高硅钢板及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种冲压加工性和磁特性优异的高硅钢板。本发明专利技术的高硅钢板以质量％计含有C：0.02％以下、P：0.02％以下、Si：4.5％～7.0％、Mn：0.01％～1.0％、Al：1.0％以下、O：0.01％以下、N：0.01％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，晶界的氧浓度(在晶界偏析的元素中的氧浓度)为30at％以下，在钢板表面的α‑Fe的{211}面的集聚度P(211)为15％以上。其中，P(211)＝p(211)/S×100(％)，S＝p(110)/100+p(200)/14.93+p(211)/25.88+p(310)/7.68+p(222)/1.59+p(321)/6.27+p(411)/1.55，p(hkl)：{hkl}面的X射线衍射峰的积分强度。

High silicon steel plate and its manufacturing method

The invention provides a high silicon steel sheet with excellent punching and magnetic properties. The high silicon steel plate of the present invention contains below C:0.02%, below P:0.02%, Si:4.5% to 7%, Mn:0.01% to 1%, below Al:1.0%, below O:0.01%, and below N:0.01%, the rest is composed of Fe and unavoidable impurities, oxygen concentration in grain boundary segregation (in the element of grain boundary segregation). The degree of agglomeration (P) of the {211} surface of the alpha Fe {211} on the surface of the steel plate is less than 30at%, which is more than 15%. Among them, P (211) = P (211) /S x 100 (%), S = P (110) /100+p (200) /14.93+p (211) /25.88+p (310) /7.68+p (222) /1.59+p (321) /6.27+p (411) /1.55, and the integral strength of the X-ray diffraction peak.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高硅钢板及其制造方法
本专利技术涉及变压器、马达的铁芯材料等中使用的高硅钢板及其制造方法。
技术介绍
硅钢板具有优异的磁特性，因此广泛用于变压器、马达的铁芯材料等。而且，硅钢板的铁损随着Si含量越增加而降低，因此从磁特性(铁损)的方面出发，优选使用高硅钢板。Si含量高时，钢变脆而难以通过通常的轧制法制成薄板。但是，开发了通过气相渗硅法制造含有6.5质量％左右的硅的高硅钢薄板的方法，目前能够实现高硅钢板的工业规模的量产。然而，将高硅钢板作为变压器、马达等部件使用时，需要冲压加工。但是，由于高硅钢板为脆性，容易产生因冲压加工所致的裂纹，因此，其加工需要如专利文献1所公开的那样以温加工进行，或者，严密地管理加工条件，例如，模具的间隙而进行。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭62－263827号公报
技术实现思路
然而，为了进行温加工，需要具备加热设备的加压机，此外，需要考虑到热膨胀的模具设计，因此高精度的昂贵的模具是不可欠缺的。此外，在室温下进行加工时，若将间隙管理为与通常的电磁钢板相比非常狭窄，则能够冲压，但是，在这种情况下，存在模具的损耗剧烈、容易产生切屑等问题。此外，由于伴随着冲压，间隙也变宽，因此存在模具的交换频率变高的问题。本专利技术解决该课题，其目的是提供一种冲压加工性和磁特性优异的高硅钢板。本专利技术人等对防止高硅钢板的冲压时的裂纹的方法进行了深入研究。其结果发现，通过控制在晶界偏析的元素中的氧浓度，即，晶界的氧浓度(以下有时也称为晶界的氧量)，并且进行集合组织的控制，可得到良好的冲压加工性，从而完成了本专利技术。本专利技术是基于以上发现而完成的，其要旨如下。[1]一种高硅钢板，以质量％计含有C：0.02％以下、P：0.02％以下、Si：4.5％～7.0％、Mn：0.01％～1.0％、Al：1.0％以下、O：0.01％以下、N：0.01％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，晶界的氧浓度(在晶界偏析的元素中的氧浓度)为30at％以下，且在钢板表面的α-Fe的{211}面的集聚度P(211)为15％以上。这里，各晶面的集聚度P(hkl)由通过X射线衍射法得到的各峰的积分强度按以下公式进行定义：P(211)＝p(211)/S×100(％)S＝p(110)/100+p(200)/14.93+p(211)/25.88+p(310)/7.68+p(222)/1.59+p(321)/6.27+p(411)/1.55p(hkl)：{hkl}面的X射线衍射峰的积分强度[2]根据上述[1]所述的高硅钢板，其中，以质量％计进一步含有S：0.010％以下。[3]根据上述[1]或[2]所述的高硅钢板，其中，上述集聚度P(211)为20％以上。[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的高硅钢板，其中，上述钢板表层部的Si浓度与板厚中心部的Si浓度的差ΔSi为0.1％以上。[5]一种高硅钢板的制造方法，是上述[1]、[3]、[4]中任一项所述的高硅钢板的制造方法，将以质量％计含有C：0.02％以下、P：0.02％以下、Si：5.5％以下、Mn：0.01％～1.0％、Al：1.0％以下、O：0.01％以下、N：0.01％以下且剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成的钢坯热轧，进行热轧板退火或者不进行热轧板退火，接着，以使用Ra为0.5μm以下的辊进行最终冷轧的至少1道次的方式进行1次或夹着中间退火的2次以上的冷轧，接着，进行包含气相渗硅处理的完工退火。[6]根据上述[5]所述的高硅钢板的制造方法，其中，上述钢坯以质量％计进一步含有S：0.010％以下。[7]根据上述[5]或[6]所述的高硅钢板的制造方法，其中，在上述最终冷轧的道次间，进行至少1次的50℃以上、5分钟以上的时效处理。应予说明，本说明书中，表示钢的成分的％只要没有特别说明则为质量％。根据本专利技术，可以提供一种冲压加工性和磁特性优异的高硅钢板。无需高精度的昂贵的模具。也解决了模具的损耗剧烈、容易产生切屑等问题。因此，本专利技术的钢板能够适合作为变压器、马达的铁芯材料使用。附图说明图1是表示晶界的氧浓度与裂纹个数的关系的图。图2是表示集聚度P(211)与裂纹个数的关系的图具体实施方式以下，详细地说明本专利技术。基于实验结果详细地说明本专利技术。最初，为了研究晶界的氧浓度对冲压时的裂纹产生的影响，进行了以下实验。将设为C：0.0032％、Si：3.2％、Mn：0.13％、P：0.01％、Al：0.001％、O＝0.0017％、N＝0.0018％、S＝0.0020％的钢进行实验室熔解，通过热轧制成板厚1.5mm。接着，对该热轧板实施920℃×60s的热轧板退火，酸洗后，使用Ra＝0.2μm的辊冷轧至板厚0.10mm。接着，在含有四氯化硅的气体中进行1200℃×10分钟的完工退火，将完工退火后的Si浓度设为6.49％，制造Si浓度均匀的高硅钢板。应予说明，为了使晶界的氧浓度产生变化，使完工退火时的露点在0℃～－40℃的范围变化。对于通过以上方式得到的高硅钢板，在室温下对50mm×30mm的矩形样品实施冲压加工，研究裂纹与各高硅钢板的晶界的氧浓度的关系。各钢板的冲压加工性是以倍率50倍的显微镜检查剪断面，用裂纹的产生个数进行评价。这里，将用显微镜检查上述50mm×30mm的矩形样品的4个边的剪断面(4面)时观察到的裂纹的数作为裂纹的产生个数(以下称为裂纹个数)。晶界的氧浓度使用俄歇电子分光装置。在利用该装置的测定中，在将真空度保持为10-7Pa以下的真空容器中破坏试样，一边观察未被大气污染的干净的晶界断面一边将俄歇电子分光，由此，能够进行干净的晶界断面的元素分析。将通过以上方式得到的结果示于图1。由图1可知，通过将晶界的氧浓度设为30at％以下，冲压时的裂纹产生显著减少。为了研究其原因，观察在冲压时开裂的断面，其结果，在晶界的氧量低的材料中看到大量晶粒内裂纹，但晶界的氧量高的材料中观察到大量晶界裂纹。由此，认为若晶界的氧量变高，则晶界强度降低，容易发生晶界裂纹，冲压时容易产生裂纹。根据以上内容，本专利技术中，晶界的氧浓度(晶界的氧量)设为30at％以下。优选为20at％以下，更优选为10at％以下。应予说明，晶界的氧浓度(晶界的氧量)可以通过进行调整真空度的真空热处理作为最终的热处理，或者，依照完工退火时的退火温度来调整露点或气氛中的氢浓度(H2浓度)来进行控制。在进行真空热处理时，优选设为压力100Pa以下。在进行完工退火时，优选在非氧化性气氛下使露点为-20℃以下，或者使气氛中的氢浓度(H2浓度)为3vol％以上。接着，为了研究高硅钢板的制造稳定性，以实机将设为C：0.0023％、Si：3.2％、Mn：0.15％、P：0.01％、Al＝0.001％、O＝0.0016％、N＝0.0015％、S＝0.0015％的钢熔解，通过热轧制成板厚1.6mm。接着，对该热轧板实施950℃×30s的热轧板退火，酸洗后，在各种条件下冷轧至板厚0.10mm。接着，在含有四氯化硅的气体中进行1200℃×10分钟的完工退火，将完工退火后的Si浓度设为6.51％，制造Si浓度均匀的高硅钢板。这里，露点设为－40℃。对于通过以上方式得到的高硅钢板，在室温下对50mm×30mm的矩形样品实施冲压加工，研究裂纹的产生。此本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高硅钢板，以质量％计含有C：0.02％以下、P：0.02％以下、Si：4.5％～7.0％、Mn：0.01％～1.0％、Al：1.0％以下、O：0.01％以下、N：0.01％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，晶界的氧浓度即在晶界偏析的元素中的氧浓度为30at％以下，且在钢板表面的α‑Fe的{211}面的集聚度P(211)为15％以上，这里，各晶面的集聚度P(hkl)由通过X射线衍射法得到的各峰的积分强度按以下公式进行定义：P(211)＝p(211)/S×100(％)，S＝p(110)/100+p(200)/14.93+p(211)/25.88+p(310)/7.68+p(222)/1.59+p(321)/6.27+p(411)/1.55，p(hkl)：{hkl}面的X射线衍射峰的积分强度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.17 JP 2015-1835021.一种高硅钢板，以质量％计含有C：0.02％以下、P：0.02％以下、Si：4.5％～7.0％、Mn：0.01％～1.0％、Al：1.0％以下、O：0.01％以下、N：0.01％以下，剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，晶界的氧浓度即在晶界偏析的元素中的氧浓度为30at％以下，且在钢板表面的α-Fe的{211}面的集聚度P(211)为15％以上，这里，各晶面的集聚度P(hkl)由通过X射线衍射法得到的各峰的积分强度按以下公式进行定义：P(211)＝p(211)/S×100(％)，S＝p(110)/100+p(200)/14.93+p(211)/25.88+p(310)/7.68+p(222)/1.59+p(321)/6.27+p(411)/1.55，p(hkl)：{hkl}面的X射线衍射峰的积分强度。2.根据权利要求1所述的高硅钢板，其中，以质量％计进一步含有S：0.010％以下。3....

【专利技术属性】
技术研发人员：大久保智幸，平谷多津彦，尾田善彦，中岛宏章，
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