磁特性优异的半工艺无取向性电磁钢板的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及半工艺无取向性电磁钢板的制造方法，具体而言，涉及磁特性优异的 半工艺无取向性电磁钢板的制造方法。
【背景技术】
[0002] 在近年的节能化的世界性潮流中，电气设备被强烈地要求高效率化。无取向性电 磁钢板作为电气设备的铁芯材料而被广泛使用，为了达成电气设备的高效率化，无取向性 电磁钢板的高磁通密度化、低铁损化是不可缺少的。对应于这样的要求，对于无取向性电 磁钢板，进行以下努力：主要通过添加 Si、Al等提高固有电阻的元素、或减少板厚来实现低 铁损化，此外，通过冷轧前的晶体粒径的粗大化、冷轧压下率的最优化等来实现高磁通密度 化。
[0003] 然而，无取向性电磁钢板中，有冲裁成规定的铁芯形状后在不施行退火的情况下 使用的全工艺材料，以及冲裁后施行去应力退火、改善磁特性而使用的半工艺材料。后者的 半工艺材料有如下优点：为了提高冲裁性，预先减小冲裁前的晶粒，以其后的去应力退火使 晶粒粗大化，从而可以得到良好的铁损特性。但是，有伴随着晶粒的生长，{111}晶粒增大， 因此磁通密度下降的问题。
[0004] 针对该问题，例如，在专利文献1中公开了如下内容：含有0. 75~1. 5质量％的 Mn，使相对于该Mn多些的C共存，在该Mn、C共存的条件下实施冷轧后的退火，将C量设为 0. 005%以下，从而在去应力退火后可得到具有优异的磁特性的半工艺材。
[0005] 现有技术文献
[0006] 专利文献
[0007] 专利文献1 :日本特公平06-043614号公报
【发明内容】
[0008] 然而，上述专利文献1的方法由于添加有C，因此有如下问题：有必要在制成最终 的制品板之前施行脱碳退火，制造成本变大。
[0009] 本发明是鉴于现有技术具有的上述问题而作出的，其目的是廉价地提供一种在去 应力退火后高磁通密度且低铁损的半工艺无取向性电磁钢板。
[0010] 本发明的发明人等为了解决上述课题反复进行了深入研宄。其结果发现，通过极 力减少作为杂质而含有的Se，并且将冷轧后的再结晶退火的升温速度与以往相比急速加 热，可得到去应力退火后的磁通密度和铁损特性显著优异的无取向性电磁钢板，从而开发 了本发明。
[0011] 即，本发明是一种半工艺无取向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，将具有如 下成分组成的钢坯进行热轧、冷轧后，施行再结晶退火，其中，将上述再结晶退火中的达到 740°C为止的平均升温速度设为100°C /s以上而进行加热，上述成分组成为：含有C :0. 005 质量％以下、Si :4质量％以下、Mn :0. 03~2质量％、P :0. 2质量％以下、S :0. 004质量％ 以下、Al :2质量％以下、N :0. 004质量％以下和Se :0.0 OlO质量％以下且其余部分由Fe和 不可避免的杂质构成。
[0012] 本发明所用的上述钢坯的特征在于，除上述成分组成以外，进一步分别含有 0.003~0.5质量％的选自Sn和Sb中的1种或2种。
[0013] 此外，本发明所用的上述钢坯的特征在于，除上述成分组成以外，进一步含有 0· 0010 ~0· 005 质量％ 的 Ca。
[0014] 根据本发明，能够在不添加特别的元素的情况下，廉价地提供一种有助于旋转机、 小型变压器等电气设备的高效率化的具有优异的磁特性的无取向性电磁钢板。
【附图说明】
[0015] 图1是表示再结晶退火的升温速度对去应力退火后的磁通密度产生的影响的图。
[0016] 图2是表示再结晶退火的升温速度对去应力退火后的铁损产生的影响的图。
[0017] 图3是表不Se含量对去应力退火后的磁通密度产生的影响的图。
[0018] 图4是表示Se含量对去应力退火后的铁损产生的影响的图。
【具体实施方式】
[0019] 首先，对成为开发本发明的契机的实验进行说明。
[0020] 为了调查再结晶退火的升温速度对去应力退火后的磁特性产生的影响，将含有 C :0· 0025 质量％、Si :2. 0 质量％、Mn :0· 10 质量％、P :0· 01 质量％、Al :0· 001 质量％、N : 0.0019质量％、5:0.0020质量％和56:0.0002质量％的钢坯进行1100°〇\30分钟的再加 热后，进行热轧，制成板厚2. Omm的热轧板，施行980°C X 30秒的热轧板退火后，通过1次冷 车L，制成板厚〇. 35mm的冷轧板，其后，用直接通电加热炉使达到740°C为止的平均升温速度 在30~300°C /s的范围内发生各种变化而加热，在740°C保持10秒后，进行冷却而制成冷 轧退火板。
[0021] 从如此得到的冷乳退火板切下L :180mmXC :30mm的L方向试验片和L :30mmXC : 180mm的C方向试验片，施行750°C X 2小时的去应力退火后，以艾普斯亭（Epstein)法测 定磁特性（磁通1?、度B5tl，铁损W15/5(l)，将其结果不于图1和图2。
[0022] 由这些图可知，通过将再结晶退火的平均升温速度设为100°C /s以上，可以显著 提高磁特性。认为这是因为，通过提高再结晶退火时的升温速度，可抑制{111}晶粒的再结 晶，可促进{110}晶粒、{100}晶粒的再结晶，其结果，在去应力退火时，{110}晶粒、{100} 晶粒蚕食{111}晶粒而优先地进行晶粒生长，因此磁特性提高。
[0023] 接下来，基于上述发现，将与在用于上述实验的钢类似的成分组成的钢数次装料 出钢而制造无取向性电磁钢板，从该钢板以与上述相同的要领切下Epstein试验片，施行 去应力退火后，测定磁特性，其结果，观察到大的偏差。为了调查其原因，对特性良好的试 验片和较差的试验片进行比较调查，其结果明确了磁特性较差的试验片在晶界大量析出 MnSe，去应力退火后的粒径也变小。
[0024] 因此，为了研宄Se含量对去应力退火时的晶粒生长性产生的影响，以C :0. 0021质 量％、Si :L 8 质量％、Mn :0· 50 质量％、P :0· 03 质量％、S :0· 0019 质量％、Al :0· 3 质量％ 和N :0. 0025质量％为基本成分，在其中将使Se在Tr.~0. 0050质量％的范围进行各种变 化而添加的钢在实验室中溶解，制成钢块后，进行热轧而制成板厚2. Omm的热轧板，其后， 冷轧至板厚〇. 35mm，用直接通电加热炉以平均升温速度200°C /s加热至740°C，以30°C /s 从740°C加热至800°C，在该温度保持10秒后，冷却而制成冷轧退火板。
[0025] 从如此得到的冷轧退火板切下L :180mmXC :30mm的L方向试验片和L :30mmXC : 180mm的C方向试验片，施行750°C X2小时的去应力退火后，以Epstein法测定磁特性（磁 通密度B5tl，铁损W15/5(l)，将其结果示于图3和图4。
[0026] 由这些图可明确，通过将Se的含量减少至0.0010质量％以下，磁特性提高，换言 之，若添加大于〇. 〇〇 10质量％的Se，则在晶界析出MnSe，阻碍去应力退火时的晶粒生长，使 磁特性变差。本发明是鉴于上述新型发现而作出的。
[0027] 接着，对本发明的无取向性电磁钢板（制品板）的成分组成进行说明。
[0028] C :0.005 质量％ 以下
[0029] C在制品钢板中含有量大于0. 005质量％时，引起磁时效而使铁损特性劣化，因此 上限设为0.005质量％。优选为0.003质量％以下。
[0030] Si :4质量％以下
[0031] Si是对提高钢的固有电阻、减少铁损有效的元素，为了得到这样的效果，优选添加 1质量％以上。另一方面，若添加量大于4质量％，则磁通密度下降，或难以轧制、制造，因此 上限设为4质量％。优选为1~4质量％，更优选为1.5~3质量％的范围。
[0032] Mn :0.03 ~2 质量％
[0033] Mn是对改善热加工性有效的元素，但小于0. 03质量％时，无法得到充分的效果， 另一方面，大于2质量％的添加导致原料成本的上升，因此设为0.03~2质量％的范围。优 选为0.05