TWI672384B - 無方向性電磁鋼板的製造方法、馬達鐵芯的製造方法以及馬達鐵芯 - Google Patents

無方向性電磁鋼板的製造方法、馬達鐵芯的製造方法以及馬達鐵芯 Download PDF

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Abstract

一種在對含有規定量的C、Si、Mn、P、S、Al、N、Ti、Nb及V且滿足Si-2Al-Mn≧0而含有Si、Al及Mn的鋼坯進行熱軋、冷軋、最終退火、去應力退火來製造無方向性電磁鋼板時，以最終退火後的降伏應力為400 MPa以上、去應力退火後的鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係滿足W10/400 ≦10+25t、去應力退火後的磁應變λ0-p （後）為5.0×10-6 以下且去應力退火後的磁應變相對於去應力退火前的磁應變的比（λ0-p （後）/λ0-p （前））小於0.8的方式調整最終退火及去應力退火的條件，藉此而可自同一原材料獲得高強度的轉子鐵芯與去應力退火後的磁特性優異的定子鐵芯的無方向性電磁鋼板的製造方法。

Description

無方向性電磁鋼板的製造方法、馬達鐵芯的製造方法以及馬達鐵芯
本發明是有關於一種無方向性電磁鋼板的製造方法、使用該電磁鋼板的馬達鐵芯的製造方法以及包含該電磁鋼板的馬達鐵芯。
隨著近年來對電氣設備的節能要求的提高，對旋轉電機的鐵芯（馬達鐵芯（motor core））中所使用的無方向性電磁鋼板開始要求更優異的磁特性。
另外，馬達鐵芯分為定子鐵芯（stator core）與轉子鐵芯（rotor core），為滿足近年來對混合動力車輛（Hybrid Electric Vehicle，HEV）驅動馬達等的小型・高功率化的要求，對轉子鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板開始強烈要求磁通密度高且鐵損低的優異的磁特性。
進而，作為達成所述HEV驅動馬達等的小型・高功率化的手段，有提高馬達的轉速的傾向，但HEV驅動馬達的外徑大，因此於轉子鐵芯中作用有非常大的離心力，或根據結構而存在被稱為轉子鐵芯橋接部的非常狹窄的部分（1 mm～2 mm）等，因此對於轉子鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板，要求與先前相比強度更高。
因此，作為馬達鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板的特性，磁特性優異自不待言，理想的是在用於轉子鐵芯時為高強度，另外，在用於定子鐵芯時為高磁通密度・低鐵損。如此般，即便為同一馬達鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板，於轉子鐵芯與定子鐵芯中所要求的特性亦大為不同，但就製造馬達鐵芯的方面而言，自為了提高材料利用率等觀點考慮，理想的是自同一原材料同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材，其後將各芯材積層而組裝成轉子鐵芯或定子鐵芯。
如上所述，作為高強度且磁特性優異的無方向性電磁鋼板，例如於專利文獻1中提出了以下無方向性電磁鋼板：其用於自同一鋼板衝壓出轉子與定子而進行積層，進而僅對定子進行去應力退火的馬達鐵芯的製造法中，且板厚為0.15 mm以上、0.35 mm以下，去應力退火前的鋼板的降伏強度為600 MPa以上，去應力退火後的鐵損W10/400 為20 W/kg以下。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-50686號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，所述專利文獻1中揭示的技術中，為了促進去應力退火中的晶粒成長，將原材料鋼板中所包含的雜質元素（Ti、S、N、V、Nb、Zr、As）減少至極低的水準。另外，該技術由於添加原料成本高的Ni、或為了低鐵損化而在去應力退火前實施平整（skin-pass）軋製，因此亦存在製造成本高的問題。
本發明為鑒於現有技術存在的所述問題而成者，其目的在於：提出一種可自同一原材料製造高強度的轉子鐵芯與去應力退火後的磁特性優異的定子鐵芯的無方向性電磁鋼板的製造方法、及使用該無方向性電磁鋼板的馬達鐵芯的製造方法，並且提供一種包含該無方向性電磁鋼板的馬達鐵芯。
[解決課題之手段] 發明者等人為解決所述課題，尤其著眼於成分、製造方法對去應力退火後的鐵損W10/400 帶來的影響而反覆進行研究。其結果發現，藉由以將鋼板中所含的Si、Al及Mn的量控制為規定範圍的無方向性電磁鋼板作為原材料來製造轉子鐵芯及定子鐵芯，並且將定子鐵芯的去應力退火中的冷卻速度控制為10℃/min以下，可自同一原材料鋼板製造高強度的轉子鐵芯與低鐵損的定子鐵芯，從而開發出了本發明。
即，本發明提出一種無方向性電磁鋼板的製造方法，其特徵在於：對具有如下的成分組成的鋼坯（slab）進行熱軋、冷軋、最終退火、去應力退火，所述成分組成含有0.0050質量%以下的C、2.5質量%～6.5質量%的Si、0.05質量%～2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且滿足下述（1）式而含有所述Si、Al及Mn： Si-2Al-Mn≧0 …（1）， 剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，以所述最終退火後的降伏應力為400 MPa以上、所述去應力退火後的鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係滿足下述（2）式： W10/400 ≦10+25t …（2）、 進而所述去應力退火後的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （後）為5.0×10-6 以下且所述去應力退火後的磁應變λ0-p （後）相對於去應力退火前的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （前）的比（λ0-p （後）/λ0-p （前））小於0.8的方式調整最終退火及去應力退火的條件。
本發明的所述無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，將均熱溫度設為780℃～950℃、將自均熱溫度至650℃的冷卻速度設為10℃/min以下來進行所述去應力退火。
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除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～D群組中的至少一群組的成分， ・A群組：合計0.0020質量%～0.10質量%的選自Mo及W中的一種或兩種； ・B群組：選自0.005質量%～0.20質量%的Sn及0.005質量%～0.20質量%的Sb中的一種或兩種； ・C群組：合計0.001質量%～0.010質量%的選自Ca及Mg中的一種或兩種； ・D群組：選自0.01質量%～0.2質量%的Cu、0.05質量%～1質量%的Ni及0.01質量%～0.5質量%的Cr中的一種或兩種以上。
另外，本發明提出一種馬達鐵芯的製造方法，其特徵在於：自一個無方向性電磁鋼板同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材後，將所述轉子鐵芯材積層而製成轉子鐵芯，將所述定子鐵芯材積層並實施去應力退火而製成定子鐵芯，所述無方向性電磁鋼板具有含有0.0050質量%以下的C、2.5質量%～6.5質量%的Si、0.05質量%～2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且滿足下述（1）式而含有所述Si、Al及Mn： Si-2Al-Mn≧0 …（1）， 剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，降伏應力為400 MPa以上，以所述去應力退火後的定子鐵芯的鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係滿足下述（2）式： W10/400 ≦10+25t …（2）、 且所述去應力退火後的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （後）為5.0×10-6 以下、進而所述去應力退火後的磁應變λ0-p （後）相對於去應力退火前的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （前）的比（λ0-p （後）/λ0-p （前））小於0.8的方式調整最終退火及去應力退火的條件。
本發明的所述馬達鐵芯的製造方法的特徵在於，將均熱溫度設為780℃～950℃、將自均熱溫度至650℃的冷卻速度設為10℃/min以下來進行所述去應力退火。
另外，本發明的所述馬達鐵芯的製造方法中使用的所述無方向性電磁鋼板除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～D群組中的至少一群組的成分， ・A群組：合計0.0020質量%～0.10質量%的選自Mo及W中的一種或兩種； ・B群組：選自0.005質量%～0.20質量%的Sn及0.005質量%～0.20質量%的Sb中的一種或兩種； ・C群組：合計0.001質量%～0.010質量%的選自Ca及Mg中的一種或兩種； ・D群組：選自0.01質量%～0.2質量%的Cu、0.05質量%～1質量%的Ni及0.01質量%～0.5質量%的Cr中的一種或兩種以上。
另外，本發明為一種馬達鐵芯，其特徵在於：包含自同一無方向性電磁鋼板所製造的轉子鐵芯與定子鐵芯，所述無方向性電磁鋼板具有含有0.0050質量%以下的C、2.5質量%～6.5質量%的Si、0.05質量%～2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且滿足下述（1）式而含有所述Si、Al及Mn： Si-2Al-Mn≧0 …（1）， 剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，所述轉子鐵芯的降伏應力為400 MPa以上， 所述定子鐵芯的鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係滿足下述（2）式： W10/400 ≦10+25t …（2）， 且400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （後）為5.0×10-6 以下，所述去應力退火後的磁應變λ0-p （後）相對於去應力退火前的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （前）的比（λ0-p （後）/λ0-p （前））小於0.8。
本發明的所述馬達鐵芯中使用的所述無方向性電磁鋼板除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～D群組中的至少一群組的成分， ・A群組：合計0.0020質量%～0.10質量%的選自Mo及W中的一種或兩種； ・B群組：選自0.005質量%～0.20質量%的Sn及0.005質量%～0.20質量%的Sb中的一種或兩種； ・C群組：合計0.001質量%～0.010質量%的選自Ca及Mg中的一種或兩種； ・D群組：選自0.01質量%～0.2質量%的Cu、0.05質量%～1質量%的Ni及0.01質量%～0.5質量%的Cr中的一種或兩種以上。
[發明的效果] 根據本發明，可自同一原材料鋼板製造要求高強度的轉子鐵芯與要求高磁通密度、低鐵損的定子鐵芯，故有助於改善馬達鐵芯的生產性。
首先，對成為開發本發明的基礎的實驗進行說明。 為調查去應力退火後的磁應變對去應力退火後的鐵損W10/400 帶來的影響，對在真空爐中溶解、鑄造具有表1所示的成分組成的鋼所得的鋼塊實施熱軋而製成板厚1.8 mm的熱軋板後，對該熱軋板實施950℃×30秒的熱軋板退火，進行酸洗、冷軋而製成板厚0.25 mm的冷軋板，然後對該冷軋板，在20 vol%H2 -80 vol%N2 的非氧化性環境下實施800℃×10秒的最終退火。 接著，自所述最終退火後的鋼板採取長：280 mm×寬：30 mm的L方向樣品及C方向樣品，使用雷射位移計來測定去應力退火前的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （前）。另外，自所述最終退火後的鋼板採取將軋製方向設為拉伸方向的日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）5號拉伸試驗片，依據JIS Z 2241進行拉伸試驗，測定上降伏應力。 接著，在對所述磁應變測定中使用的280 mm×30 mm的樣品實施模擬去應力退火（stress relief annealing，SRA）的熱處理後，再次以雷射位移計測定去應力退火後的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （後），並且利用愛普斯坦（Epstein）試驗法測定鐵損W10/400 ，所述去應力退火（SRA）是於850℃×1 hr的均熱處理後，以8℃/min自該均熱溫度冷卻至650℃，進而以10℃/min冷卻至室溫。
[表1]
將所述去應力退火後的磁應變λ0-p （後）與鐵損W10/400 的關係示於圖1中。根據該圖可知，對於使去應力退火後的磁應變λ0-p （後）為5.0×10-6 以下而獲得優異的鐵損特性，進而改善去應力退火後的鐵損特性而言，有效的是降低磁應變λ0-p （後）。認為其理由在於：若增大磁應變，則磁彈性能量變大，因此磁滯損（hysteresis loss）劣化。
接下來，基於所述結果，為了進一步降低去應力退火後的鐵損，對在真空爐中溶解、鑄造含有0.0023質量%的C、3.45質量%的Si、0.51質量%的Mn、0.01質量%的P、0.0016質量%的S、0.8質量%的Al、0.0018質量%的N、0.0023質量%的O、0.0014質量%的Ti、0.0006質量%的Nb及0.0015質量%的V的鋼所得的鋼塊進行熱軋而製成板厚2.0 mm的熱軋板後，對所述熱軋板實施930℃×30秒的熱軋板退火，進行酸洗、冷軋而製成板厚0.20 mm的冷軋板後，對該冷軋板在20 vol%H2 -80 vol%N2 的非氧化性環境下實施850℃×10秒的最終退火。 接著，自所述最終退火後的鋼板採取長：280 mm×寬：30 mm的L方向樣品及C方向樣品，使用雷射位移計來測定去應力退火前的400 Hz、1.0 T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p （前），結果為6.25×10-6 。另外，自所述最終退火後的鋼板採取JIS5號拉伸試驗片，進行拉伸試驗的結果得出上降伏應力為520 MPa。 接著，在對進行了所述磁應變測定的樣品實施825℃×1 hr的去應力退火後，測定去應力退火後的鐵損W10/400 ，結果產生大的偏差。對其原因進行調查，結果明確了去應力退火中的自均熱溫度的冷卻速度不均勻。
因此，為調查去應力退火的自均熱溫度的冷卻速度對磁應變帶來的影響，使自去應力退火溫度（825℃）至650℃的冷卻速度以1℃/min～30℃/min的範圍產生各種變化來實施去應力退火，測定去應力退火後的磁應變λ0-p （後），求出去應力退火前後的磁應變比（λ0-p （後）/λ0-p （前））。 圖2中示出去應力退火時的冷卻速度與去應力退火前後的磁應變比的關係。根據該圖可知，若冷卻速度超過10℃/min，則去應力退火後的磁應變λ0-p （後）變大，去應力退火前後的磁應變比變高。因此，認為鐵損產生偏差。另外，根據圖2亦可知，為了降低磁應變比，進而降低去應力退火後的鐵損，冷卻速度較佳為10℃/min以下，更佳為5℃/min以下。
關於去應力退火時的冷卻速度對磁應變乃至鐵損特性帶來影響的機制，尚未充分查明，認為若去應力退火時的冷卻速度超過10℃/min，則鋼板中會導入冷卻應變，經由磁區結構的變化而去應力退火後的磁應變變大，無法確認到去應力退火的效果。
接下來，對本發明的無方向性電磁鋼板進行說明。 本發明的無方向性電磁鋼板需要自一個原材料鋼板可同時採取轉子鐵芯與定子鐵芯兩者的鐵芯材，如前文所述，對於轉子鐵芯，除要求磁特性優異外亦要求高強度，另一方面，對於定子鐵芯，要求去應力退火後的磁特性優異。 因此，本發明的無方向性電磁鋼板要求以下特性。
最終退火後（去應力退火前）的降伏應力：400 Mpa以上 轉子鐵芯一般為於藉由衝壓加工等將最終退火後的鋼板加工成鐵芯形狀後進行積層，並藉由焊接或鉚接等而夾合（固定）者，且不實施去應力退火。因此，為了用於轉子鐵芯，要求最終退火後的鋼板的強度高。因此，本發明中將最終退火後的鋼板的降伏應力規定為400 Mpa、理想為450 MPa以上。此處，所述降伏應力是依據JIS Z 2241對JIS5號拉伸試驗片進行拉伸試驗時的上降伏點。
去應力退火後的鐵損W10/400 ：10+25t以下（t：板厚（mm）） 另一方面，定子鐵芯一般於藉由衝壓加工等將最終退火後的鋼板加工成鐵芯形狀並進行積層，且藉由焊接或鉚接等而夾合（固定）後，實施去應力退火。因此，為了用於定子鐵芯，要求去應力退火後的鐵損特性優異。因此，本發明中，作為表示去應力退火後的鐵損特性的指標，適應HEV驅動馬達的驅動・控制條件而使用鐵損W10/400 （頻率：400 Hz，磁通密度B=1.0 T），但鐵損值依存於板厚，因此與板厚（mm）的關係需要滿足下述（2）式： W10/400 ≦10+25t …（2）。 其原因在於：在鐵損值不滿足所述（2）式的情況下，定子鐵芯的發熱變大，馬達效率顯著降低。
λ0-p （後）：5.0×10-6 以下 如圖1所示，去應力退火後的鐵損W10/400 與去應力退火後的磁應變λ0-p （後）密切相關，藉由降低去應力退火後的磁應變λ0-p （後），亦可將去應力退火後的鐵損W10/400 管理為低值。因此，本發明中，將去應力退火後的磁應變λ0-p （後）限制為圖1中鐵損W10/400 滿足所述（2）式的5.0×10-6 以下。較佳為4.5×10-6 以下。再者，所述磁應變λ0-p （後）的值為於400 Hz、1.0 T下測定的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值。
λ0-p （後）/λ0-p （前）：小於0.8 如前文所述，若去應力退火中的自均熱溫度至650℃的平均冷卻速度高於10℃/min，則相對於去應力退火前（最終退火後）的磁應變λ0-p （前），去應力退火後的磁應變λ0-p （後）變大，鐵損W10/400 上昇。因此，本發明中，為改善去應力退火後的鐵損特性，需要使去應力退火後的磁應變λ0-p （後）相對於去應力退火前的磁應變λ0-p （前）的比（λ0-p （後）/λ0-p （前））小於0.8。較佳為0.7以下。再者，所述磁應變λ0-p （後）及λ0-p （前）的值均為於400 Hz、1.0 T下測定的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值。
接下來，對本發明的無方向性電磁鋼板的成分組成進行說明。 C：0.0050質量%以下 製品板中所含的C為形成碳化物而引起磁老化（magnetic aging），並使鐵損特性劣化的有害元素。因此將原材料中所含的C的上限限制為0.0050質量%。較佳為0.0040質量%以下。再者，C的下限並無特別規定，就抑制精煉步驟中的脫碳成本的觀點而言，較佳為設為0.0001質量%左右。
Si：2.5質量%～6.5質量% Si具有提高鋼的比電阻，降低鐵損的效果，另外，具有藉由固溶強化而提高鋼的強度的效果，因此含有2.5質量%以上。另一方面，若超過6.5質量%，則變得難以軋製，因此上限設為6.5質量%。較佳為3.0質量%～6.5質量%的範圍。
Mn：0.05質量%～2.0質量% Mn與Si同樣為對於提高鋼的比電阻與強度而言有用的元素，亦為形成硫化物而改善熱脆性的元素，因此含有0.05質量%以上。另一方面，若添加超過2.0質量%，則產生鋼坯裂紋等，製鋼時的操作性變差，因此上限設為2.0質量%。較佳為0.1質量%～1.5質量%的範圍。
P：0.2質量%以下 P為用於鋼的強度（硬度）調整的有用元素。但是，若超過0.2質量%，則鋼脆化而變得難以軋製，因此上限設為0.2質量%。再者，下限並無特別規定，就抑制精煉步驟中的脫P成本的觀點而言，較佳為設為0.001質量%左右。較佳為0.01質量%～0.1質量%的範圍。
Al：3質量%以下 Al與Si同樣為具有提高鋼的電阻率，降低鐵損的效果的有用元素。但是，若超過3質量%，則變得難以軋製，因此Al的上限設為3質量%。較佳為2質量%以下。 再者，若Al的含量為超過0.01質量%且小於0.1質量%的範圍內，則微細的氮化鋁（Aluminum nitride，AlN）析出，鐵損增加，因此Al較佳為設為0.01質量%以下或0.1質量%以上的範圍。尤其是若減少Al，則聚集組織得到改善，磁通密度提高，因此於重視磁通密度的情況下，較佳為將Al設為0.01質量%以下。更佳為0.003質量%以下。
S、N、Nb及V：分別為0.005質量%以下 S、N、Nb及V為形成微細析出物，阻礙去應力退火時的晶粒成長而對鐵損特性帶來不良影響的元素，尤其是若超過0.005質量%，則其不良影響變得顯著，因此將上限分別限制為0.005質量%。較佳為分別為0.003質量%以下。
Ti：0.003質量%以下 Ti同樣為形成微細析出物並阻礙去應力退火時的晶粒成長而對鐵損特性帶來不良影響的元素，尤其是若超過0.003質量%，則其不良影響變得顯著，因此將上限限制為0.003質量%。較佳為0.002質量%以下。
Si-2Al-Mn≧0 本發明的無方向性電磁鋼板除了需要所述成分滿足所述規定範圍的組成以外，亦需要Si、Al及Mn的含量（質量%）滿足下述（1）式來含有： Si-2Al-Mn≧0 …（1）。 其原因在於：若不滿足所述（1）式、即所述（1）式左邊小於0，則400 Hz、1.0 T下的最終退火後的磁滯損變大，磁應變λ0-p （前）亦變大。再者，所述（1）式左邊的值較佳為0.3以上。
本發明的無方向性電磁鋼板除了含有所述必須成分以外，可更含有以下的元素。 Mo、W：合計為0.0020質量%～0.10質量% Mo、W均為對於抑制本發明的無方向性電磁鋼板的表面缺陷（起皮）而言有效的元素。本發明的鋼板為高合金鋼，表面易氧化，因此由表面裂紋引起的起皮的發生率高，但藉由微量添加作為提高高溫強度的元素的Mo、W，可抑制所述裂紋。若Mo、W的合計含量低於0.0020質量%，則所述效果不充分，另一方面，即便添加超過0.10質量%，所述效果亦飽和，只會使合金成本上昇。由此，在添加Mo、W的情況下，較佳為設為所述範圍。更佳為0.0050質量%～0.050質量%的範圍。
Sn、Sb：分別為0.005質量%～0.20質量% Sn、Sb具有改善再結晶聚集組織，改善磁通密度、鐵損特性的效果。為獲得所述效果，需要添加0.005質量%以上。但是，即便添加超過0.20質量%，所述效果亦飽和。由此，在添加Sn、Sb的情況下，較佳為分別設為0.005質量%～0.20質量%的範圍。更佳為分別為0.01質量%～0.1質量%的範圍。
Ca、Mg：合計為0.001質量%～0.010質量% Ca、Mg均具有形成穩定的硫化物、硒化物，改善去應力退火時的晶粒成長性的效果。為獲得所述效果，需要添加合計為0.001質量%以上的Ca、Mg，另一方面，若添加超過0.010質量%，則反而會使鐵損上昇。由此，在添加Ca、Mg的情況下，較佳為設為所述範圍。更佳為0.003質量%～0.008質量%的範圍。
Cu：0.01質量%～0.2質量% Cu具有改善聚集組織，提高磁通密度的效果，但為獲得所述效果，理想的是含有0.01質量%以上。另一方面，若超過0.2質量%，則所述效果飽和，因此上限設為0.2質量%。更佳為0.05質量%～0.15質量%的範圍。
Ni：0.05質量%～1質量% Ni具有提高鋼的強度或比電阻的效果，但為獲得所述效果，理想的是含有0.05質量%以上。但是，Ni價格昂貴而導致原料成本的增加，因此上限設為1質量%。更佳為0.1質量%～0.5質量%的範圍。
Cr：0.01質量%～0.5質量% Cr具有提高鋼的比電阻、降低鐵損的效果，但為獲得所述效果，理想的是含有0.01質量%以上。但是，若超過0.5質量%，則導致原料成本的增加，因此上限設為0.5質量%。更佳為0.1質量%～0.4質量%的範圍。
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。 首先，藉由使用轉爐或電爐、真空除氣裝置等的通常公知的精煉製程，對具有適合於本發明的所述成分組成的鋼進行熔製，並藉由連續鑄造法或鑄塊（ingot casting）-分塊軋製（blooming rolling）法而製成鋼坯，藉由通常公知的方法對該鋼坯進行熱軋而製成熱軋板。 亦可視需要對所述熱軋板實施熱軋板退火，該情況下的均熱溫度較佳為設為800℃～1100℃的範圍。若小於800℃，則熱軋板退火的效果小，無法獲得充分的磁特性改善效果，另一方面，若超過1100℃，則有在製造成本方面變得不利、或助長冷軋時的脆性破裂（板斷裂）之虞。
所述熱軋後或熱軋板退火後的熱軋板之後藉由一次或者插入中間退火的兩次以上冷軋而形成最終板厚的冷軋板。此時，就提昇磁通密度的觀點而言，最終的冷軋較佳為設為200℃以上的溫軋。 再者，最終板厚（製品板厚）較佳為設為0.1 mm～0.3 mm的範圍。其原因在於：若小於0.1 mm，則生產性降低，另一方面，若超過0.3 mm，則鐵損降低效果小。
成為最終板厚的冷軋板之後實施最終退火，該條件較佳設為在700℃～1000℃的溫度下進行1秒～300秒均熱的連續退火。其原因在於：若均熱溫度小於700℃，則再結晶未能充分進行而無法獲得良好的磁特性，此外，無法充分獲得連續退火中的形狀矯正效果，另一方面，若超過1000℃，則晶粒粒徑粗大化，導致強度降低。再者，就確保轉子鐵芯所要求的最終退火後的強度的觀點而言，理想的是將最終退火在能夠進行形狀矯正的範圍內設為盡可能低的溫度・盡可能短的時間。
所述最終退火後的鋼板之後為了確保積層時的絕緣性，較佳為在鋼板表面覆蓋絕緣被膜。為了確保良好的衝壓性，所述絕緣被膜理想的是選擇含有樹脂的有機被膜，另一方面，在重視焊接性的情況下，理想的是選擇半有機或無機被膜。
再者，定子鐵芯一般是在藉由衝壓加工等將最終退火後的鋼板加工為鐵芯形狀並進行積層、固定後實施去應力退火來進行製造，此時的去應力退火較佳為在惰性氣體環境中，在780℃～950℃×0.1 hr～10 hr的條件下進行。其原因在於：若去應力退火溫度小於780℃，則去應力退火的鐵損改善效果小，另一方面，若超過950℃，則難以確保積層的鋼板間的絕緣。再者，如前文所述，在該去應力退火中，為了降低去應力退火後的磁應變，重要的是將去應力退火的自均熱溫度至650℃的冷卻速度設為10℃/min以下。 [實施例]
對具有表2所示的各種成分組成的鋼坯以1100℃的溫度加熱30分鐘後，進行熱軋而製成板厚1.8 mm的熱軋板，對該熱軋板實施980℃×30秒的熱軋板退火後，藉由一次冷軋而製成表3所示的各種板厚的冷軋板，對所述冷軋板實施在表3所示的溫度下均熱保持10秒的最終退火。 接著，自所述最終退火後的鋼板切出L：280 mm×C：30 mm的L方向樣品及C：280 mm×L：30 mm的C方向樣品，使用雷射位移計來測定最終退火後的鋼板的磁應變λ0-p （前），並且自所述最終退火板的製品板採取JIS5號拉伸試驗片，進行拉伸試驗，測定降伏應力。 進而，對進行了所述最終退火後的磁應變測定的280 mm×30 mm的L方向及C方向樣品，實施在表3所示的溫度下均熱1小時的去應力退火。此時，使去應力退火的自均熱溫度至650℃的冷卻速度如表3所示般變化。 接著，對所述去應力退火後的樣品，以雷射位移計測定磁應變λ0-p （後），求出去應力退火前後的磁應變比（λ0-p （後）/λ0-p （前）），並且藉由愛普斯坦試驗來測定去應力退火後的鐵損W10/400 。
將所述測定的結果一併記載於表3中。根據該表可知，使用具有適合於本發明的成分組成的鋼原材料，且以適合於本申請案發明的條件製造的無方向性電磁鋼板及馬達鐵芯具有優異的機械特性與磁特性。再者，表2所示的鋼符號：E、G、L及Q不能進行冷軋，因此自評價對象排除。
[表2-1]
[表2-2]
[表3-1] 鋼符號：E、G、L及Q不能進行冷軋，因此自評價對象排除。
[表3-2] 鋼符號：E、G、L及Q不能進行冷軋，因此自評價對象排除。
無
圖1為表示去應力退火後的磁應變λ0-p （後）與去應力退火後的鐵損W10/400 的關係的曲線圖。 圖2為表示去應力退火中的自均熱溫度的冷卻速度與去應力退火前後的磁應變比（λ0-p （後）/λ0-p （前））的關係的曲線圖。

Claims (6)

  1. 一種無方向性電磁鋼板的製造方法，其特徵在於：對具有如下的成分組成的鋼坯進行熱軋、冷軋、最終退火、去應力退火，所述成分組成含有0.0050質量%以下的C、2.5質量%~6.5質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且滿足下述(1)式而含有所述Si、Al及Mn，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，以所述最終退火後的降伏應力為400MPa以上、所述去應力退火後的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(2)式、進而所述去應力退火後的400Hz、1.0T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p(後)為5.0×10-6以下且所述去應力退火後的磁應變λ0-p(後)相對於去應力退火前的400Hz、1.0T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p(前)的比(λ0-p(後)/λ0-p(前))小於0.8的方式調整最終退火及去應力退火的條件，Si-2Al-Mn≧0…(1) W10/400≦10+25t…(2)，其中將均熱溫度設為780℃~950℃、將自均熱溫度至650℃的冷卻速度設為10℃/min以下來進行所述去應力退火。
  2. 如申請專利範圍第1項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~D群組中的至少一群組的成分：‧A群組：合計0.0020質量%~0.10質量%的選自Mo及W中的一種或兩種；‧B群組：選自0.005質量%~0.20質量%的Sn及0.005質量%~0.20質量%的Sb中的一種或兩種；‧C群組：合計0.001質量%~0.010質量%的選自Ca及Mg中的一種或兩種；‧D群組：選自0.01質量%~0.2質量%的Cu、0.05質量%~1質量%的Ni及0.01質量%~0.5質量%的Cr中的一種或兩種以上。
  3. 一種馬達鐵芯的製造方法，其特徵在於：自一個無方向性電磁鋼板同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材後，將所述轉子鐵芯材積層而製成轉子鐵芯，將所述定子鐵芯材積層並實施去應力退火而製成定子鐵芯，所述無方向性電磁鋼板具有含有0.0050質量%以下的C、2.5質量%~6.5質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且滿足下述(1)式而含有所述Si、Al及Mn，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，降伏應力為400MPa以上，以所述去應力退火後的定子鐵芯的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(2)式、且所述去應力退火後的400Hz、1.0T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p(後)為5.0×10-6以下、進而所述去應力退火後的磁應變λ0-p(後)相對於去應力退火前的400Hz、1.0T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p(前)的比(λ0-p(後)/λ0-p(前))小於0.8的方式調整最終退火及去應力退火的條件，Si-2Al-Mn≧0…(1) W10/400≦10+25t…(2)，其中將均熱溫度設為780℃~950℃、將自均熱溫度至650℃的冷卻速度設為10℃/min以下來進行所述去應力退火。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的馬達鐵芯的製造方法，其中所述無方向性電磁鋼板除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組~D群組中的至少一群組的成分：‧A群組：合計0.0020質量%~0.10質量%的選自Mo及W中的一種或兩種；‧B群組：選自0.005質量%~0.20質量%的Sn及0.005質量%~0.20質量%的Sb中的一種或兩種；‧C群組：合計0.001質量%~0.010質量%的選自Ca及Mg中的一種或兩種；‧D群組：選自0.01質量%~0.2質量%的Cu、0.05質量%~1質量%的Ni及0.01質量%~0.5質量%的Cr中的一種或兩種以上。
  5. 一種馬達鐵芯，其特徵在於：包含自同一無方向性電磁鋼板所製造的轉子鐵芯與定子鐵芯，所述無方向性電磁鋼板具有含有0.0050質量%以下的C、2.5質量%~6.5質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且滿足下述(1)式而含有所述Si、Al及Mn，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質的成分組成，所述轉子鐵芯的降伏應力為400MPa以上，所述定子鐵芯的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(2)式，且400Hz、1.0T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p(後)為5.0×10-6以下，所述去應力退火後的磁應變λ0-p(後)相對於去應力退火前的400Hz、1.0T下的軋製方向及軋製直角方向的磁應變的平均值λ0-p(前)的比(λ0-p(後)/λ0-p(前))小於0.8，Si-2Al-Mn≧0…(1) W10/400≦10+25t…(2)。
  6. 如申請專利範圍第5項所述的馬達鐵芯，其中所述無方向性電磁鋼板除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組~D群組中的至少一群組的成分：‧A群組：合計0.0020質量%~0.10質量%的選自Mo及W中的一種或兩種；‧B群組：選自0.005質量%~0.20質量%的Sn及0.005質量%~0.20質量%的Sb中的一種或兩種；‧C群組：合計0.001質量%~0.010質量%的選自Ca及Mg中的一種或兩種；‧D群組：選自0.01質量%~0.2質量%的Cu、0.05質量%~1質量%的Ni及0.01質量%~0.5質量%的Cr中的一種或兩種以上。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6738047B2 (ja) * 2017-05-31 2020-08-12 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板とその製造方法
JP6866935B2 (ja) * 2018-10-31 2021-04-28 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板の製造方法
CN112654723B (zh) * 2018-11-02 2023-04-04 日本制铁株式会社 无取向电磁钢板
KR102178341B1 (ko) * 2018-11-30 2020-11-12 주식회사 포스코 자성이 우수한 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CA3122122C (en) * 2018-12-27 2023-03-21 Jfe Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method for producing same
CA3127170C (en) * 2019-01-24 2023-08-08 Jfe Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method for producing same
TWI688658B (zh) * 2019-03-20 2020-03-21 日商新日鐵住金股份有限公司 無方向性電磁鋼板
CN114008224A (zh) * 2019-06-28 2022-02-01 杰富意钢铁株式会社 无方向性电磁钢板的制造方法和马达铁芯的制造方法以及马达铁芯
CN114555848A (zh) * 2019-10-29 2022-05-27 杰富意钢铁株式会社 无方向性电磁钢板及其制造方法
BR112022009065A2 (pt) * 2019-11-15 2022-08-09 Nippon Steel Corp Núcleo de estator, e, máquina elétrica rotativa
KR20220062605A (ko) * 2019-12-09 2022-05-17 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 무방향성 전기 강판과 모터 코어 그리고 그들의 제조 방법
CN114788134A (zh) * 2019-12-16 2022-07-22 杰富意钢铁株式会社 马达铁芯及其制造方法
CN111057821B (zh) * 2019-12-27 2021-06-29 首钢智新迁安电磁材料有限公司 一种无取向电工钢及其制备方法、应用
US20230139246A1 (en) * 2020-04-16 2023-05-04 Nippon Steel Corporation Non-oriented electrical steel sheet and method of manufacturing the same
KR20220152579A (ko) * 2020-04-16 2022-11-16 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 무방향성 전자 강판 및 그 제조 방법
CN112538592B (zh) * 2020-09-17 2022-02-01 武汉钢铁有限公司 一种用于频率≥10000Hz高速电机的无取向硅钢及生产方法
KR102493776B1 (ko) * 2020-12-21 2023-01-31 주식회사 포스코 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
KR102464576B1 (ko) * 2022-05-27 2022-11-09 주식회사 썸백 무방향성 전기강판 및 그 제조방법
CN117467904A (zh) * 2022-07-20 2024-01-30 宝山钢铁股份有限公司 一种无取向电工钢板及其制造方法
CN117467888A (zh) * 2022-07-20 2024-01-30 宝山钢铁股份有限公司 一种无取向电工钢板及其制造方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW555863B (en) * 2001-06-28 2003-10-01 Kawasaki Steel Co Nonoriented electromagnetic steel sheet and method for producing the same
JP2011091936A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Jfe Steel Corp モータコア
CN105256227A (zh) * 2015-11-27 2016-01-20 武汉钢铁(集团)公司 一种盘绕式铁芯用无取向硅钢及生产方法
JP2016138316A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板とモータコア
TW201632639A (zh) * 2015-02-18 2016-09-16 Jfe Steel Corp 無方向性電磁鋼板與其製造方法以及馬達鐵芯

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5228379B2 (ja) 2006-07-27 2013-07-03 新日鐵住金株式会社 強度と磁気特性に優れた無方向性電磁鋼板とその製造方法
JP5310599B2 (ja) * 2010-02-26 2013-10-09 新日鐵住金株式会社 高周波用無方向性電磁鋼板の製造方法
JP5713100B2 (ja) 2011-08-18 2015-05-07 新日鐵住金株式会社 無方向性電磁鋼板、その製造方法、モータ鉄心用積層体及びその製造方法
DE102011053722C5 (de) * 2011-09-16 2020-12-24 Voestalpine Stahl Gmbh Verfahren zum Herstellen eines höherfesten Elektrobandes, Elektroband und dessen Verwendung
CN103498096B (zh) 2013-09-16 2016-03-16 武汉钢铁(集团)公司 Rm≥600MPa的优良磁性能无取向电工钢及其生产方法
KR101945132B1 (ko) * 2014-07-31 2019-02-01 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 무방향성 전기 강판과 그 제조 방법 그리고 모터 코어와 그 제조 방법
RU2674373C1 (ru) 2015-02-24 2018-12-07 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Способ получения листов из нетекстурированной электротехнической стали
JP6794705B2 (ja) * 2016-08-05 2020-12-02 日本製鉄株式会社 無方向性電磁鋼板、無方向性電磁鋼板の製造方法及びモータコアの製造方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW555863B (en) * 2001-06-28 2003-10-01 Kawasaki Steel Co Nonoriented electromagnetic steel sheet and method for producing the same
JP2011091936A (ja) * 2009-10-22 2011-05-06 Jfe Steel Corp モータコア
JP2016138316A (ja) * 2015-01-28 2016-08-04 Ｊｆｅスチール株式会社 無方向性電磁鋼板とモータコア
TW201632639A (zh) * 2015-02-18 2016-09-16 Jfe Steel Corp 無方向性電磁鋼板與其製造方法以及馬達鐵芯
CN105256227A (zh) * 2015-11-27 2016-01-20 武汉钢铁(集团)公司 一种盘绕式铁芯用无取向硅钢及生产方法

Also Published As

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