无取向性电磁钢板及其制造方法技术

提高磁通密度，降低铁损。提供一种无取向性电磁钢板，其具有下述成分组成：以质量％计，含有C：0.0050％以下、Si：1.50％以上4.00％以下、Al：0.500％以下、Mn：0.10％以上5.00％以下、S：0.0200％以下、P：0.200％以下、N：0.0050％以下、O：0.0200％以下和Ca：0.0010％以上0.0050％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，Ar3相变点为700℃以上，结晶粒径为80μm以上200μm以下，维氏硬度为140HV以上230HV以下。

Non-Oriented Electromagnetic Steel Plate and Its Manufacturing Method

Increase magnetic flux density and reduce iron loss. A non-oriented electromagnetic steel sheet is provided, which consists of the following components: C:0.0050%, Si:1.50% or more than 4.00%, Al:0.500%, Mn:0.10% or more than 5.00%, S:0.0200%, P:0.200%, N:0.0050%, O:0.0200% or C a:0.0010% or more, 0.0050% or less, and the remaining parts are Fe and non-Fe. Avoidable impurities, Ar3 phase transition point is above 700 C, crystalline size is above 80 micron and below 200 micron, Vickers hardness is above 140 HV and below 230HV.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无取向性电磁钢板及其制造方法
本专利技术涉及无取向性电磁钢板及其制造方法。
技术介绍
近年来，由于工厂节能需求的提高，正在使用高效感应电机。对于这种电机而言，为了提高效率，增大铁芯叠片厚度，或者提高绕线的填充系数。此外，还进行了将铁芯中使用的电磁钢板由现有的低等级材料变更为铁损低的高等级材料。另外，对于这种感应电机的芯材而言，从降低铜损的观点来看，除了低铁损以外还要求降低设计磁通密度下的激励有效电流。为了降低激励有效电流，提高芯材的磁通密度是有效的。另外，对于最近正迅速普及的混合动力电动汽车的驱动电机而言，在启动时和加速时需要高扭矩，因此期望进一步提高磁通密度。作为磁通密度高的电磁钢板，例如，专利文献1中公开了一种在Si为4％以下的钢中添加0.1％以上5％以下的Co的无取向性电磁钢板。但是，Co非常昂贵，因此在应用于一般的电机中时，具有导致成本显著增加的问题。另一方面，若使用低Si的材料，虽然能提高磁通密度，但这种材料性质柔软，因此在冲压成电机铁芯用材料时具有铁损增加大的问题。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2000-129410号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在这种背景下，目前需要一种不会引起成本显著增加、可提高电磁钢板的磁通密度并降低铁损的技术。鉴于上述课题，本专利技术的目的在于提供一种具有高磁通密度和低铁损的无取向性电磁钢板及其制造方法。用于解决课题的手段本专利技术人对上述课题的解决进行了深入研究，结果发现，通过形成在热轧时产生γ→α相变(从γ相向α相的相变)的成分组成，并且使维氏硬度为140HV以上230HV以下，由此可不进行热轧板退火而得到磁通密度与铁损的平衡优异的材料。本专利技术是基于该技术思想而进行的，其具有下述构成。1.一种无取向性电磁钢板，其具有下述成分组成：以质量％计，含有C：0.0050％以下、Si：1.50％以上4.00％以下、Al：0.500％以下、Mn：0.10％以上5.00％以下、S：0.0200％以下、P：0.200％以下、N：0.0050％以下、O：0.0200％以下、和Ca：0.0010％以上0.0050％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，Ar3相变点为700℃以上，结晶粒径为80μm以上200μm以下，维氏硬度为140HV以上230HV以下。2.如上述1所述的无取向性电磁钢板，其中，上述成分组成以质量％计进一步含有Ni：0.010％以上3.000％以下。3.如上述1或2所述的无取向性电磁钢板，其中，上述成分组成以质量％计进一步抑制为Ti：0.0030％以下、Nb：0.0030％以下、V：0.0030％以下、和Zr：0.0020％以下。4.一种无取向性电磁钢板的制造方法，其为制造上述1至3中任一项所述的无取向性电磁钢板的方法，其中，在γ相到α相的两相区中进行至少1道次的热轧。专利技术的效果根据本专利技术，能够得到高磁通密度且低铁损的电磁钢板。附图说明图1是隔环(caulkingring)试样的示意图。图2是示出Ar3相变点对磁通密度B50产生的影响的曲线图。具体实施方式以下，结合其限定理由对本专利技术的详细情况进行说明。首先，为了研究两相区对磁特性所产生的影响，在实验室对含有表1的成分组成的钢A至钢C进行熔炼，对于所得到的扁钢坯进行了热轧。热轧以7道次进行，热轧的最初道次(F1)的入口侧温度设为1030℃，热轧的最终道次(F7)入口侧温度设为910℃。[表1]表1对所得到的热轧板进行酸洗后，冷轧至板厚0.35mm，接着，在20％H2-80％N2气氛下进行950℃×10s的最终退火。通过冲压，由如此得到的最终退火板制作外径55mm、内径35mm的环试样1，如图1所示，在环试样1的6等分各处进行V形嵌缝2，将10个环试样1层积固定。在磁测定中，对该层积体进行初次100匝、二次100匝的绕线，利用功率计法进行评价。另外，关于维氏硬度，根据JISZ2244将500g的金刚石压头压入钢板的轧制方向的截面，由此进行测定。关于结晶粒径，对同一截面进行研磨，利用硝酸乙醇腐蚀液进行蚀刻后，根据JISG0551进行测定。将上述表1的钢A至钢C的磁特性和维氏硬度的测定结果示于表2。首先，着眼于磁通密度，可知在钢A的情况下磁通密度低，在钢B和钢C的情况下磁通密度高。为了调查该原因而调查了最终退火后的材料的织构，结果可知：在钢A的情况下，与钢B、C相比，对磁特性不利的(111)织构发达。已知冷轧前的组织会对电磁钢板的织构形成产生大幅影响，因此对热轧后的组织进行了调查，结果在钢A的情况下形成了未再结晶组织。因此认为，在钢A的情况下，在热轧后的冷轧、最终退火工序中(111)系的织构发达。[表2]表2钢磁通密度B50(T)铁损W15/50(W/kg)HV结晶粒径(μm)A1.643.40145121B1.694.00135120C1.692.60155122另一方面，对钢B、C的热轧后的组织进行了观察，结果形成了完全再结晶的组织。因此认为，在钢B、C的情况下，对磁特性不利的(111)织构的形成受到抑制，磁通密度提高。这样为了调查热轧后的组织因钢种而不同的原因，通过线膨胀系数的测定评价了热轧时的相变行为。其结果，在钢A的情况下从高温区域至低温区域为α单相，可知在热轧时未发生相变。另一方面，在钢B的情况下Ar3相变点为1020℃，在钢C的情况下Ar3相变点为930℃，可知钢B在最初道次发生了γ→α相变，钢C在3～5道次发生了γ→α相变。这样认为，通过在热轧中发生γ→α相变，将相变应变作为驱动力而使再结晶进行。由此可知，在进行热轧的温度区域中具有γ→α相变很重要。因此，为了调查完成γ→α相变的Ar3相变点为几度，进行了以下的实验。即，在实验室对下述钢进行熔炼，对由各钢制作的扁钢坯进行热轧，上述钢以质量％计将C：0.0016％、Al：0.001％、P：0.010％、S：0.0008％、N：0.0020％、O：0.0050～0.0070％、Ni：0.100％、Ca：0.0029％、Ti：0.0010％、V：0.0010％、Zr：0.0005％和Nb：0.0004％作为基本成分，在其中为了改变Ar3相变点而改变了Si和Mn的含有平衡。热轧以7道次进行，将热轧的最初道次(F1)的入口侧温度设为900℃、热轧的最终道次(F7)入口侧温度设为780℃，至少1道次在从α相向γ相的两相区进行轧制。对该热轧板进行酸洗后，冷轧至板厚0.35mm，接着，在20％H2-80％N2气氛下进行950℃×10s的最终退火。通过冲压，由如此得到的最终退火板制作外径55mm、内径35mm的环试样1，如图1所示，在环试样1的6等分各处进行V形嵌缝2，将10个环试样1层积固定。在磁测定中，对该层积体进行初次100匝、二次100匝的绕线，利用功率计法进行评价。图2中示出Ar3相变点对磁通密度B50产生的影响。可知：Ar3相变点小于700℃的情况下，磁通密度B50降低。其理由并未明确，但认为是由于：Ar3相变点小于700℃的情况下，冷轧前的结晶粒径变小，因此在后续的冷轧至最终退火的过程中，对磁特性不利的(111)织构发达。由此，Ar3相变点设为700℃以上。从磁通密度的观点来看，优选设为730℃以上。对Ar3相变点的上限没有特别设定，但在热轧中发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无取向性电磁钢板，其具有下述成分组成：以质量％计，含有C：0.0050％以下、Si：1.50％以上4.00％以下、Al：0.500％以下、Mn：0.10％以上5.00％以下、S：0.0200％以下、P：0.200％以下、N：0.0050％以下、O：0.0200％以下、和Ca：0.0010％以上0.0050％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，Ar3相变点为700℃以上，结晶粒径为80μm以上200μm以下，维氏硬度为140HV以上230HV以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.27 JP 2016-2110441.一种无取向性电磁钢板，其具有下述成分组成：以质量％计，含有C：0.0050％以下、Si：1.50％以上4.00％以下、Al：0.500％以下、Mn：0.10％以上5.00％以下、S：0.0200％以下、P：0.200％以下、N：0.0050％以下、O：0.0200％以下、和Ca：0.0010％以上0.0050％，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，Ar3相变点为700℃以上，结晶粒径为80μm以上20...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾田善彦，大久保智幸，财前善彰，上坂正宪，平谷多津彦，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP