高强度电磁钢板及其制造方法技术

根据本发明专利技术，通过使电磁钢板由如下成分组成构成，并且满足板厚：0.40mm以下、未再结晶的加工组织：10％～70％、拉伸强度(TS)：600MPa以上、铁损W

High strength electromagnetic steel plate and manufacturing method thereof

According to the invention, the electromagnetic steel plate is made up of the following components, and meets the thickness of the plate: 0.40mm below and without recrystallization of the processing tissue: 10% to 70%, tensile strength (TS):600MPa or more, iron loss W

【技术实现步骤摘要】
高强度电磁钢板及其制造方法相关参照本申请是2012年8月8日提交的、申请号为201280075133.4、专利技术名称为“高强度电磁钢板及其制造方法”的专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种无方向性电磁钢板，特别涉及一种适合用于以涡轮发电机、电动汽车、混合动力汽车的驱动电机以及机床用电机等高速旋转机器的转子为典型例的被附加大的应力的部件的、高强度且具有优异的磁特性的高强度电磁钢板及其制造方法。
技术介绍
近年来，由于电机的驱动系统的发展，驱动电源的频率控制成为可能，可变速运转或进行商用频率以上的高速旋转的电机逐渐增加。在这样的进行高速旋转的电机中，作用于转子这样的旋转体的离心力与旋转半径成比例，与旋转速度的平方成比例增大，因此尤其是作为中·大型的高速电机的转子材料，需要高强度材料。另外，近年来，在混合动力汽车的驱动电机、压缩机电机等中的使用越来越多的永磁型DC变频器控制电机中，在转子外周部设置狭缝埋设磁铁。因此，由于电机高速旋转时的离心力，应力集中在窄的桥部(转子外周与狭缝间的部分等)。并且，因电机的加减速运转或振动而应力状态发生变化，因此转子所使用的芯材料需具有高强度和高疲劳强度。此外，在高速旋转电机中，因高频磁通量产生涡流，电机效率下降，并且产生发热。若该发热量增多，则埋入转子内的磁铁减磁，因此还要求高频区的铁损低。因此，作为转子用材料，迫切期望一种磁特性优异且高强度的电磁钢板。其中，作为钢板的强化方法，已知有固溶强化、析出强化、细晶强化和多相强化等，但这些强化方法中的大部分会使磁特性劣化，因此一般而言兼得强度和磁特性极其困难。在这样的状况下，提出了几种具有高强度的电磁钢板。例如，专利文献1中，提出了将Si含量提高至3.5～7.0％，并且为了固溶强化而添加Ti、W、Mo、Mn、Ni、Co和Al等元素以实现高强度化的方法。另外，专利文献2中，提出了在上述强化法的基础上，通过设计最终退火条件使结晶粒径为0.01～5.0mm而改善磁特性的方法。然而，将这些方法用于工厂生产时，在热轧后的连续退火工序、其后的轧制工序等中容易发生板断裂等问题，存在成品率下降、不得不停止生产线等问题。对此，虽然将冷轧变为板温为数百℃的温轧，则可减少板断裂，但这样则不仅需要针对温轧进行应对，而且因生产上的制约增大等而在工序管理上也会有较大问题。另外，专利文献3中提出了对于Si含量为2.0～3.5％的钢，用Mn、Ni实现固溶强化的方法，专利文献4中提出了向Si含量为2.0～4.0％的钢中添加Mn、Ni进行固溶强化，并且利用Nb、Zr、Ti和V等的碳氮化合物而兼得高强度和磁特性的技术，专利文献5中提出了对于Si含量为2.0％以上且低于4.0％的钢，利用基于Nb、Zr、Ti和V等的碳氮化合物的析出效果和细粒化效果，兼得高强度和磁特性的技术。然而，这些方法中，存在大量添加Ni等高价的元素或因铸痂等缺陷的增加导致成品率下降而成本变高这样的问题。另外，这些公开技术中，由于是利用碳氮化合物的析出效果，所以还存在磁特性的劣化大这样的问题。另一方面，专利文献6中公开了对于Si：4.0～7.0％的组成，利用由与Si含量的关系规定的特定温度对冷轧后的钢板进行热处理，从而使结晶组织的再结晶率成为95％以下，使剩余部分实质上为轧制组织，以实现钢板强度的强化的技术。根据上述的技术，例如在700℃下进行热处理时，需要添加约5.9％以上的Si，认为由此可得到80kgf/mm2以上的高抗拉强度的、具有所希望的伸长率并且兼具优异的磁特性的实用的软磁性材料。另外，专利文献7中公开了在含有Si:0.2～4.0％、以铁素体相为主相的电磁钢板中添加Ti、Nb和Ni等，在钢材内部生成直径：0.050μm以下的金属间化合物，以实现钢板强度的强化的方法。该方法中，认为能够在不损害冷轧性等的情况下可制造具有60kgf/mm2以上的抗拉强度和耐磨损性且磁通密度、铁损优异的无方向性电磁钢板。此外，专利文献8、9和10中提出了使未再结晶组织残留在钢板中的高强度电磁钢板。根据这些方法，能够维持热轧后的制造性且较容易得到高强度。然而，这些材料均有在轧制直角方向的钢板强度不均容易变大这样的问题点。因此，专利文献11中，进一步提出了使用如下的板坯制造高强度无方向性电磁钢板的方法，该板坯含有Si：超过3.5％且5.0％以下、Al：0.5％以下、P：0.20％以下、S：0.002％～0.005％以及N：0.010％以下，且调整组成使Mn在与S含量(质量％)的关系中满足(5.94×10-5)/(S％)≤Mn％≤(4.47×10-4)/(S％)的关系的范围。然而，上述的技术中，仍不能说钢板强度的不均已成为实际使用上所希望的值，依然需求一种低铁损且高强度、并且强度的不均小的电磁钢板。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭60－238421号公报专利文献2：日本特开昭62－112723号公报专利文献3：日本特开平2－22442号公报专利文献4：日本特开平2－8346号公报专利文献5：日本特开平6－330255号公报专利文献6：日本特开平4－337050号公报专利文献7：日本特开2005－264315号公报专利文献8：日本特开2005－113185号公报专利文献9：日本特开2006－169611号公报专利文献10：日本特开2007－186790号公报专利文献11：日本特开2010－90474号公报专利文献12：日本特开2001－271147号公报专利文献13：日本特开平11－293426号公报
技术实现思路
本专利技术是鉴于上述实际情况进行研发的，其目的在于提出一种适合作为高速旋转电机的转子材料的、稳定地具有高强度且磁特性也优异的电磁钢板和其有利的制造方法。于是，本专利技术人等为了解决上述的课题，对利用了未再结晶恢复组织的高强度电磁钢板的机械强度进行了缜密的研究，努力探索了发生机械强度不均的原因。其结果，发现钢板中的未再结晶恢复组织和夹杂物的存在形态对机械强度的不均造成很大影响，并且明确了用于在良好的制造性下得到兼得低铁损和稳定的高强度的电磁钢板的钢组成和钢组织的控制条件，从而完成了本专利技术。本专利技术是基于上述的发现而进行的。即，本专利技术的要素构成如下。1.一种电磁钢板，其特征在于，由如下的成分组成构成：以质量％计含有C：0.005％以下、Si：超过3.5％且4.5％以下、Mn：0.01％～0.10％、Al：0.005％以下、Ca：0.0010％～0.0050％、S：0.0030％以下、N：0.0030％以下，且满足Ca/S：0.80以上，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，并且，板厚：0.40mm以下，未再结晶的加工组织：10％～70％，拉伸强度(TS)：600MPa以上，铁损W10/400：30W/kg以下。2.根据上述1所述的电磁钢板，其特征在于，上述高强度电磁钢板以质量％计进一步含有选自Sb：0.005％～0.2％、Sn：0.005％～0.2％、P：0.01％～0.2％、Mo：0.005％～0.10％、B：0.0002％～0.002％、Cr：0.05％～0.5％中的1种或者2种以上。3.一种电磁钢板的制造方法，其特征在于，是由上述1或者2所述的成分组成构成的板坯进行板坯加热后，进行热轧，之后卷取，接着进行热轧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无方向性电磁钢板，其特征在于，由如下成分组成构成：以质量％计含有C：0.005％以下、Si：超过3.5％且4.5％以下、Mn：0.01％～0.10％、Al：0.005％以下、Ca：0.0010％～0.0050％、S：0.0030％以下、N：0.0030％以下，且满足Ca/S：0.80以上，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，并且，板厚：0.40mm以下，未再结晶的加工组织：10％～70％，拉伸强度(TS)：600MPa以上，铁损W

【技术特征摘要】
1.一种无方向性电磁钢板，其特征在于，由如下成分组成构成：以质量％计含有C：0.005％以下、Si：超过3.5％且4.5％以下、Mn：0.01％～0.10％、Al：0.005％以下、Ca：0.0010％～0.0050％、S：0.0030％以下、N：0.0030％以下，且满足Ca/S：0.80以上，剩余部分为Fe和不可避免的杂质，并且，板厚：0.40mm以下，未再结晶的加工组织：10％～70％，拉伸强...

【专利技术属性】
技术研发人员：户田广朗，中西匡，河野雅昭，尾田善彦，
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