專利名稱：無(wú)方向性電磁鋼板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合于高速旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子的無(wú)方向性電磁鋼板。
背景技術(shù)：
無(wú)方向性電磁鋼板例如用于旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子等。一般而言，作用于轉(zhuǎn)子的離心力與旋轉(zhuǎn)半徑成比例，且與旋轉(zhuǎn)速度的平方成比例。為此，對(duì)高速旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子作用非常大的應(yīng)力。因而優(yōu)選轉(zhuǎn)子用的無(wú)方向性電磁鋼板的抗拉強(qiáng)度高。也就是說(shuō)，優(yōu)選轉(zhuǎn)子用的無(wú)方向性電磁鋼板具備高張力。這樣，轉(zhuǎn)子用的無(wú)方向性電磁鋼板要求高的抗拉強(qiáng)度(高張力)。另一方面，不局限于旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子，在用于鐵芯的無(wú)方向性電磁鋼板的情況下，鐵損低是重要的。特別是在高速旋轉(zhuǎn)機(jī)的轉(zhuǎn)子用的無(wú)方向性電磁鋼板的情況下，高頻鐵損低是重要的。這樣，轉(zhuǎn)子用的無(wú)方向性電磁鋼板也要求低的高頻鐵損。也就是說(shuō)，還要求在高頻下使用旋轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)的效率要高。但是，高張力及低高頻鐵損在物理上具有相反的關(guān)系，要使它們兼顧是非常困難的。雖提出了謀求它們的兼顧的技術(shù)，但至今為止也沒(méi)有能夠容易地進(jìn)行制造的技術(shù)。例如，提出了得到Si含量高的熱軋鋼板，然后進(jìn)行各種溫度控制的技術(shù)，但由于Si含量高，從而冷軋非常困難。此外，為了能進(jìn)行冷軋，進(jìn)行了各種溫度控制，但由于該溫度控制非常特殊，因此所需的時(shí)間、勞動(dòng)力及成本增大?，F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本特開(kāi)昭60-238421號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 日本特開(kāi)昭61-9520號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 日本特開(kāi)昭62-256917號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)平2-8346號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 日本特開(kāi)2003-342698號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)6 日本特開(kāi)2002-220644號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)7 日本特開(kāi)平3-223445號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題本發(fā)明的目的在于提供一種能夠容易地制造的、能夠得到高的抗拉強(qiáng)度及低的高頻鐵損的無(wú)方向性電磁鋼板。用于解決課題的方法本發(fā)明者們從在無(wú)方向性電磁鋼板中通過(guò)固溶強(qiáng)化、析出強(qiáng)化、加工強(qiáng)化、細(xì)粒化強(qiáng)化、利用相變組織的強(qiáng)化等將鐵損抑制在低水平同時(shí)得到良好的機(jī)械特性的觀點(diǎn)出發(fā)， 進(jìn)行了深入研究。
其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了通過(guò)將Si、Mn及M等的含量規(guī)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，并將平均晶體粒徑及<111>晶體取向軸密度規(guī)定在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，能夠得到高的屈服強(qiáng)度，并能將高頻鐵損抑制在低水平，詳細(xì)情況在后面敘述。然后，想到了以下的無(wú)方向性電磁鋼板。本發(fā)明的無(wú)方向性電磁鋼板的特征在于含有Si :2. 8質(zhì)量％以上且4.0質(zhì)量％ 以下、Al :0. 2質(zhì)量％以上且3.0質(zhì)量％以下及P :0. 02質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下，進(jìn)而按照以總量計(jì)為0. 5質(zhì)量％以上的量還含有選自Ni 4. 0質(zhì)量％以下及Mn :2. 0質(zhì)量％以下中的至少1種，C含量為0. 05質(zhì)量％以下，N含量為0. 01質(zhì)量％以下，剩余部分包含！^及不可避免的雜質(zhì)，平均晶體粒徑為15 μ m，<111>晶體取向軸密度為6以上。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，由于平均晶體粒徑及<111>晶體取向軸密度適當(dāng)，因而能夠得到高的屈服強(qiáng)度及低的高頻鐵損。此外，由于Si等的含量適當(dāng)，因而使得制造過(guò)程中的處理變得容易，還能夠避免追加基于脆化等的復(fù)雜處理。


圖1是表示無(wú)方向性電磁鋼板的軸密度的圖。
具體實(shí)施例方式下面對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。首先，對(duì)本發(fā)明的無(wú)方向性電磁鋼板的成分進(jìn)行說(shuō)明。C及N被用于形成Nb等的碳氮化物。碳氮化物具有通過(guò)析出強(qiáng)化及晶粒的細(xì)粒化強(qiáng)化來(lái)提高無(wú)方向性電磁鋼板的張力的作用。如果C含量低于0. 003質(zhì)量％，或N含量低于0. 001質(zhì)量％，則該作用容易變得不充分。另一方面，如果C含量超過(guò)0. 05質(zhì)量％，或N 含量超過(guò)0. 01質(zhì)量％，則因磁時(shí)效等引起鐵損特性顯著降低。因此，將C含量規(guī)定為0. 05 質(zhì)量％以下，將N含量規(guī)定為0. 01質(zhì)量％以下。此外，C含量?jī)?yōu)選為0. 003質(zhì)量％以上，N 含量?jī)?yōu)選為0. 001質(zhì)量％以上。Si具有通過(guò)使無(wú)方向性電磁鋼板的電阻增大而使渦流損失降低，從而降低高頻鐵損等鐵損的作用。此外，Si還具有通過(guò)固溶強(qiáng)化而提高無(wú)方向性電磁鋼板的張力的作用。 如果Si含量低于2. 8質(zhì)量％，則這些作用變得不充分。另一方面，如果Si含量超過(guò)4. 0質(zhì)量％，則引起磁通密度降低、脆化、冷軋等處理的困難化、及材料成本的上升。因此，將Si含量規(guī)定為2. 8質(zhì)量％以上且4. 0質(zhì)量％以下。Al與Si同樣，具有通過(guò)使無(wú)方向性電磁鋼板的電阻增大而使渦流損失降低，從而降低高頻鐵損等鐵損的作用。如果Al含量低于0.2質(zhì)量％，則這些作用變得不充分。另一方面，如果Al含量超過(guò)3. 0質(zhì)量％，則引起磁通密度降低、脆化、冷軋等處理的困難化、及材料成本的上升。因此，將Al含量規(guī)定為0.2質(zhì)量％以上且3.0質(zhì)量％以下。此外，Al含量?jī)?yōu)選為2.0質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為1.5質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為1.0質(zhì)量％以下。Ni及Mn有助于提高無(wú)方向性電磁鋼板的張力。也就是說(shuō)，Ni具有通過(guò)固溶強(qiáng)化而提高張力的作用，Mn具有通過(guò)固溶強(qiáng)化及細(xì)?；瘡?qiáng)化而提高張力的作用。此外，Ni還具有通過(guò)使無(wú)方向性電磁鋼板的電阻增大而使渦流損失降低，從而降低高頻鐵損等鐵損的作用。進(jìn)而，M還有助于伴隨著無(wú)方向性電磁鋼板的飽和磁矩的增大的磁通密度的提高。Mn具有通過(guò)使無(wú)方向性電磁鋼板的電阻增大而使渦流損失降低，從而降低高頻鐵損等鐵損的作用。如果M含量及Mn含量的總量低于0. 5質(zhì)量％，則這些作用變得不充分，不能得到足夠的抗拉強(qiáng)度。另一方面，如果Ni含量超過(guò)4.0質(zhì)量％，則產(chǎn)生起因于飽和磁矩的降低的磁通密度的降低。此外，如果Mn含量超過(guò)2.0質(zhì)量％，則磁通密度降低，材料成本上升。因此，規(guī)定4. 0質(zhì)量％以下的Ni及/或2. 0質(zhì)量％以下的Mn按以總量計(jì)為0. 5質(zhì)量％以上的量含有。P具有大幅度提高無(wú)方向性電磁鋼板的張力的作用。因此，為進(jìn)一步提高張力也可以含有。如果P含量低于0.02質(zhì)量％，則該作用變得不充分。另一方面，如果P含量超過(guò) 0. 2質(zhì)量％，則因制造過(guò)程中P向晶界偏析而使熱軋鋼板脆化，有時(shí)其后的冷軋變得非常困難。因此，將P含量規(guī)定為0. 02質(zhì)量％以上且0. 2質(zhì)量％以下。Nb具有通過(guò)與C及N反應(yīng)而生成Nb碳氮化物，通過(guò)析出強(qiáng)化及細(xì)?；瘡?qiáng)化來(lái)提高無(wú)方向性電磁鋼板的張力的作用。作為在無(wú)方向性電磁鋼板中形成碳氮化物的金屬元素，除Nb以外，還可列舉出Zr、V、Ti及Mo。其中，Nb碳氮化物的析出強(qiáng)化顯著。此外，Nb 還具有在冷軋及最終退火等時(shí)抑制晶粒生長(zhǎng)，降低高頻鐵損的作用。因此，也可以含有Nb。 但是，如果Nb含量過(guò)高，則再結(jié)晶溫度上升，或無(wú)方向性電磁鋼板容易脆化。因此，在將Nb 含量規(guī)定為[Nb]質(zhì)量％、將C含量規(guī)定為[C]質(zhì)量％、將N含量規(guī)定為[N]質(zhì)量％時(shí)，用 [Nb]/8 ([C]+ [N])表示的值Rffl3優(yōu)選為1以下。此外，為了得到上述作用，優(yōu)選Rffl3為0.1以上。作為無(wú)方向性電磁鋼板的上述成分以外的成分，例如為!^e及不可避免的雜質(zhì)。另夕卜，為了避免伴隨著高張力化的晶界的脆化，也可以含有B。在此種情況下，B含量?jī)?yōu)選為 0. 001質(zhì)量％以上。另一方面，如果B含量超過(guò)0. 007質(zhì)量％，則引起磁通密度的降低及熱軋時(shí)的脆化等。因此，B含量?jī)?yōu)選為0. 007質(zhì)量％以下。進(jìn)而，為了進(jìn)一步提高各種磁特性，也可以含有Cu :0. 02%以上且1.0%以下、Sn 0. 02%以上且0. 5%以下、Sb 0. 02%以上且0. 5%以下、Cr :0. 02%以上且3. 0%以下、及/ 或稀土類金屬(REM:rare earth metal) :0. 001%以上且0. 01%以下。也就是說(shuō)，也可以含有選自這些多種元素中的1種以上的元素。而且，根據(jù)包含這些成分的無(wú)方向性電磁鋼板，能夠得到高的屈服強(qiáng)度及低的高頻鐵損。此外，如以下所示，只要該無(wú)方向性電磁鋼板的平均晶體粒徑及<111>晶體取向軸密度在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi)，就能夠得到更高的張力，能夠抑制高頻鐵損。這里，對(duì)平均晶體粒徑及<111>晶體取向軸密度的適當(dāng)?shù)姆秶M(jìn)行說(shuō)明。本發(fā)明者們通過(guò)以下實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了適當(dāng)?shù)姆秶?。首先，?duì)含有C :0.0 質(zhì)量％、Si :3. 17質(zhì)量％、A1 0. 69質(zhì)量％、Ni 2. 55質(zhì)量％、P :0. 03質(zhì)量％、N:0. 002質(zhì)量％及恥0. 037質(zhì)量％的板坯進(jìn)行熱軋，得到熱軋鋼板。該熱軋鋼板的值Rffl3為0.15。接著，按表1所示的壓下率對(duì)熱軋鋼板進(jìn)行冷軋，得到厚度為0. 35mm的冷軋鋼板。然后，按表1所示的條件對(duì)冷軋鋼板實(shí)施連續(xù)最終退火，得到無(wú)方向性電磁鋼板。表 權(quán)利要求
1.一種無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，含有Si 2. 8質(zhì)量％以上且4. 0質(zhì)量％以下、 Al 0. 2質(zhì)量％以上且3. 0質(zhì)量％以下、及P 0. 02質(zhì)量％以上且0. 2質(zhì)量％以下；進(jìn)而，按以總量計(jì)為0.5質(zhì)量％以上的量還含有選自Ni :4.0質(zhì)量％以下及Mn :2. 0質(zhì)量％以下中的至少1種；C含量為0. 05質(zhì)量％以下； N含量為0.01質(zhì)量％以下； 剩余部分包含及不可避免的雜質(zhì)； 平均晶體粒徑為15ym; <111>晶體取向軸密度為6以上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于， C含量為0. 003質(zhì)量％以上；N含量為0. 001質(zhì)量％以下；進(jìn)而還含有Nb，在將Nb含量設(shè)為[Nb]質(zhì)量％、將C含量設(shè)為[C]質(zhì)量％、將N含量設(shè)為[N]質(zhì)量％時(shí)，用[Nb]/8 ([C]+ [N])表示的值Rffl3為0.1以上且1以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，含有B:0. 001質(zhì)量％以上且0. 007質(zhì)量％以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無(wú)方向性電磁鋼板，其特征在于，含有B0. 001質(zhì)量％以上且0. 007質(zhì)量％以下。
全文摘要
本發(fā)明的無(wú)方向性電磁鋼板含有Si2.8質(zhì)量％以上且4.0質(zhì)量％以下、Al0.2質(zhì)量％以上且3.0質(zhì)量％以下及P0.02質(zhì)量％以上且0.2質(zhì)量％以下。無(wú)方向性電磁鋼板按以總量計(jì)為0.5質(zhì)量％以上的量還含有選自Ni4.0質(zhì)量％以下及Mn2.0質(zhì)量％以下中的至少1種。C含量為0.05質(zhì)量％以下，N含量為0.01質(zhì)量％以下。平均晶體粒徑為15μm以下，晶體取向軸密度為6以上。
文檔編號(hào)C22C38/12GK102482742SQ201080039080
公開(kāi)日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月3日
發(fā)明者久保田猛 申請(qǐng)人:新日本制鐵株式會(huì)社