本发明专利技术涉及一种用作电机、变压器等电气设备的铁芯的无取向电工钢板及其制备方法，根据本发明专利技术的一实施例，提供一种磁特性优秀的（100）[0vw]无取向电工钢板的制备方法，其特征在于，对按重量%计含有0.0001%～0.035%的S且余量为Fe及其他不可避免的杂质，来在总温度区域具有铁氧体结构的成分组成的板坯进行热轧并酸洗后进行冷轧，并且在冷轧钢板的表面以实现（100）晶粒的选择性晶体生长的方式进行退火，使得退火板的表面按（100）[0vw]晶体取向结构形成。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用作电机、变压器等电气设备的铁芯的无取向电工钢板及其制备方法，更为详细地涉及磁特性优秀的(100) [Ovw]无取向电工钢板及其制备方法。
技术介绍
在最近的电气设备中，以高效率和小型化为目的，在高频区域中的使用增加，尤其作为电动汽车用发电机，强烈需要在400Hz~1000Hz的高频区域提高磁性。无取向电工钢板作为在电气设备中将电能转换为机械能所需的重要部件，为了减少能量，则需要提高磁力特性，即，需要减少铁损，提高磁通密度。 铁损在能量转换过程中变为热而消失，磁通密度则表现为引起动力的力。因此，磁通密度高，则能够减少电气设备的铜损，因而能够实现小型化。铁损可通过降低厚度或多添加合金元素来降低，但是也有由杂质少的清洁钢来制备或由添加追加性元素来提高磁性的钢来制备。前者，在制备工序中对追加工序的成本会增加，后者，将伴随增加对于追加添加的元素的费用。目前，一般进行的高级(111)[uvw]无取向电工钢板的制备方法中，作为主要的合金，由约3%的硅(Si)加上0.5%~1.4%的铝(A1)、0.1%~0.4%的锰(Mn)，以及此外其他不可避免的杂质和残留成分来构成，通过在热轧时降低板坯的加热温度来得到良好的磁性，具体地，如同1050°C~1150°C，板坯的加热温度越低，就能够得到良好的磁性。其理由是，因为在通过绕组重绕工艺(Winding-rewinding method)来进行最终退火时，为了防止产生阻碍晶体生长的微小的氮化铝(A1N)、硫化锰(MnS)，在低温下，对板坯进行重新加热的方法是唯一的方法。即，从溶钢到凝固时，AIN、MnS作为粗大粒子来被析出，该AIN、MnS在对板坯进行加热时被再溶解，所被溶解的[Al]、[N]、[Mn]、[S]在结束热轧时成为有害的AIN、MnS来被重新析出，因而对板坯进行再加热的温度越高，溶解的[Al]、[N]、[Mn]、[S]越多，这将妨碍在最终退火过程中生成结晶(修改为晶体生长)。最终，为了得到良好的磁性，则需要降低板坯的再加热温度，在这种情况下，当然带钢连轧机的温度将降低，通常会在850°C左右。考察合金设计理论，就在3%硅钢板上产生的晶体生长而言，(110) [001]高斯集合结构并不是唯一从3%硅钢板上得到的最终集合结构，即使在相同的3%硅钢板上，根据冷轧率、热处理气氛、加热速度等的组合，S的表面偏析浓度将变化存在于各晶体取向结构的表面晶粒的表面能量将变化。最终，适用于目前3%电工钢板生产线的上述的多个既定的要素的值，仅仅不过是通过降低S的表面偏析浓度，从而使(110) [001]表面晶粒的表面能量最小化，使它们的表面能量有机选择性晶体生长(Surface-energy-1nduced selectivegrowth)顺利进行，从而使得在最终退火后只剩(110)[001]晶粒的一个特定组合。在这里，偏析意味着包含于电工钢板中的自由原子(Free atom) S,在最终退火过程中，以自由原子的形态向表面或晶粒类聚集的现象。图1表示通过理想的晶体取向结构和腐蚀坑法(Etch-pit method)来得到的各晶体取向结构，图2表示的是用于说明N.H.Heo的偏析现象(参照非专利文献1、2)的示意图。如图2的第一幅图所示，随着温度的增加，平行偏析浓度(Cs)减少，随着包含于电工钢板中的S的量增多，在各温度下的偏析浓度表现为高。并且，在Ttl下的平行偏析浓度为Cstl时，在Ttl下进行等温热处理时，如图2的第二幅图所示，偏析浓度(I) 一般随着时间的增加，向着Cstl增加。但是，在包含氢(H)的热处理气氛下，由于被表面偏析的S与氢之间的硫化氢(H2S)反应，会产生被表面偏析的S的损失，因而在表面上的偏析浓度(II)将在达到某个最大点P以后，表面偏析量会随着时间的增加而持续减少。另一方面，在相同的温度下，对相同成分的电工钢板进行等温处理时，如图2的第三幅图所示，在Ttl下进行等温热处理的情况下，在加热至该温度时，随着升温速度加快，预计在Ttl下的偏析浓度曲线将从II向III，向着时间短的一侧移动。另一方面，根据J ?弗里德尔(J.Friedel)(参照非专利文献3)，体心立方晶格(Body-centered cubic)金属的表面能量(I 10)最低，(100)为中间程度，(111)的表面能量最闻。并且，在体心立方晶格的表面能量方面，由于在最终退火中表面偏析的S的浓度极小的情况下，(110)的表面能量最低，但随着表面偏析的S增加，(100)的表面能量变为最低，表面偏析的S的浓度再 增加，(111)的表面能量将变得最低，因而根据表面偏析的S的浓度，只生成表面能量最少的晶粒。从图3的第一幅图到第三幅图表现了体心立方晶格金属的随着S的表面偏析浓度而发生的表面能量的变化，图3的第四幅图为用于说明本【专利技术者】(N.H.Heo)所提出的表面能量有机选择性晶体生长现象的示意图(参照非专利文献I)。即，在表示S的表面偏析浓度C (11(0以下的时间段，在浸蚀(100 )和(111)晶粒的同时，只产生(110 )晶粒的表面能量有机选择性晶体生长，在C (111)以上，只广生(111)晶粒的晶体生长，在表不C (110)~C (111)之间的表面偏析浓度的时间段，只生成(100)晶粒。并且，本【专利技术者】完成了变形金属中的再结晶核形成理论(参照非专利文献4、5)。即，将从以弹性理论为基础而变形的金属形成晶核时，该晶核的晶体取向结构表示与变形的模样类似的取向理论化，并利用3%的硅钢在实验上进行了论证。图4表示从酸洗的热轧板得到的一般的冷轧板的取向分布函数(0DF，Orientation Distribution Function)。在取向分布函数中，越是等高线密集的部分，意味着表示该部分的晶体取向结构在冷轧钢板内形成得厉害。因此，可以看出冷轧钢板的晶体取向结构由以(111)[112]和(111)[110]为代表的(lll)[uvw]主晶体取向结构与以(100)[012]为代表的(100) [Ovw]的副晶体取向结构构成。另一方面，发表了比起现有(111) [uvw]无取向电工钢板,磁特性优秀的(100)[Ovw]无取向电工钢板的开发相关的研究。在T ?富田(T.Tomida)(参照非专利文献6、7)及注册专利10-0797895 (专利文献I)等研究结果中，将S视为不可避免的杂质，对在真空下，对包含多量的碳的钢板进行等温处理的过程中，通过脱碳反应来从奥氏体(Y )向铁氧体(a )产生相变的同时得到(100) [Ovw]晶体取向结构的方法和在高温下，对包含多量的Mn的钢板进行冷却的过程中，通过利用从奥氏体(Y )向铁氧体(a )的相变来得到(100)[Ovw]晶体取向结构的方法进行了报告。但是，在上述的(100) [Ovw]无方向电工钢板制备方法中，由于难以解决的真空热处理方法和长达数十时间的热处理时间而在商用方面失败。专利文献1:韩国授权专利第10-0797895号(2008年01月18日)非专利文献I:Acta Materialia vol.48, 2000, pp2901非专利文献2:Acta Materialia vol.51,2003, pp495本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁特性优秀的（100）[0vw]无取向电工钢板的制备方法，其特征在于，对按重量%计含有C：大于0且0.005%以下、Si：2%～4%、Mn：0.05%以上且小于1.0%、S：0.0001%～0.035%、Al：大于0且0.20%以下、P：大于0且0.2%以下、N：大于0且0.003%以下且余量为Fe及其他不可避免的杂质成分组成的板坯进行热轧，并在酸洗后进行冷轧，在800℃～1100℃的第一退火炉，对冷轧钢板进行第一次退火，在高于第一退火炉的温度的1150℃～1370℃的第二退火炉，对上述冷轧钢板进行第二次退火；在上述S小于0.007重量%的情况下，经过最终退火的退火板的平均晶粒的大小y与板的厚度x具有y≥2.2x+0.1（单位：mm）的关系；在上述S为0.007重量%以上的情况下，经过最终退火的退火板的平均晶粒的大小y与板的厚度x具有y≥1.48x+0.04（单位：mm）的关系。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.03.27 KR 10-2012-00312941.一种磁特性优秀的(100) [Ovw]无取向电工钢板的制备方法，其特征在于，对按重量％计含有C:大于0且0.005%以下、S1:2%~4%、Mn:0.05%以上且小于1.0%、S:0.0001%~0.035%、Al:大于0且0.20%以下、P:大于0且0.2%以下、N:大于0且0.003%以下且余量为Fe及其他不可避免的杂质成分组成的板坯进行热轧，并在酸洗后进行冷轧，在800°C~1100°C的第一退火炉，对冷轧钢板进行第一次退火，在高于第一退火炉的温度的1150°C~1370°C的第二退火炉，对上述冷轧钢板进行第二次退火； 在上述S小于0.007重量％的情况下，经过最终退火的退火板的平均晶粒的大小y与板的厚度X具有y≥2.2x+0.1 (单位:_)的关系； 在上述S为0.007重量％以上的情况下，经过最终退火的退火板的平均晶粒的大小y与板的厚度X具有y≥1.48x+0.04 (单位:mm)的关系。2.根据权利要求1所述的磁特性优秀的(100)[Ovw]无取向电工钢板的制备方法，其特征在于， 在上述第一退火炉中的热处理时间为10秒~600秒； 在上述第二退火炉中的热处理时间为10秒~600秒。3.根据权利要求1所述的磁特性优秀的(100)[Ovw]无取向电工钢板的制备方法，其特征在于，在对上述板坯进行再加热并进行热轧后，为了使有可能在热轧时产生的MnS固溶，在950°C~1370°C的 温度范围下进行热轧板中间退火步骤，或省略该热轧板中间退火步骤而在酸洗后进行冷轧。4.根据权利要求1所述的磁特性优秀的(100)[Ovw]无取向电工钢板的制备方法，其特征在于，含有大于0.008%~0.035%以下的上述S。5.根据权利要求1所述的磁特性优秀的(100)[Ovw]无取向电工钢板的制备方法，其特征在于，在进行...
【专利技术属性】
技术研发人员：许南会，
申请(专利权)人：许南会，朴庆顺，许基焕，许尹贞，权仙美，权赫起，许智旬，许东会，
类型：
国别省市：
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