TWI279447B - Non-oriented electrical steel sheet excellent in core loss - Google Patents

Description

1279447 〜 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 技術領域 本發明係提供一種鐵芯損失性優異，且特別是矯直退 5火後的鐵芯損失性優異之非定向電磁鋼板，該非定向電磁 鋼板可降低馬達鐵芯等使用的非定向電磁鋼板之鐵芯損失 性，且減少能量損失，並且可藉由電氣機器之效率提高而 ^ 有助於節省能量。 更具體而言，本發明係於非定向電磁鋼板中，藉由使 10 ΤιΝ與REM之硫化物充分複合而析出，以減少鋼内的固溶體 Ti，並抑制容易於鋼板退火之際在低溫部產生的微細丁丨〔之 • 析出，結果，可提供一種結晶粒成長優異，且鐵芯損失性 低之非定向電磁鋼板。 Γ先前技補 15背景技術 • 已知非定向電磁鋼板係於結晶粒徑為150/zm左右時 的鐵芯損失性最小，並且於精煉退火階段時結晶粒成長。 因此，基於製品的鐵芯損失性之觀點或製品的簡單化、高 生產性之觀點，皆期望可有精煉退火時的結晶粒成長性更 20 加優良之鋼板。 另-方面，電磁鋼板係藉由需求者衝孔加工後使用於 、 啦的製造上，且衝孔加卫時的衝孔精準度係結晶粒越細 〜 者越佳，結晶粒徑最好在如40“ m以下。 • 目&，有採取使製品板維持於微細的結晶粒徑下出 1279447 貝亚藉需求者進行衝孔加工後，再進行如75〇〇Cx2小時左 右的矯直退火，使結晶粒成長之方法。 ^ 而求者為了提高生產性，即使於低溫且短時間 4矯直退火¥亦要求結晶粒成長性優良之製品板的情形逐 5 漸增加。 阻礙結曰曰粒成長的主因之一，係鋼内微細分散的夾雜 已矣衣口口中含有的夾雜物個數越多或體積越小時，越 容易阻礙結晶粒成長。 Γ7如季納（Zener)所揭示者，以夾雜物之當量球半徑r 及鋼内所佔有的夾雜物之體積佔有率f表示的r/f值越小 時，結晶粒成長會越加惡化。因此，為了使結晶粒成長良 ，除了必需更加減少夾雜物的個數之外，還要使夾雜物 的體積更加粗大是非常重要的。 阻礙非定向電磁鋼板的結晶粒成長之微細夾雜物，已 15知有二氧化石夕或氧化紹等之氧化物、硫化锰等之硫化物、 氮化鋁或氮化鈦等之氮化物等。 為了去除該等微細夾雜物或者減少至必要且充分之程 度，無用置疑的只要在熔鋼階段達到高純度化即可。 但疋，為了去除微細夾雜物或者減少至必要且充分之 又而名人在熔鋼|1“又達到咼純度化，則會無法避免製鋼成 本的提高，所以並不理想。 因此，在其他的方法上，已知有幾種於鋼内添加各種 兀素以使夾雜物無害之方法。 關於氧化物，可隨著技術進步且藉由添加充分量的強 1279447 〜脫氧元素A1，並執行充分的氧化物之浮起去除時間，而得 . 以在熔鋼階段去除氧化物以使其無害。 關於硫化物，已知有如曰本專利公開公報第51-62115 號、日本專利公開公報第56_1〇255〇號、日本專利公開公報 5第59-74212號及日本專利公開公報第303878號等之揭示 者，即可藉由添加脫硫元素之稀土類元素（以下標示為REM) 等，令S成為粗大失雜物以使其無害之方法。 φ 又’關於氮化物，已知有如曰本專利公開公報第 1167896號及日本專利公開公報第12459〇1號等之揭示者， 1〇即可藉由添加B，令_為粗大夹雜物以使其無害之方法。 然而，藉由刖述方法去除非定向電磁鋼板之氧化物、 — 魏物及氮化物，或使其成為粗大夾雜物而無害化之後， „ Φ會有即使進<了精煉退火或矯直退火，仍會使結晶粒的成 長產生4刀不均，且微細結晶粒與粗大結晶粒混雜，進而 15 造成鐵芯損失性不良之情形。 • &知其職雜精煉退火錢錢火_段中，製品 板的-部份會析出來自於固溶狀態_、c之微細碳化欽 (以下標示為Tic)，且其會阻礙結晶粒成長之故。以下，再 進一步具體說明。 20 #定向電磁鋼板之精煉退火或矯直退火係通常大多在 HKTC以下的較低溫下進行，其中，矯直退火係為了防止製 ， ⑦板的表面塗祕損，而在75Gt左右或更低溫下進行。、 因此，為了使結晶粒在該低溫下充分成長，而必須進 ' 行長達1小時以上的長時間退火。 1279447 在、種低/皿且長日可間的退火下，製品板的溫度係難以 • 全面控制在經常固定之狀態，且產生相當多如製品板的某 二礼較低概而其他部分較高溫之溫度分布不均的情形。 ^而會在電磁鋼中析出TiC時，係於7Q0〜8G(TC的範 5圍内析出且特別是於75(Γ(：以下時會活躍地析出之情形， 係透過其他途徑進行研討而得以明瞭。 口此在低/皿且長時間的退火中，製品板的溫度形成 • *高溫之部分會因超過加的析出溫度而無法析出Tic， 該邛刀亦會因鬲溫而加快結晶粒成長速度，因此，該 10部分之結晶粒較粗大。 另方面’製品板的溫度形成較低溫之部分則會低於 TiC的析出溫度，且於退火時析出。 ^ 肖W疋在低溫下生成的Tic係因低溫而無法成長為充 刀大j的TiC，且變的微細，進而妨礙了於長時間退火中的 15 結晶粒成長。 • 由於此時析出的Tie較微細，因此即使鋼内含有的Ti量 與c里頂多為數卯m左右，亦有可能析出足以阻礙結晶粒成 長的個數之Tic。 再者’於製品板的溫度形成較低溫之部分中，會因低 20溫使得結晶粒本身的成長速度較慢，因此，微細Tic所引起 的結晶粒成長阻礙之效果變得更強，而使結晶粒無法充分 成長且維持於微細狀態。 如此一來’會因退火溫度的低溫化或退火溫度之不可 • 避免的不均’而造成電磁鋼板中的Tie之有無產生不均，進 1279447 而產生電磁鋼板的結晶粒成長不均。 【發明内容】 本發明之目的為提供一種非定向電磁鋼板，且該非定 向電磁鋼板係藉由抑制於精煉退火或矯直退火中的低溫部 5 内，析出過去在中途時不可避免地產生之微細TiC，而可使 結晶粒充分成長，且降低鐵芯損失性。 並且，用以達成前述目的之本發明主旨係如同下述。 (1)一種鐵芯損失性優異之非定向電磁鋼板，係以質量 %計，含有C : 0.01%以下、Si : 0·1%以上且7.0%以下、A1 : 10 0.1%以上且3.0%以下、Μη : 0.1%以上且2.0%以下、Ν : 0.005%以下、Ti : 0.02%以下、REM ·· 0.05%以下、S : 0.005%以下、Ο : 0.005%以下，且剩餘部份係由鐵及不可 避免之雜質構成者，並且，〔S〕所示之S質量％、〔0〕所 示之Ο質量％、〔REM〕所示之REM質量％、〔Ti〕所示之 15 Ti質量％及〔N〕所示之N質量％係滿足〔算式1〕及〔算 式2〕： 〔REM〕2χ〔 Ο〕2x〔 S〕- lxlO-15···〔算式 1〕 (〔REM〕2x〔 Ο〕2x〔 S〕Μ〔 Τί〕x〔 Ν〕lx 10’··.〔算式2〕。 20 (2)如前述（1)之鐵芯損失性優異之非定向電磁鋼板，係 以質量％計，更含有P : 0.5%以下、Cu : 3.0%以下、Ca或 Mg : 0.05%以下、Cr : 20%以下、Ni : 5.0%以下、Sn及Sb 之一種或兩種的合計：0.3%以下、Zr : 0.01%以下、V : 0.01%以下、B : 0.005%以下之一種以上者。 1279447 ⑶如4迷⑴或⑵之鐵芯損失性優異之非定向電磁鋼 板，係以質量％計，更為Ti: 0.0015%以上且〇〇2%以下’、 REM : 0.00075%以上且0.05%以下者，並且，〔妨⑷所 示之：REM質量％及〔Ti〕所示之Tif量％係毅〔咖〕丄 5 〔 Ti〕^〇·5 〇 * (4)如前述⑴〜(3m壬一項之鐵芯損失性優異之非定向 電磁鋼板，其中在非定向電磁鋼板中，含有具龜裂或斷面 的直徑l//m以上且5/zm以下之REM氧硫化物，並且，該具 龜裂或斷面的直徑1//m以上且5//m以下之REM氧硫:物 10當中，與TiN結合之REM氧硫化物的數量比例為5%以上。 根據本發明，可抑制於非定向電磁鋼板内析出微細的 TiC，且可使精煉退火或矯直退火階段的結晶粒成長維持良 好，並得到充分良好的磁性特性。本發明係可滿足需求者 的需要，且有助於節省能量者。 15圖式之簡單說明 第1圖係顯示使用本發明的〔算式1〕，且根據鋼内的 REM量、S量、0量、Ti量、及N量所計算之值，與矯直退 火後的結晶粒徑及鐵芯損失值之相關性。 第2圖係顯示針對製品中含有的直徑i m以上且5 // m 20以下之含REM夾雜物的個數，具龜裂或斷面之含REM夾雜 物的個數比率，與退火後的製品的結晶粒徑及鐵芯損失值 之相關性。 第3圖係顯示REM氧硫化物的表面上複合有TiN之夾雜 物0 10 1279447 第4圖係顯示r e Μ氧硫化物的斷面上複合有Ti N之夾雜 … 物。 〜篆實施方式】 實施發明之最佳型態 5 關於本發明之作用機制係詳細說明如下。 如m所述，於使電磁鋼内的硫化物無害之際使用rem 之技術’即’藉由添加REM使s固定成粗大的REM硫化物， 炎真減低其他硫化物類的夾雜物之技術係過去所知悉者。 • 本發明中的R E Μ係指原子號碼5 7的鑭到7丨的錙之丨5種 1〇元素，再加上原子號碼21的銳及原子號碼39的紀之合計17 穆元素之總稱。 經本發明人仔細研究此次藉由添加REM至電磁鋼而引 起的現象之結果，得知下述1)〜5)所示之事實。 1)鋼内的REM氧硫化物之TiN的複合析出能力比rem 15 硫化物南。 • 2)藉由使鋼内的REM、〇、S成份量在適當的範圍内， 可於鋼内形成充分的REM氧硫化物。 3) 再者，藉由使鋼内的TiN&N成份量在適當的範圍 内，可於REM氧硫化物表面上充分地複合析出TiN。 2〇 ♦ 4) 再者，當含REM夾雜物具有龜裂或斷面時，會優先 在該龜裂或斷面上複合析出TiN。 ' 5)如前所述，藉由鋼内的Ή以TiN的型態與REM氧硫化 • 物大量複合析出而固定，可抑制於精煉退火或矯直退火中 的低溫部内，析出過去在中途不可避免地產生之微細Tic， 11 .1279447 且可得到結晶粒成長良好的低鐵芯損失性之非定向電磁鋼 板。 以下進行關於該等事實之詳細說明。 REM係於鋼内與各種元素反應且形成夾雜物，其例子 5有REM氧硫化物、REM硫化物或REM氧化物等。 該等REM夾雜物之結晶結構與TiN之結晶結構有許多 類似點，因此，當鋼内存在該等REM夾雜物時，會如第2 圖所示，具有TiN相對於REM夾雜物在完整的幾何學圖形下 複合且析出之情形。 10 特別是即使在REM夾雜物中，REM氧硫化物之結晶結 構與TiN之結晶結構又有特別多的類似點，因此，兩者間的 複合析出會比與其他REM夾雜物的複合析出頻繁，而且更 加強固。 另一方面，由於TiC與REM氧硫化物之結晶結構的類似 15程度並不像TiN與REM氧硫化物之結晶結構般地類似，因 此，彼少有REM氧硫化物上複合析出TiC之情形。

然而，TiN的析出開始溫度為12〇〇〜l3〇〇°C，又，TiC 的析出開始溫度為700〜8001：，且特別是於750°C以下時開 始’舌躍地析出之情形，可透過其他途徑進行研討而得以明 20 瞭。 Q此’在每造的冷卻過程或溶潰再加熱後的冷卻過程 等之車交高溫狀態中，Ti係變成TiN與REM氧硫化物複合而析 出’迷且固定。 —旦Ti變成TiN而固定時，在之後如製品板的精煉退火 12 1279447 或衝孔加工後的矯直退火之較低溫狀態下，TiN就不會再度 溶解，因此，製品板會因缺少Tic析出時所需之Ti，而不會 析出TiC。 因此，於鋼内選擇生成REM氧硫化物多過於選擇其他 5的REM夾雜物，並且，事先設成TiN可與其複合析出之適當 條件時，可使Ti在REM氧硫化物上複合析出成為ΉΝ的型態 下固疋，且可減少因TiC而引起的結晶粒成長阻礙作用。 REM氧硫化物之析出係與構成元素pjgM、〇及g；的溶度 積相關。即，為了析出REM氧硫化物，必需使鋼内以rem 10里、0蓋及Si之積的形式所表示之值（溶度積），提高預定 值。 另-方面，關於Ti，貝，J必須析出TiN且充分成長，特別 是為了使鋼内的Ti完全固定成TiN，而必須使鋼内充分地含 有足以成長為TiN之Ti與N。 15 ™之析出係與構成元素Ti及N的溶度積相關。即，為 了析出TiN’必需使鋼内⑽量及_之積的形式所表示之 溶度積，提高預定值。 但是，為了提高鋼内以Tl量及_之積的形式所表示之 值，而調整變成__量或_過_，則會無法使鋼内 扣所有的Ti或N完全形成為施固定於贿氧硫化物上，而造 成無法形成為TiN之剩餘的邱剩餘的N殘留。因此，可能 會生成mm等之析出物，反而阻礙結晶粒成長。 斤、必而使Τι及N之溶度積相對於尺碗、〇及s之溶 度積控制在某一定值以下之比率。

13 1279447 ^ 然而，鋼内的REM氧硫化物係在硬度上比鋼還低，因 - 此，有可能在鋼進行壓延或鍛造等加工時延伸或者破碎， 而產生龜裂或斷面的情形。 REM氧硫化物在加工後會形成何種型態，或具有何種 5程度的龜裂或斷面，係依照加工條件等而有各種形式。但 是，依照一般的電磁鋼板之製造方法時，鋼内的REM氧硫 化物中存在1/3以上的龜裂或斷面之情形很多。 φ 鋼係有可能因TiN以外的化合物（如A1N等）與進行前述 加工之鈾的REM氧硫化物表面結合，而將其表面覆蓋。但 1〇疋，因岫述加工而於REM氧硫化物表面產生龜裂或斷面 時，由於該龜裂或斷面並不會與TiN以外的化合物結合，因 ~ 此容易使TiN生成晶核。

_ 所以，在REM氧硫化物之龜裂或斷面上係比起在REM 氧硫化物之龜裂或斷面以外的表面上容易複合析出懂。 15 帛3圖所不之REM氧硫化物係球形的REM氧硫化物表 • ^與™結合者。又，第4圖所示之REM氧硫化物係原本球 形的REM氧硫化物變成縱半面斷裂之半球形，且於右側斷 面與多數TiN結合者。 根據第3圖及第4圖之比較可得知，REM氧硫化物的龜 20裂或斷面上比起龜裂或斷面以外之表面上，有更多數的· 層積且與之結合，並且TiN成長的更大。 如此一來，與龜裂或斷面以外之表面相比，REM氧硫 ' 化物的龜«斷面可與更大且更多數之Tm結合。 ‘ ？卩，本發明人新發現到與未具㈣輯面的REM氧硫 14 1279447 化物相比’具有龜裂或斷面的REM氧硫化物係丁丨的固定量 更多，且TiC析出的抑制效果更強。 此外，本發明人-併新發現到，更在具龜裂或斷面之 REM氧硫化物當中的某個數比例以上之REM氧硫化物中複 5合析出TiN時，可使Ti更加充分且固定，且可更強化退火時 的TiC之析出抑制效果。 又，未具龜裂或斷面的REM氧硫化物中雖然亦可複合 析出ΤιΝ，但其Τι固定量係如前所述地比起具龜裂或斷面的 REM氧硫化物來的少。 0 因此考慮到TiC析出之抑制效果時，使鋼内含有具龜 裂或斷面的REM氧硫化物則會更加有利。 如岫所述，具有該龜裂或斷面的REM氧硫化物係藉由 鋼進行加工使破裂前略呈球形之REM氧硫化物破裂而得 者。 5 但疋，如前所述，依照一般的電磁鋼板之製造方法時， 鋼内的RE1V[氧硫化物中存在大約1/3以上的龜裂或斷面之 情形雖然报多’但其以外的部分則有可能即使鋼進行加工 亦不會形成具龜裂或斷面之REM氧硫化物，而是維持於破 裂前略呈球形之REM氧硫化物狀態，且殘留混雜於鋼内。 其中，係以含REM夾雜物之直徑小於1/zm，而難以形 成龜裂或斷面，另一方面，直徑超過5//m之REM夾雜物因 延伸或破碎而變成直徑5//m以下的情形較多。 因此’前述具龜裂或斷面的REM氧硫化物之個數比 例’只需考慮直徑至5//m者即可。在此，直徑係當量 15 1279447 球直徑的意思。 本發明人有鑒於此而致力研討之結果，發現到〔s〕所 示之S質量％、〔〇〕所示之〇質量％、〔REM〕所示之REM 質量％、〔Ti〕所示之Ti質量％及〔N〕所示之N質量％滿足 5 〔算式1〕及〔算式2〕時，即可於鋼内生成REM氧硫化 物，並且於REM氧硫化物表面複合析出TiN，使Ti固定成 TiN，並抑制TiC生成。 〔REM〕2x〔 〇〕2x〔 S〕g lxl(T15·.·〔算式 1〕。 (〔REM〕2x〔 0〕2χ〔 S〕）+ (〔 Ti〕χ〔 Ν〕）^ 1χ 10 10-1()··.〔算式2〕。 更發現到，在鋼内含有具龜裂或斷面之REM氧硫化物 的情形下，直徑l#m以上且5//m以下之具龜裂或斷面的 REM氧硫化物當中，與TiN結合之REM氧硫化物的個數比 率為5%以上時，可使更大量的Ti於REM氧硫化物上固定成 15 TiN，且可更進一步強化抑制TiC生成之效果。 又，當鋼内的Ti量過剩時，則並不是鋼内所有的Ti於含 REM夾雜物上固定成TiN，且會殘留下無法形成為TiN之剩 餘Ti，因此有可能生成TiC。 所以，推測必需使Ti量相對於REM量控制在某一定值 20 以下之比率。 因此，本發明人致力研討之結果，發現到在鋼内含有 具龜裂或斷面之含REM夾雜物的情形下，直徑以上且 5#m以下之具龜裂或斷面的含贿為物當中，與，結 合之含麵夾雜物的個數比率為5%以上，並且，⑽M〕

16 1279447 所不之REM質量％及〔Ti〕所示之丁丨質量％滿足〔REM〕+ 〔Tl〕-0·5時，可使Ti於含REM夾雜物上充分地固定成 TlN ’且更可抑制TiC生成。 以下，使用表1、表2及第1圖〜第4圖來具體說明前述之 5適當成分的範圍。 連續鑄造以質量％計含有(：：0.026%、8丨：3.0%、八1: 〇·59%、Mu : 0.21%，且〇、S、Ti、N及REM的含有量如表 1所不地具有各種變化之鋼，於熱軋後使熱軋板退火，再冷 軋成厚度0.35mm，並施行850°Cx30秒之精煉退火後，塗布 10絕緣皮膜以製作製品板。且製品板的結晶粒徑皆在30〜34 之範圍内。 接著，對該等製品板施行時間短於過去一般進行的橋 直退火之750°Cxl.5小時的矯直退火。之後，進行夾雜物、 結晶粒徑及磁性特性之調查。並將其結果顯示於表2。 15 又’表 2 中的「broken REM inclusions with TiN(%)」係 指於具龜裂或斷面之REM氧硫化物當中，直徑lvm以上且 5/zm以下之尺寸者中複合析出TiN者之比例。 又，相對於鋼内的所有rEM氧硫化物之個數，具龜裂 或斷面的REM氧硫化物之個數比例係在35〜65%的範圍内。 17 1279447 表1 k m c (gf Mr：丨 A.’i (赌.¾) |勉G 鉍s 9 $ m 0 u ' Cgt ^ nm (質量蛉丨 0纖 Oil j 0.5S .0,0012 mm d.0042 ; mn mn 2 0,002? 3.0 〇j} | 0.5^1 C.C?021 0.0014 C.DD11 i G0C2D ; o胸丨 Η 0.0Di6 s.o ΰ.?.ΐ | 0.SS d.o&ie D繼 ：0.0020 ⑽姆； ^ ... 0,0026 1(= Cu1 | Ck^ ϋΰ^η G搬 ϋ.00'5 mzt 0.DO5J 〇；〇〇?.?· :c 0.21 j m GO⑽ _D mm e 0002& 3,0 0.2 i O.SS _7 0.mr( mu 3.0^5 Ί D㈣ SO 奶 (=.008(5 G-OCC- CK_ 0.0^3 mm 6 C.OOKv 3.0 SB c<細 0.0006 0.0007 a_ mn $ DO爾 3.0 Q21 ass 0,2109 0,000¾ 0.003? D.002C 10 e._ ，:v': Oil mu dmr〇 0胸3 15,003) Π 0纖 5.0 奶 mu d.om ! urn mn ί2 5.D D'?] ϋ.ΟΟμ 0,0026 | 00t>05 o.撕c δ.002^ 卜 0.GS56 3,0 CK?1 m 0.0022 0.DQD5 I 0.0004 i-.mo ΊΓ Λ ΙΑ ^ \ i ί: __ {紗iiofis] 4了渺） mwm 涵涵面顯礙: 補之眺%) rH4-C-S ΤϊΝ ^ REM-C-S T}C 瞧國、 rmm 鋼:.:.:::.::1 r_ 1 維d 1.58 A.h y炫 y㈡ Μ 说 1 1L·)^ ι.δχίο'-1. 11D Μ •fH% yt$ Τι w % 3.祕!< 1.2>.}〇Λί 一 S5 yn y衫 7D ua l ί2·^η 5.㈣"s - SD yti. 辦. U .6 ΊΜ)^% 8.7x1^' - V££ r：c ti 成 % u?ur= Ϊ^]&Μ 一 ,y«s Viii： 笔 U' . UW’3 2B . yet i:l纖1議 nc ;|襲|_囊 ^•11 h ^：r:; - … Vfti ye*; 38 2n W ；：：Ρ：：； Six：D"5 S.OxtO^1 一 y**f VfcJ 45 :-ic 5 0 一 - r：c· ya 3) m n 沾.10·技 2.1.x1 〇νίδ - VtiS n m ! ^ S 尨 5(T5i 一 一 AC n,s. y鉍 S4 2M j 15 !.b：0'ir ... m Γ>、2、 i yes ?.;n i 如Νο·1〜7所示，在鋼的〔REM〕2x〔 0〕2x〔 S〕值於 〔算式1〕的範圍内，並且，（〔REM〕2x〔〇〕2χ〔 S〕）+ 5 (〔 Ti〕χ〔 Ν〕）值於〔算式2〕的範圍内時，經過矯直退火 後的結晶粒徑係充分地成長為59〜72//m，且磁性特性(鐵芯 損失性·· W15/50)呈現良好的1.85〜1.94W/kg。 18 1279447 其鋼内係存在著REM氧硫化物，且如第3圖及第4圖所 示，於REM氧硫化物表面複合析出TiN。此外，並未於退火 後產生TiC。 由以上結果可得知，當製品之成分值在本發明所規定 5的範圍内時，鋼内的REM會形成REM氧硫化物，並且於其 上面複合析出TiN且固定住Ti，進而可抑制TiC生成。 此外，其中又如Νο·2〜5所示，當鋼板内含有直徑1//m 以上且5 /z m以下之具龜裂或斷面的pjgM氧硫化物，並且當 中與TiN結合之REM氧硫化物的個數比例為5%以上時，經 10過矯直退火後的結晶粒徑係更進一步成長為66〜72//m，且 磁性特性（鐵芯損失性：wl5/5〇)呈現更良好的 1.85〜1.90W/kg 〇 可清楚得知其鋼内存在REM氧化物、REM硫化物或 REM氧硫化物，且可從其内部的直徑1//m以上且以下 15之具龜裂或斷面的夾雜物中，觀察到如第4圖所示之與更大 ΐΤιΝ結合的REM氧硫化物，並且更進一步強化Ti2固定。 此外，退火後的製品中並未產生Tic。 又，如第2圖所不，在具龜裂或斷面的直徑以上且 5//m以下之REM氧硫化物當中，與ΉΝ結合之rem氧硫化 2〇物的數量比例為5%以上係相當重要，且該比例越大者其效 果越加顯著，最好為20%以上，且30%以上更佳。

No.ll〜13所示之例，係〔REM〕2χ〔〇〕、〔s〕值於 〔算式l〕❾範圍外之情形。於其鋼内則無法觀察到rem氧 硫化物。並且，可觀察到Tic，因而阻礙結晶粒成長，且經 19 1279447 過矯直退火後的結晶粒梭停留在34〜36// m，而W15/50值俜、 在2.3W/kg前後，為不良者。 此時，鋼内無法觀察到REM氧硫化物，因此，不會有 REM氧硫化物表面複合析出TiN且Ti固定住之情形，且Ή 5 變成TiC於矯直退火中析出，進而阻礙結晶粒成長。 由上可清楚得知，必需使〔REM〕2x〔 〇〕\〔 s〕值 於〔算式1〕的範圍内。 Νο·8〜10所示之例，係〔REM〕2χ〔 〇〕2X〔 s〕值於 〔算式1〕的範圍内，並且（〔REM〕2χ〔 〇〕2X〔 s〕）+ 10 (〔 Ti〕x〔 N〕）值於〔算式2〕的範圍外之情形。 可於其鋼内觀察到REM氧硫化物。但是，無法mREM 氧硫化物表面觀察到TiN。並且觀察到TiC，因此，阻礙了 結晶粒成長，且經過襟直退火後的結晶粒徑停留在37〜41 //m，而W15/50值係在2·2〜2.3W/kg左右，為不良者。 15 此時，雖然鋼内生成了 REM氧硫化物，卻未達到可使 其表面複合析出TiN並且固定住Ti之程度，且Ti變成TiC於 矯直退火中微細分散地析出，進而阻礙結晶粒成長。 由上可清楚得知，必需使〔REM〕2χ〔 Ο〕2X〔 S〕值 於〔算式1〕的範圍内，並且使（〔REM〕2Χ〔〇〕\〔s〕） 20 τ(〔 Ti〕x〔 N〕）值於〔算式2〕的範圍内。 又，在此應特別注意的是，如N〇11等之Ti量較少的情 形中，有可能反而會生成TiC。 由於過去的見解係認為要致力減少Ti量較好，因此即 使需耗費相當多的勞力，亦認為必需要防止Ti混入鋼内， 20 1279447 仁本發明之情形則不需對於低了丨化耗費太多勞力，而是按 照情形積極地添加Ti，並將鋼内的^量提高到超過不可避免 也μ入之Tii等，使REM氧硫化物表面可積極地複合析出 TiN 〇 ' 本發明係藉由該複合析出來使Ti固定，而可避免於退 火時析出Tie，且可穩定地得到良好的製品特性。

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20 •又，在Νο·1、2及7的〔REM〕所示之REM質量％及 日^〕所示之Ti質量％於〔REM〕+〔Β〕^〇·5的範圍内 才經過矯直退火後的結晶粒徑係充分地成長為^

-12 U ^且磁性特性（鐵芯損失性：W15/50)呈現良好的 1.87〜i.92W/kg。 之’以上結果係在時間短於過去-般進行的矯直退火 進行橋直退火之結果，然而在進行過去程度的矮直退 別Γ Γ!微細錄物之磁通釘㈣較結晶粒成長的差 =員者’因此，當然亦會使前述之結晶粒成長性及鐵 L貝失性的適合或不適合變的更加明確。 後的=外、’以上係利用特別容易出現Tic的影響之衝孔加工 加工二 成長性來進行說明’然而在衝孔 勺7軋板之精煉退火階段中亦是相同的。 種^的之元素時’可僅使用1種元素，亦可組合2 可發舞前述效果。，只要是在本發明所規定的範圍内，皆 理由接著’說明本發明中的成分組成之較佳含有量之限定 21 1279447 且磁性時效會因c的 質量％。且下限要包 〔c〕： c不僅對磁性特性有室， 析出而變的顯著，因此上限要設在〇 含〇質量％。 〔Si〕： Si係可減少鐵芯損失 η Ί所曰 注之π素。當下限少於 ◦-1貝ΐ%時，鐵芯損失性會亞化， oj L 曰…、化因此下限要設在0.1質量 明顯地變的不 %。此外，上限超過7.0質量％時，加工性會 良，因此上限要設在7·〇質量％。 β 10 15 又，Sl具有提确⑽i活性之效果，因此，Si越高時， 可使城出物的生成更加活躍，且更促進對於丽氧硫化 物之觸複合《，対增力爾在每職爾硫化物 上的Tis，且更減少鋼内的微細^析出物之個數穷产。 該效果係約^量的平方之比例，因此，砂為越高者 越好。具體而5 ’鋼内的直徑1()()nm以下之微細顺出物之 個數密度曰係㈣量為2·2質量辦形成為1Xl〇9個W以 下，在Si量為2.5質量％時形成為^⑽個/⑹以下。 口 it里的下限值最好為2 2質量％，且2 5質量％更 佳。、 • 9 lit上限值為冷軋性更良好的4 〇質量％。上 限值為3.5質量％時，冷軋性會變得更良好，且更佳。 〔Α1〕· A1係與Si相同可減少鐵芯損失性之元素。小 於下限的⑴1貝$%時，鐵芯損失性會惡化，而超過上限的 3.0質量％時則會顯著地增加成本。基於鐵芯損失性之觀 點Α1的下限最好為〇·2質量％$宜為質量％，又以 質量％更佳。 22 1279447 〔Μη〕·· Μη可增加鋼板的硬度，且用以改善衝孔性時 可添加至0.1質量％以上。又，其上限為2.0質量％係基於經 濟效益之理由。 〔N〕： Ν會形成Α1Ν或TiN等之氮化物且造成鐵芯損 5 失性惡化。N雖可於REM夾雜物上固定成TiN，但其於實用 上的上限值為0.005質量％。 又，基於前述理由，上限最好為0.003質量％，更宜為 0.0025質量％，又以〇 002質量％更佳。 又’基於前述理由，N係盡可能越少越佳，然而在無限 10制地接近於〇質量％時會受到許多工業性的限制，因此下限 要超過0質量％。 又，實用上的下限係以0·001質量％為標準，且降低至 0.0005質量％時可抑制氮化物，因此較佳，又以降低至 0.0001質量％時更佳。 15 〔Ti〕： Ti會生成Tie等之微細夾雜物，使晶粒成長性 惡化，並且使鐵芯損失性惡化。Ti雖然可於REM氧硫化物 上固疋成TiN，然而其實用上的上限為〇〇2質量％。 又基於箣述理由，上限最好為〇·〇ι質量％，且Q.Q05 質量％更佳。 2〇 又，Tl係造成晶粒成長性惡化之元素，因此越少越好， 且下限要超過〇質量％。但是，如前所述 ，Ti量過少時，有 可月b無法發揮固定於REM氧硫化物之固定效果。 口此，在Τι量滿足前述估算式〔算式2〕，且Ή量超過 0.0012質量％時，固定於rem氧硫化物之固定效果可變的更 23 1279447 、口此較好，且超過0.0015質量％時更戶， 0.002質量％以μ 1 土甚至於 以上k更佳，又以〇.〇〇25質量％以上更佳。 REM〕· rem可形成氧硫化物並固定住s，且 制REM氧硫化物以外的微細硫化物生成。並且 σ 之複合生錢所，歸抑枝果。為1Ν 口此’有必要提高配合Ti量的使用量之含有量，且於 〇._量％以上時可使前述效果更加確實，因此較好，且

0.002質以上更佳，甚至於⑽奶質量％以上更佳，又以 0.003質量％以上更佳。 1〇 又，鑄造超過上限值的〇·〇5質量％之熔鋼時，有可能使 熔鋼内的REM氧硫化物過多，而使多數的REM氧硫化物附 著於鑄造裝置内的溶鋼流路之耐火物壁面，造成溶鋼流路 阻塞。基於該理由，要使REM的上限值為〇〇5質量％。 〔S〕· S係MnS等之硫化物，會造成晶粒成長性惡 15化，並使鐵芯損失性惡化。s雖然可固定成REM氧硫化物， 然而其實用上的上限為0.005質量％。 又，基於Μ述理由，S係盡可能越少越佳，然而在無限 制地接近於〇質量％時會受到許多工業性的限制，並且在 REM氧硫化物的形成上有所需要，因此下限要超過〇質量 20 %。 又，下限係指考量經濟效益等之實用上的下限，且以 0.⑻05質量％為標準。 〔0〕··0係於含量超過0.005質量％時，會生成多數氧 化物，且該氧化物會阻礙磁壁移動或結晶粒成長。因此，〇 24 1279447 最好為0.005質量％以下。 又’基於前述理由，〇係盡可能越少越佳，然而在無限 制地接近於0質量％時會受到許多工業性的限制，並且在 REM氧硫化物的形成上所有需要，因此下限要超過〇質量 5 %。 又，下限係指考量經濟效益等之實用上的下限，且以 0.0005質量％為標準。 以上所述成分以外之元素，若為不會構成本發明的鋼 之效果太大阻礙者，亦可包含於本發明的鋼内。 10 以下，進行有關選擇元素之說明。又，其含有量的下 限值係即使是含有微量亦可，因此全部都要超過0質量％。 〔Ρ〕： Ρ可提高材料強度，且改善加工性。但是，過 剩時會損害冷軋性，因此最好為〇·5質量％以下，且〇ι質量 %以下更佳。 15 〔 Cu〕： Cu可提高耐腐蝕性，且可提高電阻率並改善 鐵芯損失性。但是，過剩時會於製品板表面產生斑點瑕疲 等而損害表面等級，因此最好為3·0質量％以下，且〇·5質量 %以下更佳。 〔Ca〕及〔Mg〕：Ca及Mg係脫硫元素，且可與鋼内 20的S產生反應而形成硫化物，使S固定。但與REM不同的是， 其複合且析出TiN之效果較小。 添加量越多時，越可強化脫硫效果，但超過上限的〇 〇5 質量％時，會因過剩的Ca及Mg之硫化物而妨礙粒的成長。 因此，最好為0.05質量％以下。 25 1279447 〔Cr〕： 〇:可提高耐腐#性，且可提高電阻率並改善 鐵芯損失性。但是，添加過剩時會提高成本，因此要以2〇 質量％為上限。 〔Ni〕：Ni可使有利於磁性特性的聚集組織發展，並 5改善鐵芯損失性。但是，添加過剩時會提高成本，因此要 以5·〇質量％為上限，且最好以1·〇質量％為上限。 〔Sn〕及〔Sb〕· Sn及Sb係偏析元素，且可阻礙使磁 性特性惡化（111)的面之聚集組織形成，並改善磁性特性。 該等元素係無論僅使用1種或組合2種使用皆可發揮前 1〇述效果。但是，超過0·3質量％時會使冷軋性惡化，因此要 以0·3質量％為上限。 〔Zr〕· Zr係即使只有微量亦會阻礙結晶粒成長，且 會使矯直退火後的鐵芯損失性惡化。因此，量要盡可能減 低，且最好為0.01質量％以下。 15 〔 V〕： V會形成氮化物或碳化物，且會阻礙磁壁移動 或結晶粒成長。因此，最好為001質量％以下。 〔Β〕·Β係粒界偏析元素，並且會形成氮化物。該氮 化物會妨礙粒界移動，使鐵芯損失性惡化。因此，量要盡 可能減低，且最好為〇 〇〇5質量％以下。 20 除了前述者之外亦可添加其他周知的元素。如可改善 磁性特性之Bi、Ge等，且只要配合所使用的磁性特性來適 當選擇使用即可。 接著，說明本發明的較佳製造條件及其規定理由。首 先，在製鋼階段時，藉轉爐或2次精煉爐等之一般方法進行 26 1279447 精鍊之際，、溶漆的氧化度、即炫逢中的(Fe0+Mn0)質量比 最好為1.0〜3.0%。 其理由係嫁潰的氧化度小於⑽時，在電磁鋼的&量 之範圍内，Ti之活性會受到Si的影響而提高，因此，難以有 5效防止Ti因溶漬而回復活性，造成鋼内之Ti量不必要地提 高。另-方面，Μ的氧化度超過3.G%時，會因熔渣的氧 氣供給使溶鋼内的REM氧硫化物產生不必要的氧化而形成 REM氧化物，I無法使鋼内的S完全固定之故。 再者，於製鋼階段中，溶渣的驗度、即相對於溶渣内 10的Si〇2質量％tCaO質量％之比率最好為〇 5〜5%。 其理由係烙渣的驗度小於〇.5%時，因炼渣而回復活性 之Ti會變多，鋼内之Ti量容易不必要地提高，且用以固定 Ti之REM添加量會變多。另一方面，熔渣的鹼度超過5〇% 時，因熔渣而回復活性之S會變多，鋼内之3量容易不必要 15地提高，且用以固定S2REM添加量會變多，因而無論任一 者皆會不利於經濟效益之故。 此外，仔細研究爐材、耐火物#，且極力排除外來的 氧化源亦相當重要。再者，還有為了確保於REM添加時不 可避免地生成之REM氧化物有充分浮起的時間，最好預先 20將REM添加開始至鑄造為止的時間設定在1〇分鐘以上。 藉由前述方法，熔製出期望的組合成份之熔鋼後，再 藉由連續每造或麵^定法來轉造溶渣等之禱片。 接著，再進行熱軋，並配合需要進行熱乾板退火，且 藉由一次或隔著中間退火的兩次以上之冷軋來精煉出製品 27 1279447 厚度，再繼績精煉退火且塗布絕緣皮膜。 藉由丽述方法，可使製品板内的夾雜物控制在本發明 所規定的範圍内。 此犄，更加提高熱軋的壓延率時，會使鋼内的含rem 5夾雜物更加容易延伸或破碎，且更加容易產生龜裂或斷 面，因此較佳。 又，將壓延率的分配調整成於壓延後段側較高時，可 產生更有效的剪斷力作用，使鋼内的含REM夾雜物產生龜 裂或斷面，因此較佳。 10 此時，由於製品的板厚為既定者，因此為了更加提高 壓延率會需要更厚的熔渣。所以，所使用的熔渣厚度係具 有下限值。 有鑒於非定向電磁鋼板之一般製品板厚度在02〜 0.7mm左右，熔渣厚度係最好為5〇mm以上且8〇mm以上更 15佳，更宜為100mm以上，又以150mm以上更佳。 此外，於含REM夾雜物的龜裂或斷面上複合析出 時，可調整溫度紀錄，使具龜裂或斷面的直徑1//m以上且5 //m以下之含REM夾雜物之數量有5%以上與TiN結合。例 如，在1000°C以上的溫度範圍内維持15分鐘以上。 20 (實施例） 連續鑄造以質量計含有C : 0.026%、Si : 3.0%、A1 : 0.59%、Μη : 0.21%，且Ο、s、Ti、N及REM的含有量如表 1所示地具有各種變化之鋼，且熱軋後進行熱軋板返火，並 冷軋成厚度0.35mm。 28 1279447 接著’施行850°Cx30秒之精煉退火後，塗布絕緣皮膜 、 以製造製品板，且再施行750°Cxl.5小時之矯直退火後，進 〃亍製品板中的失雜物調查、結晶粒徑調查及藉助25cm愛普 斯坦法之磁性特性調查。

5 夾雜物調查係藉由複製法淬取出央雜物後，使用TEM 進行觀察’而結晶粒徑係以鏡面研磨板厚之截面，再施行 硝酸餘刻使結晶粒出現且測定平均結晶粒徑。 # 由表1及表2可清楚得知，以本發明為基準之製品板可 於結晶粒成長及鐵芯損失值上得到良好的結果。另一方 °面’在本發明所規定的範圍外之製品板係得到結晶粒成長 及鐵芯損失值不良的結果。 產業之可利用性 如如所述之說明，藉由適當控制非定向電磁鋼板中内 合的夾雜物，即使是簡單的退火亦可得到穩定且良好的磁 15性特性。 •特別是即使是簡單的矯直退火亦可得到穩定且良好的 磁性特性，可滿足需求者的需要，且有助於節省能量。 因此，本發明係於電磁鋼板之相關產業上具有相當大 的可利用性。 2〇 〔圖式簡單說明】 第1圖係顯示使用本發明的〔算式丨〕，且根據鋼内的 Rem里、s量、、Ti量、及N量所計算之值，與矯直退 . 火後的結晶粒徑及鐵芯損失值之相關性。 第2圖係顯示針對製品中含有的直經1//Π1以上且5//m 29 1279447 以下之含REM夾雜物的個數，具龜裂或斷面之含REM夾雜 物的個數比率，與退火後的製品的結晶粒徑及鐵芯損失值 之相關性。 第3圖係顯示REM氧硫化物的表面上複合有TiN之夾雜 5 物。 第4圖係顯示REM氧硫化物的斷面上複合有TiN之夾雜 物。

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Claims (1)

1. 十、申請專利範圍： 1· 一種鐵芯損失性優異之非定向電磁鋼板，係以質量％ 計，含有C : 0.01%以下、Si : 0.1%以上且7.0%以下、 A1 : 0.1%以上且3.0%以下、Μη : 0.1%以上且2.0%以 5 下、Ν ·· 0.005%以下、Ti : 0.02%以下、REM : 0.05%以

   10 15

   20 下、S : 0.005%以下、Ο : 0.005%以下，且剩餘部份係 由鐵及不可避免之雜質構成者，並且，〔S〕所示之S 質量％、〔0〕所示之Ο質量％、〔REM〕所示之REM 質量％、〔Ti〕所示之Ti質量％&〔N〕所示之N質量％ 係滿足〔算式1〕及〔算式2〕： 〔REM〕2χ〔 Ο〕2x〔 S〕- lxlO-15.·.〔算式 1〕 (〔REM〕2x〔〇〕2x〔 S〕）+(〔 Ti〕x〔 N〕）^ lx 10-1°_··〔算式2〕。 2 ·如申請專利範圍第1項之鐵芯損失性優異之非定向電磁 鋼板，係以質量％計，更含有P : 0.5%以下、Cu : 3.0% 以下、Ca或Mg : 0.05%以下、Cr ·· 20%以下、Ni ·· 5.0% 以下、Sn及Sb之一種或兩種的合計：0.3%以下、Zr : 0-01%以下、V ·· 0·01%以下、B : 0.005%以下之一種以 上者。 3.如申請專利範圍第1或2項之鐵芯損失性優異之非定向 電磁鋼板，係以質量％計，更為Ti : 0.0015%以上且 0.02%以下、REM : 0.00075%以上且0.05%以下者，並 且，〔REM〕所示之REM質量％及〔Ti〕所示之Ti質量 %係滿足〔REM〕+〔 Ti〕-0·5。 31 1279447

   5

   10 4. 如申請專利範圍第1或2項之鐵芯損失性優異之非定向 電磁鋼板，其中在前述非定向電磁鋼板中，含有具龜裂 或斷面的直徑1/zm以上且5//m以下之REM氧硫化物， 並且，該具龜裂或斷面的直徑l//m以上且5/zm以下之 REM氧硫化物當中，與TiN結合之REM氧硫化物的數量 比例為5%以上。 5. 如申請專利範圍第3項之鐵芯損失性優異之非定向電磁 鋼板，其中在前述非定向電磁鋼板中，含有具龜裂或斷 面的直徑1 //m以上且5/zm以下之REM氧硫化物，並 且，該具龜裂或斷面的直徑l//m以上且5//m以下之 REM氧硫化物當中，與TiN結合之REM氧硫化物的數量 比例為5%以上。 32