TW202419640A - 無方向性電磁鋼板及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

對如下鋼坯、即，以質量%計含有C：0.0005%〜0.0100%、Si：2.0%〜4.5%、Mn：0.1%〜2.0%，進而含有以合計計為0.01%～0.20%的Sn及Sb中的至少一種的鋼坯進行熱軋、熱軋板退火、冷軋、精加工退火來加以製造時，將所述精加工退火的均熱溫度設為700℃〜1100℃、將均熱時間設為5 s以上，且以滿足既定的條件的方式對所述精加工退火的自均熱溫度至200℃為止的冷卻過程中的冷卻速度、氣氛氣體的組成及露點、板寬方向的溫度的偏差進行控制，藉此獲得150℃下的降伏強度為300 MPa以上，且所述降伏強度在板寬方向上的偏差為30 MPa以下的無方向性電磁鋼板。

Description

無方向性電磁鋼板及其製造方法
本發明是有關於一種低鐵損且於實用溫度下強度高的無方向性電磁鋼板及其製造方法。
近年來，對於節能以及降低二氧化碳排放量的要求正在提高，於各種汽車或電氣設備的領域中亦不斷強烈要求高效率化。因此，對於馬達的鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板，除了鐵損特性優異以外，就耐久性的觀點而言，亦不斷要求高強度。另外，若鋼板內強度存在偏差，則作為鐵芯，於使用過程中強度弱的部分的破損風險會提高，因此亦需要鋼板內強度均勻。進而，由於汽車的驅動用馬達要求小型且大輸出，因此馬達使用時的溫度正在高溫化，即便於150℃水準下亦不斷要求高強度。如以上所述，重要的是對於鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板，不僅磁特性優異，而且於高溫區域內具有高的降伏強度，且其偏差小。
作為具有高的降伏強度的無方向性電磁鋼板，例如於專利文獻1中提出了一種具有高的降伏強度的無方向性電磁鋼，其特徵在於，具有如下成分組成、即，含有Si：1.5質量（mass）%以上且3.5 mass%以下、Mn：1.5 mass%以下、Al：0.2 mass%以上且3.0 mass%以下、Mg：0.0003 mass%以上且0.0050 mass%以下，並且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，結晶粒徑d為5 μm以上且40 μm以下，且滿足d≦50×（Si+0.5Al-2）的關係。
另外，作為將板寬方向上的鐵損加以均勻化的無方向性電磁鋼板的製造方法，例如於專利文獻2中提出了一種低鐵損的無方向性電磁鋼板的製造方法，其特徵在於，對如下矽鋼坯、即，含有C：0.005 mass%以下、Si：2.5 mass%〜4.0 mass%、S：0.005 mass%以下、Al：0.3 mass%〜1.5 mass%、N：0.004 mass%以下的矽鋼坯進行熱軋後，進行熱軋板退火，並藉由一次冷軋或夾著中間退火的兩次以上的冷軋而製成最終板厚，進行精加工退火後，實施絕緣處理，所述精加工退火是於900℃〜1200℃下均熱5秒鐘〜15分鐘，然後，一邊將板寬方向整個寬度的溫度保持為（板寬中央溫度±20℃）以內，一邊進行冷卻直至板寬中央部的溫度冷卻至600℃為止。
另外，作為具有良好的磁特性的無方向性電磁鋼板的製造方法，例如於專利文獻3中提出了一種低磁場特性優異的無方向性電磁鋼板的製造方法，其特徵在於，具有如下步驟：（1）對矽鋼坯進行熱軋來製造熱軋鋼板，所述矽鋼坯具有如下成分組成、即，含有C：0.01 mass%以下、Si：4 mass%以下、Mn：0.1 mass%〜0.8 mass%、Al：0.004 mass%以下或0.1 mass%〜1 mass%，且Cu：0.05 mass%以下（包含0）、S：0.015 mass%以下（包含0）、N：0.005 mass%以下（包含0）、P：0.2 mass%以下（包含0），並且剩餘部分實質上為Fe及不可避免的雜質的成分組成；（2）針對所述熱軋鋼板，藉由一次或兩次以上的冷軋來製造冷軋鋼板；（3）於對所述冷軋鋼板實施精加工退火時，以10℃/s以下的平均冷卻速度VS自均熱溫度冷卻至處於600℃〜500℃的溫度區域內的驟冷開始溫度TS，以10℃/s〜50℃/s的平均冷卻速度VQ於自所述驟冷開始溫度TS至300℃之間進行驟冷。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本專利特開2005-113158號公報 專利文獻2：日本專利特開昭63-047333號公報 專利文獻3：日本專利特開平09-302414號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，根據發明者等人所調查的結果而明確到，所述現有技術中存在以下問題。於專利文獻1所揭示的技術中，雖然室溫下的降伏強度充分高，但150℃下的降伏強度未必充分，另外，無法獲得良好的鐵損。另外，於專利文獻2所揭示的技術中，雖然可降低板寬方向上的鐵損的偏差，但150℃下的降伏強度容易產生偏差。另外，於專利文獻3所揭示的技術中，雖然可獲得良好的磁特性，但150℃下的降伏強度會下降。
本發明是鑒於現有技術所存在的所述問題點而完成，其目的在於提供一種不僅具有良好的磁特性，而且即便於馬達的實用溫度下亦具有高的降伏強度，且所述降伏強度的偏差小的無方向性電磁鋼板，並且提出一種其有利的製造方法。 [解決課題之手段]
發明者等人為了解決所述課題，著眼於鋼板的成分組成及其製造方法，特別是因使鐵損劣化而通常需要降低的碳C，反復進行了努力研究。結果發現：於精加工退火步驟的冷卻過程中，對既定的溫度區域內的冷卻速度與爐內氣氛氣體的組成及露點適當地進行控制，在整個寬度上均勻地冷卻鋼板，使固溶碳在鋼板的板寬方向上均勻地殘存，藉此不僅可具有良好的鐵損，而且可提高於馬達的實用溫度即150℃下的降伏強度，且可降低其板寬方向上的偏差，從而開發了本發明。
即，本發明為一種無方向性電磁鋼板，其具有如下成分組成、即，含有C：0.0005 mass%～0.0100 mass%、Si：2.0 mass%～4.5 mass%、Mn：0.1 mass%～2.0 mass%、P：0.050 mass%以下、S：0.0050 mass%以下、Al：0.20 mass%～2.50 mass%、N：0.0050 mass%以下及O：0.0050 mass%以下，進而含有以合計計為0.01 mass%～0.20 mass%的Sn及Sb中的至少一種，並且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，150℃下的降伏強度在板寬方向上的最小值為300 MPa以上，且所述降伏強度在板寬方向上的偏差為30 MPa以下。
本發明的所述無方向性電磁鋼板的特徵在於，除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組〜F群組中的至少一群組的成分。 記 ‧A群組：Ca、Mg及稀土金屬（Rare Earth Metal，REM）中的至少一種以合計計為0.0010 mass%〜0.0080 mass% ‧B群組：Cr、Mo、Cu及Ni中的至少一種以合計計為0.01 mass%～0.60 mass% ‧C群組：Ti、Nb及V中的至少一種以合計計為0.0005 mass%～0.0050 mass% ‧D群組：B為0.0001 mass%～0.0020 mass%、Pb為0.0001 mass%～0.0010 mass%及W為0.0005 mass%～0.0050 mass%中的至少一種 ‧E群組：Zn為0.001 mass%～0.010 mass% ‧F群組：Co為0.0010 mass%～0.0500 mass%
另外，本發明提出一種無方向性電磁鋼板的製造方法，其為對鋼坯進行熱軋、熱軋板退火、冷軋、精加工退火來製造無方向性電磁鋼板的方法，所述鋼坯具有如下成分組成、即，含有C：0.0005 mass%〜0.0100 mass%、Si：2.0 mass%〜4.5 mass%、Mn：0.1 mass%〜2.0 mass%、P：0.050 mass%以下、S：0.0050 mass%以下、Al：0.20 mass%〜2.50 mass%、N：0.0050 mass%以下及O：0.0050 mass%以下，進而含有以合計計為0.01 mass%～0.20 mass%的Sn及Sb中的至少一種，並且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，所述無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，將所述精加工退火的均熱溫度設為700℃〜1100℃、將均熱時間設為2 s以上，且以滿足下述（1）～（3）的條件的方式自所述精加工退火的均熱溫度冷卻至200℃。 記 （1）自700℃至200℃為止的溫度區域內的平均冷卻速度：10℃/s以上 （2）自均熱溫度至700℃為止的爐內氣氛氣體中的氫濃度：1 vol%以上 （3）自均熱溫度至300℃為止的溫度區域內的爐內氣氛氣體的露點：-30℃以下 （4）自500℃至200℃為止的溫度區域內的鋼板溫度在板寬方向上的偏差：40℃以下
本發明的所述無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，以所述精加工退火的自700℃至200℃的溫度區域內的每100℃的平均冷卻速度的最大值與最小值之差為20℃/s以下的方式進行冷卻。
另外，本發明的所述無方向性電磁鋼板的製造方法中使用的所述鋼坯的特徵在於，除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～F群組中的至少一群組的成分。 記 ‧A群組：Ca、Mg及REM中的至少一種以合計計為0.0010 mass%〜0.0080 mass% ‧B群組：Cr、Mo、Cu及Ni中的至少一種以合計計為0.01 mass%〜0.60 mass% ‧C群組：Ti、Nb及V中的至少一種以合計計為0.0005 mass%〜0.0050 mass% ‧D群組：B為0.0001 mass%〜0.0020 mass%、Pb為0.0001 mass%〜0.0010 mass%及W為0.0005 mass%〜0.0050 mass%中的至少一種 ‧E群組：Zn為0.001 mass%〜0.010 mass% ‧F群組：Co為0.0010 mass%〜0.0500 mass% [發明的效果]
根據本發明，能夠穩定地提供一種不僅具有良好的磁特性，而且於馬達的實用溫度下在鋼板的整個寬度上具有高的降伏強度的無方向性電磁鋼板。因此，根據本發明，能夠提供一種適用於要求高效率且高耐久性的馬達的鐵芯的原材料。
首先，對本發明的無方向性電磁鋼板應具有的成分組成的限定理由進行說明。 C：0.0005 mass%〜0.0100 mass% C是於本發明中在馬達的實用溫度即150℃下獲得高的降伏強度而所需的元素，藉由以固溶C的形式存在於製品鋼板中，加熱至150℃時偏析於鋼板內的錯位或晶界而有助於提高降伏強度。為了獲得所述效果，需要含有0.0005 mass%以上的C。另一方面，若過剩地含有，則降伏強度的偏差變大，或者鐵損劣化，因此限制為0.0100 mass%以下。較佳為0.0008 mass%〜0.0060 mass%的範圍。
Si：2.0 mass%〜4.5 mass% 由於Si具有提高鋼的電阻率、降低鐵損的效果，因此於本發明中使其含有2.0 mass%以上。再者，Si亦具有提高降伏強度的效果，為了獲得所述效果，較佳為添加2.7 mass%以上。進而，於強烈要求低鐵損的高等級材料中，較佳為添加超過3.0 mass%。但是，若添加超過4.5 mass%的Si，則除了降伏強度的偏差變大以外，鋼亦會硬質化而軋製變得困難，因此上限設為4.5 mass%。較佳的Si含量的上限為4.0 mass%。
Mn：0.1 mass%〜2.0 mass% Mn與Si同樣，是對於提高鋼的電阻率、降低鐵損而言有效的元素，因此添加0.1 mass%以上。較佳為0.3 mass%以上。另一方面，若Mn超過2.0 mass%，則形成微細的Mn碳化物，固溶C下降，因此會使150℃下的降伏強度下降。因此，Mn設為2.0 mass%以下。較佳為1.0 mass%以下。
P：0.050 mass%以下 由於P偏析於晶界而使鋼脆化，從而導致軋製性下降，或者增大降伏強度的偏差，因此限制為0.050 mass%以下。較佳為0.030 mass%以下，更佳為0.015 mass%以下。再者，P的下限值並無特別規定，但就抑制煉鋼步驟中的脫P成本的上升的觀點而言，較佳為設為0.004 mass%左右。
S：0.0050 mass%以下 S是損害鋼的熱加工性，或者形成微細的硫化物，使晶粒微細化、增大降伏強度的偏差，或者使鐵損劣化的有害元素。因此，S限制為0.0050 mass%以下。較佳為0.0020 mass%以下。
Al：0.20 mass%～2.50 mass% Al與Si同樣，除了具有提高鋼的電阻率、降低鐵損的效果以外，亦具有提高降伏強度的效果。因此，於本發明中，添加0.20 mass%以上的Al。較佳為0.50 mass%以上。另一方面，若過剩地添加Al，則降伏強度的偏差變大，或者會大量生成氧化鋁而誘發表面缺陷，因此Al的上限設為2.50 mass%。較佳為2.20 mass%以下。
N：0.0050 mass%以下 N是形成AlN等微細的氮化物，增大降伏強度的偏差，或者使鐵損劣化的有害元素，因此限制為0.0050 mass%以下。較佳為0.0030 mass%以下。再者，下限值並無特別限定，但就抑制煉鋼成本的上升的觀點而言，較佳為設為0.0005 mass%左右。
O：0.0050 mass%以下 O是形成微細的氧化物，阻礙晶粒的生長而使鐵損劣化的有害元素。另外，所述微細的氧化物使晶粒微細化而亦成為降伏強度的偏差的原因。因此，O限制為0.0050 mass%以下。較佳為0.0025 mass%以下。
Sn及Sb中的至少一種：以合計計為0.01 mass%～0.20 mass% Sn及Sb是對於改善精加工退火後的鋼板的織構來提高磁特性而言有效的元素。因此，以合計計添加0.01 mass%以上的Sn及Sb中的至少一種。另一方面，即便過剩地添加Sn及Sb，所述效果亦飽和，因此將至少一種限制為以合計計為0.20 mass%以下。較佳為0.02 mass%～0.05 mass%的範圍。
本發明的無方向性電磁鋼板中，所述成分以外的剩餘部分為Fe及不可避免的雜質。其中，為了進一步提高磁特性或強度特性，亦可含有選自下述A群組〜F群組中的至少一群組的成分。 A群組：Ca、Mg及REM中的至少一種以合計計為0.0010 mass%〜0.0080 mass% Ca、Mg及REM具有將S固定為硫化物來改善鐵損的效果。因此，較佳為添加以合計計為0.0010 mass%以上的Ca、Mg及REM中的至少一種。另一方面，若過剩地添加Ca、Mg及REM，則會形成夾雜物而使製造性下降。因此，Ca、Mg及REM的含量較佳為以合計計設為0.0080 mass%以下。更佳為以合計計為0.0015 mass%〜0.0060 mass%的範圍。
B群組：Cr、Mo、Cu及Ni中的至少一種以合計計為0.01 mass%～0.60 mass% Cr、Mo、Cu及Ni具有提高鋼的電阻率、改善鐵損的效果。因此，較佳為以合計計添加0.01 mass%以上的Cr、Mo、Cu及Ni中的至少一種。另一方面，若過剩地添加Cr、Mo、Cu及Ni，則表面性狀會劣化。因此，較佳為將Cr、Mo、Cu及Ni中的至少一種限制為以合計計為0.60 mass%以下。更佳為以合計計為0.03 mass%～0.50 mass%的範圍。再者，關於Cu，由於對表面性狀的影響大，因此較佳為設為0.50 mass%以下，在要求嚴格的表面性狀的情況下，更佳為設為0.10 mass%以下。
C群組：Ti、Nb及V中的至少一種以合計計為0.0005 mass%～0.0050 mass% Ti、Nb及V具有形成析出物來提高降伏強度的效果。因此，較佳為添加以合計計為0.0005 mass%以上的Ti、Nb及V中的至少一種。另一方面，若Ti、Nb及V的添加量過剩，則會明顯阻礙晶粒的生長而使鐵損劣化。因此，較佳為將Ti、Nb及V中的至少一種限制為以合計計為0.0050 mass%以下。更佳為以合計計為0.0010 mass%～0.0025 mass%的範圍。
D群組：B為0.0001 mass%～0.0020 mass%、Pb為0.0001 mass%～0.0010 mass%及W為0.0005 mass%～0.0050 mass%中的至少一種 B、Pb及W均具有使精加工退火後的鋼板組織細粒化來提高降伏強度的效果。為了獲得所述效果，較佳為添加0.000l mass%以上的B及Pb，添加0.0005 mass%以上的W。另一方面，若所述元素的含量過剩，則不僅所述效果飽和，而且會使鐵損劣化，因此於添加的情況下，B較佳為設為0.0020 mass%以下，Pb較佳為設為0.0010 mass%以下，W較佳為設為0.0050 mass%以下。更佳為B：0.0003 mass%～0.0010 mass%、Pb：0.0002 mass%～0.0006 mass%及W：0.0020 mass%～0.0035 mass%的範圍。
E群組：Zn為0.001 mass%～0.010 mass% Zn具有形成氧化物或硫化物，使鋼板組織細粒化來提高降伏強度的效果。為了獲得所述效果，較佳為添加0.001 mass%以上的Zn。另一方面，若過剩地添加Zn，則會使鐵損下降，因此於添加的情況下，較佳為設為0.010 mass%以下。更佳為0.003 mass%～0.006 mass%的範圍。
F群組：Co為0.0010 mass%～0.0500 mass% Co具有提高鋼的固有電阻而降低鐵損，或者提高降伏強度的效果。為了獲得該些效果，較佳為添加0.0010 mass%以上。另一方面，即便過剩地添加Co，所述效果亦飽和，因此於添加的情況下，較佳為設為0.0500 mass%以下。更佳為0.0040 mass%～0.0200 mass%的範圍。
接下來，對本發明的無方向性電磁鋼板的機械強度特性進行說明。 ‧150℃下的降伏強度在板寬方向上的最小值：300 MPa以上 近年來，馬達使用時的溫度（實用溫度）不斷高溫化，從而150℃水準下的耐久性變得重要。因此，即便於所述溫度下，亦需要維持高的降伏強度，就所述觀點而言，於本發明中將150℃下的降伏強度規定為300 MPa以上。較佳為340 MPa以上。此處，所謂所述150℃下的降伏強度是自鋼板的板寬方向上的10個部位以上的部位採集試驗片，並依據日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）Z 2241進行測定而得的降伏強度（上降伏點，無上降伏點的情況下為0.2%耐力）的最小值。
‧150℃下的降伏強度在板寬方向上的偏差：30 MPa以下 另外，即便所述板寬方向上的降伏強度的最小值高，若降伏強度的偏差大，則亦有降伏強度弱的地方成為破損的起點之虞。因此，於本發明中，將150℃下的降伏強度在板寬方向上的偏差限制為30 MPa以下。此處，所謂所述板寬方向上的偏差是指於鋼板的板寬方向上的10個部位以上的部位處對降伏強度進行測定時的最大值與最小值之差。
接下來，對本發明的無方向性電磁鋼板的製造方法進行說明。 鋼原材料（板坯） 本發明的無方向性電磁鋼板的製造中使用的鋼原材料（板坯）需要以滿足所述成分組成的方式對鋼成分進行調整。作為具有所述成分組成的鋼的熔煉方法，可採用使用轉爐或電爐、或者進而真空脫氣裝置等二次精煉裝置的公知的精煉製程，但並無特別限定。另外，所述板坯的製造方法較佳為連續鑄造法，亦可使用鑄塊-分塊軋製法或薄板坯連鑄法等。另外，作為原料亦可使用鐵廢料或直接還原鐵。
熱軋 將所述鋼坯加熱至既定的溫度後，進行熱軋而製成既定板厚的熱軋板。所述熱軋的條件並無特別限定，但板坯的加熱溫度較佳為設為1000℃以上且1160℃以下的範圍。再者，針對連續鑄造後的板坯，亦可不進行加熱而採用直接進行熱軋的直接軋製。熱軋後的鋼卷的捲取溫度較佳為設為500℃以上且650℃以下。
熱軋板退火 對所述熱軋後的鋼板（熱軋板）其後實施熱軋板退火。所述熱軋板退火的條件並無特別限定，但退火溫度較佳為設為800℃〜1000℃的範圍。另外，較佳為於熱軋板退火的預步驟或後步驟中進行酸洗，來除去鋼板表面形成的鏽皮。酸洗的條件只要按照常規方法即可，並無特別規定。
冷軋 接著，對所述熱軋板退火後的鋼板進行一次冷軋或夾著中間退火的兩次以上的冷軋而製成最終板厚（製品板厚）的冷軋板。所述冷軋的條件只要可製成最終板厚，則並無特別限定。再者，就降低鐵損的觀點而言，最終板厚較佳為設為0.35 mm以下。
精加工退火 接著，對製成所述最終板厚的冷軋板實施用以賦予所期望的磁特性與強度特性的精加工退火。所述精加工退火的步驟是於本發明中最重要的步驟，需要以滿足以下條件的方式來進行。
‧均熱溫度：700℃〜1100℃，均熱時間：2 s以上 當精加工退火的均熱溫度小於700℃時，無法充分引起再結晶而無法獲得良好的磁特性。較佳為800℃以上。另一方面，若超過1100℃，則鋼板組織粗大化，降伏強度下降而無法獲得所期望的強度。較佳為1050℃以下。另外，為了在板寬方向上進行均勻加熱，於所述均熱溫度下保持的均熱時間需要設為2 s以上。較佳為5 s以上，更佳為10 s以上。再者，就防止因鋼板組織的粗大化引起的降伏強度下降的觀點而言，均熱時間的上限較佳為設為60 s左右。
‧自700℃至200℃為止的溫度區域內的冷卻速度：10℃/s以上 於均熱後的冷卻過程中，以既定的冷卻速度且在板寬方向上均勻地冷卻鋼板，使固溶C於板寬方向整體上均勻地殘存，藉此可提高150℃下的降伏強度，且可降低板寬方向上的偏差。但是，若自700℃至200℃為止的冷卻速度低於10℃/s，則於冷卻中，使C以Fe碳化物的形式析出，固溶C量下降，因此於150℃下無法獲得高的降伏強度。因此，自700℃至200℃為止的冷卻速度需要設為10℃/s以上。再者，為了進一步提高150℃下的降伏強度，較佳為設為15℃/s以上。另一方面，若冷卻速度過大，則對板寬方向上的溫度均勻地進行控制的情況變得困難，板寬方向上的降伏強度的偏差變大，或者磁特性因冷卻變形而劣化，因此上限較佳為設為50℃/s左右。
‧自均熱溫度至700℃為止的爐內氣氛氣體中的氫濃度：1 vol%以上 此外，於鋼板溫度自均熱溫度至700℃為止的高溫區域中，若爐內氣氛氣體中的氫濃度小於1 vol%，則鋼板表面不均勻地氧化而形成氧化膜，因此與冷卻氣體的熱交換中產生差異，會助長板寬方向上的溫度的偏差。就所述觀點而言，於本發明中，自均熱溫度至700℃為止的爐內氣氛氣體中的氫濃度需要設為1 vol%以上。就提高氣氛氣體的熱傳導以降低鋼板的板寬方向上的溫度偏差的觀點而言，較佳為設為5 vol%以上，更佳為設為8 vol%以上。但是，即便過剩地提高氫濃度，不僅所述效果飽和，氣氛氣體的成本亦會增大，因此上限較佳為設為30 vol%左右。
‧自均熱溫度至300℃為止的溫度區域內的爐內氣氛氣體的露點：-30℃以下 若鋼板溫度自均熱溫度至300℃為止的溫度區域內的爐內氣氛氣體的露點高，則鋼板表層不均勻地氧化而形成氧化膜，因此與冷卻氣體的熱交換中產生差異，會助長板寬方向上的溫度的偏差。因此，自均熱溫度至300℃為止的溫度區域內的爐內氣氛氣體的露點需要設為-30℃以下。較佳為-40℃以下。再者，考慮到即便過低，所述效果亦飽和的情況、或於工業上可使用的氣氛氣體的露點，爐內氣氛氣體的露點的下限較佳為設為-70℃左右。
‧自500℃至200℃為止的溫度區域內的鋼板溫度在板寬方向上的偏差：40℃以下 若500℃〜200℃之間的溫度區域內的鋼板溫度在板寬方向上的偏差大，則成為固溶C量在板寬方向上發生變動的原因，結果有150℃下的降伏強度在板寬方向上的偏差變大之虞。因此，500℃〜200℃之間的鋼板溫度在板寬方向上的偏差需要限制為40℃以下。較佳為30℃以下。此處，所謂所述鋼板溫度在板寬方向上的偏差，是指除了鋼板的板寬邊緣10 mm的部分中的板寬方向上的鋼板溫度的最大值與最小值之差。
‧自700℃至200℃為止的溫度區域內的每100℃的平均冷卻速度的最大值與最小值之差：20℃/s以下 另外，若於精加工退火的均熱後的冷卻過程中，每100℃的平均冷卻速度變化較大，則有助長板寬方向上的溫度的偏差之虞。因此，700℃〜200℃之間的冷卻過程中的冷卻速度較佳為儘可能均勻。具體而言，鋼板溫度自700℃至200℃為止的溫度區域內的每100℃的平均冷卻速度的最大值與最小值之差較佳為控制為20℃/s以下。更佳為10℃/s以下。
以所述方式實施了精加工退火的鋼板其後視需要被覆絕緣被膜而製成製品板。所述絕緣被膜可為無機、有機、無機與有機的混合中的任一者，並無特別限制。 [實施例]
利用常規方法的精煉製程對具有如下成分組成、即，含有表1所示的各種成分且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成的鋼進行熔煉後，利用連續鑄造法而製成鋼原材料（板坯）。接著，將所述板坯於加熱爐中以1130℃的溫度加熱60 min後，進行包含粗軋製與精加工軋製的熱軋而製成板厚1.8 mm的熱軋板後，於550℃下捲取成鋼卷。對所述熱軋板於均熱溫度960℃下實施熱軋板退火，並進行冷軋而製成最終板厚0.30 mm的冷軋板後，於表2所示的各種條件下對所述冷軋板實施精加工退火而製成製品板。
[表1-1]
鋼 符號 化學成分（mass%） 備註
C Si Mn P S Al N O Sn Sb 其他
A 0.0023 2.7 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0018 0.0013 0.02 - - 發明鋼
B 0.0022 2.8 0.8 0.010 0.0012 1.4 0.0017 0.0010 0.05 - - 發明鋼
C 0.0035 3.5 0.1 0.008 0.0006 0.7 0.0021 0.0014 - 0.02 - 發明鋼
D 0.0060 3.8 0.5 0.012 0.0020 0.6 0.0026 0.0016 0.03 0.02 - 發明鋼
E 0.0023 3.2 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0018 0.0013 0.01 - Ca：0.005 發明鋼
F 0.0023 2.5 0.5 0.015 0.0020 2.5 0.0005 0.0012 0.03 - Mg：0.003 發明鋼
G 0.0023 3.2 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0024 0.0015 0.02 0.01 REM：0.006 發明鋼
H 0.0023 3.4 0.5 0.020 0.0015 0.7 0.0018 0.0020 0.02 - Cr：0.2 發明鋼
I 0.0024 3.0 0.5 0.013 0.0015 0.7 0.0019 0.0013 0.10 0.10 Mo：0.02 發明鋼
J 0.0023 3.2 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0036 0.0009 - 0.04 Cu：0.1 發明鋼
K 0.0020 3.2 0.5 0.015 0.0035 0.7 0.0016 0.0016 0.02 - Ni：0.3 發明鋼
L 0.0018 3.2 0.5 0.016 0.0015 0.7 0.0014 0.0013 0.02 - Cu：0.5，Ni：0.2 發明鋼
M 0.0026 3.2 0.5 0.004 0.0015 0.7 0.0016 0.0014 0.02 - Ti：0.0012 發明鋼
N 0.0024 3.2 0.5 0.007 0.0015 0.7 0.0012 0.0017 0.02 - Nb：0.0005 發明鋼
O 0.0017 3.2 0.5 0.013 0.0015 0.7 0.0009 0.0016 0.02 - V：0.0010 發明鋼
P 0.0006 3.2 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0021 0.0013 0.02 - B：0.0006 發明鋼
Q 0.0004 2.8 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0014 0.0014 0.02 - - 比較鋼
R 0.0021 1.5 0.5 0.013 0.0013 0.7 0.0015 0.0014 0.02 - - 比較鋼
S 0.0022 2.5 0.5 0.012 0.0014 0.1 0.0016 0.0016 0.02 - - 比較鋼
T 0.0022 4.0 0.8 0.012 0.0016 0.5 0.0012 0.0009 0.02 0.01 - 發明鋼
U 0.0019 4.5 0.8 0.013 0.0015 0.2 0.0022 0.0014 0.02 - - 發明鋼
V 0.0015 3.2 1.5 0.015 0.0006 1.2 0.0026 0.0008 0.02 - - 發明鋼
W 0.0031 3.4 2.0 0.012 0.0012 0.7 0.0018 0.0012 0.02 - - 發明鋼
[表1-2]
鋼 符號 化學成分（mass%） 備註
C Si Mn P S Al N O Sn Sb 其他
X 0.015 3.0 0.5 0.017 0.0019 0.7 0.0019 0.0013 0.02 - - 比較鋼
Y 0.0026 5.0 0.5 0.009 0.0016 0.7 0.0014 0.0008 0.02 - - 比較鋼
Z 0.0019 2.3 0.04 0.014 0.0017 0.7 0.0022 0.0009 0.02 - - 比較鋼
AA 0.0014 2.3 2.2 0.015 0.0016 0.8 0.0018 0.0014 0.02 - - 比較鋼
AB 0.0023 3.4 1.0 0.060 0.0009 0.8 0.0021 0.0012 - 0.02 - 比較鋼
AC 0.0028 3.2 0.5 0.013 0.0060 0.8 0.0012 0.0009 0.02 - - 比較鋼
AD 0.0027 3.2 0.6 0.014 0.0014 2.8 0.0014 0.0013 0.02 - - 比較鋼
AE 0.0021 3.0 0.5 0.015 0.0016 0.7 0.0060 0.0014 0.02 - - 比較鋼
AF 0.0016 2.8 0.5 0.011 0.0016 0.3 0.0016 0.0060 0.02 - - 比較鋼
AG 0.0018 3.2 0.5 0.004 0.0015 0.7 0.0032 0.0018 0.02 - Zn：0.004 發明鋼
AH 0.0014 3.2 0.5 0.004 0.0015 0.7 0.0014 0.0012 0.02 - Pb：0.0002 發明鋼
AI 0.0032 3.2 0.5 0.004 0.0015 0.7 0.0023 0.0011 0.02 - W：0.002 發明鋼
AJ 0.0021 3.2 0.5 0.004 0.0015 0.7 0.0022 0.0014 0.02 - Co：0.0085 發明鋼
AK 0.0019 3.2 0.5 0.013 0.0015 0.7 0.0031 0.0016 0.02 - Ca：0.003，Mo：0.02 發明鋼
AL 0.0022 3.2 0.5 0.015 0.0015 0.7 0.0026 0.0014 0.02 - Ca：0.003，Cr：0.05，Ti：0.0015 發明鋼
AM 0.0016 3.2 0.5 0.01 0.0015 0.7 0.0024 0.0021 0.02 - Mg：0.001，Cu：0.15，Ti：0.0019，B：0.0003 發明鋼
AN 0.0014 3.2 0.5 0.013 0.0015 0.7 0.0023 0.0013 0.02 - Cr：0.10，Mo：0.03，Ti：0.0025 發明鋼
AO 0.0015 3.2 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0014 0.0015 0.02 - Cu：0.12，Ni：0.05，B：0.0005 發明鋼
AP 0.0026 3.2 0.5 0.013 0.0015 0.7 0.0023 0.0017 0.02 - Ca：0.004，Cr：0.04，Pb：0.0004 發明鋼
AQ 0.0019 3.2 0.5 0.008 0.0015 0.7 0.0024 0.0022 0.02 - V：0.004，Co：0.006 發明鋼
AR 0.0024 3.2 0.5 0.01 0.0015 0.7 0.0014 0.0019 0.02 - Cu：0.13，Cr：0.03，W：0.002，Co：0.010 發明鋼
AS 0.0012 3.2 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0018 0.0014 0.02 - Cu：0.08，Mo：0.02，Nb：0.0013，Zn：0.003 發明鋼
AT 0.0023 3.2 0.5 0.012 0.0015 0.7 0.0019 0.0008 0.02 - Ca：0.002，Cu：0.16，Ni：0.05，Cr：0.11，Ti：0.0023， B：0.0004，Zn：0.005，Pb：0.006，W：0.0031，Co：0.009 發明鋼
自以如上方式獲得的所述製品板採取樣品材料，供於以下的評價試驗。 ＜磁特性＞ 自所述樣品材料的板寬中央部採取將長度方向設為L方向（軋製方向）及C方向（與軋製方向為直角的方向）的寬30 mm×長度280 mm的試驗片，依據JIS C 2550-1對鐵損W 10/400進行測定。 ＜150℃下的降伏強度＞ 自所述樣品材料的板寬方向採取20根將L方向（軋製方向）設為拉伸方向的JIS5號試驗片，於設置於拉伸試驗機上的恆溫槽中加熱至150℃，保持10分鐘後，依據JIS Z 2241進行拉伸試驗，對150℃下的降伏強度進行測定。關於表現出上降伏點的試驗片，將上降伏點設為降伏強度，關於不表現出上降伏點的試驗片，將0.2%耐力設為降伏強度，將20根試驗片的最小值設為所述鋼板的降伏強度。拉伸試驗中的應變（伸長率）的測定使用了視訊式伸長率計。另外，將20根試驗片的降伏強度的最大值與最小值之差設為板寬方向上的降伏強度的偏差。
將所述評價試驗的結果一併記載於表2。根據所述結果可知：關於在適於本發明的條件下製造的發明例的鋼板，150℃下的降伏強度均為300 MPa以上，且所述降伏強度在板寬方向上的偏差為30 MPa以下，而且若鐵損W 10/400為15.0 W/kg以下，則具有良好的磁特性。
[表2-1]
鋼板No. 鋼 符號 精加工退火條件 鋼板特性 備註
均熱溫度 （℃） 均熱時間 （s） 700℃-200℃之間的平均冷卻速度 （℃/s） 均熱溫度-700℃之間的氫濃度 （vol%） 均熱溫度-300℃之間的露點 （℃） 板寬方向上的溫度偏差 （℃） 冷卻速度的偏差 （℃/s） 150℃下的降伏強度 （MPa） 降伏強度的偏差 （MPa） 鐵損W 10/400（W/kg）   
1 A 1000 10 15 10 -50 21 10 320 13 14.3 發明例
2 A 1000 10 5 10 -50 23 10 285 22 14.1 比較例
3 A 1000 10 15 0.3 -50 52 10 315 36 14.3 比較例
4 A 1000 10 15 8 -20 46 10 322 34 14.6 比較例
5 B 1020 10 15 10 -50 20 10 330 12 13.9 發明例
6 C 980 10 20 10 -50 23 10 410 13 13.3 發明例
7 D 1000 10 20 15 -50 26 10 435 22 13.1 發明例
8 E 1050 10 15 15 -50 11 10 355 12 13.4 發明例
9 F 1080 10 15 1 -45 25 10 376 9 13.5 發明例
10 G 1000 10 35 10 -40 31 20 403 28 13.6 發明例
11 H 1000 10 15 10 -50 22 10 392 16 13.4 發明例
12 I 950 10 15 10 -30 23 10 362 13 14.2 發明例
13 J 1000 10 10 10 -50 18 10 356 15 13.8 發明例
14 K 1000 10 15 10 -50 22 10 374 14 13.7 發明例
15 L 1000 10 15 10 -50 24 10 380 14 13.6 發明例
16 M 1000 10 15 10 -50 14 10 392 12 14.3 發明例
17 N 1000 10 15 10 -50 16 10 384 16 14.6 發明例
18 O 1000 10 15 10 -50 19 10 386 17 14.4 發明例
19 P 1000 10 15 10 -50 21 10 379 18 14.5 發明例
20 A 700 2 15 10 -50 36 10 460 28 14.6 發明例
21 A 800 30 15 10 -50 31 10 370 24 14.8 發明例
22 Q 1000 10 15 10 -50 18 10 290 18 14.6 比較例
23 R 1000 10 15 10 -50 22 10 220 14 16.3 比較例
24 S 1000 10 15 10 -50 23 10 260 15 15.4 比較例
25 A 650 10 15 10 -50 24 10 510 36 18.6 比較例
26 A 1200 10 15 10 -50 18 10 280 14 13.8 比較例
27 A 950 1 15 10 -50 42 10 342 39 14.8 比較例
28 A 1000 10 15 10 -50 39 30 310 29 14.5 發明例
[表2-2]
鋼板 No. 鋼 符號 精加工退火條件 鋼板特性 備註
均熱溫度 （℃） 均熱時間 （s） 700℃-200℃之間的平均冷卻速度 （℃/s） 均熱溫度-700℃之間的氫濃度 （vol%） 均熱溫度-300℃之間的露點 （℃） 板寬方向上的溫度偏差 （℃） 冷卻速度的偏差 （℃/s） 150℃下的降伏強度 （MPa） 降伏強度的偏差 （MPa） 鐵損W 10/400（W/kg）
29 T 1000 10 15 10 -50 22 10 446 16 12.8 發明例
30 U 1000 10 15 10 -50 24 10 490 21 12.2 發明例
31 V 1000 10 15 10 -50 19 10 431 19 13.1 發明例
32 W 1000 10 15 10 -50 16 10 448 14 12.9 發明例
33 X 1000 10 15 10 -50 19 10 471 45 20.4 比較例
34 Y 1000 10 15 10 -50 29 10 590 39 11.8 比較例
35 Z 1000 10 15 10 -50 20 10 270 19 15.4 比較例
36 AA 1000 10 15 10 -50 23 10 284 34 15.2 比較例
37 AB 1000 10 15 10 -50 21 10 457 37 13.7 比較例
38 AC 1000 10 15 10 -50 20 10 394 38 18.6 比較例
39 AD 1000 10 15 10 -50 34 10 580 39 12.7 比較例
40 AE 1000 10 15 10 -50 26 10 435 35 16.8 比較例
41 AF 1000 10 15 10 -50 24 10 390 32 18.3 比較例
42 AG 1000 10 15 10 -50 22 10 364 13 13.5 發明例
43 AH 1000 10 15 10 -50 22 10 370 12 13.6 發明例
44 AI 1000 10 15 10 -50 22 10 369 15 13.9 發明例
45 AJ 1000 10 15 10 -50 22 10 381 16 13.2 發明例
46 AK 1000 10 15 10 -50 22 10 360 15 13.1 發明例
47 AL 1000 10 15 10 -50 22 10 403 16 13.2 發明例
48 AM 1000 10 15 10 -50 22 10 420 16 13.4 發明例
49 AN 1000 10 15 10 -50 22 10 412 13 13.1 發明例
50 AO 1000 10 15 10 -50 22 10 384 14 13.3 發明例
51 AP 1000 10 15 10 -50 22 10 376 14 13.1 發明例
52 AQ 1000 10 15 10 -50 22 10 382 17 13.8 發明例
53 AR 1000 10 15 10 -50 22 10 389 16 13.5 發明例
54 AS 1000 10 15 10 -50 22 10 396 16 13.6 發明例
55 AT 1000 10 15 10 -50 22 10 438 18 13.0 發明例
無
無

Claims (5)

  1. 一種無方向性電磁鋼板，具有如下成分組成、即，含有C：0.0005質量%〜0.0100質量%、Si：2.0質量%〜4.5質量%、Mn：0.1質量%〜2.0質量%、P：0.050質量%以下、S：0.0050質量%以下、Al：0.20質量%〜2.50質量%、N：0.0050質量%以下及O：0.0050質量%以下，進而含有以合計計為0.01質量%〜0.20質量%的Sn及Sb中的至少一種，並且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成， 150℃下的降伏強度在板寬方向上的最小值為300 MPa以上，且 所述降伏強度在板寬方向上的偏差為30 MPa以下。
  2. 如請求項1所述的無方向性電磁鋼板，其中，除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組〜F群組中的至少一群組的成分； 記 ‧A群組：Ca、Mg及稀土金屬中的至少一種以合計計為0.0010質量%〜0.0080質量% ‧B群組：Cr、Mo、Cu及Ni中的至少一種以合計計為0.01質量%～0.60質量% ‧C群組：Ti、Nb及V中的至少一種以合計計為0.0005質量%～0.0050質量% ‧D群組：B為0.0001質量%～0.0020質量%、Pb為0.0001質量%～0.0010質量%及W為0.0005質量%～0.0050質量%中的至少一種 ‧E群組：Zn為0.001質量%～0.010質量% ‧F群組：Co為0.0010質量%～0.0500質量%。
  3. 一種無方向性電磁鋼板的製造方法，為對鋼坯進行熱軋、熱軋板退火、冷軋、精加工退火來製造無方向性電磁鋼板的方法，所述鋼坯具有如下成分組成、即，含有C：0.0005質量%〜0.0100質量%、Si：2.0質量%〜4.5質量%、Mn：0.1質量%〜2.0質量%、P：0.050質量%以下、S：0.0050質量%以下、Al：0.20質量%〜2.50質量%、N：0.0050質量%以下及O：0.0050質量%以下，進而含有以合計計為0.01質量%～0.20質量%的Sn及Sb中的至少一種，並且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，所述無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於， 將所述精加工退火的均熱溫度設為700℃〜1100℃、將均熱時間設為2 s以上，且 以滿足下述（1）～（3）的條件的方式自所述精加工退火的均熱溫度冷卻至200℃； 記 （1）自700℃至200℃為止的溫度區域內的平均冷卻速度：10℃/s以上 （2）自均熱溫度至700℃為止的爐內氣氛氣體中的氫濃度：1 vol%以上 （3）自均熱溫度至300℃為止的溫度區域內的爐內氣氛氣體的露點：-30℃以下 （4）自500℃至200℃為止的溫度區域內的鋼板溫度在板寬方向上的偏差：40℃以下。
  4. 如請求項3所述的無方向性電磁鋼板的製造方法，其中，以所述精加工退火的自700℃至200℃為止的溫度區域內的每100℃的平均冷卻速度的最大值與最小值之差為20℃/s以下的方式進行冷卻。
  5. 如請求項3或4所述的無方向性電磁鋼板的製造方法，其中，所述鋼坯除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～F群組中的至少一群組的成分； 記 ‧A群組：Ca、Mg及稀土金屬中的至少一種以合計計為0.0010質量%〜0.0080質量% ‧B群組：Cr、Mo、Cu及Ni中的至少一種以合計計為0.01質量%〜0.60質量% ‧C群組：Ti、Nb及V中的至少一種以合計計為0.0005質量%〜0.0050質量% ‧D群組：B為0.0001質量%〜0.0020質量%、Pb為0.0001質量%〜0.0010質量%及W為0.0005質量%〜0.0050質量%中的至少一種 ‧E群組：Zn為0.001質量%〜0.010質量% ‧F群組：Co為0.0010質量%〜0.0500質量%。
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