無方向性電磁鋼板及其制造方法技術

本發明專利技術提供一種比以往進一步降低了鐵損的無方向性電磁鋼板。本發明專利技術的無方向性電磁鋼板的特征在于，具有以下成分組成：以質量％計，含有C：0.05％以下、Si：0.1％～7.0％、Al：0.1％～3.0％、Mn：0.03％～3.0％、P：0.2％以下、S：0.005％以下、N：0.005％以下、以及O：0.01％以下，進一步任意地含有規定量的Sn、Sb、Ca、Mg、REM、Cr、Ti、Nb、V及Zr中的1種或2種以上，剩余部分由Fe和不可避免的雜質構成，且板厚小于0.30mm，在截止波長λc＝20μm下的基體鋼表面的算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及適于HEV、EV的驅動電機等以較高的速度旋轉的電機的鐵芯材料的無方向性電磁鋼板及其制造方法。
技術介紹
無方向性電磁鋼板是用作電機或變壓器的鐵芯的材料，從提高這些電氣設備的效率的觀點考慮，要求低鐵損。為了降低鐵損，有效的是固有電阻的增加、薄板化，但存在如下問題，即，在增加固有電阻時合金成本增加，在薄板化時軋制、退火的成本增加，而期望確立新的鐵損降低方法。作為固有電阻的增加、薄板化以外的鐵損降低方法，已知在方向性電磁鋼板中，通過除去鎂橄欖石被膜，使表面平滑化，從而降低磁滯損耗。這是因為表面的凹凸減少而磁疇壁容易移動。專利文獻1中提出了如下技術：將最終退火前的鋼板的表面粗糙度以算術平均粗糙度Ra計設為0.3μm以下，使用氧化鋁系的分離劑作為退火分離劑。與此相對，認為無方向性電磁鋼板中表面粗糙度對鐵損造成的影響小。作為降低無方向性電磁鋼板的表面粗糙度的技術，提出了專利文獻2、3。專利文獻2中記載了通過將鋼板表面的Ra設為0.5μm以下而抑制了占空系數的降低的無方向性電磁鋼板。專利文獻3中記載了通過含有1.5質量％～20質量％的Cr，且將鋼板表面的Ra設為0.5μm以下，從而降低了高頻下的鐵損的無方向性電磁鋼板。現有技術文獻專利文獻專利文獻1：日本特開2009-228117號公報專利文獻2：日本特開2001-192788號公報專利文獻3：日本特開2001-279403號公報
技術實現思路
然而，專利文獻1中提出的技術是關于方向性電磁鋼板的技術，并沒有對降低無方向性電磁鋼板的鐵損進行任何啟示。另外，專利文獻2中記載的技術雖然是關于無方向性電磁鋼板，但目的在于改善占空系數，并不旨在降低鐵損。專利文獻3中提出的技術旨在降低無方向性電磁鋼板的高頻鐵損，但要求進一步降低鐵損。本專利技術鑒于上述課題，其目的在于提供比以往進一步降低了鐵損的無方向性電磁鋼板及其制造方法。本專利技術的專利技術人等對表面凹凸的影響進行如下考察，得到了關于控制表面粗糙度的新的構思。即，在對表面具有凹凸的鋼板外加外部磁場而使磁疇壁移動的情況下，表面的靜磁能相應于磁疇壁的移動而增加，因而磁疇壁受到復原力。該復原力不僅受到凹凸的深度的影響，還應該受到凹凸的波長的影響。即，認為在具有在比磁疇壁的移動距離大的波長下變化的凹凸時，即使磁疇壁移動，靜磁能的變化也小，因而磁疇壁所受到的復原力也小。反過來，在具有在比磁疇壁的移動距離小的波長下變化的凹凸(即細小的凹凸)時，對磁疇壁施加大的復原力。方向性電磁鋼板的晶粒直徑為10mm左右，磁疇寬度為1mm左右，因此磁疇壁的移動距離為1mm左右。與此相對，無方向性電磁鋼板的晶粒直徑為100μm左右，磁疇寬度、磁疇壁的移動距離均非常小，為10μm左右。因此，本專利技術的專利技術人等認為，為了降低無方向性電磁鋼板的鐵損，需要對在幾十μm左右的截止波長下去除了長波長側的起伏而得的微小凹凸進行評價，并減小該微小凹凸。以下，將該微小凹凸也稱為“微粗糙度”。專利文獻1中記載了對方向性電磁鋼板減小鋼板表面的Ra，專利文獻2、3中記載了對無方向性電磁鋼板減小鋼板表面的Ra。但是，截止波長不明確，且未著眼于如上述的微粗糙度。本專利技術的專利技術人等關注的是比磁疇壁的移動距離小的波長的微粗糙度，技術思想與現有技術在根本上不同。基于上述構思，本專利技術人等進行了深入研究，其結果可知，若以通常的制法將無方向性電磁鋼板的板厚設為小于0.30mm，則磁滯損耗增加，此外，若降低微粗糙度，則抑制該磁滯損耗的增加，從而完成了本專利技術。解決上述課題的本專利技術的主旨構成如下。(1)一種無方向性電磁鋼板，其特征在于，具有如下成分組成：以質量％計含有C：0.05％以下、Si：0.1％～7.0％、Al：0.1％～3.0％、Mn：0.03％～3.0％、P：0.2％以下、S：0.005％以下、N：0.005％以下、以及O：0.01％以下，剩余部分由Fe和不可避免的雜質構成，且板厚小于0.30mm，截止波長λc＝20μm下的基體鋼表面的算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下。(2)根據上述(1)所述的無方向性電磁鋼板，其特征在于，上述成分組成以質量％計含有合計為0.01％～0.2％的Sn和Sb中的1種或2種。(3)根據上述(1)或(2)所述的無方向性電磁鋼板，其特征在于，上述成分組成以質量％計含有合計為0.0005％～0.010％的Ca、Mg和REM中的1種或2種以上。(4)根據上述(1)～(3)中任一項所述的無方向性電磁鋼板，其特征在于，上述成分組成以質量％計含有Cr：0.1％～20％。(5)根據上述(1)～(4)中任一項所述的無方向性電磁鋼板，其特征在于，上述成分組成以質量％計含有合計為0.01％～1.0％的Ti、Nb、V及Zr中的1種或2種以上。(6)一種無方向性電磁鋼板的制造方法，其特征在于，包括如下工序：對具有上述(1)～(5)中任一項所述的成分組成的鋼坯進行加熱；對該鋼坯進行熱軋而制成熱軋鋼板；對該熱軋鋼板實施或不實施熱軋板退火；對上述熱軋鋼板實施1次冷軋或隔著中間退火的2次以上的冷軋而制成板厚小于0.30mm的冷軋鋼板；對該冷軋鋼板實施最終退火，將最后的冷軋的最終道次的軋制輥表面的在截止波長λc＝20μm下的算術平均粗糙度Ra制成0.2μm以下。根據本專利技術的無方向性電磁鋼板，通過降低基體鋼表面的微粗糙度，可以不會對鋼成分施加大的限制地降低鐵損。另外，根據本專利技術的無方向性電磁鋼板的制造方法，可有利地制造降低基體鋼表面的微粗糙度而降低鐵損的無方向性電磁鋼板。附圖說明圖1是表示各種板厚下的基體鋼表面的算術平均粗糙度Ra(截止波長λc＝20μm)與磁滯損耗Wh10/50的關系的圖。具體實施方式(無方向性電磁鋼板)以下，對本專利技術的一個實施方式的無方向性電磁鋼板進行說明。首先，對鋼的成分組成的限定理由進行敘述。應予說明，本說明書中，表示各成分元素的含量的“％”意味著“質量％”。C：0.05％以下C可用于鋼的強度提升。若C含量大于0.05％，則加工變得困難，因此將C含量的上限設為0.05％。在不用于強度提升的情況下，為了抑制磁時效，優選降低至0.005％以下。Si：0.1％～7.0％Si具有通過添加0.1％以上而使鋼的電阻率增加而且降低鐵損的效果。但是，若添加大于7.0％則鐵損反而會變差。因此，Si含量的范圍設為0.1％～7.0％。從鐵損與加工性的平衡的觀點考慮，更優選的范圍為1.0％～5.0％。Al：0.1％～3.0％Al具有通過添加0.1％以上而使鋼的電阻率增加而且降低鐵損的效果。但是，若添加大于3.0％則鑄造變得困難。因此，Al含量設為0.1％～3.0％。進一步優選的范圍為0.3％～1.5％。Mn：0.03％～3.0％Mn通過添加0.03％以上可防止鋼的熱脆性。另外，也具有使電阻率增加而降低鐵損的效果。若添加大于3.0％則鐵損反而會增加，因此Mn含量的范圍設為0.03％～3.0％。更優選的范圍為0.1％～2.0％。P：0.2％以下P可用于鋼的強化。但是，若添加大于0.2％則鋼會脆化而加工變得困難。因此，P含量設為0.2％以下。進一步優選的范圍為0.01％～0.1％。S：0.005％以下若S含量大于0.005％，則MnS等析出物增加，晶粒生長性劣化。因此，S含量的上限設為0.005本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種無方向性電磁鋼板，其特征在于，具有如下成分組成：以質量％計含有C：0.05％以下、Si：0.1％～7.0％、Al：0.1％～3.0％、Mn：0.03％～3.0％、P：0.2％以下、S：0.005％以下、N：0.005％以下、以及O：0.01％以下，剩余部分由Fe和不可避免的雜質構成，且板厚小于0.30mm，截止波長λc＝20μm下的基體鋼表面的算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.08.27 JP 2014-1729931.一種無方向性電磁鋼板，其特征在于，具有如下成分組成：以質量％計含有C：0.05％以下、Si：0.1％～7.0％、Al：0.1％～3.0％、Mn：0.03％～3.0％、P：0.2％以下、S：0.005％以下、N：0.005％以下、以及O：0.01％以下，剩余部分由Fe和不可避免的雜質構成，且板厚小于0.30mm，截止波長λc＝20μm下的基體鋼表面的算術平均粗糙度Ra為0.2μm以下。2.根據權利要求1所述的無方向性電磁鋼板，其特征在于，所述成分組成以質量％計含有合計為0.01％～0.2％的Sn和Sb中的1種或2種。3.根據權利要求1或2所述的無方向性電磁鋼板，其特征在于，所述成分組成以質量％計含有合計為0.0005％～0....

【專利技術屬性】
技術研發人員：大久保智幸，尾田善彥，中島宏章，
申請(專利權)人：杰富意鋼鐵株式會社，
類型：發明
國別省市：日本;JP