无方向性电磁钢板及其制造方法
【专利摘要】本发明提供一种无方向性电磁钢板，其以质量％计，含有C：0.005％以下、Si：0.1％～2.0％、Mn：0.05％～0.6％、P：0.100％以下、Al：0.5％以下，且含有个数密度为10个/μm3以下的平均直径为10nm～200nm的非磁性析出物AlN，轧制方向及轧制直角方向的平均磁通密度B50为1.75T以上。该无方向性电磁钢板可通过在750℃～Ac1相变点的温度下实施热轧退火的方法、以及将卷材的卷取温度设为780℃以上来进行自身退火的方法这两种方法来制造。
【专利说明】无方向性电磁钢板及其制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有a - Y相变(铁素体-奥氏体相变)的磁特性优异的无方向性电磁钢板及其制造方法。本申请基于2011年11月11日在日本提出申请的特愿2011-247637号、以及2011年11月11日在日本提出申请的特愿2011-247683号主张优先权，并将其内容引用于此。
【背景技术】
[0002]随着近年各种电气设备的高效率化要求的高涨，对于作为铁心使用的无方向性电磁钢板，要求高磁通密度化及低铁损化。特别是对于制作高磁通密度的钢板，低Si的钢是有利的，但其必然地会利用到具有α-Υ相变的成分组成范围的钢。关于低Si的无方向性电磁钢板，提出了许多使磁特性提升的方法。
[0003]例如，专利文献I中，提出了在Ar3相变点以上结束热轧，从Ar3相变点至Arl相变点的温度区域以5°C /秒以下进行缓慢冷却的方法。然而，此冷却速度在实机的热轧下进行是困难的。
[0004]另外，专利文献2中，提出了在钢中添加Sn，根据Sn浓度控制热轧的精轧结束温度，以得到高磁通密度的方法。然而此方法限定Si浓度为0.4%以下，对于获得低铁损是不充分的。
[0005]另外，专利文献3中，提出了通过限定热轧时的加热温度和精轧结束温度，高磁通密度和矫直退火时的晶粒生长性优异的钢板。该方法中没有替代热轧退火的自身退火等工序，故无法获得高磁通密度。
[0006]另外，专利文献4中，提出了在热轧时，将精轧前的粗棒在线加热，将热轧的精轧结束温度设为Arl+20°C以上、卷取温度设为640~750°C。然而，该方法以析出物的无害化为目的，无法得到高磁通密度。
[0007]现有技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特开平6-192731号公报
[0010]专利文献2:日本特开2006-241554号公报
[0011]专利文献3:日本特开2007-217744号公报
[0012]专利文献4:日本特开平11-61257号公报
【发明内容】
[0013发明要解决的问题
[0014]本发明的课题是:提供一种具有α - Y相变的无方向性电磁钢板，有较高磁通密度、且低铁损的无方向性电磁钢板及其制造方法。
[0015]用于解决问题的手段
[0016]本发明通过将钢的成分组成及热轧条件最佳化，使热轧退火后的组织或者自身退火后的组织粗大化，且冷轧、最终退火后的制品的磁通密度提高。
[0017]这样完成的本发明如下。
[0018](I) 一种无方向性电磁钢板,其特征在于，以质量％计,含有:
[0019]C:0.005% 以下、
[0020]S1:0.1%~2.0%、
[0021]Mn:0.05%~0.6%、
[0022]P:0.100% 以下、
[0023]Al:0.5% 以下，
[0024]剩余部分为Fe及不可避免的杂质；
[0025]该钢板含有个数密度为10个/ μ m3以下的平均直径为IOnm~200nm的非磁性析出物A1N，且是由不含未再结晶组织的铁素体粒构成的组织，所述铁素体粒的平均粒径为30 μ m ~200 μ m ；
[0026]轧制方向及轧制直角方向的平均磁通密度B50为1.75T以上。
[0027](2)根据(I)所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计进一步含有
0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
[0028](3)根据⑴或⑵所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计进一步含有 0.0005%— 0.0030% 的 B。
[0029](4) 一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有下述工序:
[0030]对具有下述钢组成的板坯实施热轧而获得热轧钢板的工序，该钢组成以质量％计，含有:
[0031]C:0.005% 以下、
[0032]S1:0.1%~2.0%、
[0033]Mn:0.05%~0.6%、
[0034]P:0.100% 以下、
[0035]Al:0.5% 以下，
[0036]剩余部分为Fe及不可避免的杂质；
[0037]对所述热轧钢板实施热轧退火而获得热轧退火钢板的工序；
[0038]对所述热轧退火钢板实施冷轧而获得冷轧钢板的工序；及
[0039]对所述冷轧钢板实施最终退火的工序；
[0040]在所述热轧中，将所述板坯的加热温度设为1050°C~1250°C，将精轧结束温度设为800°C~Arl相变点+20°C，将卷材的卷取温度设为500°C~700°C ；
[0041]将所述热轧退火的退火温度设为750°C~Acl相变点，将所述最终退火的退火温度设为800°C~Acl相变点。
[0042](5)根据(4)所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
[0043](6)根据(4)或(5)所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.0005%~0.0030%的B。
[0044](7) 一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有下述工序:
[0045]对具有下述钢 组成的板坯实施热轧而获得热轧钢板的工序，该钢组成以质量％计，含有:
[0046]C:0.005% 以下、
[0047]S1:0.1%~2.0%、
[0048]Mn:0.05%~0.6%、
[0049]P:0.100% 以下、
[0050]Al:0.5% 以下，
[0051]剩余部分为Fe及不可避免的杂质；
[0052]对所述热轧钢板实施冷轧而获得冷轧钢板的工序；及
[0053]对所述冷轧钢板实施最终退火的工序；
[0054]在所述热轧中，将所述板坯的加热温度设为1050°C~1250°C，将精轧结束温度设为800°C~Arl相变点+20°C，将卷材的卷取温度设为780V以上；
[0055]将所述最终退火的退火温度设为800°C~Acl相变点。
[0056](8)根据(7)所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
[0057](9)根据(7)或⑶所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.0005%~0.0030%的B。
[0058]这里的B50是在施加50Hz、5000A/m的磁场时的磁通密度。
[0059]发明效果
[0060]根据本发明，能够提供较高磁通密度、且低铁损的无方向性电磁钢板及其制造方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0061]图1是表示使热轧退火的保持时间变化时，热轧的精轧结束温度FT与平均磁通密度B50的关系的变化的图。
[0062]图2是表示使热轧退火的保持时间变化时，热轧的精轧结束温度FT与铁损W15/50的关系的变化的图。
[0063]图3是表示将在热轧的精轧结束温度FT为1060°C、热轧退火为850°C X 120分钟的条件下处理的材料在冷轧后进行最终退火得到的钢板上观察到的折痕的一例的照片。
[0064]图4是表示热轧退火后的截面的金属组织的照片。
[0065]图5是表示微细析出物的观察结果(SEM50000倍)的照片。
【具体实施方式】
[0066]首先对引领至本发明的实验结果进行叙述。
[0067]以实验室方法熔炼出使用具有下述成分组成的钢的钢锭，所述成分组成为:以质量％计含有 C:0.0011%, Si:0.7%,Mn:0.17%,P:0.073%,Al:0.31%及 Sn:0.095%，剩余部分为Fe及不可避免的杂质。在Formaster试验中，确认了该钢的Arl相变点为963°C、Ar3相变点为1020°C>AcI相变点为1060。。。
[0068]接着，将该钢锭在1150°C的温度下加热I小时，实施热轧。此时，使精轧结束温度FT在880°C~1080°C的范围内变化。此外，最终厚度为2.5mm。[0069]接着，对所获得的热轧钢板实施温度为850°C、保持时间为I~120分钟的热轧退火，或者不实施热轧退火，将钢板酸洗，冷轧直到钢板的厚度达到0.5_，进而进行900°C、30秒的最终退火。
[0070]然后，从获得的最终退火钢板上切出55mmX55mm的试验片，以JIS C2556中规定的激磁电流法进行轧制方向(L方向)及与轧制方向为直角的方向(C方向)的磁性测定。图1示出使热轧退火的保持时间变化时，精轧结束温度FT与L、C方向的平均磁通密度B50的关系。此外，图2示出使热轧退火的保持时间变化时，精轧结束温度FT与铁损W15/90的关系。
[0071]不实施热轧退火时，平均磁通密度B50在精轧结束温度FT接近Arl相变点时最高。保持时间I分钟时，精轧结束温度FT在Arl相变点以下时，材料的平均磁通密度B50急剧上升，精轧结束温度FT越低，则平均磁通密度B50越高。保持时间为15分钟时也有同样倾向，且平均磁通密度B50达到1.79T。保持120分钟时，精轧结束温度FT在Arl相变点以上时，材料的平均磁通密度B50急剧增加，与精轧结束温度FT无关，为1.81T左右。
[0072]但另一方面，在精轧结束温度FT为1060°C、热轧退火条件设为退火温度850°C且保持时间为120分钟时，经过冷轧并进行最终退火后的最终退火钢板上，观察到如图3所示的沿轧制直角方向延伸、并贯穿多个板的板厚方向的折痕。此外，在同图中以虚线表示折痕部。
[0073]实际制品上产生如此折痕时会导致占空系数降低。表1示出观察到折痕的条件，此种折痕的现象会在精轧结束温度FT高、热轧退火的保持时间长的情况下被观察到。
[0074]表1精轧退火后的钢板的折痕(O:无、X:有)
【权利要求】
1.一种无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计，含有:
C:0.005% 以下、
Si:0.1%~2.0%,
Mn:0.05%~0.6%,
P:0.100% 以下、
Al:0.5% 以下， 剩余部分为Fe及不可避免的杂质； 该钢板含有个数密度为10个/ μ m3以下的平均直径为IOnm~200nm的非磁性析出物A1N，且是由不含未再结晶组织的铁素体粒构成的组织，所述铁素体粒的平均粒径为30 μ m ~200 μ m ； 轧制方向及轧制直角方向的平均磁通密度B50为1.75T以上。
2.根据权利要求1所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计进一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
3.根据权利要求1或2所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计进一步含有0.0005%— 0.0030%的 B。
4.一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有下述工序: 对具有下述钢组成的板坯实施热轧而获得热轧钢板的工序，该钢组成以质量％计，含有:
C:0.005% 以下、
Si:0.1%~2.0%,
Mn:0.05%~0.6%,
P:0.100% 以下、
Al:0.5% 以下， 剩余部分为Fe及不可避免的杂质； 对所述热轧钢板实施热轧退火而获得热轧退火钢板的工序； 对所述热轧退火钢板实施冷轧而获得冷轧钢板的工序；及 对所述冷轧钢板实施最终退火的工序； 在所述热轧中，将所述板坯的加热温度设为1050°C~1250°C，将精轧结束温度设为800°C~Arl相变点+20°C，将卷材的卷取温度设为500°C~700°C ； 将所述热轧退火的退火温度设为750°C~Acl相变点，将所述最终退火的退火温度设为800°C~Acl相变点。
5.根据权利要求4所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
6.根据权利要求4或5所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.0005%~0.0030%的B。
7.一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，具有下述工序: 对具有下述钢组成的板坯实施热轧 而获得热轧钢板的工序，该钢组成以质量％计，含有:
C:0.005% 以下、Si:0.1%~2.0%, Mn:0.05%~0.6%,
P:0.100% 以下、
Al:0.5% 以下， 剩余部分为Fe及不可避免的杂质； 对所述热轧钢板实施冷轧而获得冷轧钢板的工序；及 对所述冷轧钢板实施最终退火的工序； 在所述热轧中，将所述板坯的加热温度设为1050°C~1250°C，将精轧结束温度设为800°C~Arl相变点+20°C，将卷材的卷取温度设为780°C以上； 将所述最终退火的退火温度设为800°C~Acl相变点。
8.根据权利要求7所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.05%~0.2%的Sn、Sb中的至少一者。
9.根据权利要求7或8所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述板坯以质量％计进一步含有0.0005%~0.0030%的B。
【文档编号】C22C38/06GK103930583SQ201280055225
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年11月9日 优先权日:2011年11月11日
【发明者】藤仓昌浩, 牛神义行, 村川铁州, 金尾真一, 安宅诚, 市江毅, 堀纮二郎 申请人:新日铁住金株式会社