无取向电工钢板及其制造方法技术

根据本发明专利技术的一个实施例的无取向电工钢板，以重量％计，所述钢板包含Si：1.5至4.0％、Al：0.5至1.5％、Mn：0.05至0.55％、C：0.005％以下、Ti：0.004％以下且0％除外、N：0.005％以下且0％除外、S：0.005％以下且0％除外、和Cu：0.01％以下且0％除外，余量包含Fe和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2。[式1][N]≤0.005

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】无取向电工钢板及其制造方法


[0001]本专利技术的一个实施例涉及无取向电工钢板及其制造方法。具体地，本专利技术的一个实施例涉及一种无取向电工钢板及其制造方法，通过适当地控制Al、Mn、Cu、Ti、S、N之间的关系以及抑制形成AlN析出物的母材表层来改善磁性。

技术介绍

[0002]无取向电工钢板主要用于将电能转换为机械能的电动机，为了在转换过程中表现出高效率，需要无取向电工钢板具有优异的磁特性。特别是，随着近年来环保技术受到关注，增加电动机的效率变得非常重要，因为电动机占据过半的电能使用量。为此，具有优异的磁特性的无取向电工钢板的需求也在增加。
[0003]无取向电工钢的磁特性主要用铁损和磁通密度来评价。铁损是指在特定磁通密度和频率下发生的能量损耗，磁通密度是指在特定磁场下获得的磁化程度。铁损越低，在相同条件下，可以制造出能量效率越高的电动机，磁通密度越高，可以使电动机小型化或减少铜损，因此制造具有低铁损和高磁通密度的无取向电工钢板很重要。
[0004]根据电动机的工作条件，需要考虑的无取向电工钢板的特性也会发生变化。作为用于评价电动机中使用的无取向电工钢板特性的标准，将大部分电动机在商用频率50Hz下被施加1.5T磁场时的铁损W
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视为最重要的指标。然而，并非用于各种目的所有电动机都将W
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铁损视为最重要的指标，根据主要工作条件也会评价不同频率或磁场下的铁损。尤其，最近用于电动车辆的驱动电动机的厚度为0.35mm以下的无取向电工钢板中，很多时候1.0T或更小的低磁场和400Hz以上的高频下的磁特性更重要。因此，用W
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等铁损来评价无取向电工钢板的特性。
[0005]为了增加无取向电工钢板的磁特性，通常采用的方法是加入合金元素如Si等。通过加入这些合金元素，可以增加钢的电阻率，随着电阻率的增加，涡流损耗降低，从而可以降低整体铁损。另一方面，随着Si的加入量增加，存在磁通密度变差以及脆性增加的缺陷，如果加入量超过一定量，则无法进行冷轧，无法实现工业化生产。特别是，电工钢板的厚度越薄，铁损越减少，而脆性导致的轧制性下降会成为致命问题。另一方面，为了进一步增加钢的电阻率，除了硅以外，还尝试过加入铝、锰等元素。
[0006]对用于电动汽车驱动电动机的无取向电工钢板而言，400Hz以上的高频铁损很重要，随着频率的增加，铁损中涡流损耗的比例变高，因此提高电阻率以及减小厚度较为有利。然而，如上所述，为了提高电阻率，加入的元素量越多，轧制性越差，因此如果提高电阻率的同时减小厚度，则轧制和连续退火的生产性必然会降低。为了改善这一点，已经对加入特定元素或提高轧制温度进行了研究，但是由于工艺成本增加和缺乏实效性，尚未应用于商业化生产。
[0007]与用于电动汽车的驱动电动机一样，当工作频率变高时，由于趋肤效应(Skin effect)，将会出现电流集中于钢板表面的现象。因此，为了提高高频特性，钢板表面部分的特性具有非常重要的影响。已经进行了使Si沉积和扩散以提高表面电阻率的研究、通过物
理化学方法改善表面粗糙度的研究，但是通过现有的工艺设备难以实施，而且由于效果不大或制造成本大大增加，应用领域非常有限。

技术实现思路

[0008](一)要解决的技术问题
[0009]本专利技术的一个实施例提供无取向电工钢板及其制造方法。具体地，本专利技术的一个实施例提供一种无取向电工钢板及其制造方法，通过适当地控制Al、Mn、Cu、Ti、S、N之间的关系以及抑制形成AlN析出物来改善磁性。
[0010](二)技术方案
[0011]根据本专利技术的一个实施例的无取向电工钢板，以重量％计，所述钢板包含Si：1.5至4.0％、Al：0.5至1.5％、Mn：0.05至0.55％、C：0.005％以下、Ti：0.004％以下且0％除外、N：0.005％以下且0％除外、S：0.005％以下且0％除外、和Cu：0.01％以下且0％除外，余量包含Fe和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2。
[0012][式1][0013][N]≤0.005
×
([Al]+[Ti])
[0014][式2][0015][S]≤0.01
×
([Mn]+[Cu])
[0016]在式1和式2中，[N]、[Al]、[Ti]、[S]、[Mn]和[Cu]各自表示N、Al、Ti、S、Mn和Cu的含量(重量％)。
[0017]从电工钢板表面朝内部方向包含氧化层，氧化层包含50重量％以上的Al，氧化层的厚度为10至50nm。
[0018]可以分别以0.004重量％以下的含量进一步包含Nb和V中的一种以上。
[0019]可以分别以0.05重量％以下的含量进一步包含Cr和Ni中的一种以上。
[0020]可以分别以0.1重量％以下的含量进一步包含Sn和Sb中的一种以上。
[0021]还可以包含P：0.02重量％以下、B：0.002重量％以下、Mg：0.005重量％以下、和Zr：0.005重量％以下中的一种以上。
[0022]表面到20μm深度的截面中直径为100nm以下的AlN析出物的数量可为0.1个/mm2以下。
[0023]平均晶粒粒径可为50至100μm。
[0024]根据本专利技术的一个实施例的无取向电工钢板的制造方法，其包含：对板坯进行热轧来制造热轧板的步骤，以重量％计，所述板坯包含Si：1.5至4.0％、Al：0.5至1.5％、Mn：0.05至0.55％、C：0.005％以下、Ti：0.004％以下且0％除外、N：0.005％以下且0％除外、S：0.005％以下且0％除外、和Cu：0.01％以下且0％除外，余量包含Fe和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2；对热轧板进行冷轧来制造冷轧板的步骤；对冷轧板进行最终退火的步骤；以及将最终退火的冷轧板冷却的步骤，将最终退火的冷轧板冷却的步骤中，700℃以下的温度下暴露在露点大于0℃的环境中的时间可为5至20秒。
[0025][式1][0026][N]≤0.005
×
([Al]+[Ti])
[0027][式2][0028][S]≤0.01
×
([Mn]+[Cu])
[0029]在式1和式2中，[N]、[Al]、[Ti]、[S]、[Mn]和[Cu]各自表示N、Al、Ti、S、Mn和Cu的含量(重量％)。
[0030]在制造热轧板的步骤之前，还可以包含将板坯加热到1200℃以下的温度的步骤。
[0031]热轧的步骤中终轧温度可为800℃以上。
[0032]在热轧的步骤之后，还包含在850至1150℃的温度下进行热轧板退火的步骤。
[0033]最终退火的步骤还可以包含非氧化性环境下以700至1050℃的温度退火50至90秒的步骤。
[0034]非氧化性环境可以是包含5体积％以上的H2且露点为0℃以下的环境。
[0035](三)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种无取向电工钢板，其中，以重量％计，所述钢板包含Si：1.5至4.0％、Al：0.5至1.5％、Mn：0.05至0.55％、C：0.005％以下、Ti：0.004％以下且0％除外、N：0.005％以下且0％除外、S：0.005％以下且0％除外、和Cu：0.01％以下且0％除外，余量包含Fe和不可避免的杂质，并且满足下述式1和式2，从表面朝内部方向包含氧化层，所述氧化层包含50重量％以上的Al，所述氧化层的厚度为10至50nm，[式1][N]≤0.005
×
([Al]+[Ti])[式2][S]≤0.01
×
([Mn]+[Cu])在式1和式2中，[N]、[Al]、[Ti]、[S]、[Mn]和[Cu]各自表示N、Al、Ti、S、Mn和Cu的重量百分比含量。2.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，所述钢板分别以0.004重量％以下的含量进一步包含Nb和V中的一种以上。3.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，所述钢板分别以0.05重量％以下的含量进一步包含Cr和Ni中的一种以上。4.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，所述钢板分别以0.1重量％以下的含量进一步包含Sn和Sb中的一种以上。5.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，所述钢板还包含P：0.02重量％以下、B：0.002重量％以下、Mg：0.005重量％以下、和Zr：0.005重量％以下中的一种以上。6.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，表面到20μm深度的截面中直径为100nm以下的AlN析出物的数量为0.1个/mm2以下。7.根据权利要求1所述的无取向电工钢板，其中，所述钢板的平均晶粒粒径为50至100μm。8.一种无取向电工钢板的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宪柱，李承坤，
申请(专利权)人：POSCO公司，
类型：发明
国别省市：