TWI248976B

TWI248976B - Fe-Cr-Si non-oriented electromagnetic steel sheet and process for producing the same

Info

Publication number: TWI248976B
Application number: TW092136423A
Authority: TW
Inventors: Takeshi Omura; Masaaki Kohno; Masaki Kawano
Original assignee: Jfe Steel Corp
Priority date: 2002-12-24
Filing date: 2003-12-22
Publication date: 2006-02-11
Also published as: WO2004059022A1; TW200422407A; EP1577413A1; US20060048859A1; CN100395365C; KR100848022B1; CA2507970A1; US7465364B2; EP1577413B1; CA2507970C; CN1732280A; ES2737983T3; EP1577413A4; KR20050084478A

Description

1248976 (1) ，玖、發明說明【發明所屬之技術領域】本發明係有關於，適用於電動車用馬達、微氣渦輪機用發電機及高頻電抗器等之鐵心的高頻用Fe—Cr- Si系無方向性電磁鋼板。在此係以數百赫以上，尤以約4 0 0赫以上之頻率範圍爲「高頻範圍」，本發明特別係有關於1 千赫以上之高頻範圍內具優異磁特性的鋼板。【先前技術】近年，在高於以往的頻率範圍使用之器械，例如電動車用馬達、微氣渦輪機、高頻電抗器等之使用增加，有高頻範圍內磁特性優之電磁鋼板的要求。這些器械係於數百赫至數十千赫之高頻範圍使用。向來這些用途中係使用，於鋼添加S i改善鐵耗（亦亦減少鐵耗）之F e - S i系無方向性電磁鋼板。無方向性電磁鋼板，一般係冷軋加工成目標板厚之後，以終退火使之再結晶，得所欲之電磁特性等。但是，習知F e — S i系高頻用無方向性電磁鋼板，鋼中Si含量在3.5質量％以下，鋼之電阻低，尤其在1千赫以上之局頻軺圍鐵耗變大而不利。因此，爲滿足近年來社會之需求，有開發新穎的適於高頻範圍之電磁鋼板的必要。而上述高頻範圍的鐵耗之改善，因提高鋼的電阻於渦流耗之改善尤爲有效而受到採用。提高鋼之電阻的手段， (2) . 1248976 一般係採取增加鋼中S i、A1之含量的手法。但是，因S i 量若超過3 . 5質量％，則鋼極硬又脆，加工性劣化，通常的碾軋製造、加工變困難。並且，習知Fe — Si系鋼板中，例如S i量超過5.0質量％時，冷加工當然不可能，連中溫加工也不可能。鋼中添加Cr、A1等，不用高Si量以提高鋼之電阻的技術，已見記載於專利文獻1。然而，記載於專利文獻1 之技術，如同習知高頻用途之電磁鋼板，係假定使用頻率範圍不及1千赫。因此，在1千赫以上範圍不得充分之高頻磁特性，不具近年來所要求的，適用於約400赫至約 5 0千赫之高頻用無方向性電磁鋼板的充分效果。且專利文獻1的Si含量並未超過通常之矽鋼板的含量，而係以 Si量在1.5%左右之低Si系鋼板爲主要對象。對此，本申請人發現，藉Cr之添加，較高Si之鋼的脆性亦獲改善，可兼得高電阻及加工性。於是，申請人先前已於專利文獻2、專利文獻3、專利文獻4等提議，各含Cr 1 .5至20質量％，Si 2.5至10質量％的高頻磁特性優之Fe - Cr - Si系電磁鋼板。〔專利文獻1〕：日本專利特開平丨丨—2 2 9 0 9 5號公報〔專利文獻2〕：特開平1 1 一 3 4 3 5 4 4號公報〔專利文獻3〕：特開2001-262289號公報〔專利文獻4〕：特開2001— 279326號公報 (3) 1248976 【發明內容】〔發明所欲解決之課題〕記載於專利文獻2、專利文獻3之鋼板，以上之頻率範圍呈示對應於高電阻之優良鐵耗在不及1 0千赫之高頻範圍這些鋼板亦呈示比板良好之鐵耗，但含高S i、高Cr仍不得與高良好鐵耗。因此，這些鋼板尙有改良之空間。因而，本發明之目的在提供，有利於解 S i以及高C1·可得高電阻而於不及1 〇千赫之未充分反映於鐵耗的問題，在高頻範圍，尤以之頻率範圍內磁特性優的F e - C r - S i系無方板。〔用以解決課題之手段〕發明人等就上述問題一再硏究，結果發現頻率範圍內鐵耗的渦流耗之比率大，而Fe 一 < 磁鋼板則係磁滯損失之影響較大。並判定，以渦流耗而高頻磁特性所剩無機，該磁滯損失之因。並確立，爲得理想之磁滯損失，鋼板內部化物（nitride including chromium)之存在比必要。本發明即係基於上述見解者。本發明之要旨如下。 (1 )含 Si ·· 2.5 至 10 質量％，Cr : 1.5 3 ，C : 〇·〇〇6質量％以下，N : 0.002質量％於1 0千赫。又另知，習知電磁鋼電阻相稱之決，藉含高高頻範圍卻 1千赫以上向性電磁鋼，一般在高 :r — S i系電高電阻減少劣化乃係原的含C r氮率有控制的 :2 0質量％以下，S : (4) 1248976 0.005質量％以下，Ti: 0.005質量％以下及Nb: Ο 量％以下，餘係F e及無法避免之雜質所成，鋼之 60微歐姆公分以上，鋼板內部每1平方毫米的含《物之個數在25 00個以下，高頻磁特性優之Fe — Cr 無方向性電磁鋼板。 (2) 含 Si: 2.5 至 10 質量％，Cr: 1.5 至 20 ，C ·· 0.006質量％以下，N : 0.002質量％以下 0.005質量％以下，Ti: 0.005質量％以下及Nb: 0 量％以下，並含Sb及Sn之任一種或二種，各係過0.04至1質量％及Sn:超過0·06至1質量％之餘爲Fe及無法避免之雜質，鋼的電阻在60微歐姆上，鋼板內部每1平方毫米的含C r氮化物之個數^ 個以下，高頻磁特性優之Fe - Cr - Si系無方向性板。

(3) 含 Si: 2.5 至 10 質量％，Cr: 1.5 至 20 ，AI: 〇.1至2質量％，C: 0.006質量％以下，N 質量％以下，S: 0.005質量％以下，Ti: 0.005質下及Nb:0.005質量％以下，餘爲Fe及無法避免所成，鋼之電阻60微歐姆公分以上，鋼板內部每毫米的含Cr氮化物之個數2 5 0 0個以下，高頻磁特 Fe — Cr — Si系無方向性電磁鋼板。

(4) 含 Si: 2·5 至 10 質量％，Cr: 1.5 至 20 ，A1: 〇.1至2質量％，C: 0.006質量％以下，N 質量％以下，S : 0.005質量％以下，Ti : 0.005質 .005 質電阻在二I·氮化 —S i系質量％ ‘，S : .00 5 質 Sb :超範圍，公分以 Ϊ 2 5 00 電磁鋼質量％：0.004 量％以之雜質 1平方性優之質量％：0.004 量％以 1248976 (5) 下及Nb: 0.005質量％以下，更含有Sb及Sn之任一種或二種，各在Sb: 0.005至1質量％及Sn: 0.005至1質量 %之範圍，餘爲Fe及無法避免之雜質所成，鋼之電阻6 0 微歐姆公分以上，鋼板內部每1平方毫米的含C r氮化物之個數25 00個以下，高頻磁特性優之Fe — Cr — Si系無方向性電磁鋼板。 (5 )上述（1 )至（4 )之任一發明中，更含有Μη : 1質量％以下及Ρ: 1質量％以下的任一種或二種，高頻磁特性優之Fe — Cr - Si系無方向性電磁鋼板。 (6) 將含有Si: 2.5至10質量％，Cr: 1.5至20質量％之範圍的熔鋼鑄形，施以包含冷軋（含中溫碾軋，下同）之碾軋過程，然後施以終退火的無方向性電磁鋼板之製造方法，其中上述終退火時環境氣體中氮化氣體（ nitriding gas )之含量係抑制在不及氮氣換算的總體積比 3 0%，高頻磁特性優的 Fe — Cr — Si系無方向性電磁鋼板之製造方法。在此，參與氮化之氮氣，係如下換算爲氮氣相當之總體積比。從各氮化氣體之化學組成以原子數比率求出氮N 之存在比率。該比率乘以各氮化氣體之體積比率’取其總和。而上述之發明（6)，或後敘之發明（7)至（9)中，上述的「含冷軋之碾軋過程」以含鑄形之鋼胚的熱軋過程，必要時對所得熱軋板施以退火（稱爲熱軋板退火）之 (6) 1248976 過程，然後’於熱軋板或經退火之熱軋板施以1次之冷軋，或施以其間介以退火（稱爲中間退火）的2次以上冷軋的過程各過程爲佳。 (7)將含Si: 2.5至10質量％，Cr : 1.5至20質量 % ’更含Sb及Sn之任一種或二種，各爲Sb:超過0.004 至1質量％及Sn:超過0.06至1質量％之範圍的熔鋼鑄形’ 也以含冷軋之碾軋過程，然後施以終退火的無方向性電磁鋼板之製造方法，其中上述終退火時環境氣體中氮化氣體之含量’係抑制在氮氣換算之總體積比不及9 5 %的 Fe - Cr — Si系無方向性電磁鋼板之製造方法。 (8 )將含Si : 2,5至1〇質量％，Cr :丨.5至20質量 % ’更含A1 : 〇·〗至2質量％的熔鋼鑄形，施以含冷軋之碾車L過程’然後施以終退火的無方向性電磁鋼板之製造方法’其中上述退火時環境氣體中之氮化氣體含量，係抑制在氮氣換算之總體積比不及95%的Fe—Cr— 系無方向性電磁鋼板之製造方法。 (9)將含Si: 2.5至10質量％，Cr: 1.5至20質量 % ’更含A1: 0·1至2質量％，更含Sb及Sn之任一種或二種’各在Sb: 0.〇〇5至！質量％及Sn: 〇.005至1質量 %之範圍的熔鋼鑄形，施以含冷軋之碾軋過程，然後施以終退火的無方向性電磁鋼板之製造方法，其中上述終退火時環境氣體中氮化氣體之含量，係抑制在氮氣換算之總體 -10- (7) 4 1248976 積比不及95%的Fe—Cr— Si系無方向性電磁鋼板之製造方法。【實施方式】首先說明本發明之實驗結果。發明人等就Fe - Cr-S i系電磁鋼板之磁滯損失的劣化原因作了探討。表1所示成分系之鋼1至8，依一般方法施以熱軋及冷軋成厚度0.2 5毫米，施以終退火。而終退火條件係，以氮+氫環境氣體（體積比N2 : H2- 70 ： 30)作爲退火環境氣體，退火溫度980 °C。

-11 - 1248976

成分組成(重量基準） o g 1.04 1.49 CM· 2.55 3.01 3.55 寸· 4.49 2.51 3.46 Ο 00 Τ— C0 2麥 τ- Ο d τ- Ο Ο ο τ- Ο Ο ο τ- Ο § τ- Ο ο ο τ- Ο Ο ο τ- Ο Ο τ- Ο Ο ό τ- Ο Ο ο ο ο ο τ- Ο Ο ο Τ Ο ο VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII P § τ- Ο ο ^— ο ο τ- Ο ο ο ο ο 5 ο ο τ- Ο Ο ο τ- Ο Ο τ- Ο Ο τ- Ο Ο τ- Ο Ο δ ο ο τ- Ο Ο ό VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII τ— ο ο τ~ Ο Ο τ- Ο Ο ο τ- Ο ο τ- Ο ο τ- Ο Ο τ- Ο ο τ- Ο ο ο 0.045 τ- Ο Ο 0.02 VII VII VII VII VII VII VII VII ο VII 〇 1 CM σ> uo CD LO LO 00 C0 τ— LO 00 CD z 1 卜 C0 ID xj- Ο 05 CD LO 00 卜 CNJ CN 卜 < ^ 0.005 I 0.005 I_ I ί 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0,35 CO Q. ο ο ο ο ο ΙΟ id uo 卜 ο Ο 卜 CL | ο ο ο ο ο ο LO II 0.01 0.02 0.01 | 0.01 0.01 0.01 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 J 0.02 ω § 3.01 r— 00 3.05 2.95 3.06 3.04 2.98 σ) csi 3.06 ,99 ! CO CO 〇 | ο CO 00 00 (D σ> 鋼編號 τ— CNJ C0 寸 LO CD 卜 00 Ο τ— CM 12 1248976 (9) 結果，上述鋼1至8施以終退火而製造之鋼板的任一，於鋼中皆觀察到直徑數百奈米左右的微細含C r氮化物。一例係，使用鋼5依上述條件進行終退火所製造之鋼板 ,其內部以掃瞄式電子顯微鏡（SEM )攝影的截面SEM 相片如第1圖。而含Cr氮化物應係主要由GrN、GuN、 Cr ( C，N)等碳氮化物所成。其次，就Cr含量在1.0至4.5質量％範圍作種種變化的這些鋼，依上述條件施以終退火，測定終退火時之氮化量（終退火前後的含氮量之差）及磁滯損失。第2圖係以Cr含量爲橫軸，終退火時之氮化量（鋼板全體）.及磁滯損失爲縱軸呈示其關係之圖。第2圖中柱形圖係氮化量，折線圖係磁滯損失。由第2圖之結果知，鋼中Cr含量愈多，終退火時氮化量愈多，隨之磁滯損失劣化。由以上結果可認定，鋼中之Cr在終退火時易被氮化 ’成含cr氮化物析出，該含Cr氮化物之析出致使磁滯損失劣化。因而就終退火中含Cr氮化物之析出的抑制手段進行探討。結果發現’於Ar氣環境等不起氮化之環境下進行退火’即可抑制含C r氮化物之析出。又，發現，連同氮化抑制兀素S b、S η及/或氮化生成元素A1之添加於鋼材原料’在隨這些Sb、Sn、A1添加量調整氮分壓之環境氣體中進行退火，即可有效抑制含Cl·氮化物之析出。其一例如下。 -13- (10) 1248976 首先具有Fe — Cr 一 Si系合金組成’更含有Sb. C 質量％的表1之鋼1 〇，以與上述製造方法相同之條軋成鋼板，於二條件之環境氣體（體積比氮：氫=7 〇及9 5 : 5 )下施以終退火。第3 A圖係於氮：氫=7 0 : 3 0之環境氣體中施以火的鋼板內部之截面S EM相片，第3 B圖係鋼板表層面SEM相片。觀察條件與第1圖同。由第3 a圖及負圖知，鋼板內部2的含Cr氮化物之析出可藉Sb之添以抑制。圖中的1係用以保護表面之C u箔。但是，於氮：氫=95 : 5之環境氣體中行終退火含Cr氮化物於粒界有相當數目之觀察。亦即，在氮氮=95 : 5之環境氣體中退火，雖可確認Sb之添加含Cr氮化物的析出抑制效果，但析出抑制效果不足。其次，具有Fe— Cr- Si系合金組成，更含A1 : 質量％的表1之鋼1 1，同樣於二條件之環境氣體（氫=70 : 3 0及95 : 5 )中施以終退火。其它製造條件上述製造方法同之條件。第4 A圖係氮：氫=7 0 : 3 0的環境氣體中施以終之鋼板內部的截面SEM相片，第4B圖係鋼板表層之相片。由第4B圖可見，鋼板之最表層有A1N層3之，又，距表層5微米左右之深度範圍內有A1N 4之析結果可知，如於第4A圖可見，鋼板內部的含Cr氮之析出受到抑制。但是，在氮：氫= 95: 5之終退火環境氣體中，， 1.045 件冷 :30 終退之截 I 3B 加予者， :氫所致 0.55 氮：係與退火 SEM 形成出。物 Cr -14 - (11) 1248976 氮化物存在於粒界，可確認析出抑制效果不充分。更將不含s b、A1之表1的鋼4及鋼6以同樣之過程條件冷軋成鋼板，於僅Ar氣之環境下退火。此時亦確認，鋼之氮化被抑制，含C r氮化物之析出受抑制。將S b及A1複合添加時（表1之鋼1 2 )，經同樣之考察確認，各以比Sb或A1單獨添加時少之量添加即具與單獨添加鋼同樣的含C 1·氮化物之析出抑制效果。更準備添加Sn之Fe — Cr — Si系合金鋼，進行同樣之考察，結果確認Sn亦具如同Sb之氮化抑制效果。表2示，使用鋼1至1 2之任一製造的無方向性電磁鋼板，其內部每1平方毫米之含C r氮化物的個數，退火後之氮化量（鋼板全體）及磁滯損失的測定結果。在此，終退火之環境氣體及溫度係表2之條件，其它製造條件同第1圖等之鋼板的製造條件。鋼板內部每1平方毫米的含Cr氮化物之個數，係依下述方法測定。鋼板於板厚方向切開，截面以 SEM ( 1 0 00倍至 1 0000倍）觀察多數視野，使總觀察範圍爲1毫米X 1毫米。計數上述觀察範圍內之含Cr氮化物個數，以之爲上述每1平方毫米之含Cr氮化物個數。在此，所觀察之析出是否即含Cr氮化物，係以EDX分析確認。距鋼板最表層5微米止之範圍的正•反面除外，其餘定義爲鋼板內部〇觀察係於沿碾軋方向切開之截面（所謂碾軋方向截面 - 15- (12) 1248976 )進行，但不見隨切開方向觀察個數有特別的差異。表2 鋼編板厚終退火條牛氮化量磁滯損含Cr氮號 (毫米）退火環境氣退火 (ppm) 失化物之體 (體積比 ) 溫度（ Wh] 0 / ] k 個數 t ) (瓦 /公 (個/平方斤）毫米） 1 0 .25 ν2 =Η 2 = 70 30 980 18 19.7 1 .2x1 04 2 0.25 ν2 =Η 2 = 70· 30 980 22 20.2 3.5xl04 3 0 .25 ν2 = Η2 = 70: 30 980 26 20.9 7·0χ104 4 0 .25 ν2 =Η 2 = 70: 30 980 33 2 1 • 3 1 xl 05 0 .25 Ar 980 -7 12 • 5 <100 5 0, .25 ν2 =Η 2 = 7 0 : 30 980 35 22 .5 3.1xl05 6 0, .25 ν2 =Η 2 = 70: 30 980 38 23 .7 5·5χ105 0. .25 Ar 980 -3 13.3 <1 00 7 0. ,25 ν2 =Η 2 = 70: 30 980 44 24 .2 8x1 Ο5 8 0. ,25 ν2 =Η 2 = 70: 30 980 45 25 • 8 1.ΙχΙΟ6 9 0. .25 ν2 =Η 2 = 70: 30 980 2 13.9 2 000 10 0. ,25 ν2 = Η2 = 70: 30 980 0 13.4 1000 0. .25 Ν： > = Η2 = 95 :5 980 13 19 • 2 6 5 00 11 0.25 ν2 —Η 2 ^ 70: 30 980 34 12.9 <100 0.25 Ν： > —Η 2 = :95 :5 980 3 1 19 .5 7 5 00 12 0.25 ν2 =Η 2 = 70: 30 980 4 13.4 <1 00 -16- 1248976 (13) 第5圖示鋼板內部含C r氮化物之個數與磁滯損失之關係。參看氮化物個數與磁滯損失之關係獲知，爲得良好之磁滯損失，鋼板內部含C1·氮化物之存在比率必須抑制於每1平方毫米2 5 00個以下。本發明即係基於以上見解〇根據本發明之無方向性電磁鋼板有以下特徵。 (a )因C1·之添加高S i鋼之脆性改善，向來難以製造之高Si鋼的製造變爲可能，可得較高之電阻。 (b ) C r不僅改善脆性，並係於提高電阻有效之元素，以S i與Cr複合添加即可更有效率地得到高電阻。 (c )充分降低C、N、S、Ti及Nb等雜質濃度，可得因添加Ci*而改善脆性之效果的同時，可防析出物所致之磁滯損失劣化。 (d )於Ar氣環境等不起氮化之環境中作Cr — Si添加鋼之退火即可抑制氮化，將含C r氮化物之析出量控制於2 5 0 〇個/平方毫米以下，可防含Cr氮化物所致之磁滯損失劣化。 (e )於F e — C r 一 S i系電磁鋼板添加氮化抑制元素 Sb及/或Sn，並隨Sb、Sn之添加量調整氮化氣體之含量，即可抑制退火時之氮化，控制含C:•氮化物之析出量於2 5 0 0個/平方毫米以下，可防含Cr氮化物所致之磁滯損失劣化。 (f)於Fe— Cr— Si系電磁鋼板添加氮化物生成元素 A1，並隨A1之添加量調整氮化氣體之含量，即可抑制退 •17- (14) 1248976 火中之內部氮化，可控制含Cr氮化物之析出量於2 5 00個 /平方毫米以下，可防含Cr氮化物所致之磁滯損失劣化〇 (g )於Fe — Cr — Si系電磁鋼板複合添加1化抑制元素^及/或Sn，及氮化物生成元素A1時，以各比Sb、 S η或a】單獨添加時較少量添加即可與單獨添加鋼同樣抑制退火中之氮化，更以適當調節氮化氣體之含量即可控制含Ci•氮化物之析出量於25 00個/平方毫米以下，可防含 Cr氮化物所致之磁滯損失劣化。以下詳細說明本發明。首先說明本發明的無方向性電磁鋼板之成分組成範圍的限定理由。 V S i :約2 · 5至約1 〇質量％ S i係使鋼之電阻上升的主要元素。更因與c r之相乘效果使電阻大幅上升，係尤以於高頻範圍的鐵耗之有效改善成分。S i量不及約2 · 5質量％時，與C1·倂用亦僅得習知電磁鋼板程度之電阻，因而不得良好的高頻範圍鐵耗。另一方面，若超過約1 〇質量％，則因含C r亦無法確保通常可碾軋之靭性，Si含量乃規定爲約2.5至約I 0質量％。上限値亦可係1 0 · 0質量％。更佳範圍係約2 · 5至約5 · 0 %。又更佳之範圍係約3.5 至約5.0 %。

Cr :約]·5至約20質量％ C r因與S i之相乘效果大幅提升鋼之固有電阻，並係 -18· (15) 1248976 提升耐蝕性之基本合金成分。爲得其效果須以約1 · 5質量 %以上添加。

Cr更係，Si含量約3.5質量％以上時，或Si含量約 3質量％以上且AI含量超過約0 · 5質量％時，依然可得通常之可碾軋程度的靭性之極有效成分。約1 . 5質量％以上即可得其結果，約2質量％以上的Cl·之添加更佳。Si量、A1量少於上述者時，亦可藉Cl•之添加改善加工性。另一方面，若超過約2 0質量％則提升靭性之效果飽和，並架高成分，故Ch•含量規定爲約1 .5至約20質量％。上限値可係2 0 · 0質量％。較佳範圍係約1 . 5至5.0 %。

Sb:超過〇·〇4至約1質量％及Sn:超過0.06至約1 質量％之任一種或二種鋼中未添加A1 0.1質量％以上時）， S b ··約〇 · 〇〇 5至約1質量％及S η :約0 · 0 0 5至約1質量％之任一種或二種（鋼中添加Α1 0 · 1質量％以上時） S η及S b因皆具抑制氮化之效果，若係添加這些成分之鋼，較之不加S η、S b的鋼，終退火時即使氮氣比率高 ’仍可有效抑制含Cr氮化物之析出。如此抑制退火時之氮化所生的含Cr氮化物之析出，因可防磁滯損失劣化，於Fe — Cr — Si系電磁鋼板添加Sn及/或Sb，鐵耗改善效果大於習知電磁鋼板。因此，本發明中，當係鋼中未添加A1之成分系的電磁鋼板時（亦即a】含量不及〇. 1質纛 %時），可將Sb及Sn之任一種或二種，各於超過〇.〇4 -19- 1248976 (16) 至約1質量％及超過0.06至約1質量％之範圍添加。亦即，若Sn ' Sb之任一超過1質量％，則不僅上述效果飽和，並架高成本，故以1質量％爲上限’又爲充分獲致上述效果，Sb及Sn含量之下限各爲超過〇·〇4質量％及超過0.06質量％。而Sb、Sn之含量上限値皆可係1.0質量 %。另一方面，連同Sn及/或Sb以A1複合添加時（亦即A1含量在0.1質量％以上時），可將Sb及Sn之任一種或二種，各於S b :約0.0 0 5至約1質量％及S η :約 0.0 0 5至約1質量％之範圍添加。若Sn及Sb超過約1質量％則效果飽和，成本架高，故以約1質量％爲上限。上限値亦可係1 .0質量％。下限因與A1複合添加之相乘效果，含約〇.005質量以上即可產生如同上述之效果。下限値亦可係0.005 0 質量％。而Sn、Sb除氮化抑制效果以外亦具集合組織改善效果’故亦有功於鋼板的磁特性之提升。如此目的之添加，於專利文獻3、專利文獻4雖未禁止，但無抑制氮化的最適化之用量、方法的提示。以A1複合添加時，更佳範圍係s b、S η皆爲約0.0 0 5 至約〇 . 0 5 %。 Α1 :約0.1至約2質量％。

A1係比C r更強之氮化物生成元素，與退火中由鋼板表層滲入之氮於鋼板表層結合，於鋼板最表層形成A1N -20- (17) 1248976 層，同時更於最表層直接下方的表層附近析出A1N。藉此防止氮之滲入鋼板內部，結果即可抑制鋼板內部的氮化所生之含Cr氮化物的析出，故必要時可添加於鋼中。習知電磁鋼板，鋼板表層之 A1N析出因會使磁特性劣化而有予以抑制之必要。然而，關於Fe - Cr - Si系電磁鋼板，該A1N析出已知於磁特性改善非常有效。又因A1之添加，鋼熔製時所含之氮形成粗大之A1N，可判斷亦具抑制由於鋼熔製時起自所含之氮的含Cr氮化物析出之效果。這些效果可得自約0.1質量％以上之添加。而若過剩添加A1，雖有可提高電阻之有利面，例如專利文獻1、專利文獻2、專利文獻3及專利文獻4即有對該目的之添加的推崇。但是磁通密度之下降比以Si添加時大。電阻之提高以S i與Cr之複合添加即可達成，故基於兼顧高電阻及高磁通密度之觀察，A1·添加量係於必要範圍內偏少爲佳。並因A1之過量添加會導致靭性劣化，從製造性之觀點亦以A1添加量低者爲佳。基於這些理由，A1添加量之上限爲約2質量％以下。上限値亦可係 2 · 〇質量％。因此，A1添加量爲約0 · 1至約2質量％。較佳者係規定爲約0.1 0至約1 .0質量％。 Μη :約1質量％以下及P :約]質量％以下之任~種或二種。 Μη及Ρ之添加可更提高電阻，可無損於本發明之要旨，達成鐡耗之更加改善。因之，可隨所需由Μη及Ρ選擇一種或二種添加。但是，這些元素若大量添加則加工性 -21 - (18) 1248976 惡化，故皆以1質量％爲上限（以1 · 〇質量％爲上限亦可 )° 〇.5質量％以下更佳。而Μη及Ρ以微量添加即可得效果，故無另設下限之必要，以例如Μ η :約〇 · 〇 4質量％以上，Ρ :約0 · 0 1質量％以上即可。 C :約〇 · 0 0 6質量％以下 C因會使F e - Cr - S i系電磁鋼板的靭性劣化，宜儘可能減少’本發明之成分範圍中，C量必須抑制於約〇· 0 06質量％以下。爲防含Cl·碳化物之析出導致磁滯損失 ’ C量須抑制於〇 . 〇〇 6質量％以下。上限値可爲〇 · 〇〇 6 0質量％，約0 · 0 0 4 0 %以下之範圍更佳。理論上亦可不添加C，實際上應會有1 〇 ppm左右之殘留。可以鑄造C係目標値之鋼塊，亦可用含約〇. 〇〇 6至約〇· 〇2質量％左右之鋼塊爲出發材料，以冷軋中之中間退火 ’或冷軋後之終退火作脫碳退火等施以減C處理。 N:約0.002質量％以下（鋼中未添加A1 0.1質量％以上時），約0.004質量％以下（鋼中添加A1 0.1質量％以上時） N非常容易與Cr結合析出含Cr氮化物。因此，從磁滯損失劣化之觀點，具鋼中未添加A1 ( Al< 0.1質量％ ) 之成分系的電磁鋼板，N量必須降低到約0.002質量％以下。而上限値可係0.0020質量％。另一方面，具有鋼中添加Α1(Α1^0·1質量％)之成分系的電磁鋼板，Ν與AI結合，因氮化及鋼中之氮所致 -22- 1248976 (19) 含C r氮化物之析出受抑，即可使n量含至約〇. 〇〇 4質量 %以下。但因Ν量大則導致靭性劣化，以儘可能減少爲佳，從勒性劣化之觀點亦有係ν量抑制於約〇 · 〇〇 4質量％以下之必要。而上限値亦可係0.0 0 4 0質量％。理論上Ν可不添加，而實際上應會有i〇 ppm左右之殘留。 S :約0.00 5質量％以下 S生成Mu S、CuS等析出物使磁滯損失劣化，故從改善磁滯損失之觀點，S量須抑制於約〇 . 〇〇 5質量％以下。上限値亦可係0.0 0 5 0質量％。更佳範圍係約〇 . 〇〇 2 5 %以下。理論上可無S之添加，但實際上應會有5 ppm左右之殘留。

Ti:約0.005質量％以下，Nb:約0.005質量％以下 T i及N b皆係於通常之含C r鋼中具加工性改善成分之地位。但亦係使磁特性劣化之成分。本發明中加工性之改善因係藉添加C r及減少C及N達成，並不需要τ丨及 Nb所具之加工性改善作用。因此，從磁特性之觀點，Ti 、N b宜儘可能減少，皆須抑制於約〇 · 0 0 5質量％以下。上限値亦可係0 · 0 0 5 0質量％。較佳範圍係各約〇 . 〇〇 2 0 % 以下。理論上亦可無這些元素之添加（不及分析極限），但實際上應會有5 ppm左右之混入。至於0、V、Cu等無法避免之雜質，從磁特性之觀點亦以儘可能減少爲佳。這些以各在〇 · 0 0 5 0質量％以下、 0.00 5 0質量％以下，0.05 0質量％爲佳。 -23- (20) 1248976 其它無可避免之雜質有B、Ni、Zr、Ca、Mg等。以

Ni在0.05質量％以下，其它元素0.0050質量％以下爲佳〇高頻特性之改善，鋼的電特性之提高即非常有效。& 本發明，鋼之電阻至少宜係約6 0微歐姆公分以上。& % 由於，不及6 0微歐姆公分時不得充分之高頻磁特性，以不積極添加C1*的習知電磁鋼板即可輕易達成。更佳者爲約70微歐姆公分以上。 · 電阻率因主要係由鋼之成分組成決定，可考慮已知各元素之影響作成分設計，或經簡單探討定出目標値。如第5圖所示，爲得良好的磁滯損失，須控制鋼板內部每1平方毫米之含Cr氮化物個數於2 5 0 0個以下。若超過2 5 00個/平方毫米則磁滯損失急遽劣化，不得適當之局頻鐵耗。爲控制含Cr氮化物個數於2 5 0 0個/平方毫米以下，係添加氮化抑制元素Sn、Sb或氮化物生成元素A1，更於 _ 終退火環境氣體中增大非氮化氣體之比率而達成。當然’ 100%非氮化氣體之環境氣體亦可達成。在此，非氮化氣體係例如H2氣體、Ar氣體等’實際上可用之氮化氣體係N2氣體、NH3氣體等。關於氮化抑制元素Sn、Sb及氮化物生成元素A1胃f 添加之成分系，適合於不含氮化氣體的非氮化氣體_胃T 進行退火。使氮化氣體之比率非常低亦可達含Ci*氮& % 個數之減少。 -24- (21) 1248976 其次，說明本發明之無方向性電磁鋼板的製程。首先，以含本申請專利範圍之成分的熔鋼鑄成鋼胚，鋼胚加熱後施以通常之熱軋。鋼胚加熱溫度無特殊限制，因高溫加熱鋼胚滴流產生製造上之問題故以約9 5 0 °C至約 1 2 0 0 °C之範圍爲佳。使熱軋板之厚度極薄，可使其次的冷軋過程中碾軋性良好。而若過薄會有碾軋機之能力不及，熱軋板形狀之不良，故以約2 · 5毫米至約0 · 5毫米之範圍爲佳。其次，必要時亦可施以熱軋板退火。熱軋板退火於磁特性之改善有效，而若不及 8 0 0 °C則效果不充分，超過 1 2 0 0 °C則組織變得過於粗大產生靭性問題，故以於約8 0 0 °C至約12(3 (TC之溫度範施行爲佳。所得熱軋鋼板施以冷軋，成最終板厚。在此，可經1 次冷軋至最終板厚，亦可經2次以上，其間施以中間退火。中間退火於磁性之改善有效，於鋼板的應變之去除，其後冷軋負荷之減降亦具效果。但去除應變完成再結晶後，鋼板之靭性劣化。易言之，於極度高溫施以中間退火不僅使其效果飽和.，並形成粗大晶粒使其次過程之冷軋性變差。另一方面，過於低溫則磁特性改善效果不充分。因此，中間退火溫度以7 0 0 °C至1 ]〇〇°C之範圍爲佳。而C愈減少愈有助於磁特性改善及加工性改善，故亦可用氧化性環境氣體作中間退火，行去碳退火。而冷軋過程亦可係於已知具磁特性改善效果之約1 〇〇 °C至約3 00 t行中溫碾軋。 -25- (22) 1248976 上述係代表性過程，但不限於這些，可作鑄造之鋼的最終冷軋或中溫碾軋，以適當條件進行加工成最終板厚之過程。經冷軋（或中溫碾軋）之冷軋鋼板，然後施以終退火使其再結晶。終退火可作連續退火亦可作密閉退火，以連續退火爲佳。終退火過程中，一般係對無方向性電磁鋼板，使用氮氣或以氮氣爲主要成分，混合有氫氣之還原性環境氣體。本發明之鋼如上述，終退火時環境氣體之管制極爲重要。爲抑制氮化而控制含C r氮化物之析出個數於2 5 0 0個 /平方毫米以下，以例如於Ar氣環境氣體等不起氮化之環境氣體中進行退火爲佳。或，添加氮化抑制元素sb、 Sn及/或氮化物生成元素A1於鋼板原材料之同時，隨這些之添加量適當調節氮化氣體之存在比率。亦即，本發明中係例如，增加氮及氫氣所成之環境氣體中的氫氣之存在比率，氮氣之至少一部份以Ar氣等氮氣以外取代，控制含Cr氮化物之析出量於2 5 00個/平方毫米以下。尤以有關不添加氮化抑制元素Sn、Sb及氮化物生成元素A1之組成的鋼’於退火環境氣體完全不用氮氣，或將氮化氣體之比率降至非常之低等等，控制含Cr氮化物之析出量於 2500個/平方毫米以下。具體而言，上述環境氣體控制當中，關於全無A1、 Sb、Sn之添加的成分系，氮化氣之含量係氮氣換算總體積比（以後略作總體積比）不及3 0 %。而關於其它成分 -26- (23) 1248976 系，氮化氮體含量係規定爲全體積比不及95% °氮體之量過多則不只氮化所致析出物控制變困難’鋼板氧化，結果磁滯損失劣化。在此，氮氣係如下算出氮氣換算總體積體。首先各氮化氣體之化學組成將氮N之存在比率以原子數求出。該比率乘以各氮化氣體之體積比率，取其總和例如 N 2 : Ν Η 3 ·· Η 2 = 4 0 ·· 4 0 : 2 0 時，Ν Η 3 係氮子及氫3原子所成，ΝΗ3氣中氮Ν之存在比率爲〇·25 此，氮氣換算總體積比即爲40% +( 40% X 0.25 )= 〇當然，Ν2氣之氮Ν的存在比率係1。因此，氮體係僅只氮氣時，對總環境氣體的氮氣之體積比’即述之總體積比。而，氮化能係於高溫退火時較高，環境氣體管制果在終退火溫度高於900 °C至9 5 0 °C左右時更顯著。環境氣體控制以基於各終退火溫度中氮化量的絕對容適當之最適化爲佳。例如，終退火溫度在約7〇〇°C至不及9 5 0 °C之範，因氮化能並非如此之高，爲將含C r氮化物數減少定値以下，對添加S b、S η或A1之至少任一的鋼以使氣體之總體積比不及95%，對不添加Sb、Sn及A1 以不及3 0 %爲佳。終退火溫度在95 0 °C至約1 150 °C之範圍時，因氮非常高，氮化氣體之總體積比係以比低溫退火時低爲化氣表面，從比率〇 1原。因 50% 化氣係上之效上述積作圍時至特氮化之鋼化能 -27- 1248976 (24) 此時，對添加Sb、Sn或a】之至少任一的鋼氮化氣體之總體積比係以約80%以下，對不添加sb、Sn及A1之鋼約約1 5 %以下爲佳。從成本及工作性之觀點，以於上述上限範圍·內含適量之氮氣爲佳。對添加S b、S η或A1之至少任一的鋼氮化氣體之總體積比在約6 0 %以上程度含有氮氣亦無問題，對不添加Sb、Sn及A1之鋼亦可於氮氣之總體積比約5%以上程度含有氮氣。 β 本發明之鋼板，板厚降低可有效促進高頻磁特性改善，在約400赫以上之高頻範圍，爲格外獲致該減厚效果，板厚宜在約〇 . 4毫米以下。但板厚若薄於約〇 . 〇 1毫米，則製造成本高，故板厚之範圍以約0.0 1至約0.4毫米爲佳。〔實施例〕 (實施例1 ) 熔製含表3之組成成分，餘爲Fe及無法避免之雜質所成的鋼，以Π 5 0 °C加熱鋼胚後熱軋成總板厚2 · 0毫米之熱軋板。其次，關於鋼A至P、W於1 0 0 0 °C施以熱軋板退火，以1次冷軋法終加工成最終厚度0.2 5毫米。而關於鋼至Q則不施以熱軋板退火，以冷軋當中於90°C作中間退火之2次冷軋法終加工成最終厚度0.15毫米。然後，於98 0至1 040 °C施以最終退火。將如此而得之鋼板切出愛普斯坦試片，評估其磁特性。測定係依·TIS c 2 5 5 0實 -28- (25) 1248976 施。在此，電阻、產品板厚、終退火時之環境氣體、退火溫度、鐵耗、退火後鋼板全體之氮化量、鋼板內部之氮化量及鋼板內部含氮量，以及含Cr氮化物之析出量各整理於表4至表7。而鋼板內部含氮量意指，以化學硏磨將鋼板正反面各 5微米之經硏磨區域的含氮量、鋼板內部之氮化量係終退火前鋼板全體之含氮量與終退火後鋼板內部含氮量之差。鋼板全體之氮化量係終退火前鋼板全體之含氮量與退火後鋼板全體之含氮量的差。氮量係以濕式化學分析求出。含 Cr氮化物之析出量係以倍率5 00倍之截面SEM影像作檢查。 -29- 1248976 物 o g 0.001 0.001 3.01 2.95 ο C0 2.98 CvJ 00 3.05 ο C0 ! 3.04 LO 七 4.45 3.05 T— 寸 4.49 Ο 七 σ> C0 4.01 3.78 CD CO LO in x— CO χ- Ο o 5 5 δ 5 ο 5 5 5 /—s 5 5 5 δ 5 o s Ο ο 5 5 5 5 〇 zg 〇〇〇 o 〇〇〇 o ο CJ Ο ο Ο ο Ο 〇 o O 〇· o V-J o Ο ο Ο ό o d ό VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII 5 δ 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5 o 5 5 5 5 δ 5 5 5 5 〇 F朵〇 d o o 〇 d 〇 0 Ο Ο Ο ο Ο Ο Ο ο Ο ο d u d d o ό d o CD ο ο KmJ d d d d VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII c^l τ- Ο o o’ O o o 5 q o’ 0.08 τ- Ο ο ).065 Τ Ο ο τ- Ο ο 0.01 0.03 o o δ q o x— 〇〇 0.05 τ- Ο 〇· δ o o 5 ο ο 0.07 0.03 τ- Ο ο 0.02 cn 〇 c~^ τ- Ο o VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII x) Q τ- Ο d m 〇 x— o o o τ- Ο ο ).045 τ- Ο ο 5 ο ο 5 ο ο τ- Ο ο 0.02 τ- Ο o d 0.05 5 〇 o 5 o o 0.04 5 O d 5 ο ο S ο ο τ- Ο Ο ο 5 ο ο 0.03 ' 0.05 0.01 if ftl Μ W VII o VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII VII 〇| CO t— LO t— V- T— 卜 ο 00 CD 00 LO CO 寸寸 o 00 CO τ— χ— 00 V— 00 τ~ CO τ— o CM T— CM s z| Φ 寸 x— T— T— CD CO 00 00 CM τ— (Μ O) LO CO LO o CM 寸 τ— 卜 ο χ— 00 Csi 00 00 CD S < ^ 0.005 0.55 0.005 0.004 0.005 0.005 0.55 ι_ ί 0.98 0.35 | 0.65 I | 0.005\ 0.005 I 0.44 I LO o I 0.35 ι 卜 ο | 0.005 I I Ο.ΟΟδΠ 卜 Ο | 0.45 I I 0.55 I | 0.005 I co o CO Q. 〇 t— o o ο ο ο ο ο o o o uo o l〇 t— ΙΟ X— 卜 ο Ο ο 卜 LO τ— σ> Q. ^ s o (\l o o s o s ο ο τ— ^— ο CNJ Ο Ο τ- Ο Ο 5 O s o o o 5 O Τ Ο 5 O χ— ο Ο CM Ο Ο Τ Ο ο 5 ο Τ Ο I 0.0015 I 5 O CM 〇 N—-* d d d ο ο ο Ο ο CD d d d d Ο ο CD ο ο d ό r- i茗 0.01 0.02 0.01 0.01 I 0.01 0.01 0.02 I C0 Ο 0.02 0.02 0.01 0.01 ί 0-01 CO ό I 0.02 | | 0.02 I I ο.οι I | 0.01 I I ο.οι I I ο.οι I | 0.02 ] I 0.01 I 0.01 ι σ) S o CO 2.96 3.35 3.48 CM 00 C0 00 CNJ τ— C0 寸 CO o CO o CO x— CO 3.05 I | 4.05 I 寸 CO τ— C0 ΙΤ) I 4.45 I Csj 寸 ML5j| CD LO CO CO 〇| 00 *r* 00 X— in T— τ— τ— Ο τ— 00 00 τ- CD T— t— CM 00 CM t— in CM ⑦ τ— ο τ— τ— τ— CM σ> T— 卜霸纏繫 < CD o Q L1I LL ο X 一 —D 」 Z o CL Ο cr σ) 卜 D > 5 -30 - 1248976 (>η) ΊΠ m D 〇 w > 鋼編號 67.79 67.79 67.79 67.79 67.79 66.78 66.78 66.78 66.78 69.62 68.52 68.52 68.52 51.66 47.74 電阻 (微歐姆公分） 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 板厚 (毫米） N2:H2=95:5 N2：H2=80:20 N2：H2=70:30 N2：H2=60:40 > N2:H2=95:5 > N2:H2:Ar=10:50:40 N2：H2=70:30 N2：H2=70:30 N2：H2=70:30 退火環境氣體終退火條件 II ο ώ II ο ίο ο 980 980 980 980 980 980 980 980 980 980 980 980 980 980 ! 980 退火溫度rc ) 47.85 47.36 41.76 41.56 41.49 41.89 47.85 42.05 41.98 48.26 41.01 41.95 49.31 ! 46.23 47.98 鐵耗 Wi〇/ik (瓦/公斤） Μ 00 CO INJ _ cn ro ο CO 1 _i Ol μ 鋼板全體之氮化量 (ppm) CD ro o o o _X ο ο 1 ο N3 00 ho 鋼板內部氮化量 (ppm) ro 00 cn CD CD 00 CO 00 Ol 鋼板內部含氮化量 (ppm) rvj ro o —Λ ro 1—A o 1200 1000 900 <100 7500 800 500 ro o <100 1200 GJ CJI o <100 <100 含C「氮化物之析出量(個/ i平方毫米）比較例比較例發明例發明例發明例發明例比較例發明例發明例比較例發明例發明例比較例比較例比較例備註 -31 ~ 1248976 C— — 工 Q 69.92 69.92 69.92 71.78 71.78 71.78 71.78 71.78 71.78 丨 73.74 73.74 73.74 73.74 73.74 68.91 68.91 68.91 68.91 電阻 (微歐姆公分） ο k> αι o Kj CJi ο k) οι 0 Ko 01 o Kj cn 0 Kj 01 0 k) 01 o •ro cn ο k> αι ο Ko αι ο k) cn ο Kj cn 0 Kj 01 o Kj cn o •ro cn 0 Kj 01 ο k> αι o ro ΟΊ 板厚 (毫米） > N2：H2=80:20 N2:H2=70:30 N2:NH3=94:6* N2：NH3=40:60* > N2：H2=95:5 N2:H2=70:30 > N2:H2:Ar=60:20:20 N2:H2=70:30 N2：H2=65:35 > N2:H2=95：5 N2：H2=70:30 N2：H2=40:60 退火環境氣體終退火條件 CD g CD g g _ CD 00 〇 CD 00 〇 CD 00 〇 CO g CO g CD 00 Ο CD 00 Ο CO 00 o CD 00 〇 _ CD CO 〇 CD g CD g CD g 3片 40.16 40.48 40.32 45.69 39.51 39.54 45.92 45.59 39.56 1 45.64 38.89 39.15 39.05 38.95 40.55 47.27 I 41.77 I 41.58 鐵耗 Wi〇/ik (瓦/公斤） o -vl CD K) Ol CO o ro 00 K) CJ cn CO CJ ο ro O) 00 —V —λ N) 00 ro o 鋼板全體之氮化量 (ppm) o ro _X σ> _^ o hO o Ol _λ ro ο ro CJ 00 o cn K) o m m 1冷寶ί w _ 3 _i. CD ro _·λ t ΓΟ 00 ro N) 00 Κ) ro —^ K) CJ M 00 CO 〇 N) 00 6時螯 W SS <100 <100 <100 8000 <100 <100 _X bi o 7000 <100 Κ) ο Η—^ Ο <1〇〇 I <100 <100 <100 <100 6000 1200 CD 〇〇含c「氮化物之析出量(個/ i平方毫米）發明例發明例發明例比較例發明例發明例比較例比較例發明例比較例發明例發明例發明例發明例發明例比較例發明例發明例備註 1 »5 -32 _ 1248976 τι 〇 Z 厂 7s 鋼編號 79.56 79.56 77.94 77.94 77.94 77.94 77.94 80.54 80.54 76.42 73.78 73.78 73.78 72.94 72.94 72.94 72.94 電阻 I (微歐姆公分） 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 0.25 板厚 (毫米） > Ν2·Ή2=70:30 z C? * N2:NH3：H2=70:20:10* N2：H2：Ar=40:40:20 N2：H2=70:30 N2：H2=60:40 N2：H2=90:10 N2:H2=70:30 Ν2：Η2=70:30 N2：H2：Ar=65:10:25 N2:H2=75:25 N2：H2=70:30 > N2:H2:Ar=5:40:55 N2:H2=70:30 ! N2：H2=60:40 退火環境氣體終退火條件 CD g CO 00 ο CD 00 〇 CD g CO 00 o CO 00 o CD 00 〇 CD g CD 00 〇 CD 00 Ο CD g CD g CO 00 o CD g CD g CO 00 o CO 00 o 38.41 37.95 38.45 38.61 38.39 38.54 38.48 37.96 37.82 48.99 39.75 39.93 39.89 39.66 40.45 50.23 ! 49.99 鐵耗 Wi〇/ik (瓦/公斤） _1 OJ cn M _^ cn CO 00 ο hj _1 do ro 6 鋼板全體之氮化量 (ppm) _x CO 〇 _^ o o o cn _λ. Ν) ο —^ CD ro CJ 00 鋼板內部氮化量 (ppm) —X 00 Μ o _λ (J1 _l _X K) cn ΓΟ _λ. αι cn cn CD cn h〇 g ΟΊ rsj 鋼板內部含氮化量 (ppm) <100 <100 <100 <100 <100 <100 <100 <100 <100 8.0χ105 <100 <100 <100 <100 g O 1.5x106 1 ·2χ106 含C「氮化物之析出量(個/ 平方毫米）發明例發明例發明例發明例發明例發明例發明例發明例發明例比較例發明例發明例發明例發明例發明例比較例比較例備註姍6 -33 - 1248976 Γ3〇） < C Η (J) 刀 o 鋼編號 70.82 107.66 107.66 107.66 89.17 89.17 89.17 ! 88.15 88.15 00 CD Μ 00 CD Kj 85.82 85.82 86.94 86.94 86.94 86.94 電阻 (微歐姆公分） ο ho cn ο _V cn 0 _x 01 0 01 0 _ 01 o _ αι ο —Λ cn ο —X cn ο cn Ο _ι αι ο —Λ. cn ο _2L cn o -A cn o _x cn o _X cn o _V cn o _x ΟΊ 板厚 (毫米） Ν2：Η2=70:30 > N2：H2=70:30 N2：H2=80:20 Ν2：Η2=70:30 Ar：H2=70:30 ! Ν2：Η2=70:30 Ν2：Η2=70：30 N2:H2=95:5 N2：H2=70:30 > N2:H2:Ar=5:40:55 N2：H2=50：50 N2:H2=70:30 退火環境氣體終退火條件 CD g 1040 1040 1040 1040 1040 1040 1040 — 1040 1040 1040 1040 1040 1040 1040 1040 1040 退火溫度 CC) 47.15 20.33 26.41 20.85 26.22 26.42 26.31 27.04 I 27.12 34.25 26.84 35.59 27.95 26.69 27.12 36.28 37.03 鐵耗 Wi0/1K (瓦/公斤） ro CO o —λ. CD —X CD -sj CJ cn o 一 Ν'違召麯茹 3 ^ W ^ _譃 ro o ο CO σι ro 〇 _1 cn o 〇鋼板內部氮化量 (ppm) cn 00 00 Μ Ν3 _X CD _1 00 to —X CO CJ o _1. cn o g cn 鋼板內部含氮化量 (ppm) 8.0x104 <100 1.0x104 <100 <100 <100 <100 <100 Λ _X Ο 1.2x104 <100 8000 <100 <100 g o 1.0x106 l.5x106 含C「氮化物之析出量(個/ i平方毫米）比較例發明例比較例發明例發明例發明例發明例發明例發明例比較例發明例比較例發明例發明例發明例比較例比較例備註 07 -34 - (31) 1248976 非添加Cr之鋼A、B因電阻在本發明範圍外，鐵耗之降低不充分。鋼中含氮量在本發明範圍外之鋼D、M、 W即添加A1、Sn、Sb仍有含Cr氮化物之析出，鐵耗不理想。非添加A卜S b及S η之鋼C、K、Q未控制氮化氣體之比率（於此係氮分壓），則退火時因氮化，含Cr氮化物析出，鐵耗不理想。另一方面，以Ar環境氣體爲退火環境氣體，用低氮環境氣體等壓低氮分壓時，含Cr氮化物之析出被抑制，呈示良好之鐵耗。添加Sn、Sb —種以上之鋼E、F、L、R、V，將退火環境氣體控制於本申請專利範圍內時，含C r氮化物之析出、鋼板表面之氧化被抑制，呈示良好鐵耗。另一方面，不作環境氣體控制，以高氮分壓作退火，則添加Sn、Sb 之氮化抑制效果不充分，無法將含C r氮化物之析出量抑制於本發明範圍內，鐵耗不理想。非添加Sb、Sn且添加A1之鋼G、Η、P、T因隨氮化最表層形成A1N，故退火後含氮量變高，因該A]N之形成鋼板內部含氮量不升高。因此，添加A1並控制退火環境氣體時，氮化被抑制，呈示良好鐵耗。另一方面，不實施環境氣體控制，以高氮分壓作退火，則隨添加A1之氮化制效果不充分，含Cr氮化物之析出量不抑制於本發明範圍內，鐵耗不理想。複合添加Sn、Sb及A1之鋼I、J、N、0、S、U因添加Sn、Sb抑制氮化，因添加A1鋼板表層形成A1N，故氮 -35- (32) 1248976 化所致含Cr氮化物之析出被抑制，呈示良好的磁特性。另一方面，不實施環境氣體控制，以高分壓作退火，則複合添加之氮化抑制效果不充分，無法控制含Cr氮化物之析出量於本發明範圍內，鐵耗不理想。以上以Sn、Sb、A1之一種以上添加的鋼，當然在不起氮化之Ar環境氣體中等之100%非氮化環境氣體的退火，亦呈示良好之鐵耗。 (實施例2 ) 關於表3之鋼Q、R、S、T，以如同實施例1之方法使最終厚度爲0.15毫米後，於900 °C施以最終退火，於更高頻範圍評估鐵耗。其測定結果列於表8。 -36- (33) 1248976 表8 鋼編號電阻 (微歐姆公分) 板厚 (毫米）終退火條件鐵耗 W〇.5/2〇k (瓦/公斤) 含Cr氮化物析出量(個/平方毫米）備註退火環境氣體退火溫度 (°C ) Q 86.94 0.15 N2:H2=70:30 900 10.25 8x1 05 比較例 86.94 0.15 N2：H2=20:80 900 8.76 1500 發明例 86.94 0.15 Ar 900 8.42 <100 發明例 R 85.82 0.15 N2：H2=70:30 900 8.64 <100 發明例 85.82 0.15 N2：H2=85:15 900 8.68 <100 發明例 85.82 0.15 n2 900 9.75 7000 比較例 S 89.2 0.15 N2：H2=70:30 900 8.43 <100 發明例 89.2 0.15 N2：H2=50:50 900 8.39 <100 發明例 89.2 0.15 h2 900 8.29 <100 發明例 89.2 0.15 N2：H2=90:10 900 8.62 500 發明例 T 88.15 0.15 N2：H2=70:30 900 8.55 <100 發明例 88.15 0.15 Ar 900 8.46 <100 發明例 88.15 0.15 n2 900 9.68 6000 比較例 -37- 1248976 (34) 如同實施例1，非添加A1、S b及S η之鋼Q，不控制退火環境氣體，則隨退火時之氮化，含C r氮化物析出，鐵耗不理想。另一方面，以Ar環境氣體爲退火環境氣體 ’以低氮環境氣體爲之等控制氮化，則含Cr氮化物之析出被抑制，呈示良好鐵耗。以A1、S η、S b —種以上添加之鋼R、S、T亦同樣，不控制環境氣體，以高氮分壓行退火，則A1、S η、S b之氮化抑制效果不充分，含C r氮化物之析出量無法控制於本發明範圍內，鐵耗不理想。另一方面’控制退火環境氣體時，氮化被抑制，含Cr氮化物之析出在本發明範圍內，呈示良好之鐵耗。發明之效果如上述，本發明之無方向性電磁鋼板具優異之高頻電磁特性。本發明之鋼板，最適於例如電動汽車用馬達、微氣渦輪機用發電機及高頻電抗器等，其工業價値大。【圖式簡單說明】第1圖係呈示F e — c 1· - S i系無方向性電磁鋼板的鋼板內部含Cr氮化物之微細析出的截面s EM相片。第2圖係以鋼中之Ci*含量爲橫軸，以終退火時之氮化量及磁滯損失爲縱軸，呈示該等之關係的一例之圖。第3 A圖係呈示依本發明將電磁鋼板（添加S b )終退火後的鋼板內部之截面SEM相片。第3 B圖係呈示依本發明將電磁鋼板（添加s b )終退 -38- 1248976 (35) 火後的鋼板表面附近之截面SEM相片。第4 A圖係呈示依本發明將另一電磁鋼板（添加a 1 ) 終退火後的鋼板內部之截面SEM相片。第4B圖係呈示依本發明將另一電磁鋼板（添加A1 ) 終退火後的鋼板表面附近之截面S EM相片。第5圖係就種種鋼板，呈示鋼板內部之含Cr氮化物個數（橫軸）與磁滯損失（縱橫）之關係的圖。 -39-

Claims

1248976 (1) 拾、申請專利範圍 1. 一種Fe〜cr 一 Si系無方向性電磁鋼板，其特徵爲 :含有Si: 2.5至1〇質量％，Cr: 1.5至、20質量％，C: • 一 t 0.006質量％以下’ N: 0002質量％以下，s: 〇·ρ〇5質量 %以下’ Ti : 0·〇〇5質量％以下及Nb : 0.005質、量、％以下 ’餘係Fe及無法避免之雜質所成，鋼之電阻係6〇微歐姆公分以上，鋼板內部每1平方毫米的含c r氮化物^個數在2500個以下。 ’ 2· —種Fe— Cr — Si系無方向性電磁鋼板，其特徵爲 :含有Si: 2.5至1〇質量％，Cr: 1.5至20寫量％，C: 0.006質量％以下，N: 0.002質量％以下，S: 0.005質量 %以下’ Ti ·· 0.00 5質量％以下及含有Nb : 0.005質量％以下，更以 Sb及 Sn之任一種或二種，各於 Sb:超過〇·〇4至1質量％及Sn:超過ο."至1質量％之範圍，餘係Fe及無法避免之雜質所成，鋼之電阻在60微歐姆公分以上，鋼板內部每1平方毫米之含Cr氮化物之個數係 25 00個以下。 3. —種Fe— Cr- Si系無方向性電磁鋼板，其特徵爲 ••含有Si:2.5至1〇質量％，cr:1.5至20質量％，A1 :〇·1至2質量％，C: 0.006質量％以下，N: 0.004質量 %以下，S: 0.005質量％以下，Ti: 0.005質量％以下及 Nb : 0.005質量％以下，餘係Fe及無法避免之雜質所成，鋼之電阻在60微歐姆公分以上，鋼板內部每i平方毫米之含Cr氮化物個數在2 5 00個以下。 -40- 1248976 (2) 4. 一種Fe— Cr— Si系無方向性電磁鋼板，其特徵爲 :含有 Si:2.5 至 10 質 4%，Cr:1.5 至 20 質量％，A1 • 0·1至2貝里％，C: 〇〇〇6質量％以下，Ν· 〇〇〇4質量 ‘ %以下，S : 〇·0 05質量％以下，Ti : 0.00 5質量％以下及含有Nb: 〇·〇〇5質量％以下，更以“及Sn之任一種或二，種’各以Sb· 0.005至i質量％及Sn: 〇〇〇5至1質量％之範圍’餘爲F e及無法避免之雜質所成，鋼之電阻在6 〇微歐姆公分以上’鋼板內部每1平方毫米之含C r氮化物之個數在2 5 00個以下。 5 ·如申請專利範圍第！至4項中任一項之F e 一 c r — Si系無方向性電磁鋼板，其中更含有Μη: 1質量％以下及Ρ : 1質量％以下之任一種或二種。 6· —種Fe — Cr- Si系無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵爲··將含有Si: 2.5至10質量％，Cr: 1.5至20 質量％範圍之熔鋼鑄形，施以含冷軋（含中溫碾軋，下同 )之碾軋過程，然後施以終退火，柯上述終退火時之環境氣體中的氮化氣體含量，抑制於氮氣換算總體積比不及 30%。 7 . —種F e - C r — S i系無方向性電磁鋼板之製造方、法，其特徵爲：將含有Si: 2.5至10質量％ ’ Cr^l.5至q 質量％，更含有以Sb及Sn之任一種或二種，各於Sb : 超過0.04至1質量％及Sn:超過〇·〇6至1質量％之範圍的熔鋼鑄形，施以含冷軋之碾軋過程，然後施，以終退火，將上述終退火時之環境氣體中之氮化氣體的含量’抑制於: -41 - (3) 1248976 氮氣換算總體積比不及95%。 8. —種Fe — Cr — Si系無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵爲：將含有Si : 2.5至1〇質量％，Cr : 1.5至20 質量％，更含有A1 : 0 · 1至2質量％之熔鋼鑄形，施以含冷軋之碾軋過程，然後概_敗...缝退火，將上述終退火時環境氣體中之氮化氣體含量，抑制於氮氣換算總體積比不及 95%。 9· 一種Fe - Cr — Si系無方向性電磁鋼板之製造方法，其特徵爲：將含有Si: 2.5至1〇質量％，Cr: 1.5至2〇質量％，更含有A1: 0·1至2質量％，更含有Sb及Sn之任一種或二種’Sb:0.005至1質量％及811:0.005至i 質量％之範圍的熔鋼鑄形，施以含'冷軋之碾軋過程，然後施以終退火，將上述終退火時之環境氣體中的氮化氣體含量，抑制於氮氣換算總體積比不及9 5 %。 10.如申請專利範圍第6至9項中任一項之Fe— G - Si系無方向性電磁鋼板之製造方法，其中上述碾軋過程含，將鑄形之鋼胚熱車L，對所得熱軋板於必要時施以熱軋板退火，然後施以1次之冷軋，或施以介有中間退火之2次以上的冷軋之過程。 •42-