본 발명이 아래에 상세히 설명될 것이다.
본 발명가들은 저 철손과 높은 자속밀도를 동시에 달성할 수 있고 종래 기술의 문제점들을 극복하기 위해서 집중적인 연구를 행하였다. 결과적으로, 그들은 0.1 내지 1.0%의 Si, 0.4 내지 1.0%의 Al 및 0.1 내지 0.8%의 Mn을 함유한 강이 αγ 변태를 갖기 위한 성분으로 설계될 때, 변태를 가지는 무방향성 전자 강판의 경우에 있어서, 그 결과는 특이한 열간 압연 조직을 형성하기 위해 특별한 조건하에 제어 열간 압연되고, 상기 열간 압연판이 출발재로써 사용되고, 투자율과 철손 특성이 우수한 무방향성 전자강판이 제조될 수 있는 것을 도출하였다.
무방향성 전자 강판의 투자율을 개선하기 위해 사용된 종래 방법은 냉간 압연전 결정 조직을 조대화 한다. 본 발명에 따른 연구에서, 발명가들은 투자율의 추가 개선은 냉간 압연전 결정 조직을 조대화 하기 위한 열간 압연판 소둔을 행하므로써 얻어질 수 있는 것을 확인하였지만 그들은 추가로 열간 압연 소둔된 재료의 것과 비교할 수 있는 투자율을 가진 무방향성 전자 강판이 열간 압연 소둔이 행해지지 않을 시에도 본 발명에 의해 얻어질 수 있음이 발견되었다.
강 성분이 첫 번째 설명될 것이다.
실리콘(Si)은 강판의 고유 저항을 증대시켜 와류 손실을 낮추고 철손치를 개선하기 위해서 첨가된다. Si는 충분한 고유 저항이 0.1% 이하에서는 얻어질 수 없기 때문에 0.1% 이상의 함량으로 첨가되어야 한다. 또한, 상기 Si 함량은 1.0%를 초과한 함량에서 투자율이 감소되기 때문에 1.0% 이하로 제한되어야 한다.
Si와 같이 망간(Mn)은 강판의 고유 저항을 증가시키므로써 와류 손실을 낮추는 효과를 가진다. 0.1% 이상의 Mn 함량은 상기 효과를 얻기위해 필요하다. 또한 상기 Mn 함량은 투자율이 0.8%의 초과 함량에서 감소하기 때문에 0.8% 이하로 제한된다.
Si와 같이 알루미늄(Al)은 강판의 고유 저항을 증가시키므로써 와류 손실을 낮추는 효과를 가진다. 바람직하게 0.4% 이하는 저 철손이 바람직할 때 특별하게 첨가된다. 0.6% 이상의 Al 함량은 투자율을 상승시키고 전기 저항을 상승시키기 위해 바람직할 수 있다. 또한, 상기 Al 함량은 1.0%의 초과 함량에서 투자율이 감소하기 때문에 1.0% 이하로 제한되어야 한다.
강의 전기 저항성은 철손 특성이 10×10-8Ωm 이하에서 전기 저항성이 떨어지기 때문에 10×10-8Ωm 이상으로 한정되어야 한다. 상기 전기 저항성은 투자율이 32×10-8Ωm 이상의 전기 저항에서 떨어지기 때문에 32×10-8Ωm 이하로 한정되어야 한다.
P, B, Ni, Sn, Cu 및 Sb 중 하나 이상이 기계적 특성, 자성 특성 또는 제품의 내식성 또는 어떠한 다양한 다른 목적을 개선하기 위해서 강내에 함유될 수 있다. 상기 성분들의 첨가는 본 발명의 효과를 떨어뜨리지 않는다.
탄소(C)는 0.004% 이하로 제한되어야 한다. 상기 C 함량이 0.004%를 초과할 때, 철손 특성은 제품 사용시 발생하는 자기 시효에 의해 떨어지고, 또한, 불순물 원소와 함께 반응하므로써 생성된 탄화물들은 마무리 어닐링시 결정립 성장을 방해하고, 이는 철손 특성을 떨어뜨린다. 따라서, 상기 C 함량이 0.004% 이하로 제한되어야 한다.
황(S) 및 질소(N)는 열간 압연 단계에서 슬라브 가열시 일부 재고용된다. 이는 열간 압연시 MnS와 같은 황화물 및 AlN과 같은 질화물의 형성을 초래한다. 이러한 화합물들이 재결정 어닐링시 입자 성장을 방해하기 때문에, 바람직하게 S 및 N 함량은 0.003% 이하로 제한되어야 한다.
인(P)은 제품의 펀칭 특성을 개선하고, 0.1% 까지 첨가된다. P ≤ 0.2%일 때, 제품의 자성특성의 관점에서 문제를 일으키지 않는다.
본 발명의 공정 조건들이 아래에 설명되었다.
본 발명의 강은 αγ 변태를 가지기 때문에, 상기의 열간 압연 변형 저항은 열간 압연시 열간 압연 마무리 온도가 (Ar3+ Ar1)/2을 초과할 때 변동하는 경향이 있다. 이는 정확한 판 두께 내에서 우수한 열간 압연 강판을 얻는 것을 불가능하게 만들기 때문에, 열간 압연 마무리 온도는 (Ar3+ Ar1)/2 이하로 한정된다. 열간 압연 마무리 온도가 1050℃를 초과할 때, 650℃ 이하의 온도에서 권취는 어렵게된다. 따라서 열간 압연 마무리 온도의 상한이 1050℃ 또는 (Ar3+ Ar1)/2로 설정되었다. 열간 압연 마무리 온도가 850℃ 이하일 때, 압연은 열간 압연 변형 저항 증가로 어렵게된다. 따라서 하한이 850℃로 설정되었다.
상기에 설정된 성분을 가진 강 슬라브가 전로에서 용제 및 연소 주조와 조괴-분괴압연에 의해 제조되었다. 강 슬라브는 공지된 방법을 통해 가열되었다. 상기 가열된 슬라브는 규정 두께로 열간 압연되었다.
열간 압연판의 단면적에서 관찰된 재결정 조직의 평균 입경은 5㎛ 이상과 50㎛ 이하로 되어야 하고 열간 압연판 단면적의 압연 방향에서 얻어진 단면적내에서 관찰된 가공 조직의 면적율은 80% 이하로 되어야 한다. 열간 압연판의 입경이 5㎛ 이하일 때, 본 발명의 목적인 높은 투자율이 얻어질 수 없다. 따라서 열간 압연판의 재결정립의 입경은 5㎛ 이상으로 한정되어야 한다. 입경이 50㎛를 초과할 때, 높은 투자율은 가공 조직과 공존하여 얻어질 수 없다. 따라서 상한은 50㎛로 설정되었다.
본 발명에서, 열간 압연판 단면적의 압연 방향에서 얻어진 단면적내에서 관찰된 가공 조직의 면적율은 80% 이하로 되어야 한다.
상기 열간 압연판이 사용될 때, 우수한 투자율 μ15/60은 1500 Gauss/Oe 이상으로 단일 냉간 압연 및 어닐링에 의해 한정되었다.
가공 조직의 면적율이 80%를 초과할 때, 제품의 표면 상태는 압연 후 리징 (ridging)의 발생으로 악화된다. 따라서 상기 면적율은 80% 이하로 제한된다. 본 발명에 의해 한정된 성분을 가진 열간 압연판의 경우에서, 높은 투자율은 약간의 가공 조직이 잔존할 때 얻어지기 더 쉬워진다.
본 발명에 관계하여 사용된 것으로써, "가공 조직"은 높은 밀도로 존재한 전위를 가지며 에칭에 의해 흑색 및 압연에 생성된 신장된 입자들을 나타내는 조직의 일부로 언급된다. 본 발명에 관계하여 사용된 것으로써, "재결정 조직"은 등축립으로 구성된 조직을 의미한다.
상기 열간 압연판은 냉간 압연전 결정 조직을 조대화하기 위해 열간 압연판 소둔될 수 있다. 이 시기에, 열간 압연판의 입경은 50㎛ 이상과 500㎛이하로 되어야 한다. 열간 압연판 어닐링 후 열간 압연된 결정 조직의 입경은 50㎛ 이하일 때, 열간 압연판 어닐링 제품은 효과가 없다. 따라서 50㎛ 이상의 입경이 요구된다. 열간 압연판 어닐링 후 열간 압연된 결정 조직의 입경은 500㎛ 이상일 때, 냉간 압연 후 강판의 표면 조건은 떨어지게 된다. 따라서 입경의 상한이 500㎛ 이하로 한정되었다.
변태에 의해 입자 미세화를 방지하기 위해서, 바람직하게 열간 압연판 소둔은 Ac1점 이하 온도에서 행해져야 한다.
본 발명에 관계하여 사용된 것으로써, "투자율 μ15/60" 은 여자 자속밀도 1.5 Tesla, 주파수 60Hz에서 투자율을 자속밀도를 단위 Gauss, 여자 자계강도를 단위 Oe로써 측정하고, 자속밀도를 여자 자계강도로 나누어 얻어진 값을 이용하였다.
본 발명의 실시예가 아래에 기술되어졌다.
실시예 1
표 1에 나타내어진 성분의 슬라브가 무방향성 전자 강판들을 제조하기 위해 사용되었다. 각 슬라브는 보통 방법으로 가열되고 2.5mm의 최종 두께로 열간 압연되었다. 그 후 0.5mm의 최종 두께로 냉간 압연되었고 730℃에서 30 초동안 연속 어닐링 노에서 어닐링 되었다. 에프스틴(Epstein) 시편이 어닐링된 판으로부터 절단되었고 자기 특성이 측정되었다. 표 1은 발명예 및 비교예의 성분 및 측정된 투자율을 나타내었다.
|
C(%) |
Si(%) |
Mn(%) |
P(%) |
S(%) |
Al(%) |
N(%) |
전기 저항성Ωm |
μ15/60(Gauss/Oe) |
발명예1 |
0.0011 |
0.70 |
0.50 |
0.050 |
0.0009 |
0.60 |
0.0008 |
28.5 × 10-8 |
1560 |
발명예2 |
0.0014 |
0.80 |
0.45 |
0.050 |
0.0010 |
0.70 |
0.0009 |
30.8 × 10-8 |
1600 |
비교예1 |
0.0038 |
0.50 |
0.40 |
0.050 |
0.0010 |
1.20 |
0.0010 |
33.7 × 10-8 |
1310 |
비교예2 |
0.0009 |
1.25 |
0.35 |
0.050 |
0.0015 |
0.70 |
0.0009 |
35.4 × 10-8 |
1250 |
상기는 높은 투자율 및 우수한 자기 특성을 나타낸 무방향성 전자 강판이 본 발명에 의해 한정된 범위내로 떨어지는 성분을 가진 강의 사용에 의해 얻어질 수 있음을 보였다.
실시예 2
표 2에 나타내어진 성분의 슬라브가 무방향성 전자 강판들을 제조하기 위해 사용되었다. 각 슬라브는 보통 방법으로 가열되고 및 2.5mm의 최종 두께로 열간 압연되었다.
상기 열간 압연판은 그 후 산세처리되었고 0.50mm의 최종 두께로 냉간 압연되었다. 상기 냉간 압연판은 730℃에서 30 초동안 연속 어닐링 노에서 어닐링 되었다. 에프스틴(Epstein) 시편이 750℃에서 2 시간동안 수요가 상당의 어닐링된 어닐링 판으로부터 절단되었고, 그 후 자기 특성이 측정되었다.
표 3은 발명예 및 비교예의 열간 압연판 소둔 온도 및 측정된 자기 특성을 나타내었다. 상기 비교예들은 리징이 발생되었고 표면 상태의 뚜렷한 악화로 인하여 사용하기에 부적당하였다.
C(%) |
Si(%) |
Mn(%) |
P(%) |
S(%) |
Al(%) |
N(%) |
전기 저항성Ωm |
0.0011 |
0.75 |
0.50 |
0.010 |
0.0010 |
0.60 |
0.0011 |
29.1 × 10-8 |
|
열간 압연 결정 조직의 가공 조직 면적율(%) |
열간 압연 재결정 조직의 입경(㎛) |
자기 특성 |
μ15/60(Gauss/Oe) |
비고 |
발명예발명예발명예비교예 |
0.010.5020.090.0 |
35302530 |
1650160015501640 |
리징발생 |
상기는 높은 투자율을 나타내는 강판이 적어도 가공 조직의 규정된 양을 가진 열간 압연판의 사용에 의해 제조될 수 있다.
실시예 3
표 2에 나타내어진 성분의 슬라브가 무방향성 전자 강판들을 제조하기 위해 사용되었다. 각 슬라브는 보통 방법으로 가열되고 2.5mm의 최종 두께로 열간 압연되었다.
상기 열간 압연판은 그 후 산세처리되었고 광휘 롤(bright roll)을 사용하여 0.50mm의 최종 두께로 냉간 압연되었다. 상기 냉간 압연판은 730℃에서 30 초동안 연속 어닐링 노에서 어닐링되었다. 에프스틴(Epstein) 시편이 750℃에서 2 시간동안 수요가 상당의 어닐링된 어닐링 판으로부터 절단되었고, 그 후 자기 특성이 측정되었다.
표 4는 발명예 및 비교예의 열간 압연판 소둔 온도 및 측정된 자기 특성을 나타내었다. 상기 비교예들은 투자율이 높지만 리징이 발생되었고 표면 상태의 뚜렷한 악화로 인하여 사용하기에 부적당하였다.
|
열간 압연 결정 조직의 가공 조직 면적율(%) |
열간 압연 재결정 조직의 입경(㎛) |
자기 특성 |
μ15/60(Gauss/Oe) |
비고 |
발명예발명예발명예비교예 |
0.020.4522.088.0 |
36322729 |
2100209021502050 |
리징발생 |
상기는 높은 투자율을 나타내는 강판이 적어도 가공 조직의 규정된 양을 가진 열간 압연판의 사용에 의해 제조될 수 있다.
실시예 4
표 5에 나타내어진 성분의 슬라브가 무방향성 전자 강판들을 제조하기 위해 사용되었다. 각 슬라브는 보통 방법으로 가열되고 2.3mm의 최종 두께로 열간 압연되었다. 상기 열간 압연 판은 950℃의 Ac1점 이하의 온도에서 어닐링되었다. 상기 어닐링 시간은 냉간 압연전 다른 입경을 얻기 위해 변화되었다. 그 후 열간 압연판은 산세처리되었고 광휘 롤(bright roll)을 사용하여 0.50mm의 최종 두께로 냉간 압연되었다. 일부 냉간 압연판은 충분히 처리된(full-processed) 판 및 반처리된 (semi-processed) 판을 제조하기 위해 사용되었다. 상기 충분히 처리된 판은 730℃에서 30초동안 연속 어일링로에서 냉간 압연판을 어닐링하고 그 후 750℃에서 2 시간 동안 수요가 상당의 어닐링하므로써 얻어졌다. 상기 반 처리 강판은 700℃에서 20초동안 연속 어닐링로에서 냉간 압연판을 어닐링하고, 스킨-패스 (skin-pass) 압연에 의해 0.47mm의 최종 두께로 마무리하므로써 얻어졌다. 에프스틴(Epstein) 시편이 750℃에서 2 시간동안 수요가 상당의 어닐링되어, 각각 반처리 판으로부터 절단되었고, 그 후 자기 특성이 측정되었다.
표 6 및 7은 발명예와 비교예의 측정된 자기 특성을 나타내고 있다. 상기 비교예들은 표면 상태의 뚜렷한 악화로 인하여 사용하기에 부적당하였다.
C(%) |
Si(%) |
Mn(%) |
P(%) |
S(%) |
Al(%) |
N(%) |
Ti(%) |
전기 저항성Ωm |
0.0016 |
0.75 |
0.55 |
0.010 |
0.0010 |
0.65 |
0.0010 |
0.0010 |
30.0 × 10-8 |
충분히 처리된 판 |
냉간 압연전 조직의 입경 (㎛) |
자기특성 |
μ15/60(Gauss/Oe) |
비고 |
발명예발명예발명예비교예 |
6080150600 |
2300229023502250 |
표면성상악화 |
반 처리된 판 |
냉간 압연전 조직의 입경 (㎛) |
자기특성 |
μ15/60(Gauss/Oe) |
비고 |
발명예발명예발명예비교예 |
6080150600 |
2400235025502450 |
표면성상악화 |
상기는 높은 투자율 값을 가진 무방향성 전자강판이 적당한 입경을 얻기위한 열간 압연판 소둔 효과에 의해 제조될 수 있음을 관찰할 수 있었다.
실시예 5
표 5에 나타낸 성분의 슬라브가 무방향성 전자강판을 제조하기 위해 사용되었다. 각각의 슬라브는 보통 방법으로 가열되었고 2.3mm의 최종 두께로 열간압연되었다. 상기 열간 압연판은 950℃의 Ac1점 이하의 온도에서 어닐링되었다. 상기 어닐링 시간은 냉간 압연전 다른 입경을 얻기위해 변하였다.
그 후 각각의 어닐링된 판은 산세처리되었고 무딘 롤(dull roll)을 사용하여 0.50mm의 최종 두께로 냉간 압연되었다. 상기 냉간 압연판은 700℃에서 20초동안 연속 어닐링로에서 어닐링되었고 스킨-패스 압연에 의해 0.47mm의 최종 두께로 마무리되었다. 에프스틴(Epstein) 시편이 750℃에서 2 시간동안 수요가 상당의 어닐링되어, 각 판으로부터 절단되었고, 그 후 자기 특성이 측정되었다.
표 8은 발명예와 비교예의 열간 압연판 어닐링 온도 및 측정된 자기 특성을 나타내었다. 상기 비교예들은 표면 상태의 뚜렷한 악화로 인하여 사용하기에 부적당하였다.
충분히 처리된 판 |
냉간 압연전 조직의 입경 (㎛) |
자기특성 |
μ15/60(Gauss/Oe) |
비고 |
발명예발명예발명예비교예 |
75140250620 |
1650170018001790 |
표면성상악화 |
상기는 높은 투자율 값을 가진 무방향성 전자강판이 적당한 입경을 얻기위한 열간 압연판 소둔 효과에 의해 제조될 수 있음을 관찰할 수 있었다.