Ipm馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明制造一種磁場強度為8000A/m時的磁通密度B8000的值為1.65T以上且此時的剩余磁通密度Br為0.5T以上，根據(jù)需要磁化至8000A/m時的矯頑力Hc為100A/m以上的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板。通過將按本發(fā)明制造的鋼板用作IPM馬達的轉(zhuǎn)子用的鐵芯，能使高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的輸出轉(zhuǎn)矩更大，能使最大轉(zhuǎn)數(shù)更高。
【專利說明】I PM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及主要使用于電動汽車、混合動力汽車或機床等的永磁鐵嵌入型馬達 (以下記作"IPM馬達"）的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -般來說，IPM馬達雖然由于使用了高價的永磁鐵而成本變高，但與感應(yīng)電動機相 比效率高。因此，IPM馬達在例如混合動力汽車以及電動汽車的驅(qū)動用馬達和發(fā)電用的馬 達、家電產(chǎn)品、以及各種機床以及產(chǎn)業(yè)機械用的馬達等中被廣泛使用。
[0003] IPM馬達的鐵芯分為定子（stator)和轉(zhuǎn)子（rotor)。由于通過繞組直接對定子側(cè) 的鐵芯賦予交流磁場，因此為了提高效率，對定子側(cè)的鐵芯要求在為高導(dǎo)磁率的同時還能 提高體積電阻率，并能減少鐵損。因此，在定子側(cè)的鐵芯中使用了在超低碳鋼中添加 Si而 改善了軟磁特性的電磁鋼板（例如參照專利文獻1和2)。
[0004] 另一方面，因為在轉(zhuǎn)子側(cè)的鐵芯中嵌入了永磁鐵，所以轉(zhuǎn)子側(cè)的鐵芯主要承擔(dān)作 為磁軛提高磁通密度的作用。轉(zhuǎn)子側(cè)的鐵芯雖然會微弱地受到從定子側(cè)產(chǎn)生的交流磁場的 影響，但該影響是有限的。因此，從特性的觀點來看，無需在轉(zhuǎn)子側(cè)的鐵芯中使用有利于鐵 損特性的電磁鋼板。然而，由于當(dāng)僅對定子使用電磁鋼板時，會降低電磁鋼板的產(chǎn)品成品 率，而提高馬達的制造成本，所以通常在轉(zhuǎn)子側(cè)的鐵芯中也使用和定子側(cè)相同的電磁鋼板。
[0005] 在IPM馬達被裝載于汽車中的情況下，從汽車的小型輕型化的需求出發(fā)對IPM馬 達也要求小型化。在這種情況下，為了即使小型化也能得到和以往同等以上的馬達輸出 (轉(zhuǎn)矩）而提高轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)。一般來說，轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度越高馬達的效率越好。但是，在IPM 馬達中，因嵌入的永磁鐵的旋轉(zhuǎn)，會在定子繞組中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。該感應(yīng)電動勢會隨著旋 轉(zhuǎn)速度的上升而增加。而且，即便感應(yīng)電動勢超過輸入電壓馬達也會變得無法旋轉(zhuǎn)。因此， 例如專利文獻3所示那樣，在IPM馬達中，在高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)運轉(zhuǎn)時，進行從定子側(cè)產(chǎn)生抵 消永磁鐵磁通量的方向的磁通量來抑制感應(yīng)電動勢的弱磁控制。通過該弱磁控制，一方面 可進行在高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的運轉(zhuǎn)，而另一方面為了抵消永磁鐵的磁通量而使用電力，所以 馬達轉(zhuǎn)矩會下降。此外，在專利文獻3中，通過在磁鐵的形狀上想辦法，從而實現(xiàn)減少在弱 磁控制上使用的電量。
[0006] 另一方面，當(dāng)為了即使將IPM馬達小型化也能得到和以往同等以上的轉(zhuǎn)矩而提高 轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)時，存在作用于嵌入轉(zhuǎn)子的永磁鐵的離心力增大以致轉(zhuǎn)子破損的問題。為了不 引起破損，優(yōu)選屈服強度高的材料作為轉(zhuǎn)子的原材料。例如在含有3%左右的Si的無方向 性電磁鋼板（35A300)的情況下，磁性退火后的屈服強度大約為400N/mm 2左右。因此，在轉(zhuǎn) 子的直徑為80mm以上的較大型IPM馬達的情況下，雖然根據(jù)轉(zhuǎn)子的構(gòu)造不同會有差異，但 可以認(rèn)為20000rpm左右是不會引起破損的旋轉(zhuǎn)速度的極限。以往，盡管進行了各種基于電 磁鋼板來提高鐵芯的屈服強度的研究，但屈服強度也至多為780N/mm 2左右。因此，作為抑 制因為高速旋轉(zhuǎn)化而造成轉(zhuǎn)子鐵芯的破損的方法，例如在專利文獻4中，提出了作為轉(zhuǎn)子 鐵芯用的原材料，不使用電磁鋼板，而使用高強度且高飽和磁通密度的鋼板。
[0007] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0008] 專利文獻
[0009] 專利文獻1 :日本特開2005-133175號公報
[0010] 專利文獻2 :日本特開2005-60811號公報
[0011] 專利文獻3 :日本特開2000-278900號公報
[0012] 專利文獻4 :日本特開2009-46738號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的問題
[0014] 然而，在專利文獻3中，雖然通過在磁鐵的形狀上想辦法從而實現(xiàn)減小在弱磁控 制中使用的電量，但沒有考慮到調(diào)節(jié)原材料鋼板的剩余磁通密度以及矯頑力這一點。另外， 專利文獻4雖然利用高強度化而能高速旋轉(zhuǎn)，但是未獲得關(guān)于剩余磁通密度以及矯頑力的 知見，關(guān)于弱磁控制時的高轉(zhuǎn)矩化的可能性不明。
[0015] 因此，本發(fā)明是為了解決上述那樣的問題而完成的，其目的在于提供一種在用作 IPM馬達的轉(zhuǎn)子用鐵芯時，能使高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的輸出轉(zhuǎn)矩更大，能使最大轉(zhuǎn)數(shù)更高的鋼板 的制造方法。
[0016] 用于解決問題的方案
[0017] 因此，本發(fā)明人為了解決上述問題，以各種鋼板為原材料試制了 IPM馬達，進行馬 達的性能評價的結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)：為了降低來自永磁鐵的漏磁而增加對磁矩有效的磁通量，并 且在進行弱磁控制的高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)獲得大的輸出轉(zhuǎn)矩，調(diào)節(jié)具有特定的成分組成的原材 料鋼板磁通密度以及剩余磁通密度是有效的，調(diào)節(jié)原材料鋼板的磁通密度、剩余磁通密度 以及矯頑力更加有效。
[0018] g卩，本發(fā)明提供一種磁場強度為8000A/m時的磁通密度B8_的值為1. 65T以上且 此時的剩余磁通密度Br為0. 5T以上，根據(jù)需要磁化至8000A/m時的矯頑力He為100A/m 以上的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特征在于：將具有C為超過0. 0005質(zhì)量 百分比?0. 90質(zhì)量百分比、Si為0質(zhì)量百分比?3. 0質(zhì)量百分比、Μη為0質(zhì)量百分比? 2. 5質(zhì)量百分比、Ρ為0. 05質(zhì)量百分比以下、S為0. 02質(zhì)量百分比以下、酸溶Α1為0. 005 質(zhì)量百分比?3. 0質(zhì)量百分比且Si+Al為5. 0質(zhì)量百分比以下、以及剩余部分為由Fe以及 不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成的熱軋鋼板冷軋，在連續(xù)退火線或者連續(xù)淬火線上加熱到 800度以上之后，以10°C/s以上的冷卻速度冷卻至450°C以下，在200?450°C的溫度范圍 內(nèi)保持20秒以上。
[0019] 發(fā)明的效果
[0020] 根據(jù)本發(fā)明，能提供一種在用作IPM馬達的轉(zhuǎn)子用鐵芯時，降低來自永磁鐵的漏 磁而增加對磁矩有效的磁通量，并且能使高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)的輸出轉(zhuǎn)矩更大，能使最大轉(zhuǎn)數(shù) 更高的鋼板。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是以實施例制作的轉(zhuǎn)子的部分放大圖。
[0022] 圖2是表示以實施例1以及實施例2評價的試制馬達在15000rpm下的最大轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)子原材料的剩余磁通密度的關(guān)系的圖表。
[0023] 圖3是表示以實施例1以及實施例2評價的試制馬達在15000rpm下的最大轉(zhuǎn)矩 與轉(zhuǎn)子原材料的矯頑力的關(guān)系的圖表。

【具體實施方式】
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的制造方法得到的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板，其特征在于，磁場強 度為8000A/m時的磁通密度B 8_的值為1. 65T以上且此時的剩余磁通密度Br為0. 5T以 上，根據(jù)需要而磁化至8000A/m時的矯頑力He為100A/m以上。
[0025] 限定磁特性的理由如下。
[0026] 〈磁場強度為8000A/m時的磁通密度B8Q(IQ的值為1. 65T以上〉
[0027] 磁通密度B_的值為1. 65T以上的原因是：為了有效地利用基于作為轉(zhuǎn)子在高速 旋轉(zhuǎn)時在插入永磁鐵12的位置（d軸）與不插入的位置（q軸）的電感值之差的磁阻轉(zhuǎn)矩， 尤其是為了在高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)發(fā)揮與以往的鋼板同等以上的轉(zhuǎn)矩性能。
[0028] 〈磁化至8000A/m時的剩余磁通密度Br為0. 5T以上〉
[0029] 磁化至8000A/m時的剩余磁通密度Br設(shè)為0. 5T以上的原因如下。S卩，在IPM馬 達中，除了由永磁鐵產(chǎn)生的磁鐵磁通量（d軸磁通量）之外，為了獲得磁阻轉(zhuǎn)矩還從定子側(cè) 流過貫通轉(zhuǎn)子內(nèi)的磁通量（q軸磁通量），達成高轉(zhuǎn)矩化以及高效率化。但是，已知像例如 "平成23年度電氣學(xué)會產(chǎn)業(yè)應(yīng)用部門大會演講論文集，3-24 (2011)，PII1-179"那樣，當(dāng)增加 給馬達的輸入電流，增加 q軸磁通量時，由于與d軸磁通量的相互干涉，d軸磁通量的朝向 向與旋轉(zhuǎn)方向相反的方向偏離偏移，通過d軸以及q軸磁阻的變化而減少最大轉(zhuǎn)矩。此現(xiàn) 象被稱為dq軸相互干涉，雖然是由在原來的d軸磁通量更靠旋轉(zhuǎn)方向前方磁通量相長，在 旋轉(zhuǎn)方向后方相消引起的，但是在如電磁鋼板那樣矯頑力小且剩余磁通密度也小的高磁導(dǎo) 率材料中，處于旋轉(zhuǎn)方向后方的磁通量的相消順暢地進行，與之相對，由于在矯頑力大的低 磁導(dǎo)率材料中剩余磁通密度大，抑制了磁通量的相消，因此由上述的d軸磁通量的偏離而 產(chǎn)生的偏移變小。其結(jié)果是，能抑制伴隨dq軸相互干涉的最大轉(zhuǎn)矩的減少。為了獲得該效 果，需要磁化至8000A/m時的剩余磁通密度Br為0. 5T以上，優(yōu)選為1. 0T以上。本發(fā)明人 以各種鋼板為原材料來試制了 IPM馬達，進行了馬達的性能評價后發(fā)現(xiàn)：通過用具有0. 5T 以上、優(yōu)選為1.0T以上的剩余磁通密度的鋼板形成轉(zhuǎn)子鐵芯，能降低在高速旋轉(zhuǎn)時進行的 弱磁控制的耗電，能提高輸出轉(zhuǎn)矩。
[0030] 〈磁化至8000A/m時的矯頑力He為ΙΟΟΑ/m以上〉
[0031] 本發(fā)明的鋼板在高速旋轉(zhuǎn)范圍中需要更高轉(zhuǎn)矩的情況下，優(yōu)選具有l(wèi)〇〇A/m以上 的矯頑力。其理由如下。即，由于伴隨著矯頑力的增大造成磁導(dǎo)率變小，在橋部的來自永 磁鐵的漏磁變小，其結(jié)果是能有效地利用來自永磁鐵的磁通量。為了獲得該效果，磁化至 8000A/m時的矯頑力需要優(yōu)選為ΙΟΟΑ/m以上，更優(yōu)選為300A/m以上，最優(yōu)選為ΙΟΟΟΑ/m以 上。其效果是，雖然該效果根據(jù)轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)而變化，但是在例如為了經(jīng)受住高速旋轉(zhuǎn)時的離 心力而采用了將永磁鐵分割成兩部分并設(shè)置中心橋等情況等，在來自永磁鐵的漏磁變多的 結(jié)構(gòu)的情況下，會更有效地發(fā)揮作用。
[0032] 本發(fā)明的鋼板雖然未必需要機械強度，但是在適用于需要高速旋轉(zhuǎn)的IPM馬達用 途的情況下，優(yōu)選具有780N/mm 2以上的屈服強度。通過將屈服強度定為這樣的范圍，能經(jīng)受 住轉(zhuǎn)子鐵芯高速旋轉(zhuǎn)時作用于永磁鐵的離心力，即使在高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)轉(zhuǎn)子也不會破損。 而且，因為本發(fā)明的鋼板的弱磁控制性優(yōu)越，由此即使在高速旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)也可抑制轉(zhuǎn)矩的 降低，所以能提供可得到高速旋轉(zhuǎn)和高轉(zhuǎn)矩的高性能的馬達。由此，可適用于以汽車、家電 為代表的各種用途。另外，通過使鋼板擁有充分的強度，從而能減小設(shè)置于轉(zhuǎn)子的各個永磁 鐵插入孔的橋的寬度，由此能進一步減漏磁。只要通過提高轉(zhuǎn)子鐵芯的強度使得即使減小 橋的寬度轉(zhuǎn)子也不破損漏磁也能減少，轉(zhuǎn)子的設(shè)計自由度就會提高。另外由于也可以通過 漏磁的減少而使永磁鐵小型化，因此能大幅降低馬達的成本。另外也可以不縮小永磁鐵地 實現(xiàn)輸出轉(zhuǎn)矩的提高。也可以考慮由可高速旋轉(zhuǎn)帶來的高轉(zhuǎn)矩化和永磁鐵的小型化這兩者 來設(shè)計橋的寬度。本發(fā)明的鋼板的屈服強度的上限為2000N/mm 2。這是因為，在呈現(xiàn)超過 2000N/mm2的屈服強度的材料中，磁場的強度為8000A/m時的磁通密度B 8_的值無法獲得 1. 65T以上。
[0033] 此外，本發(fā)明中的屈服強度為用JIS5號拉伸試驗片，利用依照了 JISZ2241的拉伸 試驗方法而測定的數(shù)據(jù)。
[0034] 另外，本發(fā)明的鋼板的以每板寬的急峻度定義的平坦度優(yōu)選為0. 1%以下。IPM馬 達的轉(zhuǎn)子由于是將沖裁成轉(zhuǎn)子的形狀的鋼板層疊而制造的，因此優(yōu)選層疊時的堆垛密度良 好。為了獲得良好的堆垛密度，以每板寬的急峻度定義的平坦度優(yōu)選為0.1%以下。此外， 本發(fā)明的平坦度是指以百分率表示將長lm以上的鋼板載于平板上時的每寬度方向單位長 度的最商商度（除去板厚而得的商度）。
[0035] 本發(fā)明的鋼板優(yōu)選具有C為超過0. 0005質(zhì)量百分比?0. 90質(zhì)量百分比、Si為0 質(zhì)量百分比?3. 0質(zhì)量百分比、Μη為0質(zhì)量百分比?2. 5質(zhì)量百分比、P為0. 05質(zhì)量百分 比以下、S為0. 02質(zhì)量百分比以下、酸溶Α1為0. 005質(zhì)量百分比?3. 0質(zhì)量百分比且Si+Al 為5. 0質(zhì)量百分比以下、以及剩余部分為由Fe以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成。在鋼 板的成分中，也可含有合計為〇. 〇 1質(zhì)量百分比?〇. 20質(zhì)量百分比的從由Ti、Nb以及V所組 成的群中選擇的一種以上的成分，也可含有從由Mo為0. 1質(zhì)量百分比?0. 6質(zhì)量百分比、 Cr為0. 1質(zhì)量百分比?1. 0質(zhì)量百分比以及B為0. 0005質(zhì)量百分比?0. 005質(zhì)量百分比 所組成的群中選擇的一種以上的成分，另外也可含有從由Cu為0. 05質(zhì)量百分比?1. 5質(zhì) 量百分比以及Ni為0. 05質(zhì)量百分比?1. 0質(zhì)量百分比所組成的群中選擇的一種以上的成 分。
[0036] 限定鋼材的成分組成的理由如下。
[0037] 〈C為超過0. 0005質(zhì)量百分比?0. 90質(zhì)量百分比〉
[0038] C在鋼中固溶或以碳化鐵（Fe3C)的形式析出，是對高強度化有效的元素。為了獲 得適合用作IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯的屈服強度，優(yōu)選含有超過0. 0005質(zhì)量百分比的C。但是， 若含有超過0.90質(zhì)量百分比的C，則有磁通密度降低的傾向。尤其是為了獲得780N/mm 2以 上的屈服強度，優(yōu)選含有〇. 05質(zhì)量百分比以上的C。
[0039] 〈Si為0質(zhì)量百分比?3. 0質(zhì)量百分比〉
[0040] 雖然Si對高強度化有效之外，還是對提高體積電阻率、減小渦流損耗有效的元 素，但是在本發(fā)明中也可不添加。為了獲得渦流損耗的抑制以及高強度化的效果，優(yōu)選含有 〇. 01質(zhì)量百分比以上。但是，若含有超過3. 0質(zhì)量百分比，則鋼板的韌性變差，并且，有時反 而會招致磁通密度降低。
[0041] 〈Μη為0質(zhì)量百分比?2.5質(zhì)量百分比〉
[0042] Μη雖然是對高強度化有效的元素，但是在本發(fā)明中也可不添加，為了獲得高強度 化的效果，優(yōu)選含有〇. 05質(zhì)量百分比以上。但是，若含有超過2. 5質(zhì)量百分比，則強度的提 高效果飽和，并且，有時反而會招致磁通密度降低。
[0043] 〈Ρ為0. 05質(zhì)量百分比以下〉
[0044] Ρ雖然是對高強度化有效的元素，但是會使鋼的韌性顯著降低。由于能允許最高為 〇. 05質(zhì)量百分比，因此將上限設(shè)為0. 05質(zhì)量百分比。
[0045] 〈S為0.02質(zhì)量百分比以下〉
[0046] S為引起高溫脆化的元素，若大量含有，則在熱軋時產(chǎn)生表面缺陷，使表面品質(zhì)變 差。因此，優(yōu)選盡量降低。由于能允許最高為0.02質(zhì)量百分比，因此將上限定為0.02質(zhì)量 百分比。
[0047] 〈酸溶Α1為0.005質(zhì)量百分比?3.0質(zhì)量百分比、Si+Al為5.0質(zhì)量百分比以下 >
[0048] A1除了作為脫氧劑添加之外，與Si同樣是對提高鋼的體積電阻率有效的元素。為 了發(fā)揮其效果，需要含有〇. 005質(zhì)量百分比以上的酸溶A1。但是，若與Si合計含有超過5. 0 質(zhì)量百分比則會較大地降低磁通密度，馬達的性能變差。
[0049] <Ti、Nb以及V的一種以上為0.01質(zhì)量百分比?0.20質(zhì)量百分比〉
[0050] Ti、Nb以及V在鋼中形成碳氮化物，是對基于析出強化的高強度化有效的元素。為 了獲得其效果，優(yōu)選添加合計〇. 01質(zhì)量百分比以上的一種或兩種以上。但是，即使添加超 過0. 20質(zhì)量百分比，由于析出物的粗大化也會使強度上升飽和，并且有時會招致制造成本 增大。
[0051] 〈Mo為0. 1質(zhì)量百分比?0. 6質(zhì)量百分比、Cr為0. 1質(zhì)量百分比?1. 0質(zhì)量百分 比以及B為0. 0005質(zhì)量百分比?0. 005質(zhì)量百分比的一種以上〉
[0052] Mo、Cr以及B提高鋼的淬火性，是對高強度化有效的元素。為了獲得其效果，優(yōu)選 分別以設(shè)定了的下限值以上添加 Mo、Cr以及B的一種以上。但是，即使超過分別設(shè)定的上 限值地添加，其效果也會飽和并且會招致制造成本的增加。此外，雖然不管是只添加一種還 是添加兩種以上其效果都被認(rèn)可，但是在添加兩種以上的情況下，若添加超過分別設(shè)定的 上限值的1/2的量，則與其效果相比制造成本的上升更大，因此優(yōu)選以1/2以下的量進行添 加。
[0053] 〈Cu為0. 05質(zhì)量百分比?1. 5質(zhì)量百分比以及Ni為0. 05質(zhì)量百分比?1. 0質(zhì)量 百分比的一種以上〉
[0054] Cu以及Ni除了提高鋼的淬火性，對高強度化有效之外，還是對提高飽和磁通密度 有效的元素。為了獲得其效果，優(yōu)選添加分別設(shè)定的下限值以上的量。但是，即使超過分別 設(shè)定的上限值地添加，其效果也會飽和并且會招致制造成本的增加。
[0055] 接著，就本發(fā)明的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法進行說明?；诒景l(fā)明 的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特征在于，將具有上述成分組成的熱軋鋼板 冷軋，在連續(xù)淬火線上加熱至800°C以上后，以10°C /s以上的冷卻速度冷卻至450°C以下， 在200?450°C的溫度范圍內(nèi)保持20秒以上。
[0056] 〈熱軋、冷軋條件〉
[0057] 雖然熱軋、冷軋條件不需要特別規(guī)定，按照普通的方法實施即可，但是熱軋的精軋 溫度優(yōu)選在α單相域或 Y單相域?qū)嵤Ａ硗?，由于若收卷溫度過于高溫則氧化皮變厚，妨 礙之后的酸洗，因此優(yōu)選采用700°C以下。
[0058] 〈退火加熱溫度為800°C以上〉
[0059] 在通過連續(xù)熱處理來實現(xiàn)高強度化的情況下，加熱溫度不足800°C則奧氏體化不 充分，得不到足夠的屈服強度。因此，需要加熱至800°C以上的溫度。
[0060] 〈冷卻條件：以10°C /s以上的平均冷卻速度冷卻至450°C以下，在200?450°C保 持20秒以上〉
[0061] 在冷卻速度不足l〇°C/s的情況下或冷卻結(jié)束溫度比450°C高的情況下，硬質(zhì)相的 體積率變小，得不到足夠的屈服強度。另外，在冷卻后的保持溫度不足200°C或保持時間不 足20秒的情況下，除了借助回火的韌性恢復(fù)不足之外，加壓回火處理或張力退火處理的效 果也不充分。另一面，若冷卻后的保持溫度超過450°C則會軟質(zhì)化，得不到足夠的屈服強度。
[0062] 〈加壓回火處理〉
[0063] 通過對淬火狀態(tài)的鋼板在回火溫度范圍內(nèi)實施加壓回火處理，能在借助回火的韌 性恢復(fù)的同時也恢復(fù)淬火形變以及殘余應(yīng)力，能使鋼板的平坦度為〇. 1%以下。加熱溫度 不足200°C時，不能獲得良好的平坦度，另一方面，若超過450°C，則如上所述會軟質(zhì)化，不 能獲得足夠的屈服強度。此外，假若加壓回火的壓力為能使鋼板的形狀保持平坦的程度，則 不需要特別大，例如在板厚為1. 〇mm以下的薄鋼板的情況下，不足lkg/cm2的低壓力也足夠 了。加壓回火處理無論是通過連續(xù)淬火裝置的在線淬火在淬火處理后的回火加熱保持時實 施，還是在暫時施以淬火處理后通過離線淬火再加熱至200?450°C而實施都能獲得同樣 的效果。在這種情況下，雖然即使將回火處理在加壓回火之前進行也能充分得到發(fā)明的效 果，但是優(yōu)選對淬火狀態(tài)的鋼板。。進行加壓回火處理。
[0064] 〈張力退火處理〉
[0065] 與上述的加壓回火處理相同，通過對淬火狀態(tài)的鋼板在回火溫度范圍內(nèi)實施張力 退火處理，由此能在借助回火的韌性恢復(fù)的同時也恢復(fù)淬火形變以及殘余應(yīng)力，能使鋼板 的平坦度為〇. 1 %以下。加熱溫度不足200°c時，不能獲得良好的平坦度，若超過450°C，則 如上所述會軟質(zhì)化，不能獲得足夠的屈服強度。另外，假若張力退火的拉伸張力為能使鋼板 的形狀保持平坦的程度，則不需要特別大，以lN/mm 2以上的張力便能充分獲得其效果。但 是，若施加超過200N/mm2的張力，則有時會產(chǎn)生爐內(nèi)斷帶，優(yōu)選將上限設(shè)為200N/mm 2。張力 退火處理無論是通過連續(xù)線的在線淬火在回火加熱保持時實施，還是在暫時實施了淬火處 理后通過離線淬火再加熱至200?450°C而實施都能獲得同樣的效果。在這種情況下，雖然 即使將回火處理在張力退火之前進行也能充分得到發(fā)明的效果，但是優(yōu)選對淬火狀態(tài)的鋼 板進行張力退火處理。
[0066] 〈金屬組織〉
[0067] 在需要機械強度的情況下，通過上述的成分組成的調(diào)整以及相變后的回火而得到 的鋼板的金屬組織優(yōu)選為馬氏體單相、貝氏體單相、或為除馬氏體之外還具有不足10%體 積的鐵氧體的復(fù)合組織。在馬氏體相或貝氏體相那樣的位錯密度高的金屬組織中，在加壓 回火處理或張力退火處理中產(chǎn)生因回火所致的細小的碳化物的析出以及伴隨著位錯的恢 復(fù)的組織變化，使鋼板的形狀能凝固成平坦的狀態(tài)。這些以外的組織形態(tài)即使施以加壓回 火處理或張力退火處理，也難以獲得形狀修正效果。
[0068]〈絕緣皮膜的形成〉
[0069] 本發(fā)明的目的在于減少轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生的渦流損耗，優(yōu)選在鋼板的至少一側(cè)表面上， 形成由有機材料構(gòu)成的絕緣皮膜、由無機材料構(gòu)成的絕緣皮膜、以及由有機、無機復(fù)合材料 構(gòu)成的絕緣皮膜。絕緣皮膜的涂覆為在線處理或離線處理的任一項都沒有問題。作為由無 機材料構(gòu)成的絕緣皮膜的例子，雖然可舉出不包含六價鉻那樣的有害物質(zhì)，而含有磷酸二 氫鋁的無機物系水溶液，但是若能獲得良好的絕緣，也可使用由有機材料構(gòu)成的絕緣皮膜 或由有機、無機復(fù)合材料構(gòu)成的絕緣皮膜。絕緣皮膜能通過將上述示例了的材料涂覆于鋼 板的表面而形成。另外，在通過離線施以加壓回火處理的情況下，優(yōu)選在加壓回火處理之 前，將上述示例了的材料涂覆于鋼板的表面。
[0070] 實施例
[0071] 〈實施例1>
[0072] 將具有如表1以及2所示成分組成的鋼熔化，將它們的連鑄片加熱到1250°C，在 850°C下精軋并在560°C下收卷，得到板厚1. 8mm的熱軋鋼板。將這些熱軋鋼板酸洗之后，進 行冷軋得到板厚〇. 35mm的冷軋鋼板。
[0073] 將得到的冷軋鋼板加熱至900°C，在設(shè)定為250°C的Pb-Bi合金浴中進行通板，以 100°C /s的平均冷卻速度冷卻至250°C，接著在設(shè)定為400°C的電爐中持續(xù)保持60秒，施以 加壓回火處理（壓力約lkg/cm 2)。對No. 8、No. 30鋼的鋼帶的一部分不施以加壓回火地進 行通板。之后，將含有Cr系氧化物以及Mg系氧化物的半有機組成的約1 μ m的厚度的絕緣 皮膜形成于鋼板的兩面。
[0074] [表 1]
[0075] 表1.供試驗材料的成分組成
[0076]

【權(quán)利要求】
1. 一種IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其是磁場強度為8000A/m時的磁通密 度B 8_的值為1. 65T以上且此時的剩余磁通密度Br為0. 5T以上的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用 鋼板的制造方法，其特征在于：將具有C為超過0. 0005質(zhì)量百分比?0. 90質(zhì)量百分比、Si 為〇質(zhì)量百分比?3. 0質(zhì)量百分比、Μη為0質(zhì)量百分比?2. 5質(zhì)量百分比、P為0. 05質(zhì)量 百分比以下、S為0. 02質(zhì)量百分比以下、酸溶Α1為0. 005質(zhì)量百分比?3. 0質(zhì)量百分比且 Si+Al為5. 0質(zhì)量百分比以下、以及剩余部分為由Fe以及不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成的成分組成 的熱軋鋼板冷軋，在連續(xù)退火線或連續(xù)淬火線上加熱至800°C以上后，以10°C /s以上的冷 卻速度冷卻至450°C以下，在200?450°C的溫度范圍內(nèi)保持20秒以上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特征在于：所述 IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板在磁化至8000A/m時具有100A/m以上的矯頑力He。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特征在于： 所述IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的金屬組織為馬氏體單相、貝氏體單相、或為除馬氏體之 外還具有不足10%的鐵氧體的復(fù)合組織。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1?3中任一項所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特 征在于：所述熱軋鋼板還含有合計0. 01質(zhì)量百分比?0. 20質(zhì)量百分比的從由Ti、Nb以及 V所組成的群中選擇的一種以上的成分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1?4中任一項所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特 征在于：所述熱乳鋼板還含有從由Mo為0. 1質(zhì)量百分比?0. 6質(zhì)量百分比、Cr為0. 1質(zhì)量 百分比?1. 0質(zhì)量百分比以及B為0. 0005質(zhì)量百分比?0. 005質(zhì)量百分比所組成的群中 選擇的一種以上的成分。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1?5中任一項所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特 征在于：所述熱軋鋼板還含有從由Cu為0. 05質(zhì)量百分比?1. 5質(zhì)量百分比以及Ni為0. 05 質(zhì)量百分比?1. 〇質(zhì)量百分比所組成的群中選擇的一種以上的成分。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1?6中任一項所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特 征在于：所述熱軋鋼板的C為0. 05質(zhì)量百分比?0. 90質(zhì)量百分比。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1?7中任一項所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特 征在于：通過在線淬火或離線淬火，在保持于所述200?450°C的溫度范圍內(nèi)的狀態(tài)下施以 加壓回火處理或張力退火處理，由此，使以每板寬的急峻度定義的平坦度為0. 1 %以下。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1?8中任一項所述的IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的制造方法，其特 征在于：通過在線淬火或離線淬火，在所述IPM馬達的轉(zhuǎn)子鐵芯用鋼板的至少一側(cè)表面上， 形成由有機材料構(gòu)成的絕緣皮膜、由無機材料構(gòu)成的絕緣皮膜或由有機、無機復(fù)合材料構(gòu) 成的絕緣皮膜。
【文檔編號】H01F1/16GK104254629SQ201380018668
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】巖津智永, 片桐幸男, 藤原進, 川本明人 申請人:日新制鋼株式會社