无方向性电磁钢板及其制造方法与流程

1.本发明涉及磁特性和冲裁加工性优异的无方向性电磁钢板及其制造方法。


背景技术：

2.近年来，特别是在旋转机、中小型变压器、电气部件等电气设备的领域中，在以世界性的电力削减、能量节省、co2排量削减等为代表的地球环境的维护的动态中，电动机的高效率化和小型化的要求越来越强烈。在这样的社会环境下，对于作为电动机的铁芯材料而使用的无方向性电磁钢板，要求其性能提高。
3.例如，在汽车领域中，作为混合动力驱动汽车(hev：hybrid electric vehicle)等的驱动电动机的铁芯，使用无方向性电磁钢板。并且，hev中使用的驱动电动机为了设置空间的制约和减重带来的燃料消耗降低，而小型化的需要提高。
4.为了使驱动电动机小型化，需要使电动机高转矩化。因此，对无方向性电磁钢板要求磁通密度的进一步提高。另外，由于搭载于汽车的电池容量存在限制，因此需要降低电动机中的能量损失。因此，对无方向性电磁钢板要求进一步的低铁损化。
5.此外，在应用无方向性电磁钢板的电动机铁芯中，例如存在被称为“分割铁芯”的铁芯，该分割铁芯在分割为一个的齿的铁芯上卷绕绕线，之后将铁芯彼此组装，精加工成定子铁芯的最终形态。
6.分割铁芯大多应用于复杂的形状的铁芯，构件形状要求特别高的精度。然而，为了减小铁损而进行了充分的热处理而使晶粒粗大化的电磁钢板也成为软质，因此在对构件(钢板坯料)进行冲裁加工时，有时形状精度降低。
7.对于形状精度的降低，例如，专利文献1～3公开了通过使钢板硬质化或使晶粒微细化来改善冲裁精度的技术。但是，在这些技术中，冲裁精度可能改善，但对于磁通密度、铁损等磁特性，不能说充分地满足近年的要求。
8.在先技术文献
9.专利文献
10.专利文献1：国际公开第2003/002777号公报
11.专利文献2：日本国特开2003
‑
197414号公报
12.专利文献3：日本国特开2004
‑
152791号公报


技术实现要素：

13.发明要解决的技术问题
14.在现有技术中，未确立兼顾冲裁精度和磁特性的技术。作为分割铁芯用的无方向性电磁钢板，如果能够兼顾冲裁精度和磁特性，则能够应对使用分割铁芯的电动机的高效率化和小型化的要求。
15.本发明将面向分割铁芯，提高冲裁加工时的加工精度(冲裁加工性)并且磁特性也优异作为技术问题。特别是，本发明将在冲裁加工性优异的同时，作为电动机铁芯用而在轧
制方向和板宽方向这两个方向的磁特性也优异作为技术问题。即，本发明以提供一种冲裁加工性和磁特性优异的无方向性电磁钢板及其制造方法为目的。
16.用于解决技术问题的技术手段
17.本发明人等对解决上述技术问题的方法进行了深入研究。结果，发现对于母材钢板，只要在板厚方向的中心区域提高{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度，就能够提高冲裁加工性和磁特性这双方。
18.并且，本发明人等对用于在板厚方向的中心区域提高{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度的条件进行了详细研究。结果，发现如果对各工序进行控制并对冷轧前的钢板中的再结晶组织和未再结晶组织的比率进行控制，则能够在经过之后的冷轧和最终退火后，在板厚方向的中心区域提高{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度。
19.本发明的主旨如以下所述。
20.(1)本发明的一个方案的无方向性电磁钢板是包括硅钢板和绝缘覆膜的无方向性电磁钢板，作为成分组成，硅钢板以质量％计含有si：0.01～3.50％、al：0.001～2.500％、mn：0.01～3.00％、c：0.0030％以下、p：0.180％以下、s：0.003％以下、n：0.003％以下、b：0.002％以下、sb：0～0.05％、sn：0～0.20％、cu：0～1.00％、rem：0～0.0400％、ca：0～0.0400％、mg：0～0.0400％，剩余部分由fe和杂质构成，硅钢板的板厚方向的中心区域中的{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度为12以上且35以下。
21.(2)在如上述(1)所记载的无方向性电磁钢板中，作为所述成分组成，硅钢板也可以以质量％计含有sb：0.001～0.05％、sn：0.01～0.20％、cu：0.10～1.00％、rem：0.0005～0.0400％、ca：0.0005～0.0400％、mg：0.0005～0.0400％中的至少一种。
22.(3)在如上述(1)或(2)所记载的无方向性电磁钢板中，{5 5 7}<7 14 5>取向的所述集聚度也可以为18以上且35以下。
23.(4)本发明的一个方案的无方向性电磁钢板的制造方法是制造如上述(1)～(3)的任意一项所记载的无方向性电磁钢板的制造方法，包括：铸造工序、热轧工序、保热处理工序、酸洗工序、冷轧工序、最终退火工序以及覆膜形成工序，在铸造工序中，铸造板坯，该板坯中作为成分组成，以质量％计含有si：0.01～3.50％、al：0.001～2.500％、mn：0.01～3.00％、c：0.0030％以下、p：0.180％以下、s：0.003％以下、n：0.003％以下、b：0.002％以下、sb：0～0.05％、sn：0～0.20％、cu：0～1.00％、rem：0～0.0400％、ca：0～0.0400％、mg：0～0.0400％，剩余部分由fe和杂质构成，在热轧工序中，将热轧前的板坯加热温度设为1000～1300℃，将最终热轧时的最终轧制温度设为800～950℃，将热轧时的累积压下率设为98～99.5％，将从热轧结束温度至保热处理的保热温度的平均冷却速度设为80～200℃/秒，在保热处理工序中，将保热温度设为700～850℃，将保热时间设为10～180分钟，将冷轧工序前的钢板的未再结晶分率控制在10～20面积％，在冷轧工序中，将冷轧时的累积压下率设为80～95％，在最终退火工序中，将从升温开始温度至750℃的平均升温速度设为5～50℃/秒，将从750℃至最终退火的均热温度的平均升温速度在20～100℃/秒的范围内变更为比至750℃为止的所述平均升温速度快的升温速度，将最终退火的均热温度设为再结晶温度以上。
24.发明效果
25.根据本发明的上述方案，能够提供一种面向分割铁芯，除了冲裁加工性之外，轧制
function：取向确定功能)。基于该晶体取向分布函数而得到{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度。
40.(硅钢板的成分组成)
41.在本实施方式中，作为成分组成，硅钢板包含基本元素，并根据需要包含选择元素，剩余部分由fe和杂质构成。以下，成分组成所涉及的“％”是指“质量％”。
42.在本实施方式中，在硅钢板的成分组成中，si、al、mn为基本元素(主要的合金化元素)。
43.si：0.01～3.50％
44.si(硅)是使磁通密度降低并使钢板硬化而使钢板制造时的作业性降低，并使冲裁加工性降低的元素，但另一方面，是使钢板的电阻增大而降低涡流损耗，起到降低铁损的作用的元素。
45.如果si超过3.50％，则磁通密度、冲裁加工性显著降低，并且制造成本上升，因此si为3.50％以下。优选为3.20％以下，更优选为3.00％以下。另一方面，如果si小于0.01％，则钢板的电阻未增大，铁损未降低，因此si为0.01％以上。优选为0.10％以上，更优选为0.50％以上，进一步优选为超过2.00％，进一步优选为2.10％以上，进一步优选为2.30％以上。
46.al：0.001～2.500％
47.al(铝)从矿石或耐火物质不可避免地混入，在有助于脱氧的同时，与si同样，是增大电阻而降低涡流损耗，起到降低铁损的作用的元素。
48.如果al小于0.001％，则脱氧无法充分地进行，并且钢板的电阻未增大，铁损未降低，因此al为0.001％以上。优选为0.010％以上，更优选为0.050％以上，进一步优选为超过0.50％，进一步优选为0.60％以上。
49.另一方面，如果al超过2.500％，则饱和磁通密度降低，磁通密度降低，因此al为2.500％以下。优选为2.000％以下，更优选为1.600％以下。
50.mn：0.01～3.00％
51.mn(锰)是在增大电阻、降低涡流损耗的同时，起到抑制对于磁特性而言不优选的{111}<112>织构的生成的作用的元素。
52.如果mn小于0.01％，则无法充分地得到添加效果，因此mn为0.01％以上。优选为0.15％以上，更优选为0.40％以上，进一步优选为超过0.60％，进一步优选为0.70％以上。另一方面，如果mn超过3.00％，则退火时的晶粒的成长性降低，铁损增大，因此mn为3.00％以下。优选为2.50％以下，更优选为2.00％以下。
53.在本实施方式中，硅钢板含有杂质作为成分组成。此外，“杂质”是指工业上制造钢时，从作为原料的矿石、废料或制造环境等混入的成分。例如，是指c、p、s、n、b等元素。为了充分地发挥本实施方式的效果，这些杂质优选如以下这样进行限制。另外，由于优选杂质的含量少，因此不需要对下限值进行限制，杂质的下限值可以是0％。
54.c：0.0030％以下
55.c(碳)是使铁损加大的元素，也是成为磁时效的原因的杂质元素。c越少越优选，因此c为0.0030％以下。优选为0.0025％以下，更优选为0.0020％以下。c的下限没有特别限定，但如果考虑工业的纯化技术，则实用上0.0001％为下限，如果考虑制造成本则优选为
0.0005％以上。
56.p：0.180％以下
57.p(磷)是不会使磁通密度降低而使拉伸强度提高，但是使钢板脆化的杂质元素。如果p超过0.180％，则韧性降低，钢板容易产生断裂，因此p为0.180％以下。
58.在抑制钢板的断裂这方面，p越少越优选，因此优选为0.150％以下，更优选为0.120％以下。p的下限没有特别限定，但如果考虑工业的纯化技术，则0.0001％为下限，如果考虑制造成本则0.001％为实质上的下限。
59.s：0.003％以下
60.s(硫)是形成mns等微细的硫化物，在最终退火等中阻碍再结晶和晶粒生长的杂质元素。如果s超过0.003％，则最终退火等中的再结晶和晶粒生长被显著阻碍，因此s为0.003％以下。由于s越少越优选，因此优选为0.002％以下，更优选为0.001％以下。
61.s的下限没有特别限定，但如果考虑工业的纯化技术，则0.0001％为下限，如果考虑制造成本则0.0005％为实质上的下限。
62.n：0.003％以下
63.n(氮)是形成析出物，使铁损增大的杂质元素。如果n超过0.003％，则铁损的增大显著，因此n为0.003％以下。优选为0.002％以下，更优选为0.001％以下。n的下限没有特别限定，但如果考虑工业的纯化技术，则0.0001％为下限，如果考虑制造成本则0.0005％为实质上的下限。
64.b：0.002％以下
65.b(硼)是形成析出物，使铁损增大的杂质元素。如果b超过0.002％，则铁损的增大显著，因此b为0.002％以下。优选为0.001％以下，更优选为0.0005％以下。b的下限没有特别限定，但如果考虑工业的纯化技术，则0.0001％为下限，如果考虑制造成本则0.0005％为实质上的下限。
66.在本实施方式中，硅钢板在上述说明的基本元素和杂质之外，也可以含有选择元素。例如，替代作为上述剩余部分的fe的一部分，作为选择元素，也可以含有sb、sn、cu、rem、ca、mg。这些选择元素根据其目的而含有即可。因此，不需要对这些选择元素的下限值进行限制，下限值可以是0％。另外，即使作为杂质而含有这些选择元素，上述效果也没有损害。
67.sb：0～0.05％
68.sb(锑)是抑制钢板的表面氮化，有助于铁损的降低的元素。如果sb超过0.05％，则钢的韧性降低，因此sb为0.05％以下。优选为0.03％以下，更优选为0.01％以下。sb的下限没有特别限制，也可以是0％。为了优选地得到上述效果，sb可以为0.001％以上。
69.sn：0～0.20％
70.sn(锡)是抑制钢板的表面氮化，有助于铁损的降低的元素。如果sn超过0.20％，则钢的韧性降低或绝缘覆膜容易剥离，因此sn为0.20％以下。优选为0.15％以下，更优选为0.10％以下。sn的下限没有特别限制，也可以是0％。为了优选地得到上述效果，sn可以为0.01％以上。优选为0.04％以上，更优选为0.08％以上。
71.cu：0～1.00％
72.cu(铜)是在起到抑制对于磁特性不优选的{111}<112>织构的生成的作用的同时，控制钢板表面的氧化，并且起到对晶粒生长进行造粒化的作用的元素。如果cu超过1.00％，
则添加效果饱和，并且最终退火时的晶粒生长性被抑制，另外钢板的加工性降低，在冷轧时脆化，因此cu为1.00％以下。优选为0.60％以下，更优选为0.40％以下。cu的下限没有特别限制，也可以是0％。为了优选地得到上述效果，cu可以为0.10％以上。优选为0.20％以上，更优选为0.30％以上。
73.rem：0～0.0400％、
74.ca：0～0.0400％、
75.mg：0～0.0400％
76.rem(rare earth metal：稀土金属)、ca(钙)、mg(镁)是将s固定为硫化物或氧硫化物，抑制mns等的微细析出，起到对最终退火时的再结晶和晶粒生长进行促进的作用的元素。
77.如果rem、ca、mg超过0.0400％，则硫化物或氧硫化物过剩地生成，最终退火时的再结晶和晶粒生长被阻碍，因此rem、ca、mg中的任意一个为0.0400％以下。优选的是，任意一个元素均为0.0300％以下，更优选为0.0200％以下。
78.rem、ca、mg的下限没有特别限制，也可以是0％。为了优选地得到上述效果，rem、ca、mg中的任意一个均可以为0.0005％以上。优选任意一个元素均为0.0010％以上，更优选为0.0050％以上。
79.在此，rem是指sc、y以及镧系的合计17种元素，是其至少一种。上述rem含量意味着这些元素的至少一种的合计含量。在镧系的情况下，在工业上以混合稀土金属的形态添加。
80.在本实施方式中，作为成分组分，优选硅钢板以质量％计含有sb：0.001～0.05％、sn：0.01～0.20％、cu：0.10～1.00％、rem：0.0005～0.0400％、ca：0.0005～0.0400％或mg：0.0005～0.0400％中的至少一种。
81.上述的钢成分可以通过钢的一般分析方法进行测定。例如，钢成分可以使用icp
‑
aes(inductively coupled plasma
‑
atomic emission spectrometry：电感耦合等离子体
‑
原子发射光谱法)来测定。此外，c和s可以使用燃烧
‑
红外线吸收法，n可以使用惰性气体熔融
‑
热传导法，o可以使用惰性气体熔融
‑
非分散型红外线吸收法来测定。
82.此外，上述成分组成是硅钢板的成分组成，在作为测定试样的硅钢板在表面具有绝缘覆膜等的情况下，是将其除去并进行测定而得到的成分组分。
83.作为除去无方向性电磁钢板的绝缘覆膜等的方法，例如具有以下方法：将具有绝缘覆膜等的无方向性电磁钢板依次浸渍于氢氧化钠水溶液、硫酸水溶液、硝酸水溶液，进行清洗，用热风进行干燥。通过这一系列的处理，能够得到除去了绝缘覆膜的硅钢板。
84.(电磁钢板的磁特性)
85.在本实施方式的无方向性电磁钢板中，作为分割铁芯用，优选在轧制方向和板宽方向(与轧制方向成直角的方向)这两个方向上确保优异的磁特性。因此，在将以磁化力5000a/m进行励磁时的轧制方向的磁通密度和板宽方向的磁通密度的平均设为磁通密度b
50
，将轧制方向的饱和磁通密度和板宽方向的饱和磁通密度的平均设为饱和磁通密度bs时，优选磁通密度b
50
与饱和磁通密度bs的比即b
50
/bs为0.82以上。
86.上述b
50
/bs优选为0.84以上，更优选为0.86以上，进一步优选为0.90以上。另一方面，由于饱和磁通密度bs是负载最大磁场时得到的最大磁通密度，因此b
50
/bs的值的最大值为1。b
50
/bs的上限没有特别限定，可以为1.00。优选为0.98以下。
87.在本实施方式中进行控制的{5 5 7}<7 14 5>取向是接近{4 1 1}<1 4 8>取向的取向，该{4 1 1}<1 4 8>取向是接近对轧制方向和板宽方向的磁通密度b
50
进行改善的{1 0 0}<0 1 2>取向的取向。因此，在本实施方式中，认为在轧制方向和板宽方向这两个方向上磁特性改善。
88.电磁钢板的磁特性例如可以通过single sheet tester(单片材测试器)(sst)，对与将钢板以磁化力5000a/m进行磁化的情况下的轧制方向和板宽方向相关的磁通密度用单位：t(特斯拉)进行测定而求出磁通密度b
50
，同样地，对与使钢板负载最大磁场的情况下的轧制方向和板宽方向相关的磁通密度用单位：t(特斯拉)进行测定而求出饱和磁通密度bs。
89.(电磁钢板的冲裁加工性)
90.本实施方式的无方向性电磁钢板由于提高了{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度，因此冲裁加工时的加工精度提高。例如，在进行圆形冲裁加工时，加工品的真圆度减小。
91.此外，真圆度可以通过圆形冲裁加工品的最大半径与最小半径的差进行评价。例如，在对半径200mm的圆形品进行冲裁加工时，可以对该冲裁加工品的最大半径和最小半径进行测定，求出该差。
92.在本实施方式中，优选真圆度为45μm以下，更优选为40μm以下。另一方面，真圆度的下限没有特别限制。但是，将真圆度控制得比5μm小实质上是困难的，因此可以将下限设为5μm。
93.如上所述，在本实施方式中，由于使板厚方向的中心区域中的{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度比通常的钢板高，因此冲裁加工性提高。认为冲裁加工性提高的机理如下。
94.在本实施方式中进行控制的{5 5 7}<7 14 5>取向是接近{1 1 1}<1 1 2>取向的取向。该{1 1 1}取向的全周方向的硬度各向异性小，因此在冲裁加工时，钢板被拉伸变形的区域在全周方向上大致相等。因此，认为如果{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度提高，则冲裁加工性也提高。
95.(作为电磁钢板的其他特征)
96.硅钢板的板厚可以根据用途等进行适当调整，没有特别限定。但硅钢板的板厚，从制造的观点出发，优选为0.10mm以上，更优选为0.15mm以上。另一方面，硅钢板的板厚优选为0.50mm以下，更优选为0.35mm以下。
97.本实施方式的无方向性电磁钢板也可以在硅钢板的表面具有绝缘覆膜。该绝缘覆膜的种类没有特别限定，可以从公知的绝缘覆膜根据用途等进行适当选择。
98.例如，绝缘覆膜可以是有机系覆膜或无机系覆膜中的任意一种。作为有机系覆膜，例如可举出聚胺系树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸苯乙烯树脂、醇酸树脂、聚酯树脂、硅酮树脂、氟树脂、聚烯烃树脂、苯乙烯树脂、乙酸乙烯酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯树脂、三聚氰胺树脂等覆膜。
99.作为无机系覆膜，例如可举出磷酸盐系覆膜、磷酸铝系覆膜等。进而，可举出包含上述树脂的有机
‑
无机复合系覆膜等。绝缘覆膜的厚度没有特别限定，作为单面的膜厚，优选为0.05～2μm。
100.接着，对本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法进行说明。
101.图2是例示本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法的流程图。在本实施方式中，对调整了成分组成的钢水进行铸造、热轧、在热轧后的冷却时进行保热处理、酸洗、冷
轧、接着实施最终退火而制造硅钢板。进而，在硅钢板的上层设置绝缘覆膜从而制造无方向性电磁钢板。
102.在本实施方式中，对各工序进行控制从而对冷轧前的钢板中的再结晶组织和未再结晶组织的比率(未再结晶分率)进行控制，在此基础上对冷轧和最终退火进行控制，由此在硅钢板的板厚方向的中心区域提高{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度。
103.例如，冷轧前的未再结晶分率，并不是通过钢组成、热轧时的温度、热轧时的压下率、热轧后的冷却条件等仅一个工序的一个条件能够控制的技术特征，而是各工序的各条件复合地相互影响而控制的技术特征。
104.具体而言，钢组成的si含量是对在热轧温度下钢组织的构成相是否成为α相及/或γ相造成影响的因子，si含量在0.01～3.50％的范围内越高则冷轧前的未再结晶分率越大。
105.钢组成的al含量是对在热轧温度下钢组织的构成相是否成为α相及/或γ相造成影响的因子，al含量在0.001～2.500％的范围内越高则冷轧前的未再结晶分率越大。
106.钢组成的mn含量是对影响再结晶驱动力的mns生成量造成影响的因子，mn含量在0.01～3.00％的范围内越高则冷轧前的未再结晶分率越大。
107.热轧时的温度，具体而言，热轧前的板坯加热温度是对钢组织的构成相是否成为α相及/或γ相造成影响的因子，另外是对热轧加工组织的形成造成影响的因子，热轧前的板坯加热温度在1000～1300℃的范围内越高则冷轧前的未再结晶分率越大。
108.热轧时的温度，具体而言，最终热轧时的最终轧制温度是对钢组织的构成相是否成为α相及/或γ相造成影响的因子，另外是对热轧加工组织的形成造成影响的因子，最终热轧时的最终轧制温度在800～950℃的范围内越高则冷轧前的未再结晶分率越小。
109.热轧时的压下率是对热轧加工组织的形成造成影响的因子，热轧时的压下率在98～99.5％的范围内越大则冷轧前的未再结晶分率越小。
110.热轧后的冷却条件，具体而言，从热轧结束温度至保热处理温度的冷却速度是对热轧加工组织的恢复和再结晶造成影响的因子，该温度范围内的平均冷却速度在80～200℃/秒的范围内越快则冷轧前的未再结晶分率越大。
111.热轧后的冷却条件，具体而言，保热处理时的保热温度也是对热轧加工组织的恢复和再结晶造成影响的因子，保热处理时的保热温度在700～850℃的范围内越高则冷轧前的未再结晶分率越小。
112.热轧后的冷却条件，具体而言，保热处理时的保热时间也是对热轧加工组织的恢复和再结晶造成影响的因子，保热处理时的保热时间在10～180分钟的范围内越长则冷轧前的未再结晶分率越小。
113.在本实施方式中，对上述各个条件有意地、复合地且不可分地进行控制，完善钢组织，以使得冷轧前的未再结晶分率在组织中成为1/10以上且1/5以下，即成为面积分率10～20％。
114.接着，将对冷轧前的未再结晶分率进行了控制的钢板供于冷轧和最终退火，进行控制以使得{5 5 7}<7 14 5>取向晶粒优先地进行再结晶。
115.例如，{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度，并不是通过冷轧前的未再结晶分率、冷轧的压下率、最终退火时的升温速度等仅一个工序的一个条件能够控制的技术特征，而是各
工序的各条件复合地相互影响而控制的技术特征。
116.具体而言，冷轧时的压下率是对成为{5 5 7}<7 14 5>取向晶粒进行再结晶的基底的冷轧加工组织的形成造成影响的因子，冷轧时的累积压下率在80～95％的范围内越大则{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度越小。
117.最终退火时的升温速度，具体而言，从升温开始温度至750℃的升温速度是对{5 5 7}<7 14 5>取向晶粒的再结晶晶核的生成造成影响的因子，该温度范围中的平均升温速度在5～50℃/秒的范围内越接近中央值则{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度越大。
118.最终退火时的升温速度，具体而言，从750℃至最终退火的均热温度的升温速度是对{5 5 7}<7 14 5>取向晶粒的晶粒生长造成影响的因子，该温度范围中的平均升温速度在20～100℃/秒的范围内越快则{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度越大。
119.在本实施方式中，对上述各个条件有意地、复合地且不可分地进行控制，完善钢组织，以使得在硅钢板的板厚方向的中心区域{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度成为12以上且35以下。
120.如上所述，{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度，并不是通过仅对一个工序的一个条件进行控制而得到的技术特征。{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度是在对冷轧前的未再结晶分率进行控制的基础上，对冷轧和最终退火的条件进行控制，由此能够首次完善的技术特征。
121.具体而言，本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法包括铸造工序、热轧工序、保热处理工序、酸洗工序、冷轧工序、最终退火工序以及覆膜形成工序，
122.在铸造工序中，铸造板坯，该板坯作为成分组成，以质量％计含有si：0.01～3.50％、al：0.001～2.500％、mn：0.01～3.00％、c：0.0030％以下、p：0.180％以下、s：0.003％以下、n：0.003％以下、b：0.002％以下、sb：0～0.05％、sn：0～0.20％、cu：0～1.00％、rem：0～0.0400％、ca：0～0.0400％、mg：0～0.0400％，剩余部分由fe和杂质构成，
123.在热轧工序中，将热轧前的板坯加热温度设为1000～1300℃，将最终热轧时的最终轧制温度设为800～950℃，将热轧时的累积压下率设为98～99.5％，将从热轧结束温度至保热处理的保热温度的平均冷却速度设为80～200℃/秒，
124.在保热处理工序中，将保热温度设为700～850℃，将保热时间设为10～180分钟，
125.将冷轧工序前的钢板的未再结晶分率控制在10～20面积％，
126.在冷轧工序中，将冷轧时的累积压下率设为80～95％，
127.在最终退火工序中，将从升温开始温度至750℃的平均升温速度设为5～50℃/秒，将从750℃至最终退火的均热温度的平均升温速度在20～100℃/秒的范围内变更为比上述的至750℃为止的平均升温速度快的升温速度，将最终退火的均热温度设为再结晶温度以上。
128.以下，作为优选的制造方法，从铸造工序起依次进行说明。
129.(铸造工序)
130.在铸造工序中，可以通过转炉或电炉等对上述成分组成的钢进行熔炼，使用该钢水制造板坯。也可以通过连续铸造法来制造板坯，也可以使用钢水制造铸锭，对铸锭进行开坯轧制来制造板坯。另外，也可以通过其他方法来制造板坯。板坯的厚度没有特别限定，例如为150～350mm。板坯的厚度优选为220～280mm。也可以使用厚度为10～70mm的所谓的薄板坯作为板坯。
131.在铸造工序中，将钢组成的si含量控制在0.01～3.50％的范围内，将al含量控制在0.001～2.500％的范围内，将mn含量控制在0.01～3.00％的范围内，以使得冷轧前的钢板的未再结晶分率成为10～20面积％。
132.si含量优选为0.10％以上，更优选为0.50％以上，进一步优选为超过2.00％，进一步优选为2.10％以上，进一步优选为2.30％以上。另外，si含量优选为3.20％以下，更优选为3.00％以下。al含量优选为0.010％以上，更优选为0.050％以上，进一步优选为超过0.50％，进一步优选为0.60％以上。另外，al含量优选为2.000％以下，更优选为1.600％以下。mn含量优选为0.15％以上，更优选为0.40％以上，进一步优选为超过0.60％，进一步优选为0.70％以上。另外，mn含量优选为2.50％以下，更优选为2.00％以下。
133.(热轧工序)
134.在热轧工序中，可以使用热轧机对板坯进行热轧。热轧机例如包括粗轧机和配置于粗轧机的下游的精轧机。在通过粗轧机对加热后的钢材进行轧制后，进一步通过精轧机进行轧制，从而制造热轧钢板。
135.在热轧工序中，将热轧前的板坯加热温度控制在1000～1300℃的范围内，将最终热轧时的最终轧制温度控制在800～950℃的范围内，将热轧时的累积压下率控制在98～99.5％的范围内，将从热轧结束温度至保热处理温度的平均冷却速度控制在80～200℃/秒的范围内，以使得冷轧前的钢板的未再结晶分率成为10～20面积％。
136.板坯加热温度优选为1100℃以上，更优选为1150℃以上。另外，板坯加热温度优选为1250℃以下，更优选为1200℃以下。最终轧制温度优选为850℃以上。另外，最终轧制温度优选为900℃以下。平均冷却速度优选为100℃/秒以上，更优选为120℃/秒以上。另外，平均冷却速度优选为180℃/秒以下，更优选为150℃/秒以下。
137.此外，在开始最终热轧的时刻，钢板的厚度优选为20～100mm。另外，热轧的累积压下率如下这样定义。
138.累积压下率(％)＝(1
‑
热轧后的钢板的板厚/热轧前的钢板的板厚)
×
100
139.(保热处理工序)
140.在保热处理工序中，在热轧后的冷却途中对热轧钢板进行保热。在保热处理工序中，将保热温度控制在700～850℃的范围内，将保热时间控制在10～180分钟的范围内，以使得冷轧前的钢板的未再结晶分率成为10～20面积％。
141.保热温度优选为750℃以上，更优选为780℃以上。另外，保热温度优选为830℃以下，更优选为800℃以下。保热时间优选为20分钟以上，更优选为30分钟以上，进一步优选为40分钟以上。另外，保热时间优选为150分钟以下，更优选为120分钟以下，进一步优选为100分钟以下。
142.(酸洗工序)
143.在酸洗工序中，为了除去在热轧钢板的表面生成的氧化皮，可以进行酸洗。热轧板酸洗时的酸洗条件没有特别限定，可以在公知的条件下进行。
144.(冷轧工序前的钢板)
145.在本实施方式中，对于经过了上述的铸造工序、热轧工序、保热处理工序、酸洗工序的钢板，即冷轧工序前的钢板，将组织中的未再结晶分率控制在10～20面积％。
146.现有的无方向性电磁钢板的主取向之一是{1 1 1}<1 1 2>取向。通常，通过使冷
轧前的钢板组织全部进行再结晶，并通过冷轧向组织内导入应变，在最终退火时从晶界生成且生长再结晶晶核，从而形成该取向的晶粒。另一方面，在本实施方式中，通过在冷轧前的钢板的组织中使未再结晶组织仅残留规定量，对冷轧条件和最终退火条件进行良好地控制，从而有意地形成{5 5 7}<7 14 5>取向的晶粒。
147.此外，如果上述未再结晶分率未满足10～20面积％，则最终无法对{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度进行控制。另外，如果使上述冷轧前的钢板的组织超过规定量地包含未再结晶组织，则在最终退火后的组织中，难以形成对磁特性的改善有效的{4 1 1}<1 4 8>取向的晶粒。因此，为了兼顾优异的磁特性和冲裁加工性，将冷轧工序前的钢板的未再结晶分率控制在10～20面积％是最佳的。
148.在现有技术中，在热轧工序后将热轧钢板冷却至室温附近后，再次进行加热，在均热温度800～1050℃下实施均热时间1分钟以内的热轧板退火。但是，在该热轧板退火中，难以以上述比例在冷轧前的钢板的组织中稳定地制造再结晶组织和未再结晶组织。
149.在本实施方式中，为了对冷轧前的钢板的未再结晶分率进行控制，在热轧后的冷却途中对钢板实施上述的保热处理。并且，在将保热后的钢板冷却至室温附近后，不实施热轧板退火。其结果，由于冷轧前的钢板的未再结晶分率得到良好地控制，因此最终能够在钢板的板厚方向的中心区域提高{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度。
150.此外，冷轧工序前的钢板的未再结晶分率能够通过以下方法进行测定。对从冷轧工序前的钢板切出的25mm
×
25mm左右的试验片的板面进行机械研磨，减厚至钢板的板厚的1/2。对该研磨面实施化学研磨或电解研磨，除去应变而制成测定用试验片。
151.对测定用试验片，可以进行ebsd(electron back scattering diffraction：电子背散射衍射)，根据kam(kernel average misorientation：核平均定向误差)值，求出观察视野中的未再结晶分率。例如，在观察视野中将kam值为2.0以上的晶粒判断为未再结晶晶粒。ebsd测定改变观察视野在10处以上实施，以观察视野的总面积成为1000000μm2以上的方式进行即可。
152.如上所述，在本实施方式中，优选在从热轧工序至冷轧工序之间不实施热轧板退火。即，在本实施方式中，优选热轧工序、保热处理工序、酸洗工序、冷轧工序为连续的工序。具体而言，优选对热轧工序后的钢板实施保热处理，对保热处理后的钢板实施酸洗，对酸洗工序后的钢板实施冷轧。
153.(冷轧工序)
154.在冷轧工序中，对未再结晶分率被控制在10～20面积％的钢板实施冷轧。在冷轧工序中，将冷轧时的累积压下率控制在80～95％的范围内，以使得在最终退火后{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度成为12～35。该累积压下率优选为83％以上，更优选为85％以上。
155.此外，冷轧的累积压下率如下这样定义。
156.累积压下率(％)＝(1
‑
冷轧后的钢板的板厚/冷轧前的钢板的板厚)
×
100
157.(最终退火工序)
158.在最终退火工序中，对冷轧钢板实施最终退火。在最终退火工序中，将从升温开始温度至750℃的温度范围中的平均升温速度控制在5～50℃/秒的范围内，将从750℃至最终退火的均热温度的温度范围中的平均升温速度在20～100℃/秒的范围内控制在比上述的至750℃为止的平均升温速度快的升温速度，将最终退火的均热温度控制在再结晶温度以
上，以使得在最终退火后{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度成为12～35。
159.至750℃为止的平均升温速度优选为10℃/秒以上，更优选为20℃/秒以上。另外，至750℃为止的平均升温速度优选为40℃/秒以下，更优选为30℃/秒以下。从750℃起的平均升温速度优选为30℃/秒以上，更优选为40℃/秒以上。另外，从750℃起的平均升温速度优选为80℃/秒以下，更优选为60℃/秒以下。
160.最终退火时的均热温度优选为800～1200℃。均热温度优选为850℃以上。均热时间优选为5～120秒。均热时间优选为10秒以上，更优选为20秒以上。
161.在上述最终退火后，在钢板(硅钢板)的板厚方向的中心区域中，{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度被控制在12～35。
162.(覆膜形成工序)
163.在覆膜形成工序中，在最终退火后的硅钢板上形成绝缘覆膜。绝缘覆膜例如可以是有机系覆膜或无机系覆膜的任意一种。绝缘覆膜的形成条件可以采用与现有的无方向性电磁钢板的绝缘覆膜同样的形成的条件。
164.通过以上工序对{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度进行了优选的控制的无方向性电磁钢板，适合作为旋转机、中小型变压器、电气部件等的磁性材料，特别是适合作为电动机的分割铁芯用的磁性材料。
165.以下，对将本实施方式的无方向性电磁钢板作为电动机的分割铁芯进行应用的情况进行说明。
166.图3表示电动机的分割铁芯的一个方案。如图3所示，电动机铁芯100由冲裁构件11和将冲裁构件11进行层叠而一体化的层叠体13构成。该冲裁构件11是对无方向性电磁钢板进行冲裁加工而制作。冲裁构件11包括圆弧上的轭部17和从轭部17的内周面向径向方向内侧突出的齿部15。通过将冲裁构件11连结成圆环状，从而构成电动机铁芯100。
167.此外，冲裁构件11的形状、连结成圆环状的个数、层叠数等可以根据目的而设计。
168.[实施例]
[0169]
接着，通过实施例进一步具体地说明本发明的一个方案的效果，本实施例中的条件仅是为了确认本发明的实施可能性和效果而采用的一个条件示例，本发明并不限定于这一个条件示例。本发明只要不脱离本发明的主旨、达成本发明的目的，就能够采用各种条件。
[0170]
<实施例1>
[0171]
对调整了成分组成的板坯进行铸造后，对各工序中的制造条件进行控制而制造了硅钢板。将硅钢板的化学组分在表1和表2中示出，将制造条件在表3～表8中示出。此外，在上述制造时，在表3～表5所示的条件下进行热轧和保热处理，冷却至室温后进行酸洗。此外，在表中的“保热处理工序”栏中记载为“热轧板退火”的试样，在热轧后的冷却途中未进行保热而冷却至室温，之后，在氮100％的气氛中在800℃下实施了60秒的热轧板退火，在冷却至室温后进行了酸洗。
[0172]
对于经过了铸造工序、热轧工序、保热处理工序、酸洗工序的钢板，即冷轧工序前的钢板，在表3～表5中，示出对组织中的未再结晶分率进行测定的结果。此外，未再结晶分率根据上述的方法进行测定。
[0173]
对于测定了未再结晶分率的钢板，在表6～表8所示的条件下，进行了冷轧和最终
退火。在最终退火中，将均热温度设为再结晶温度以上的800～1100℃，将均热时间设为30秒。另外，在最终退火后的硅钢板上形成了平均厚度为1μm的磷酸系的绝缘覆膜。此外，对于表中的“最终退火工序”栏，“升温速度a”表示从升温开始温度至750℃的平均升温速度，“升温速度b”表示从750℃至最终退火的均热温度的平均升温速度，“升温速度控制”表示升温速度a和升温速度b的大小关系。
[0174]
在表6～表8中，对于所制造的无方向性电磁钢板，将对硅钢板的板厚方向的中心区域中的{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度进行测定的结果表示为“织构集聚度”。此外，{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度根据上述的方法进行测定。
[0175]
将硅钢板的化学组分在表1和表2中示出，将制造条件和制造结果在表3～表8中示出。此外，板坯的化学组分和硅钢板的化学组分实质上相同。在表中，硅钢板的化学组分的
“‑”
表示未有意地添加合金化元素，或含量为测定检测下限以下。在表中，标注了下划线的值表示在本发明的范围外。
[0176]
使用所制造的无方向性电磁钢板，作为磁特性对磁通密度、以及作为冲裁加工性对圆形冲裁品的真圆度进行了评价。磁通密度和真圆度根据上述的方法进行评价。将b
50
/bs为0.82以上的情况判断为磁特性良好。另外，将圆形冲裁品的真圆度为45μm以下的情况判断为冲裁加工性良好。
[0177]
将磁特性和冲裁加工性的评价结果在表6～表8中示出。试验no.b1～b22的本发明例，由于对于硅钢板，成分组成和织构进行了良好地控制，因此作为无方向性电磁钢板，磁特性和冲裁加工性优异。
[0178]
另一方面，试验no.b1～b44的比较例，由于对于硅钢板，成分组成或织构中的至少一个未进行良好的控制，因此作为无方向性电磁钢板，磁特性或冲裁加工性中的任意一个不能满足。
[0179]
图4表示{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度与真圆度的关系。该图4是基于本发明例b1～b22和比较例b1～b44，图示出{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚度与真圆度的关系的图表。图4中示出随着{5 5 7}<7 14 5>取向的集聚，真圆度的值变小。
[0180]
[表1]
[0181][0182]
[表2]
[0183][0184]
[表3]
[0185][0186]
[表4]
[0187][0188]
[表5]
[0189][0190]
[表6]
[0191][0192]
[表7]
[0193][0194]
[表8]
[0195][0196]
工业可利用性
[0197]
根据本发明的上述方案，能够提供一种面向分割铁芯，除了冲裁加工性之外，轧制方向和板宽方向这两个方向的磁特性优异的无方向性电磁钢板及其制造方法。因此，工业可利用性高。
[0198]
附图标记说明
[0199]
1 无方向性电磁钢板
[0200]
3 硅钢板(母材钢板)
[0201]
5 绝缘覆膜(张力覆膜)
[0202]
11 冲裁构件
[0203]
13 层叠体
[0204]
15 齿部
[0205]
17 轭部
[0206]
100 电动机铁芯