，Mn含量為2.00~5.00%。Mn含量之較佳下限為2.20%，更佳為2.40%。Mn含量之較佳上限為4.80%，更佳為4.60%。
P：0.050%以下 磷(P)係本實施形態之電磁鋼板中無法避免會含有的不純物。亦即，P含量大於0%。P會在鋼中偏析，導致鋼的加工性降低。基於此觀點，P含量設為0.050%以下。P含量之較佳上限為0.040%，更佳為0.030%。P含量越低越好。然而，過度減低P含量會導致提高製造成本。若考慮到工業生產的作業，則P含量之較佳下限為0.0001%，更佳為0.0003%。
S：0.0070%以下 硫(S)係本實施形態之電磁鋼板中無法避免會含有的不純物。亦即，S含量大於0%。S會形成MnS等硫化物。硫化物會阻礙磁疇壁移動而使得磁特性降低。在本發明電磁鋼板之化學組成範圍中，S含量若大於0.0070%，則會因生成的硫化物造成磁特性降低。亦即，磁通密度降低，鐵損升高。因此，S含量要在0.0070%以下。S含量之較佳上限為0.0060%，更佳為0.0050%。S含量越低越好。然而，過度減低S含量會導致提高製造成本。若考慮到工業生產，則S含量之較佳下限為0.0001%，更佳為0.0003%。
Al：0.15%以下 鋁(Al)為肥粒鐵穩定化元素。Al含量若大於0.15%，Ac3 變態點便上升，而在本發明電磁鋼板之化學組成範圍中會阻礙藉由相變態所行晶粒微細化。其結果，在結束最後的製造步驟後之電磁鋼板中，鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的隨機強度比降低。因此，Al含量要在0.15%以下。Al含量之較佳上限為0.10%，更佳為0.05%以下。Al含量亦可為0%。亦即，Al含量為0~0.15%。然而，過度減低Al含量會導致提高製造成本。因此，若考慮到工業生產下的作業，則Al含量之較佳下限為0.0001%，更佳為0.0003%。
N：0.0030%以下 氮(N)係本實施形態之電磁鋼板中無法避免會含有的不純物。亦即，N含量大於0%。N會形成微細氮化物。微細氮化物會阻礙磁疇壁移動。從而，磁通密度降低，鐵損升高。因此，N含量要在0.0030%以下。N含量之較佳上限為0.0020%，更佳為0.0010%。N含量越低越好。然而，過度減低N含量會導致提高製造成本。因此，若考慮到工業生產則N含量之較佳下限為0.0001%。
Ni：0~1.00% 鎳(Ni)為任意元素，亦可不含有。亦即，Ni含量亦可為0%。本實施形態之電磁鋼板含有Ni時，Ni會與Mn同樣提高鋼板的電阻並減低鐵損。並且，Ni還係一種會使A3 變態點降低而可實現藉由相變態所行晶粒微細化的元素。然而，Ni含量若過高，則因Ni價格昂貴而製品成本變高。因此，Ni含量為0~1.00%。Ni含量之較佳下限為大於0%，更佳為0.10%，又更佳為0.20%。Ni含量之較佳上限為0.90%，更佳為0.85%。又，Ni若為0.04%左右，則可作為不純物被含於電磁鋼板中。
Cu：0~0.10% 銅(Cu)為任意元素，亦可不含有。亦即，Cu含量亦可為0%。本實施形態之電磁鋼板含有Cu時，Cu會與Mn同樣提高鋼板的電阻並低減鐵損。並且，Cu還會使A3 變態點降低而可實現藉由相變態所行晶粒微細化。然而，Cu含量若過高，則會生成過多CuS，阻礙完工退火中之晶粒成長而使鐵損劣化。因此，Cu含量為0~0.10%。Cu含量之較佳下限為大於0%，更佳為0.01%，又更佳為0.04%。Cu含量之較佳上限為0.09%，更佳為0.08%。又，Cu若為0.04%左右，則可作為不純物被含於電磁鋼板中。
本發明電磁鋼板之化學組成中，剩餘部分為Fe及不純物。此處所謂的「不純物」係指在工業上製造鋼時，由礦石、廢料等原料或因製造步驟的種種因素而混入之成分，且係指在不會對本發明造成不良影響的範圍內所容許之物。
又，作為不純物元素，關於Cr及Mo的含量不特別規定。在本發明電磁鋼板中，即便含有0.2%以下之該等元素也不會特別影響本發明效果。
O亦為不純物元素，但即便按0.05%以下的範圍含有其，也不會影響本發明效果。O有時亦會在退火步驟中混入，因此在扁胚階段(亦即，澆桶取樣分析值)的含量中，即便按0.01%以下的範圍含有也不會特別影響本發明效果。
上述不純物以外之其他不純物，譬如為：Ti、V、W、Nb、Zr、Ca、Mg、REM、Pb、Bi、As、B及Se。該等元素皆有抑制晶粒成長的情形。上述各元素的含量皆以0.01%以下為佳，在0.005%以下較佳。
2.電磁鋼板板面中之X射線隨機強度 本發明電磁鋼板中，鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比為15.0~50.0。在此，鋼板板面係指：平行於鋼板的軋延方向及板寬方向的面，且垂直於鋼板板厚方向的面。藉此，在鋼板板面中，在相對於軋延方向RD傾斜45°的方向上，易磁化軸之＜100＞方位的聚集度變得夠高。
鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比若小於15.0，相對於軋延方向RD傾斜45°的方向上的易磁化軸的聚集度過低。在此情況下，在相對於軋延方向RD傾斜45°的方向上，無法獲得充分的磁通密度並且鐵損亦變高。另一方面，鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比若大於50.0，在具有上述化學組成之電磁鋼板中磁通密度達飽和。
因此，鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比為15.0~50.0。X射線隨機強度比之較佳下限為17.0，更佳為20.0。X射線隨機強度比之較佳上限為47.0，更佳為45.0。
鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比為以下比值：在X射線繞射測定中，所測定之電磁鋼板樣板之{100}＜011＞結晶方位的X射線繞射強度相對於沒有往特定方位聚集的標準試樣(隨機試樣)之{100}＜011＞結晶方位的X射線繞射強度之比值。
鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比可利用以下方法測定。以藉由X射線繞射法測定之α-Fe相之{200}、{110}、{310}、{211}的極點圖為基礎，利用級數展開法計算出表示3維集合組織之結晶方位分布函數(Orientation Distribution Function：ODF)，從該函數求算X射線隨機強度比。藉由X射線繞射法所行測定係在電磁鋼板之板厚/4~板厚/2之間的任意位置進行。此時，測定面會以化學研磨等進行加工以使其變得平滑。
3.磁通密度 如上所述，關於本發明電磁鋼板，係在第1次的高軋縮率下之冷軋延後接著施行第2次冷軋延，從而富含稍微偏離{100}＜011＞的方向的晶粒。藉此，從軋延方向RD起在22.5°方向的磁通密度相對變高。
具體而言，從鋼板的軋延方向RD起分別在0°、22.5°及45°方向的磁通密度滿足下述(i)式。 1.005×(B50 (0°)+B50 (45°))/2≦B50 (22.5°)・・・(i) 惟，上述式中各符號的意思如下。 B50 (0°)：從軋延方向起在0°方向的磁通密度(T) B50 (22.5°)：從軋延方向起在22.5°方向的磁通密度(T) B50 (45°)：從軋延方向起在45°方向的磁通密度(T)
藉由滿足上述(i)式，各向異性會適度舒緩，在將電磁鋼板作為電器設備的鐵芯來利用時，磁力變得容易沿著鐵芯的形狀流動。
本實施形態之電磁鋼板除滿足上述(i)式外，還滿足下述(ii)式較佳。其原因在於：藉由本實施形態之電磁鋼板滿足下述(ii)式，磁通會集中在分割鐵芯的齒部方向及軛部方向，而可減低漏磁通。 B50 (45°)-B50 (0°)≧0.085T・・・(ii) 又，上述(ii)式中各符號的意思係與(i)式相同。
4.板厚 本發明中，電磁鋼板板厚並未特別限定。電磁鋼板之較佳板厚為0.25~0.50mm。通常，板厚若變薄鐵損就變低，但磁通密度會變低。本實施形態電磁鋼板的板厚只要在0.25mm以上，鐵損就會變得更低且磁通密度變得更高。另一方面，只要板厚在0.50mm以下便能維持低鐵損。板厚之較佳下限為0.30mm。以本實施形態之電磁鋼板而言，即便板厚厚達0.50mm，仍可獲得高磁通密度及低鐵損。
5.用途 本發明電磁鋼板可廣泛應用於要求磁特性(高磁通密度及低鐵損)之用途，譬如可舉以下用途。(A)電器設備所用伺服馬達、步進馬達、壓縮機。(B)電動車、動力混合車所用驅動馬達。在此，「車」包含汽車、機車、火車等。(C)發電機。(D)各種用途之鐵芯、抗流線圈、反應器(E)感測器等。
本發明電磁鋼板亦可應用於上述用途以外之用途。本發明電磁鋼板尤其適合作為分割鐵芯來利用，並且適合於被應用在1000Hz以上的高頻區之電動車或動力混合車之驅動馬達的分割鐵芯等。
6.製造方法 針對本發明電磁鋼板之製造方法之一例進行說明。電磁鋼板之製造方法依序具備：(a)熱軋延步驟、(b)第1冷軋延步驟、(c)中間退火步驟、(d)第2冷軋延步驟及(e)完工退火步驟。以下，詳細說明各步驟。
(a)熱軋延步驟 在熱軋延步驟中，對滿足上述化學組成的扁胚實施熱軋延來製造鋼板。熱軋延步驟具備加熱步驟及軋延步驟。
扁胚係以周知方法製造。例如係以轉爐或電爐等來製造鋼液。對製造而得之鋼液以脫氣設備等進行二次精煉，製成具有上述化學組成之鋼液。使用鋼液藉由連續鑄造法或造塊法來鑄造扁胚。亦可將鑄造而得之扁胚分塊軋延。
[加熱步驟] 在加熱步驟中，將具有上述化學組成的扁胚加熱到1000~1200℃。具體而言，係將扁胚裝入加熱爐或均熱爐，在爐內加熱。在加熱爐或均熱爐中，在上述加熱溫度下的維持時間為譬如30~200小時。
[軋延步驟] 在軋延步驟中，對於藉由加熱步驟而加熱後的扁胚實施複數個道次的軋延，來製造鋼板。在此，「道次」意指：鋼板通過具有一對工作軋輥之1個軋延軋台而受到軋縮。熱軋延舉例來說，可使用包含排成一列的複數個軋延軋台(各軋延軋台具有一對工作軋輥)之串聯式軋延機來實施串聯式軋延，並實施複數個道次的軋延，亦可實施具有一對工作軋輥之可逆式軋延，並實施複數個道次的軋延。從生產性的觀點看來，以使用串聯式軋延機來實施複數個軋延道次為佳。
軋延步驟中之精整軋延溫度設為Ac3 變態點以上。並且，在完成軋延後，以到600℃為止的平均冷卻速度達50~150℃/秒的方式進行冷卻至600℃以下的溫度為止。鋼板溫度達600℃後的冷卻方法並無特別限定。鋼板溫度意指鋼板的表面溫度(℃)。
在此，精整軋延溫度意指：在熱軋延步驟中之上述軋延步驟中，於進行最後道次的軋縮之軋延軋台出口側的鋼板表面溫度(℃)。舉例來說，精整軋延溫度可利用設置於進行最後道次的軋縮之軋延軋台出口側的測溫計來進行測溫。又，精整軋延溫度係指：在例如將鋼板全長沿軋延方向分成10等分而設為10區間時，排除前端的1區間與後端的1區間後的部分之測溫結果的平均值。
另外，到600℃為止的平均冷卻速度係利用以下方法求算。以具有上述化學組成的鋼板作為樣本鋼板，利用輻射溫度計測定表面溫度，藉此測定從完成軋延起至冷卻到600℃為止的時間。根據所測定的時間來求算平均冷卻速度。
(b)第1冷軋延步驟 對藉由熱軋延步驟製出的鋼板，不實施退火步驟而實施冷軋延步驟。冷軋延舉例來說，可使用包含排成一列的複數個軋延軋台(各軋延軋台具有一對工作軋輥)之串聯式軋延機來實施串聯式軋延，並實施複數個道次的軋延。並且亦可利用具有一對工作軋輥之森吉米爾軋延機等實施可逆式軋延，並實施1個道次或複數個道次的軋延。從生產性的觀點看來，以使用串聯式軋延機來實施複數個道次的軋延為佳。
在第1冷軋延步驟中，於冷軋延途中不實施退火處理而實施冷軋延。譬如，在實施可逆式軋延並於複數個道次實施冷軋延的情況下，於冷軋延的道次與道次之間不穿插退火處理而實施複數個道次的冷軋延。又，使用可逆式軋延機在僅1個道次中實施冷軋延亦可。另外，當實施使用有串聯式軋延機之冷軋延時，係在複數個道次(各軋延軋台中之道次)中連續實施冷軋延。
第1冷軋延步驟中之軋縮率設為80~92%。在此，冷軋延步驟中之軋縮率定義如下。 軋縮率(%)=(1-冷軋延步驟中在最後道次的軋延後之鋼板板厚/在冷軋延步驟的第1道次之冷軋延前之鋼板板厚)×100
又，省略熱軋延步驟後且冷軋延步驟前的退火步驟。本實施形態電磁鋼板之化學組成如上所述，Mn含量高。因此，若實施在以前的電磁鋼板中會實施的熱軋板退火，則Mn會在晶界偏析，而熱軋延步驟後之鋼板(熱軋鋼板)的加工性明顯降低。又，此處所謂「退火處理」意指例如300℃以上的熱處理。
(c)中間退火步驟 在中間退火步驟中，對第1冷軋延步驟後的鋼板在500℃以上且低於Ac1 變態點的範圍的中間退火溫度下實施退火處理。
中間退火溫度若低於500℃，藉由冷軋延步驟導入的應變無法充分減低。此時，{100}＜011＞結晶方位的聚集度便降低。其結果，電磁鋼板的鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比會在15.0~50.0的範圍外。另一方面，中間退火溫度若高於Ac1 點，鋼板組織的一部分就會變態為沃斯田鐵，而使結晶方位隨機化。中間退火溫度之較佳下限為550℃，更佳為570℃。
在此，中間退火溫度設為在退火爐的抽出口附近的板溫(鋼板表面的溫度)。退火爐的板溫可利用配置於退火爐抽出口的測溫計來測定。
又，在中間退火步驟中，在中間退火溫度下的維持時間只要係本領域業者所周知的時間即可。在中間退火溫度下的維持時間譬如係1~30秒。惟，在中間退火溫度下的維持時間不限於此。另外，到中間退火溫度為止的升溫速度亦為周知條件即可。到中間退火溫度為止的升溫速度譬如係10.0~20.0℃/秒。惟，到中間退火溫度為止的升溫速度不限於此。
中間退火時的氣體環境並無特別限定，而中間退火時的氣體環境係例如使用含有20%H2 且剩餘部分由N2 所構成的環境氣體(乾燥)。中間退火後的鋼板冷卻速度不特別限定。冷卻速度譬如係5.0~50.0℃/秒。
(d)第2冷軋延步驟 對完成中間退火步驟後的鋼板實施第2次冷軋延步驟。具體而言，係對中間退火步驟後的鋼板在常溫下大氣中實施軋延(冷軋延)。此處的冷軋延係使用譬如以上述森吉米爾軋延機為代表的可逆式軋延機、或串聯式軋延機。
在第2冷軋延步驟中，於冷軋延途中不實施退火處理而實施冷軋延。譬如，在實施可逆式軋延並於複數個道次實施冷軋延的情況下，於冷軋延的道次與道次之間不穿插退火處理而實施複數個道次的冷軋延。又，使用可逆式軋延機在僅1個道次中實施冷軋延亦可。另外，當實施使用有串聯式軋延機之冷軋延時，係在複數個道次(各軋延軋台中之道次)中連續實施冷軋延。
第2冷軋延步驟中之軋縮率設為大於15.0%且在20.0%以下。第2冷軋延步驟中之軋縮率之較佳下限為17.0%。在此，第2冷軋延步驟中之軋縮率定義如下。 軋縮率(%)=(1-最後道次的軋延後之鋼板板厚/第1道次的軋延前之鋼板板厚)×100
在第2冷軋延步驟中的冷軋延道次次數可為僅1個道次(亦即僅1次的軋延)，亦可為複數個道次的軋延。
如以上所述，藉由熱軋延步驟及第1冷軋延步驟在鋼板導入應變後，藉由中間退火步驟先使經導入鋼板的應變減低。然後實施第2冷軋延步驟。藉此，更使結晶產生旋轉，稍微偏離{100}＜011＞的方向的晶粒便增加。其結果，從軋延方向RD起在22.5°方向的磁通密度提升，並且各向異性適度舒緩。
(e)完工退火步驟 在完工退火步驟中，對第2冷軋延步驟後的鋼板在500℃以上且低於Ac1 變態點的範圍的完工退火溫度下實施退火處理。
完工退火溫度若低於500℃，就不會充分發生{100}＜011＞結晶方位晶粒的晶粒成長。其結果，電磁鋼板的鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比會在15.0~50.0的範圍外。另一方面，完工退火溫度若高於Ac1 點，鋼板組織的一部分就會變態為沃斯田鐵。其結果，電磁鋼板的鋼板板面中之{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比會在15.0~50.0的範圍外。完工退火溫度之較佳下限為550℃，更佳為570℃。
在此，完工退火溫度設為在退火爐的抽出口附近的板溫(鋼板表面的溫度)。退火爐的爐溫可利用配置於退火爐抽出口的測溫計來測定。
又，在完工退火步驟中，到完工退火溫度為止的升溫速度只要係本領域業者所周知的升溫速度即可，在完工退火溫度下的維持時間也只要係本領域業者所周知的時間即可。
完工退火步驟時的氣體環境並無特別限定。完工退火步驟時的氣體環境係使用例如含有20%H2 且剩餘部分由N2 所構成的環境氣體(乾燥)。完工退火後的鋼板冷卻速度不特別限定。冷卻速度譬如係5~20℃/秒。
在完工退火步驟中，在完工退火溫度下的理想維持時間為10~120秒。只要維持時間為10~120秒，{100}＜011＞結晶方位的聚集度就會提高。維持時間之較佳下限為12秒，更佳為15秒。維持時間之較佳上限為100秒，更佳為90秒。
在此，維持時間意指鋼板溫度達完工退火溫度後的維持時間。
在完工退火步驟中，到完工退火溫度為止的較佳升溫速度設為0.1℃/秒以上且小於10.0℃/秒。只要升溫速度為0.1℃/秒以上且小於10.0℃/秒，{100}＜011＞結晶方位的聚集度就會提高。
升溫速度係利用以下方法求算。在具有上述化學組成並且經實施上述熱軋延步驟至第2冷軋延步驟而獲得的鋼板安裝熱電偶，作成樣本鋼板。對安裝有熱電偶的樣本鋼板實施升溫，測定從開始升溫至到達完工退火溫度為止的時間。根據所測定的時間來求算升溫速度。
本發明電磁鋼板之製造方法不限於上述製造步驟。
舉例來說，上述製造步驟中，在熱軋延步驟後且冷軋延步驟前亦可實施噴珠步驟及/或酸洗步驟。在噴珠步驟中，係對熱軋延步驟後的鋼板實施噴珠，來破壞在熱軋延步驟後的鋼板的表面形成的鏽皮並將之去除。在酸洗步驟中，則對熱軋延步驟後的鋼板實施酸洗處理。酸洗處理例如係將鹽酸水溶液作成酸洗浴來利用。藉由酸洗，在鋼板表面形成的鏽皮就會被去除。亦可在熱軋延步驟後且冷軋延步驟前實施噴珠步驟，接著實施酸洗步驟。另，亦可在熱軋延步驟後且冷軋延步驟前實施酸洗步驟，而不實施噴珠步驟。在熱軋延步驟後且冷軋延步驟前實施噴珠步驟，而不實施酸洗處理亦可。又，噴珠步驟及酸洗步驟為任意步驟。因此，在熱軋延步驟後且冷軋延步驟前不實施噴珠步驟及酸洗步驟亦可。
本發明電磁鋼板之製造方法亦可更在完工退火步驟後實施塗敷步驟。在塗敷步驟中，係在完工退火步驟後的鋼板的表面施行絕緣塗敷。
絕緣塗敷的種類並無特別限定。絕緣塗敷可為有機成分，亦可為無機成分，絕緣塗敷含有有機成分與無機成分亦可。無機成分為例如：重鉻酸-硼酸系、磷酸系、氧化矽系等。有機成分為例如：一般的丙烯酸系、丙烯酸苯乙烯系、丙烯酸矽系、矽系、聚酯系、環氧系、氟系之樹脂。考慮到塗裝性時，較佳之樹脂為乳液型的樹脂。亦可施行可藉由加熱及/或加壓來發揮接著能力的絕緣塗敷。具有接著能力的絕緣塗敷為例如：丙烯酸系、酚系、環氧系、三聚氰胺系之樹脂。
又，塗敷步驟為任意步驟。因此，在完工退火步驟後亦可不實施塗敷步驟。
以下，利用實施例更具體地說明本發明，而本發明並不限於該等實施例。 實施例
將具有表1的化學組成的扁胚加熱到1150℃後，以表2所示條件實施熱軋延，製造出板厚2.0mm的熱軋鋼板。
[表1]
Figure 02_image001
[表2]
Figure 02_image003
[評估試驗] 對各鋼編號之電磁鋼板實施以下評估試驗。
[{100}＜110＞結晶方位的X射線隨機強度測定試驗] 從各試驗編號的鋼板採取樣板後，將表面進行鏡面研磨。在經鏡面研磨的區域中，選擇能以像素的測定間隔為平均粒徑的1/5以下來測定5000個以上晶粒之任意區域。在選出的區域中實施EBSD測定，而獲得{200}、{110}、{310}及{211}的極點圖。使用該等之極點圖來獲得利用級數展開法計算出之表示3維集合組織之ODF分布。從所得ODF求出{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比。
[磁通密度測定試驗] 利用沖裁加工從各試驗編號之電磁鋼板製作出55mm×55mm的單板試驗片。並且，利用單板磁測定器，依據上述方法測定從軋延方向RD起分別在0°、22.5°及45°方向的磁通密度B50 (0°)、B50 (22.5°)及B50 (45°)。測定時的磁場設為5000A/m。
[在1000Hz下之鐵損W10 /1000 ] 利用沖裁加工從各試驗編號之電磁鋼板製作出55mm×55mm的單板試驗片。利用單板磁測定器，以頻率1000Hz、最大磁通密度1.0T測定經磁化之單板試驗片的鐵損W10/1000 (W/kg)。
[評估結果] 將評估結果彙總列示於表3。又，測定所製出之電磁鋼板的化學成分，結果各鋼編號之電磁鋼板皆具有與表1記載的化學成分相同之化學成分。
[表3]
Figure 02_image005
如表3所示，可知：滿足本發明規定之試驗編號1~11及28~30中，鐵損及磁通密度優異。並且，不僅{100}＜011＞結晶方位，其周圍之磁特性亦呈優異結果。
相對於該等，試驗編號12的Mn含量小於規定值且試驗編號14的Si含量小於規定值，故{100}＜011＞結晶方位不發達。試驗編號13的Mn含量過多，故加工性降低，在冷軋延後發生破裂而中止了實驗。另外，試驗編號15的Si含量過多且落在α-γ變態系的化學組成外，故{100}＜011＞結晶方位不發達。
試驗編號16的精整軋延溫度低、試驗編號17的冷卻速度過低且試驗編號18的冷卻速度過高，故{100}＜011＞結晶方位不發達。試驗編號19的第1冷軋延率過低，另一方面，試驗編號20的第1冷軋延率過高，故不論何種情況皆呈磁通密度整體降低的結果。同樣地，試驗編號21的中間退火溫度過低，另一方面，試驗編號22的中間退火溫度過高，故不論何種情況皆呈磁通密度整體降低的結果。
試驗編號23中，雖然鐵損及磁通密度優異但第2冷軋延率低，故各向異性未被舒緩。另一方面，試驗編號24的第2冷軋延率過高，故從{100}＜011＞結晶方位的偏離變大而呈磁通密度整體降低的結果。
試驗編號25的完工退火溫度過低，故不會晶粒成長而呈各向異性過強的結果。另一方面，試驗編號26的完工退火溫度過高，故發生α-γ變態，組織隨機化，而呈磁通密度整體降低的結果。此外，試驗編號27實施了熱軋板退火，故Mn於晶界偏析，在冷軋延後發生破裂而中止了實驗。
產業上之可利用性 如以上，根據本發明，可獲得一種不僅在從軋延方向起45°的方向，在其周圍的方向上也具有優異磁特性之電磁鋼板。
(無)

Claims (4)

  1. 一種電磁鋼板，其特徵在於： 其化學組成為： 以質量%計， C：0.0035%以下、 Si：2.00~3.50%、 Mn：2.00~5.00%、 P：0.050%以下、 S：0.0070%以下、 Al：0.15%以下、 N：0.0030%以下、 Ni：0~1.00%及 Cu：0~0.10%，且 剩餘部分：Fe及不純物； 板面中{100}＜011＞結晶方位的X射線隨機強度比為15.0~50.0；並且 從軋延方向起分別在0°、22.5°及45°方向的磁通密度滿足下述(i)式： 1.005×(B50 (0°)+B50 (45°))/2≦B50 (22.5°)・・・(i)； 惟，上述式(i)中各符號的意思如下： B50 (0°)：從軋延方向起在0°方向的磁通密度(T)； B50 (22.5°)：從軋延方向起在22.5°方向的磁通密度(T)； B50 (45°)：從軋延方向起在45°方向的磁通密度(T)。
  2. 如請求項1之電磁鋼板，其板厚為0.25~0.50mm。
  3. 一種電磁鋼板之製造方法，其特徵在於對扁胚依序施行以下步驟： (a)熱軋延步驟，係加熱到1000~1200℃後，以精整軋延溫度達Ac3 變態點以上的溫度範圍的條件進行熱軋延，並且在完成軋延後，以到600℃為止的平均冷卻速度達50~150℃/秒的方式進行冷卻至600℃以下的溫度為止； (b)第1冷軋延步驟，係不實施退火處理而以80~92%的軋縮率來實施冷軋延； (c)中間退火步驟，係在500℃以上且低於Ac1 變態點的範圍的中間退火溫度下實施退火處理； (d)第2冷軋延步驟，係以大於15.0%且在20.0%以下的軋縮率來實施冷軋延；及 (e)完工退火步驟，係在500℃以上且低於Ac1 變態點的範圍的完工退火溫度下實施退火處理；並且 前述扁胚的化學組成為： 以質量%計， C：0.0035%以下、 Si：2.00~3.50%、 Mn：2.00~5.00%、 P：0.050%以下、 S：0.0070%以下、 Al：0.15%以下、 N：0.0030%以下、 Ni：0~1.00%及 Cu：0~0.10%，且 剩餘部分：Fe及不純物。
  4. 如請求項3之電磁鋼板之製造方法，其中在前述完工退火步驟中，將到前述完工退火溫度為止的升溫速度設為0.1℃/秒以上且小於10.0℃/秒，並且將在前述完工退火溫度下的維持時間設為10~120秒。
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