KR20190127964A

KR20190127964A - 무방향성 전자 강판

Info

Publication number: KR20190127964A
Application number: KR1020197032115A
Authority: KR
Inventors: 요시아키 나토리; 가즈토시 다케다; 히로요시 야시키; 미호 도미타; 히로시 후지무라; 다케아키 와키사카; 데스슈 무라카와; 다쿠야 마츠모토; 히로키 호리; 유우야 고모토; 오 우야마
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2017-07-19
Filing date: 2018-07-19
Publication date: 2019-11-13
Also published as: JP6478004B1; KR102107439B1; EP3656885A4; BR112019021222A2; EP3656885A1; US11279985B2; JPWO2019017426A1; TWI683009B; US20200040423A1; CN110573643A; BR112019021222B1; WO2019017426A1; CN110573643B; TW201908498A

Abstract

이 무방향성 전자 강판은, 화학 조성이, 질량％로, C: 0.0015％ 내지 0.0040％, Si: 3.5％ 내지 4.5％, Al: 0.65％ 이하, Mn: 0.2％ 내지 2.0％, Sn: 0％ 내지 0.20％, Sb: 0％ 내지 0.20％, P: 0.005％ 내지 0.150％, S: 0.0001％ 내지 0.0030％, Ti: 0.0030％ 이하, Nb: 0.0050％ 이하, Zr: 0.0030％ 이하, Mo: 0.030％ 이하, V: 0.0030％ 이하, N: 0.0010％ 내지 0.0030％, O: 0.0010％ 내지 0.0500％, Cu: 0.10％ 미만, Ni: 0.50％ 미만을 함유하며, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 제품 판 두께가 0.10㎜ 내지 0.30㎜이며, 평균 결정 입경이 10㎛ 내지 40㎛이며, 철손 W10/800이 50W/㎏ 이하이고, 인장 강도가 580MPa 내지 700MPa이며, 항복비가 0.82 이상이다.

Description

무방향성 전자 강판

본 발명은, 무방향성 전자 강판에 관한 것이다.

본원은 2017년 7월 19일에, 일본에 출원된 일본 특허출원 제2017-139765호 에 기초하여 우선권을 주장하고, 그 내용을 여기에 원용한다.

요즘, 지구 환경 문제가 주목받고 있으며, 에너지 절약에의 대처에 대한 요구는, 한층 더 높아져 오고 있다. 그 중에서도 전기 기기의 고효율화는, 근년 강하게 요망되고 있다. 이 때문에, 모터 또는 발전기 등의 철심 재료로서 널리 사용되고 있는 무방향성 전자 강판에 있어서도, 자기 특성의 향상에 대한 요청이 더욱 강해지고 있다. 전기 자동차나 하이브리드 자동차용 모터, 및 컴프레서용 모터에 있어서는, 그 경향이 현저하다.

상기와 같은 각종 모터의 모터 코어는, 고정자인 스테이터, 및 회전자인 로터로 구성된다. 모터 코어를 구성하는 스테이터 및 로터에 요구되는 특성은, 서로 상위하다. 스테이터에는 우수한 자기 특성(철손 및 자속 밀도)이 특히 요구되는 데 비하여, 로터에는 우수한 기계 특성(인장 강도 및 항복비)이 요구된다.

스테이터와 로터는 요구되는 특성이 상이하다. 그 때문에, 스테이터용 무방향성 전자 강판과, 로터용 무방향성 전자 강판을 나누어서 만들면, 각각의 원하는 특성을 실현할 수 있다. 그러나, 2종류의 무방향성 전자 강판을 준비하는 것은, 수율의 저하를 초래해 버린다. 그래서, 로터에 요구되는 우수한 강도와, 스테이터에 요구되는 저철손을 실현하기 위해서, 강도가 우수하고, 또한, 자기 특성에도 우수한 무방향성 전자 강판이 종래 검토되어 왔다.

예를 들어, 이하의 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에서는, 스테이터에 요구되는 우수한 자기 특성을 실현하면서, 로터에 요구되는 우수한 강도를 실현하기 위해서, 강판의 화학 성분으로서, 규소(Si)를 많이 함유시킴과 함께, 니켈(Ni)이나 구리(Cu)와 같은 고강도화에 기여하는 원소를 의도적으로 첨가하는 기술이 제안되어 있다.

일본 특허공개 제2004-300535호 공보 일본 특허공개 제2004-315956호 공보 일본 특허공개 제2008-50686호 공보

그러나, 근년, 전기 자동차나 하이브리드 자동차의 모터에 요구되는 에너지 절약 특성을 실현하기 위해서는, 상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에서 개시되어 있는 바와 같은 기술에서는, 스테이터 소재로서의 저철손화가 불충분하였다.

또한, 상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에서 개시되어 있는 바와 같은 Ni나 Cu와 같은 고강도화를 촉진하는 원소는 고가이며, 이들 원소를 적극적으로 첨가하면, 무방향성 전자 강판의 제조 비용은 증대된다.

또한, 근년, 전기 자동차나 하이브리드 자동차용 모터에 있어서, 모터 회전수를 고속화함으로써 모터 토크를 얻는 설계가 많이 이루어지게 되어, 로터의 더한층의 고강도화가 강하게 요구되고 있다. 모터의 안전성을 확보하기 위해서는, 인장 강도로 나타내어지는 파괴의 한계 특성뿐만 아니라, 피로에 의한 파괴도 방지해야만 한다. 그를 위해서는, 단순한 인장 강도뿐만 아니라, 높은 항복 응력을 얻는 것(즉, 높은 항복비를 얻는 것)이 중요해진다. 그러나, 상기 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 개시되어 있는 기술을 이용하였다고 해도, 로터의 더한층의 고강도화·고항복비화를 도모하는 것이 곤란하다.

본 발명은, 상기 문제를 감안하여 이루어졌다. 본 발명의 목적은, 제조 비용이 억제된, 고강도이면서 고항복비의 무방향성 전자 강판을 제공하는 것이다.

바람직하게는, 얻어진 고강도이면서 항복비의 무방향성 전자 강판을 원하는 모터 코어 형상(로터 형상 및 스테이터 형상)으로 펀칭하고, 펀칭한 무방향성 전자 강판을 복수 매 적층하여 원하는 모터 코어 형상(로터 형상 및 스테이터 형상)을 형성하고, 그 중, 스테이터형 형상으로 적층한 것에 대해서 어닐링을 실시한 경우에, 보다 한층 우수한 자기 특성을 나타내는 무방향성 전자 강판을 제공하는 데 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명자들은 예의 검토를 행하였다. 구체적으로는, 로터 및 스테이터용 부재를 동일한 무방향성 전자 강판으로부터 펀칭하고, 로터용 부재에 대해서는, 원하는 로터 형상으로 되도록 적층한 후에, 적층체에 대해서 어닐링을 행하지 않아도, 보다 한층 우수한 기계 특성을 갖고, 또한 스테이터용 부재에 대해서는, 원하는 스테이터형 형상으로 되도록 적층한 후에, 적층체에 대해서 어닐링을 행함으로써 보다 한층 우수한 자기 특성을 실현하는 수단에 대하여, 예의 검토를 행하였다.

이하에서는, 무방향성 전자 강판을 원하는 스테이터 형상으로 펀칭하여 스테이터용 부재로 하고, 펀칭한 스테이터용 부재를 원하는 스테이터 형상으로 되도록 적층한 후에, 얻어진 적층체에 대해서 실시하는 어닐링을, 「코어 어닐링」이라고 칭한다.

동등한 인장 강도를 갖는 무방향성 전자 강판 중에서, 피로 강도의 향상을 목적으로 하여 높은 항복비를 실현하기 위해서, 무방향성 전자 강판이 상항복점을 갖도록 하는 것이 가능성으로서 생각된다.

본 발명자들은, 탄소(C)의 변형 시효를 활용하여, 무방향성 전자 강판이 상항복점을 갖도록 제어하는 것에 착안하였다. 그러나, 일반적으로 제조되는 무방향성 전자 강판은, 고순도이며 변형 시효의 원인이 되는 C의 함유량이 낮다. 특히, Si의 함유량이 3％ 이상인 무방향성 전자 강판에서는, Si가 탄화물의 생성을 억제함으로써, 상항복점을 갖지 않는다. 또한, 단순히 고강도화를 목표로 하여, C, 티타늄(Ti), 니오븀(Nb) 등의 원소를 의도적으로 함유시킨 무방향성 전자 강판에서는, C를 많이 함유함으로써 항복 현상은 발생하였다고 해도, 탄화물이 코어 어닐링 시의 입성장을 크게 열화시키므로, 코어 어닐링 후의 자기 특성이 향상되지 않는다.

그 때문에, 지금까지 상항복점을 갖고, 또한 코어 어닐링 후의 자기 특성이 우수한 무방향성 전자 강판을 얻는 것은 어려웠다.

이러한 관점에 기초하여, 본 발명자들은 거듭 검토를 행하였다. 그 결과, 비용이 높은 원소를 의도적으로 함유시키지 않고, 또한, 높은 Si 함유량을 갖는 무방향성 전자 강판에 있어서, 결정 입경의 더한층의 미세화를 도모함으로써 항복 현상을 실현시킴으로써, 보다 한층 우수한 기계 특성이 얻어진다는 사실을 알아내었다. 또한, 이 무방향성 전자 강판에 있어서, 코어 어닐링 시의 입성장을 저해하는 원소의 함유를 억제할 수 있으면, 코어 어닐링 후의 보다 한층 우수한 자기 특성도 동시에 향상시키는 것이 가능해진다는 지견을 얻기에 이르렀다.

상기 지견에 기초하여 완성된 본 발명의 요지는, 이하와 같다.

[1] 본 발명의 일 양태에 따른 무방향성 전자 강판은, 화학 조성이, 질량％로, C: 0.0015％ 내지 0.0040％, Si: 3.5％ 내지 4.5％, Al: 0.65％ 이하, Mn: 0.2％ 내지 2.0％, Sn: 0％ 내지 0.20％, Sb: 0％ 내지 0.20％, P: 0.005％ 내지 0.150％, S: 0.0001％ 내지 0.0030％, Ti: 0.0030％ 이하, Nb: 0.0050％ 이하, Zr: 0.0030％ 이하, Mo: 0.030％ 이하, V: 0.0030％ 이하, N: 0.0010％ 내지 0.0030％, O: 0.0010％ 내지 0.0500％, Cu: 0.10％ 미만, Ni: 0.50％ 미만을 함유하며, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고, 제품 판 두께가 0.10㎜ 내지 0.30㎜이며, 평균 결정 입경이 10㎛ 내지 40㎛이며, 철손 W10/800이 50W/㎏ 이하이고, 인장 강도가 580MPa 내지 700MPa이며, 항복비가 0.82 이상이다.

[2] 상기 [1]에 기재된 무방향성 전자 강판은, C, Ti, Nb, Zr, V의 함유량이, 이하의 식 (1)로 표시되는 조건을 만족시켜도 된다.

[C]×([Ti]+[Nb]+[Zr]+[V])<0.000010 … (1)

여기서, 상기 식 (1)에 있어서, [X]라는 표기는, 원소 X의 함유량(단위: 질량％)을 나타낸다.

[3] 상기 [1] 또는 [2]에 기재된 무방향성 전자 강판은, 어닐링 온도 750℃ 이상 900℃ 이하, 균열 시간 10분 내지 180분의 범위 내로 되는 어닐링 조건하에서의 어닐링에 의해, 평균 결정 입경이 60㎛ 내지 150㎛, 또한, 철손 W10/400이 11W/㎏ 이하로 되어도 된다.

[4] 상기 [1] 내지 [3] 중 어느 한 항에 기재된 무방향성 전자 강판은, 상항복점 및 하항복점을 갖고 있으며, 상항복점이 하항복점보다도 5MPa 이상 높아도 된다.

[5] 상기 [1] 내지 [4] 중 어느 한 항에 기재된 무방향성 전자 강판은, 상기 화학 조성이, 질량％로, Sn: 0.01％ 내지 0.20％, Sb: 0.01％ 내지 0.20％ 중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유해도 된다.

[6] 상기 [1] 내지 [5] 중 어느 한 항에 기재된 무방향성 전자 강판은, 표면에 절연 피막을 더 가져도 된다.

본 발명의 상기 양태에 의하면, 제조 비용이 억제되고, 또한, 기계 특성 및 코어 어닐링 후의 자기 특성이 보다 한층 우수한 무방향성 전자 강판을 얻을 수 있다.

도 1은, 본 발명의 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 구조를 모식적으로 나타낸 설명도이다.
도 2는, 동 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 3은, 동 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판이 나타내는 응력-변형 곡선에 대하여 설명하기 위한 설명도이다.
도 4는, 무방향성 전자 강판이 나타내는 응력-변형 곡선의 일례를 나타낸 도면이다.
도 5는, 동 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.

이하에 첨부 도면을 참조하면서, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세히 설명한다. 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 갖는 구성 요소에 대해서는, 동일한 번호를 부여함으로써 중복 설명을 생략한다.

(무방향성 전자 강판에 대하여)

우선, 도 1 내지 도 5를 참조하면서, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판)에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 구조를 모식적으로 나타낸 설명도이다. 도 2는, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도 3은, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판이 나타내는 응력-변형 곡선에 대하여 설명하기 위한 설명도이다. 도 4는, 무방향성 전자 강판이 나타내는 응력-변형 곡선의 일례를 나타낸 도면이다. 도 5는, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 스테이터 및 로터의 양쪽을 제조할 때의 소재로서 적합한 무방향성 전자 강판(10)이다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 도 1에 모식적으로 나타낸 바와 같이, 소정의 화학 성분을 함유하고, 소정의 기계 특성 및 자기 특성을 나타내는 지철(11)을 갖고 있다. 또한, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 지철(11)의 표면에, 절연 피막(13)을 더 갖고 있는 것이 바람직하다.

이하에서는, 우선, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)에 대하여 상세히 설명한다.

<지철의 화학 성분에 대하여>

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)은, 질량％로, C: 0.0015％ 내지 0.0040％, Si: 3.5％ 내지 4.5％, Al: 0.65％ 이하, Mn: 0.2％ 내지 2.0％, P: 0.005％ 내지 0.150％, S: 0.0001％ 내지 0.0030％, Ti: 0.0030％ 이하, Nb: 0.0050％ 이하, Zr: 0.0030％ 이하, Mo: 0.030％ 이하, V: 0.0030％ 이하, N: 0.0010％ 내지 0.0030％, O: 0.0010％ 내지 0.0500％, Cu: 0.10％ 미만, Ni: 0.50％ 미만을 함유하고, 필요에 따라서 Sn 또는 Sb의 한쪽 또는 양쪽을, 각각 0.01질량％ 이상 0.2질량％ 이하 더 함유하고, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어진다.

지철(11)은 예를 들어 열연 강판이나 냉연 강판 등의 강판이다.

이하에서는, 본 실시 형태에 따른 지철(11)의 화학 조성이 상기와 같이 규정되는 이유에 대하여 상세히 설명한다. 이하에서는, 특별히 정함이 없는 한,「％」는 「질량％」를 나타내기로 한다.

[C: 0.0015％ 내지 0.0040％]

C(탄소)는, 철손 열화를 야기하는 원소이다. C 함유량이 0.0040％를 초과하는 경우에는, 무방향성 전자 강판에 있어서 철손 열화가 발생하여, 양호한 자기 특성을 얻을 수 없다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, C 함유량을 0.0040％ 이하로 한다. C 함유량은, 바람직하게는 0.0035％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0030％ 이하이다.

한편, C 함유량이 0.0015％ 미만으로 되는 경우에는, 무방향성 전자 강판(10)에 있어서 상항복점이 발생하지 않아, 양호한 항복비가 얻어지지 않는다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, C 함유량을 0.0015％ 이상으로 한다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 있어서, C 함유량은, 바람직하게는 0.0020％ 이상이고, 보다 바람직하게는 0.0025％ 이상이다.

[Si: 3.5％ 내지 4.5％]

Si(규소)는, 강의 전기 저항을 상승시키고 와전류손을 저감시켜, 고주파 철손을 개선하는 원소이다. 또한, Si는, 고용 강화능이 크기 때문에, 무방향성 전자 강판(10)의 고강도화에도 유효한 원소이다. 상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 3.5％ 이상의 Si를 함유시키는 것이 필요하다. 바람직하게는 3.6％ 이상이다.

한편, Si 함유량이 4.5％를 초과하는 경우에는, 가공성이 현저하게 열화되어, 냉간 압연을 실시하는 것이 곤란해진다. 따라서, Si 함유량은 4.5％ 이하로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 4.0％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3.9％ 이하이다.

[Al: 0.65％ 이하]

Al(알루미늄)은, 무방향성 전자 강판의 전기 저항을 상승시킴으로써 와전류손을 저감시켜, 고주파 철손을 개선시키기 위해 유효한 원소이다. 한편, Al은, 강판 제조 과정에 있어서의 가공성과, 제품의 자속 밀도를 저하시키는 영향도 있다. 그 때문에, Al 함유량을 0.65％ 이하로 한다.

또한, 코어 어닐링 후에 있어서 양호한 자기 특성을 얻기 위해서는, 고용 Ti의 악영향을 억제하는 것이 긴요하지만, Al 함유량이 높은 경우에는, 질화물로서 TiN이 아니라 AlN이 석출되어, 고용 Ti가 증가한다. Al 함유량이 0.50％를 초과하는 경우에는, 무방향성 전자 강판의 자속 밀도가 현저하게 저하되고, 또한 취화함으로써 냉간 압연을 실시하는 것이 곤란해져서, 코어 어닐링 후의 자기 특성이 열위로 된다. 따라서, 코어 어닐링 후의 자기 특성을 고려하면, Al 함유량은, 0.50％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Al 함유량은, 보다 바람직하게는 0.40％ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.35％ 이하이다.

한편, Al 함유량의 하한값은, 특별히 규정하는 것은 아니며 0％여도 되지만, Al 함유량을 0.0005％ 미만으로 하기 위해서는, 제강에서의 부하가 높아, 비용이 증가되어 버린다. 그 때문에, Al 함유량은 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 고주파 철손을 개선하는 효과를 얻는 경우에는, Al 함유량은, 바람직하게는 0.10％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.20％ 이상이다.

[Mn: 0.2％ 내지 2.0％]

Mn(망간)은, 강의 전기 저항을 상승시키고 와전류손을 저감시켜, 고주파 철손을 개선시키기 위해 유효한 원소이다. 상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, 0.2％ 이상의 Mn을 함유시키는 것이 필요하다. 또한, Mn 함유량이 0.2％ 미만으로 되는 경우에는, 미세한 황화물(MnS)이 석출됨으로써, 코어 어닐링 시의 입성장성이 열화되므로, 바람직하지 않다. Mn 함유량은, 바람직하게는 0.4％ 이상, 보다 바람직하게는 0.5％ 이상이다.

한편, Mn 함유량이 2.0％를 초과하는 경우에는, 자속 밀도의 저하가 현저해진다. 따라서, Mn 함유량은 2.0％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 1.7％ 이하이고, 보다 바람직하게는 1.5％ 이하이다.

[P: 0.005％ 내지 0.150％]

P(인)은, 고용 강화능이 크고, 게다가 자기 특성의 향상이 유리한 {100} 집합 조직을 증가시키는 효과도 갖는 원소이며, 고강도와 고자속 밀도를 양립하는 데 있어서 매우 유효한 원소이다. 또한, {100} 집합 조직의 증가는, 무방향성 전자 강판(10)의 판면 내에 있어서의 기계 특성의 이방성을 저감하는 것에도 기여하므로, P는, 무방향성 전자 강판(10)의 펀칭 가공 시의 치수 정밀도를 개선하는 효과도 갖는다. 이러한 강도, 자기 특성 및 치수 정밀도를 개선하는 효과를 얻기 위해서는, P 함유량을 0.005％ 이상으로 하는 것이 필요하다. P 함유량은, 바람직하게는 0.010％ 이상, 보다 바람직하게는 0.020％ 이상이다.

한편, P 함유량이 0.150％를 초과하는 경우에는, 무방향성 전자 강판(10)의 연성이 현저하게 저하된다. 따라서, P의 함유량은 0.150％ 이하로 한다. P 함유량은, 바람직하게는 0.100％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.080％ 이하이다.

[S: 0.0001％ 내지 0.0030％]

S(황)은, MnS의 미세 석출물을 형성함으로써 철손을 증가시켜, 무방향성 전자 강판(10)의 자기 특성을 열화시키는 원소이다. 그 때문에, S 함유량은 0.0030％ 이하로 할 필요가 있다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0020％ 이하, 보다 바람직하게는 0.0010％ 이하이다.

한편, S 함유량을 0.0001％보다도 저감시키려고 하면, 불필요한 비용 상승을 초래할 뿐이다. 따라서, S 함유량은 0.0001％ 이상으로 한다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0003％ 이상이며, 보다 바람직하게는 0.0005％ 이상이다.

[Ti: 0.0030％ 이하]

Ti(티타늄)은, 강 중에 불가피적으로 혼입될 수 있는 원소이며, 탄소나 질소와 결합하여 개재물(탄화물, 질화물)을 형성하는 원소이다. 탄화물이 형성된 경우에는, 코어 어닐링 중의 결정립의 성장이 저해되어, 자기 특성이 열화된다. 따라서, Ti 함유량은 0.0030％ 이하로 한다. Ti 함유량은 0.0015％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0010％ 이하이다.

한편, Ti 함유량은 0％여도 되지만, 0.0005％보다도 저감시키려고 하면, 불필요한 비용 상승을 초래한다. 따라서, Ti 함유량은 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다.

[Nb: 0.0050％ 이하]

Nb(니오븀)은, 탄소나 질소와 결합하여 개재물(탄화물, 질화물)을 형성함으로써 고강도화에 기여하는 원소이다. 그러나, Nb는 고가의 원소이며, 함유량을 0.0050％ 이하로 한다. 또한, Nb는, 코어 어닐링 중의 결정립의 성장을 저해하여 자기 특성을 열화시키는 원소이기도 하다. 따라서, 코어 어닐링 후의 자기 특성을 고려하면, Nb 함유량은 0.0030％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Nb 함유량은, 바람직하게는 0.0010％ 이하이고, 보다 바람직하게는 측정 한계 이하(tr.)(0％를 포함함)이다.

[Zr: 0.0030％ 이하]

Zr(지르코늄)은, 탄소나 질소와 결합하여 개재물(탄화물, 질화물)을 형성함으로써 고강도화에 기여하는 원소이다. 그러나, Zr은, 코어 어닐링 중의 결정립의 성장을 저해하여 자기 특성을 열화시키는 원소이기도 하다. 따라서, Zr 함유량은 0.0030％ 이하로 한다. Zr 함유량은, 바람직하게는 0.0010％ 이하이고, 보다 바람직하게는 측정 한계 이하(tr.)(0％를 포함함)이다.

[Mo: 0.030％ 이하]

Mo(몰리브덴)은, 불가피적으로 혼입될 수 있는 원소이며, 탄소와 결합하여 개재물(탄화물)을 형성하는 원소이다. 단, Mo는, 코어 어닐링이 실시되는 750℃ 이상의 온도에서는 용체화되기 쉬우므로, 약간의 혼입이 허용된다. 그러나, 혼입량이 너무 증가되면 결정립의 성장을 저해하여 자기 특성을 열화시키므로, Mo 함유량은 0.030％ 이하로 한다. Mo 함유량은, 바람직하게는 0.020％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.015％ 이하이며, 측정 한계 이하(tr.)(0％를 포함함)여도 된다.

한편, Mo 함유량을 0.0005％보다도 저감시키려고 하면, 불필요한 비용 상승을 초래한다. 따라서, 제조 비용의 관점에서는, Mo 함유량은 0.0005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Mo 함유량은, 바람직하게는 0.0010％ 이상이다.

[V: 0.0030％ 이하]

V(바나듐)은, 탄소나 질소와 결합하여 개재물(탄화물, 질화물)을 형성함으로써 고강도화에 기여하는 원소이다. 그러나, V는, 코어 어닐링 중의 결정립의 성장을 저해하여 자기 특성을 열화시키는 원소이기도 하다. 따라서, V 함유량은 0.0030％ 이하로 한다. V 함유량은, 바람직하게는 0.0010％ 이하이고, 보다 바람직하게는 측정 한계 이하(tr.)(0％를 포함함)이다.

[N: 0.0010％ 내지 0.0030％]

N(질소)는, 불가피적으로 혼입되는 원소이며, 자기 시효를 야기하여 철손을 증가시켜, 무방향성 전자 강판(10)의 자기 특성을 열화시키는 원소이다. 그 때문에, N 함유량은 0.0030％ 이하로 할 필요가 있다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0025％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.0020％ 이하이다.

한편, N 함유량을 0.0010％보다도 저감시키려고 하면, 불필요한 비용 상승을 초래한다. 따라서, N 함유량은 0.0010％ 이상으로 한다.

[O: 0.0010％ 내지 0.0500％]

O(산소)는, 불가피적으로 혼입되는 원소이며, 산화물을 형성함으로써 철손을 증가시켜, 무방향성 전자 강판(10)의 자기 특성을 열화시키는 원소이다. 그 때문에, O 함유량은 0.0500％ 이하로 할 필요가 있다. O는, 어닐링 공정에 있어서 혼입되기도 하므로, 슬래브 단계(즉, 레이들값)에 있어서는, 0.0050％ 이하로 하는 것이 바람직하다.

한편, O 함유량을 0.0010％보다도 저감시키려고 하면, 불필요한 비용 상승을 초래한다. 따라서, O 함유량은 0.0010％ 이상으로 한다.

[Cu: 0.10％ 미만]

[Ni: 0.50％ 미만]

Cu(구리) 및 Ni(니켈)은, 불가피적으로 혼입될 수 있는 원소이다. 의도적인 Cu 및 Ni의 첨가는, 무방향성 전자 강판(10)의 제조 비용을 증가시킨다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, 첨가할 필요가 없다.

Cu 함유량은, 제조 공정에 있어서 불가피적으로 혼입될 수 있는 최댓값인 0.10％ 미만으로 한다.

한편, 특히, Ni는, 무방향성 전자 강판(10)의 강도를 향상시키는 원소이며, 의도적으로 첨가하여 함유시켜도 된다. 단, Ni는 고가이기 때문에, 의도적으로 함유시키는 경우라도, 그 함유량의 상한을 0.50％ 미만으로 한다.

Cu 함유량 및 Ni 함유량의 하한은, 특별히 한정되는 것이 아니라 0％여도 되지만, Cu 함유량 및 Ni 함유량을 0.005％보다도 저감시키려고 하면, 불필요한 비용 상승을 초래한다. 따라서, Cu 함유량 및 Ni의 함유량은, 모두 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Cu 함유량 및 Ni 함유량은, 바람직하게는 각각, 0.01％ 이상, 0.09％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.02％ 이상, 0.06％ 이하이다.

[Sn: 0％ 내지 0.20％]

[Sb: 0％ 내지 0.20％]

Sn(주석) 및 Sb(안티몬)은, 강판의 표면에 편석하여 어닐링 중의 산화를 억제함으로써, 낮은 철손을 확보하는 데 유용한 임의 첨가 원소이다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에서는, 상기 효과를 얻기 위해서, Sn 또는 Sb 중 적어도 어느 한쪽을, 임의 첨가 원소로서 지철 중에 함유시켜도 된다. 상기 효과를 충분히 발휘시키기 위해서는, Sn 함유량 또는 Sb 함유량을, 각각 0.01％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.03％ 이상이다.

한편, Sn 함유량 또는 Sb 함유량이 각각 0.20％를 초과하는 경우에는, 지철의 연성이 저하되어 냉간 압연이 곤란해질 가능성이 있다. 따라서, Sn 함유량 또는 Sb 함유량은, 함유시키는 경우에도, 각각 0.20％ 이하로 하는 것이 바람직하다. Sn 또는 Sb를 지철 중에 함유시키는 경우에, Sn 함유량 또는 Sb 함유량은, 보다 바람직하게는 0.10％ 이하이다.

[[C]×([Ti]+[Nb]+[Zr]+[V])<0.000010]

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)은, 이상 설명한 바와 같은 화학 성분을 갖고 있지만, 지철(11)의 C, Ti, Nb, Zr, V의 함유량은, 이하의 식 (1)로 표시되는 조건을 더욱 만족시키는 것이 바람직하다.

[C]×([Ti]+[Nb]+[Zr]+[V])<0.000010 … (1)

여기서, 상기 식 (1)에 있어서, [X]라는 표기는, 원소 X의 함유량(단위: 질량％)을 나타내는, 즉, 예를 들어 [C]이면, 질량％에 의한 C 함유량을 나타낸다.

지철(11) 중에 C가 존재하면, 지철(11)에서는, C 함유량에 따른 탄화물이 형성될 수 있다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, Ti, Nb, Zr, V는, 탄소와의 사이에서 탄화물을 형성하는 원소이며, 지철(11) 중에 이들 원소가 존재함으로써, 탄화물이 보다 형성되기 쉬워진다. 따라서, 상기 식 (1)의 좌변은, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11)에 있어서, 탄화물 형성 능력을 나타내는 지표라고 간주할 수 있다.

본 발명자들이, 지철(11) 중의 화학 성분의 함유량을 변화시키면서, 지철(11) 중에서의 탄화물의 형성의 모습에 대하여 예의 검토를 행한 결과, 상기 식 (1)의 좌변에 부여되는 값이 0.000010 이상으로 되는 경우에는, 탄화물이 형성됨으로써 코어 어닐링 중의 결정립의 성장이 저해되어, 코어 어닐링 후의 자기 특성이 열화되기 쉬워지는 것이 명확해졌다. 따라서, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, C, Ti, Nb, Zr, V의 함유량에 대하여, 상기 식 (1)의 좌변에 부여되는 값이 0.000010 미만으로 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 식 (1)의 좌변에 부여되는 값은, 보다 바람직하게는 0.000006 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.000004 이하이다.

상기 식 (1)의 좌변에 부여되는 값은, 작으면 작을수록 바람직하고, 그 하한값은 특별히 규정되는 것은 아니지만, 본 실시 형태에 따른 지철(11)에 있어서의 상기 원소의 하한값에 기초하여, 0.00000075라는 값이 실질적인 하한값으로 된다.

이상, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판에 있어서의 지철의 화학 성분에 대하여 상세히 설명하였다.

상기 원소 외에, 불순물로서 Pb, Bi, As, B, Se, Mg, Ca, La, Ce 등의 원소가 0.0001％ 내지 0.0050％의 범위에 포함되어 있어도, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 효과를 손상시키는 것은 아니다.

무방향성 전자 강판(10)에 있어서의 지철(11)의 화학 성분을 측정하는 경우에는, 공지된 각종 측정법을 이용하는 것이 가능하며, 예를 들어 ICP-MS(유도 결합 플라스마 질량 분석)법 등을 적절히 이용하면 된다.

<지철의 평균 결정 입경에 대하여>

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에 있어서, 지철(11)의 평균 결정 입경은, 이하에서 상세히 설명하는 마무리 어닐링을 거친 후(코어 어닐링이 행해지지 않은 상태)의 시점에서, 10㎛ 내지 40㎛라는 미세화된 상태로 되어 있다. 지철(11)의 평균 결정 입경이 10㎛ 내지 40㎛의 범위 내로 미세화됨으로써, 지철(11) 중의 입계의 비율을 증가시킬 수 있어, 변형 시효 현상을 발생시키는 것이 가능해진다.

이와 같은 미세화된 평균 결정 입경은, 이하에서 상세히 설명하는 마무리 어닐링 공정에 있어서, 특정한 분위기하에서 특정한 어닐링 온도 및 균열 시간의 어닐링을 행한 후, 특정한 냉각 속도로 냉각을 행함으로써 실현된다. 지철(11)의 평균 결정 입경은, 마무리 어닐링 시에 있어서의 열처리 조건을 변경함으로써, 제어하는 것이 가능하다.

마무리 어닐링 후(코어 어닐링이 행해지지 않은 상태)의 지철(11)의 평균 결정 입경이 10㎛ 미만인 경우에는, Si 함유량을 최대값으로 하고, 또한, 코어 어닐링을 행하였다고 해도, 무방향성 전자 강판에 요구되는 중요한 자기 특성의 하나인 철손이 커지므로, 바람직하지 않다.

한편, 마무리 어닐링 후(코어 어닐링이 행해지지 않은 상태)의 지철(11)의 평균 결정 입경이 40㎛를 초과하는 경우에는, 평균 결정 입경이 너무 커지게 되는 결과, 로터에 요구되는 우수한 강도 및 항복비를 얻지 못하게 되므로, 바람직하지 않다. 지철(11)의 평균 결정 입경은, 바람직하게는 15㎛ 내지 30㎛의 범위 내이며, 보다 바람직하게는 20㎛ 내지 25㎛의 범위 내이다.

또한, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, 스테이터를 제조할 때 실시되는 코어 어닐링을 실시하면, 지철(11)의 결정립이 성장하여, 평균 결정 입경이 조대화한다. 이것은, 결정립의 성장을 저해하는 원소인 C, Ti, Nb, Zr, V 함유량이, 상기 범위 내로 되도록 제어되어 있기 때문이다. 소정 조건의 코어 어닐링을 행함으로써, 코어 어닐링 후의 조대화한 지철(11)의 평균 결정 입경은, 60㎛ 내지 150㎛로 되는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에 있어서, 「코어 어닐링」이란, 지철(11)의 결정립 입성장을 촉진시킬 것을 목적으로 하여 실시되는 어닐링이다.

코어 어닐링의 소정 조건은, 어닐링 온도 750℃ 내지 900℃, 균열 시간 10분 내지 180분이라는 범위 내로부터, 전자 강판의 판 두께나 코어 어닐링 전의 입경 등에 따라서 적절히 선택되는 조건이다. 바람직한 어닐링 온도는 775℃ 내지 850℃이고, 바람직한 균열 시간은 30분 내지 150분이다. 어닐링 분위기에 있어서의 노점은, 어닐링 노의 종류나 성능에 따라서 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어 -40℃ 이상 20℃ 이하의 범위 내에서 설정하면 된다. 보다 구체적으로는, 예를 들어 노점 -40℃의 질소 분위기에 있어서, 어닐링 온도 800℃, 균열 시간 120분으로 할 수 있다.

소정의 코어 어닐링을 실시한 후의 지철(11)의 평균 결정 입경이 60㎛ 미만인 경우에는, Si 함유량을 최대값으로 한 경우라도, 무방향성 전자 강판에 요구되는 중요한 자기 특성의 하나인 철손이 커지므로, 바람직하지 않다. 또한, 소정의 코어 어닐링을 실시한 후의 지철(11)의 평균 결정 입경이 150㎛를 초과하는 경우에 있어서도, 결정립이 너무 성장한 결과 철손이 커지므로, 바람직하지 않다. 소정의 코어 어닐링을 실시한 후의 지철(11)의 평균 결정 입경은, 보다 바람직하게는 65㎛ 내지 120㎛의 범위 내이며, 더욱 바람직하게는 70㎛ 내지 100㎛의 범위 내이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 소정 조건의 코어 어닐링을 실시하면, 지철(11)의 평균 결정 입경이 크게 변화한다. 이러한 특징을 이용함으로써, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, 1매의 무방향성 전자 강판으로부터, 로터와 스테이터의 양쪽을 제조할 수 있어, 그 결과, 수율의 저하를 억제하는 것이 가능해진다.

도 2는, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)을 사용하여, 로터 및 스테이터를 제조하는 경우의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 코어 어닐링을 실시하지 않은 상태에서는, 지철(11)의 평균 결정 입경은 10㎛ 내지 40㎛의 범위 내이며, 결정립이 미세화된 상태에 있다. 이 무방향성 전자 강판(10)을 사용하여, 로터 및 스테이터의 형상으로 펀칭함으로써(공정 1), 로터 및 스테이터를 제조하기 위한 부재가 제조된다. 계속해서, 제조된 로터 제조용 부재 및 스테이터 제조용 부재의 각각을, 적층한다(공정 2). 펀칭 공정 및 적층 공정을 거친 후에도, 적층된 각 부재에 있어서의 지철(11)의 평균 결정 입경은, 10㎛ 내지 40㎛의 범위 내에 있다.

도 2에 도시한 바와 같이, 적층된 로터 제조용 부재를 사용하여(코어 어닐링을 거치지 않고), 로터가 제조된다. 제조된 로터는, 지철(11)의 평균 결정 입경이 10㎛ 내지 40㎛로 미세화된 상태 그대로이므로, 로터에 요구되는 우수한 강도(예를 들어, 인장 강도 580MPa 이상의 강도), 나아가 높은 항복비(0.82 이상)를 갖고 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 적층된 스테이터 제조용 부재에 대해서, 코어 어닐링을 실시함으로써(공정 3), 스테이터가 제조된다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 코어 어닐링에 의해 지철(11)의 결정립이 크게 성장하고, 예를 들어 소정 조건의 코어 어닐링을 행하면 상기와 같은 60㎛ 내지 150㎛의 범위 내로 되어, 우수한 철손 및 자속 밀도를 실현할 수 있다.

상기와 같은 지철(11)의 평균 결정 입경은, 예를 들어 판 두께 방향 중심의 Z 단면의 조직에 대해서, JIS G0551 「강-결정립도의 현미경 시험 방법」의 절단법에 따라서 구할 수 있다.

<기계 특성에 대하여>

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, 상기 화학 조성을 갖고, 또한 마무리 어닐링 후(코어 어닐링이 행해지지 않은 상태)의 지철(11)의 평균 결정 입경이 10㎛ 내지 40㎛로 미세화되어 있다. 그 결과, 인장 강도는 580MPa 내지 700MPa로 된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 제조할 때, 특정한 분위기하에서 특정한 어닐링 온도 및 균열 시간의 어닐링을 행한 후, 특정한 냉각 속도로 냉각을 행한다. 그 결과, 항복 현상을 발생하여, 상항복점 및 하항복점을 나타내게 된다.

본 실시 형태에 있어서, 상항복점이란, 도 3의 A점과 같이, 인장 강도 이전(인장 강도를 나타내는 위치보다 좌측)의 미소 변형 영역에 있어서의, 응력이 최댓값을 나타내는 점이라고 정의한다. 하항복점이란, 상항복점을 지난 후에 응력값이 저하되는 점이다. 무방향성 전자 강판에서는 타 강종에 보이는 일정값으로는 되기 어려우므로, 본 실시 형태에서는 하항복점을, 도 3의 B점과 같이, 상항복점으로부터 인장 강도를 나타내는 점의 사이에 있어서의, 응력이 최솟값을 나타내는 점이라고 정의한다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, 항복비가 0.82 이상이다. 항복비가 0.82 이상으로 됨으로써, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 로터로서 보다 한층 우수한 기계 특성을 나타내게 된다. 항복비는, 바람직하게는 0.84 이상이다. 항복비의 상한값은, 특별히 규정되는 것은 아니며, 크면 클수록 좋지만, 실제로는 0.90 정도가 상한으로 된다.

또한, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, 상항복점(도 3에 있어서의 점 A)의 응력값과, 하항복점(도 3에 있어서의 점 B)의 응력값의 차분(도 3에 있어서의 Δ_σ)은, 5MPa 이상으로 되는 것이 바람직하다. Δ_σ가, 5MPa 이상이면, 0.82 이상의 항복비가 얻기 쉬워진다.

도 4는, 앞서 설명한 바와 같은 화학 조성을 갖는 강을, 이하에서 상세히 설명하는 어닐링 분위기하에서 균열 시간을 20초로 고정한 다음, 어닐링 온도를 5종류로 변화시킨 경우에 있어서의, 응력-변형 곡선의 측정 결과의 일례를 나타낸 것이다.

어닐링 온도를, 일반적인 무방향성 전자 강판의 마무리 어닐링 온도인 950℃, 1000℃로 한 경우, 지철(11)의 평균 결정 입경은, 950℃의 경우에 54㎛, 1000℃의 경우에 77㎛로 되었다. 한편, 어닐링 온도를, 이하에서 상세히 설명하는 바와 같은 본 실시 형태에 따른 마무리 어닐링 온도의 범위 내인 800℃, 850℃ 또는 900℃로 한 경우에는, 지철(11)의 평균 결정 입경은, 800℃의 경우에 16㎛, 850℃의 경우에 25㎛, 900℃의 경우에 37㎛로 되었다.

얻어진 5종류의 무방향성 전자 강판(10)의 응력-변형 곡선의 측정 결과는, 도 4에 도시한 바와 같다.

도 4에 도시한 바와 같이, 평균 결정 입경이 16㎛, 25㎛, 37㎛로 된 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 응력-변형 곡선은, 상항복점 및 하항복점이 관측되는 항복 현상을 발현시키고 있다. 한편, 평균 결정 입경이 54㎛, 77㎛로 된 무방향성 전자 강판의 응력-변형 곡선은, 상항복점 및 하항복점이 존재하지 않는다.

상기와 같은 인장 강도 및 항복점은, JIS Z2201에 규정된 시험편을 제작한 다음, 인장 시험기에 의해 인장 시험을 행함으로써, 측정하는 것이 가능하다.

<지철의 판 두께에 대하여>

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에 있어서의 지철(11)의 판 두께(도 1에 있어서의 두께 t, 무방향성 전자 강판(10)의 제품 판 두께로 파악할 수 있음)는, 고주파 철손을 저감시키기 위해서 0.30㎜ 이하로 할 필요가 있다. 한편, 지철(11)의 판 두께 t가 0.10㎜ 미만인 경우에는, 판 두께가 얇기 때문에 어닐링 라인의 통판이 곤란해질 가능성이 있다. 따라서, 무방향성 전자 강판(10)에 있어서의 지철(11)의 판 두께 t는 0.10㎜ 이상, 0.30㎜ 이하로 한다. 무방향성 전자 강판(10)에 있어서의 지철(11)의 판 두께 t는, 바람직하게는 0.15㎜ 이상, 0.25㎜ 이하이다.

<마무리 어닐링 후·코어 어닐링 전의 자기 특성에 대하여>

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)에서는, 마무리 어닐링 후(코어 어닐링이 행해지지 않은 상태)의 철손 W10/800은 50W/㎏ 이하이다. 철손 W10/800은, 바람직하게는 48W/㎏ 이하이고, 보다 바람직하게는 45W/㎏ 이하이다.

<코어 어닐링 후의 자기 특성에 대하여>

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 상기와 같은 소정의 코어 어닐링을 실시함으로써 지철(11)의 결정립이 성장하여, 보다 우수한 철손을 나타내게 된다. 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)은, 철손 W10/400이 11W/㎏ 이하로 되는 것이 바람직하다. 철손 W10/400은, 보다 바람직하게는 10W/㎏ 이하이다. 여기서, 코어 어닐링의 조건은, 예를 들어 노점 -40℃의 질소 분위기에 있어서, 어닐링 온도 800℃, 균열 시간 120분으로 할 수 있다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 각종 자기 특성은, JIS C2550에 규정된 엡스타인법이나, JIS C2556에 규정된 단판 자기 특성 측정법(Single Sheet Tester: SST)에 의거하여, 측정하는 것이 가능하다.

<절연 피막에 대하여>

다시 도 1로 되돌아가서, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)이 갖고 있는 것이 바람직한 절연 피막(13)에 대하여, 간단히 설명한다.

무방향성 전자 강판은, 코어 블랭크를 펀칭한 다음 적층되어 사용된다. 그 때문에, 지철(11)의 표면에 절연 피막(13)을 마련함으로써, 판 간의 와전류를 저감 시킬 수 있어, 코어로서 와전류손을 저감하는 것이 가능해진다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 절연 피막(13)은, 무방향성 전자 강판의 절연 피막으로서 사용되는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니며, 공지된 절연 피막을 사용하는 것이 가능하다. 이러한 절연 피막으로서, 예를 들어 무기물을 주체로 하고, 유기물을 더 포함한 복합 절연 피막을 들 수 있다. 여기서, 복합 절연 피막은, 예를 들어 크롬산 금속염, 인산 금속염, 또는 콜로이달 실리카, Zr 화합물, Ti 화합물 등의 무기물 중 적어도 어느 것을 주체로 하고, 미세한 유기 수지의 입자가 분산하고 있는 절연 피막이다. 특히, 근년 요구가 높아지고 있는 제조 시의 환경 부하 저감의 관점에서는, 인산 금속염이나 Zr 혹은 Ti의 커플링제, 또는, 이들 탄산염이나 암모늄염을 출발 물질로서 사용한 절연 피막이 바람직하게 사용된다.

상기와 같은 절연 피막(13)의 부착량은, 특별히 한정하는 것은 아니지만, 예를 들어 편면당 400㎎/㎡ 이상, 1200㎎/㎡ 이하 정도로 하는 것이 바람직하고, 편면당 800㎎/㎡ 이상, 1000㎎/㎡ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하다. 상기 부착량이 되도록 절연 피막(13)을 형성함으로써, 우수한 균일성을 유지하는 것이 가능해진다. 절연 피막(13)의 부착량을 측정하는 경우에는, 공지된 각종 측정법을 이용하는 것이 가능하며, 예를 들어 수산화나트륨 수용액 침지 전후의 질량차를 측정하는 방법이나, 검량선법을 이용한 형광 X선법 등을 적절히 이용하면 된다.

(무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대하여)

계속해서, 도 5를 참조하면서, 이상 설명한 바와 같은 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 5는, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법의 흐름의 일례를 나타낸 흐름도이다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 제조 방법에서는, 이상 설명한 바와 같은 소정의 화학 성분을 갖는 강괴에 대해서, 열간 압연, 열연판 어닐링, 산세, 냉간 압연, 마무리 어닐링을 순서대로 실시한다. 또한, 절연 피막(13)을 지철(11)의 표면에 형성하는 경우에는, 상기 마무리 어닐링의 후에 절연 피막의 형성이 행해진다. 이하, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 제조 방법에서 실시되는 각 공정에 대하여 상세히 설명한다.

<열간 압연 공정>

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)의 제조 방법에서는, 우선, 상기의 화학 조성을 갖는 강괴(슬래브)를 가열하고, 가열된 강괴에 대하여 열간 압연을 행하여, 열연판(열연 강판)을 얻는다(스텝 S101). 열간 압연에 제공할 때의 강괴 가열 온도에 대해서는, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 예를 들어 1050℃ 이상, 1200℃ 이하로 하는 것이 바람직하다. 또한, 열간 압연 후의 열연판의 판 두께에 대해서도, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 지철의 최종판 두께를 고려하여, 예를 들어 1.5㎜ 내지 3.0㎜ 정도로 하는 것이 바람직하다. 강괴에 대해서 이상과 같은 열간 압연이 실시됨으로써, 지철(11)의 표면에는, Fe의 산화물을 주체로 하는 스케일이 생성된다.

<열연판 어닐링 공정>

상기 열간 압연의 후에는, 열연판 어닐링이 실시된다(스텝 S103). 열연판 어닐링에 있어서는, 예를 들어 어닐링 분위기 중의 노점을 -20℃ 이상, 50℃ 이하로 하고, 어닐링 온도를 850℃ 이상, 1100℃ 이하로 하며, 또한, 균열 시간을 10초 이상, 150초 이하로 하는 것이 바람직하다. 균열 시간이란, 열연판 어닐링에 제공되는 열연판의 온도가, 최고 도달 판온±5℃의 범위 내로 되어 있는 시간을 말한다.

노점을 -20℃ 미만으로 제어하는 것은, 과잉의 비용 상승을 초래하므로, 바람직하지 않다. 한편, 노점이 50℃를 초과하는 경우에는, 지철의 Fe의 산화가 진행됨으로써, 그 후의 산세에 의해 판 두께가 과잉으로 감소하고, 수율 악화가 발생하므로, 바람직하지 않다. 어닐링 분위기 중의 노점은, 바람직하게는 -10℃ 이상, 40℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 -10℃ 이상, 20℃ 이하이다.

어닐링 온도가 850℃ 미만인 경우, 또는 균열 시간이 10초 미만인 경우에는, 자속 밀도 B50이 열화되어버리므로, 바람직하지 않다.

한편, 어닐링 온도가 1100℃를 초과하는 경우, 또는 균열 시간이 150초를 초과하는 경우에는, 후단의 냉간 압연 공정에 있어서 지철이 파단해버릴 가능성이 발생하므로, 바람직하지 않다.

어닐링 온도는, 바람직하게는 900℃ 이상, 1050℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 950℃ 이상, 1050℃ 이하이다. 또한, 균열 시간은, 바람직하게는 20초 이상, 100초 이하이고, 보다 바람직하게는 30초 이상, 80초 이하이다.

또한, 열연판 어닐링에 있어서의 냉각 과정에서는, 열연판 어닐링에 있어서의 냉각 과정에서는, 0.82 이상의 항복비를 보다 확실하게 실현하기 위해서, 800℃∼500℃까지의 온도 영역에서의 평균 냉각 속도를, 10℃/초 내지 100℃/초로 하는 것이 바람직하고, 25℃/초 이상으로 하는 것이 보다 바람직하다.

800℃∼500℃까지의 온도 영역에서의 냉각 속도가 10℃/초 미만으로 되는 경우에는, 고용 C에 의한 변형 시효를 충분히 얻지 못해, 상항복점이 발생하기 어려워져 항복비가 저하된다. 평균 냉각 속도가 10℃/초 이상의 강냉각으로 하기 위해서는, 후단으로부터 유입시키는 가스량을 증가하는 등에 의해 달성할 수 있다.

한편, 기계 특성의 관점에서는, 판온 800℃∼500℃까지의 평균 냉각 속도는 높을수록 바람직하지만, 평균 냉각 속도가 너무 빠르면 판형상이 열화되어 생산성, 강판 품질을 손상시키므로, 상한을 100℃/초로 한다.

<산세 공정>

상기 열연판 어닐링의 후에는, 산세가 실시되고(스텝 S105), 지철(11)의 표면에 생성한 스케일층이 제거된다. 산세에 사용되는 산의 농도, 산세에 사용하는 촉진제의 농도, 산세액의 온도 등의 산세 조건은, 특별히 한정되는 것이 아니라, 공지된 산세 조건으로 할 수 있다.

<냉간 압연 공정>

상기 산세의 후에는, 냉간 압연이 실시된다(스텝 S107).

냉간 압연에서는, 지철의 최종 판 두께가 0.10㎜ 이상 0.30㎜ 이하로 되는 압하율로, 스케일층이 제거된 산세판이 압연된다. 냉간 압연에 의해, 지철(11)의 금속 조직은, 냉간 압연에 의해 얻어지는 냉연 조직으로 된다.

<마무리 어닐링 공정>

상기 냉간 압연의 후에는, 마무리 어닐링이 실시된다(스텝 S109).

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 있어서, 마무리 어닐링 공정은, 상기와 같은 지철(11)의 평균 결정 입경을 실현하고, 또한, 항복 현상을 발생시키기 위해 중요한 공정이다. 마무리 어닐링 공정에 있어서, 어닐링 분위기는, 노점이 -20℃ 내지 50℃인 습윤 분위기로 하고, 어닐링 온도는 750℃ 이상, 900℃ 이하로 하고, 균열 시간은 10초 이상, 100초 미만으로 한다. 균열 시간이란, 마무리 어닐링에 제공되는 냉연 강판의 온도가, 최고 도달 판온 ±5℃의 범위 내로 되어 있는 시간을 말한다. 상기 어닐링 조건하에서 마무리 어닐링을 행하고, 후술하는 바와 같은 냉각을 행함으로써, 상기와 같은 지철(11)의 평균 결정 입경을 실현하고, 또한, 항복 현상을 발생시킬 수 있다.

어닐링 분위기의 노점이 -20℃ 미만인 경우에는, 코어 어닐링 시에 표층 부근의 입성장성이 열화되어, 철손이 열위로 되므로 바람직하지 않다. 한편, 어닐링 분위기의 노점이 50℃를 초과하는 경우에는, 내부 산화가 발생하여 철손이 열화되므로 바람직하지 않다. 또한, 어닐링 온도가 750℃ 미만인 경우에는, 어닐링 시간이 너무 길어져서, 생산성이 저하될 가능성이 높아지므로 바람직하지 않다. 한편, 어닐링 온도가 900℃를 초과하는 경우에는, 마무리 어닐링 후의 결정 입경의 제어가 곤란해지므로 바람직하지 않다. 또한, 균열 시간이 10초 미만인 경우에는, 충분한 마무리 어닐링을 행할 수 없어, 지철(11)에 적절하게 종결정을 발생시키는 것이 곤란해지는 경우가 있으므로 바람직하지 않다. 한편, 균열 시간이 100초를 초과하는 경우에는, 지철(11)에 발생하는 종결정의 평균 결정 입경이, 앞서 언급한 범위 외로 될 가능성이 높아지므로 바람직하지 않다.

어닐링 분위기의 노점은, 바람직하게는 -10℃ 이상, 20℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 0℃ 이상, 10℃ 이하이다. 또한, 어닐링 분위기의 산소 포텐셜(H₂O의 분압 P_H2O를, H₂의 분압 P_H2로 나눈 값: P_H2O/P_H2)은, 0.01 내지 0.30의 환원 분위기인 것이 바람직하다.

어닐링 온도는, 바람직하게는 800℃ 이상, 850℃ 이하이고, 보다 바람직하게는 800℃ 이상, 825℃ 이하이다. 균열 시간은, 바람직하게는 10초 이상, 30초 이하이다.

앞서 언급한 바와 같은, 10㎛ 내지 40㎛라는 지철(11)의 평균 결정 입경 및 0.82 이상의 항복비를 보다 확실하게 실현하기 위해서, 판온이 750℃에서 600℃까지의 평균 냉각 속도를, 25℃/초 이상의 강냉각으로 하는 것이 바람직하다. 또한, 판온이 400℃에서 100℃까지의 냉각 속도는, 이 사이 중 어느 타이밍에 20℃/초 이하의 완냉각하는 것이 더욱 바람직하다.

판온 750℃에서 600℃까지의 냉각 속도가 25℃/초 미만으로 되는 경우에는, 냉각 속도가 너무 느려져서 지철(11)의 결정립을 충분히 미세화할 수 없어, 상기와 같은 10㎛ 내지 40㎛라는 평균 결정 입경을 실현할 수 없을 가능성이 있다. 또한, 판온 750℃에서 600℃까지의 냉각 속도가 25℃/초 미만으로 되는 경우에는, 냉각 과정에서 TiC 등의 탄화물의 석출이 발생하여, 고용 C가 감소해버리므로, 고용 C에 의한 변형 시효를 충분히 얻지 못해, 상항복점이 발생하기 어려워져 항복비가 저하된다. 한편, 판온 750℃에서 600℃까지의 냉각 속도의 상한값은, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 실제로는, 100℃/초 정도가 상한으로 된다. 판온 750℃에서 600℃까지의 냉각 속도는, 바람직하게는 30℃/초 이상 60℃/초 이하이다.

또한, 판온이 400℃에서 100℃의 사이에 있어서, 적어도 일부의 온도 구간에 있어서 냉각 속도가 20℃/초 이하의 완냉각(순간 냉각 속도가 20℃/초 이하로 되는 경우를 포함함)을 행함으로써, 고용 C에 의한 변형 시효가 진행되어, 상항복점이 보다 발생하기 쉬워진다. 적어도 일부의 온도 구간에 있어서 완냉각을 행함으로써, 강판이 400℃∼100℃의 온도 범위에서 16초 이상 체류하는 것이 보다 바람직하다.

마무리 어닐링에 있어서, 판온 750℃ 이상 900℃ 이하의 온도 영역까지의 가열 속도는, 예를 들어 20℃/초 내지 1000℃/초로 하는 것이 바람직하다. 가열 속도를 20℃/초 이상으로 함으로써 무방향성 전자 강판의 자기 특성을 더욱 양호한 것으로 하는 것이 가능해진다. 한편, 가열 속도를 1000℃/초를 초과해 높였다고 해도, 자기 특성의 향상 효과가 포화된다. 마무리 어닐링에 있어서의 판온 750℃ 이상 900℃ 이하의 온도 영역에서의 가열 속도는, 보다 바람직하게는 50℃/초 내지 200℃/초이다.

상기와 같은 각 공정을 거침으로써, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)을 제조할 수 있다.

<절연 피막 형성 공정>

상기 마무리 어닐링의 후에는, 필요에 따라서, 절연 피막의 형성 공정이 실시된다(스텝 S111). 여기서, 절연 피막의 형성 공정에 대해서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 상기와 같은 공지된 절연 피막 처리액을 사용하여, 공지된 방법에 의해 처리액의 도포 및 건조를 행하면 된다.

절연 피막이 형성되는 지철의 표면은, 처리액을 도포하기 전에, 알칼리 등에 의한 탈지 처리나, 염산, 황산, 인산 등에 의한 산세 처리 등, 임의의 전처리를 실시해도 되고, 이들 전처리를 실시하지 않고 마무리 어닐링 후 그대로의 표면이어도 된다.

이상, 도 5를 참조하면서, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대하여 상세히 설명하였다.

(모터 코어의 제조 방법에 대하여)

계속해서, 다시 도 2를 참조하면서, 이상 설명한 바와 같은 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판을 사용한, 모터 코어(로터/스테이터)의 제조 방법에 대하여 간단히 설명한다.

본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판으로부터 얻어지는 모터 코어의 제조 방법에서는, 우선, 본 실시 형태에 따른 무방향성 전자 강판(10)을, 코어 형상(로터 형상/스테이터 형상)으로 펀칭하고(공정 1), 얻어진 각 부재를 적층하여(공정 2), 원하는 모터 코어의 형상(즉, 원하는 로터 형상 및 스테이터 형상)을 형성한다. 코어 형상으로 펀칭한 무방향성 전자 강판을 적층하기 위해서, 모터 코어의 제조에 사용하는 무방향성 전자 강판(10)은, 지철(11)의 표면에 절연 피막(13)이 형성된 것이면 중요하다.

그 후, 원하는 스테이터형 형상으로 적층된 무방향성 전자 강판에 대해서, 어닐링(코어 어닐링)이 실시된다(공정 3). 코어 어닐링은, 70체적％ 이상 질소를 함유한 분위기 중에서 실시되는 것이 바람직하다. 또한, 코어 어닐링의 어닐링 온도는 750℃ 이상 900℃ 이하인 것이 바람직하다. 상기 어닐링 조건에서 코어 어닐링을 실시함으로써, 무방향성 전자 강판(10)의 지철(11) 중에 존재하는 재결정 조직으로부터 입성장이 진행된다. 그 결과, 바람직한 자기 특성을 나타내는 스테이터가 얻어진다.

분위기 중의 질소 비율이 70체적％ 미만인 경우에는, 코어 어닐링의 비용 상승을 초래하므로 바람직하지 않다. 분위기 중의 질소 비율은, 보다 바람직하게는 80체적％ 이상이며, 더욱 바람직하게는 90체적％∼100체적％이며, 특히 바람직하게는 97체적％∼100체적％이다. 질소 이외의 분위기 가스는, 특별히 규정하는 것은 아니지만, 일반적으로 수소, 이산화탄소, 일산화탄소, 수증기, 메탄 등으로 이루어지는 환원성의 혼합 가스를 사용할 수 있다. 이들 가스를 얻기 위해서, 프로판 가스나 천연 가스를 연소시킬 수 있는 방법이, 일반적으로 채용되고 있다.

또한, 코어 어닐링의 어닐링 온도가 750℃ 미만인 경우에는, 충분한 입성장을 실현할 수 없어 바람직하지 않다. 한편, 코어 어닐링의 어닐링 온도가 900℃를 초과하는 경우에는, 재결정 조직의 입성장이 너무 진행되어, 히스테리시스 손실은 저하되지만, 와전류 손실이 증가하고, 결과로서 전체 철손은 증가되므로 바람직하지 않다. 코어 어닐링의 어닐링 온도는, 바람직하게는 775℃ 이상 850℃ 이하이다.

코어 어닐링을 실시하는 균열 시간은, 상기 어닐링 온도에 따라서 적절히 설정하면 되지만, 예를 들어 10분 내지 180분으로 할 수 있다. 균열 시간이 10분 미만인 경우에는, 충분히 입성장을 실현할 수 없는 경우가 있다. 한편, 균열 시간이 180분을 초과하는 경우에는, 어닐링 시간이 너무 길어져서, 생산성을 저하시켜 버릴 가능성이 높다. 균열 시간은, 보다 바람직하게는 30분 내지 150분이다.

또한, 코어 어닐링에 있어서의 500℃ 이상 750℃ 이하의 온도 영역에서의 가열 속도는 50℃/Hr 내지 300℃/Hr로 하는 것이 바람직하다. 가열 속도를 50℃/Hr 내지 300℃/Hr로 함으로써, 스테이터의 여러 특성을 더욱 양호한 것으로 하는 것이 가능하게 되기 때문이며, 가열 속도를 300℃/Hr을 초과해 높였다고 해도, 여러 특성의 향상 효과가 포화되기 때문이다. 코어 어닐링에 있어서의 500℃ 이상 750℃ 이하의 온도 영역에서의 가열 속도는, 보다 바람직하게는 80℃/Hr 내지 150℃/Hr이다.

또한, 750℃ 이하 500℃ 이상의 온도 영역에서의 냉각 속도는, 50℃/Hr 내지 500℃/Hr로 하는 것이 바람직하다. 냉각 속도를 50℃/Hr 이상으로 함으로써 스테이터의 여러 특성을 더욱 양호한 것으로 하는 것이 가능하게 되는 한편, 냉각 속도를 500℃/Hr을 초과한 것으로 해도, 냉각 불균일이 발생함으로써 반대로 열응력에 의한 변형이 도입되기 쉬워져버려, 철손의 열화가 발생해버릴 가능성이 있기 때문이다. 코어 어닐링에 있어서의 750℃ 이하 500℃ 이상의 온도 영역에서의 냉각 속도는, 보다 바람직하게는 80℃/Hr 내지 200℃/Hr이다.

상기와 같은 각 공정을 거침으로써, 모터 코어를 제조할 수 있다.

이상, 본 실시 형태에 따른 모터 코어의 제조 방법에 대하여, 간단히 설명하였다.

실시예

이하에서는, 실시예 및 비교예를 나타내면서, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판에 대하여, 구체적으로 설명한다. 이하에 나타내는 실시예는, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판의 일례에 지나지 않으며, 본 발명에 따른 무방향성 전자 강판이 하기 예에 한정되는 것은 아니다.

이하의 표 1에 나타내는 화학 조성을 갖는 슬래브를 1150℃로 가열한 후, 마무리 온도 850℃, 마무리 판 두께 2.0㎜로 열간 압연을 실시하고, 650℃에서 권취하여 열연 강판으로 하였다.

얻어진 열연 강판에 대해서, 노점 10℃의 분위기에서, 1000℃×50초의 열연판 어닐링을 행하였다. 열연판 어닐링 후의 800 내지 500℃의 평균 냉각 속도는, No. 6이 7.0℃/초이며, 그 밖에는 35℃/초였다. 열연판 어닐링 후, 산세에 의해 표면의 스케일을 제거하였다.

이와 같이 하여 얻어진 산세판(산세 후의 열연 강판)을, 냉간 압연에 의해 판 두께 0.25㎜의 냉연 강판으로 하였다. 또한, 수소 10％, 질소 90％, 노점 0℃의 혼합 분위기에서, 이하의 표 2A, 표 2B에 나타내는 바와 같은 평균 결정 입경이 되도록, 마무리 어닐링 조건(어닐링 온도 및 균열 시간)을 바꿔서 어닐링하였다. 구체적으로는, 평균 결정 입경이 커지도록 제어하는 경우에는, 마무리 어닐링 온도를 보다 높고, 및/또는 균열 시간을 보다 길게 하였다. 또한, 평균 결정 입경이 작아지도록 제어하는 경우에는, 그 반대로 하였다.

마무리 어닐링 시에 있어서의 750℃ 이상 900℃ 이하의 온도 영역까지의 가열 속도는 모두 100℃/초였다. 또한, 마무리 어닐링 후의 750℃에서 600℃까지의 온도 영역에서의 냉각 속도는 No. 7 및 No. 13만 10℃/초이며, 그 밖에는 35℃/초였다.

마무리 어닐링 시에 400 내지 100℃의 냉각 속도의 최솟값은 표 2A, 표 2B에 나타내는 바와 같았다. 발명예에 있어서는, 모두 400 내지 100℃에 있어서의 냉각 속도의 최솟값이 20℃/초 이하이고, 400 내지 100℃ 사이의 체류 시간도 16초 이상이었다.

그 후, 절연 피막을 도포하고, 무방향성 전자 강판으로 하였다. 절연 피막은, 인산 알루미늄 및 입경 0.2㎛의 아크릴-스티렌 공중합체 수지 에멀션으로 이루어지는 절연 피막을 소정 부착량이 되도록 도포하고, 대기 중 350℃에서 베이킹함으로써 형성하였다.

얻어진 무방향성 전자 강판의 일부를, 노점 -40℃의 질소 분위기(분위기 중의 질소 비율이 99.9체적％ 이상)에서 800℃×120분의 어닐링(코어에 대한 가공을 행하지 않기 때문에, 본 실험예에 있어서는, 단순히 「어닐링」이라고 칭하지만, 코어 어닐링에 상당한다. 이하, 「의사 코어 어닐링」이라고 칭함)을 실시하였다.

의사 코어 어닐링에 있어서의 500℃ 이상 700℃ 이하에서의 가열 속도 및 냉각 속도는, 각각 100℃/Hr 및 100℃/Hr이었다.

[표 1]

의사 코어 어닐링 전후의 무방향성 전자 강판에 대하여, JIS G0551 「 강-결정립도의 현미경 시험 방법」의 절단법에 따라서, 판 두께 중심부의 Z 단면의 조직을 관찰하고, 지철의 평균 결정 입경을 계측하였다. 또한, 의사 코어 어닐링 전후의 무방향성 전자 강판에 대하여, 압연 방향 및 폭 방향에서 엡스타인 시험편을 채취하고, JIS C2550에 의거한 엡스타인 시험에 의해, 자기 특성(마무리 어닐링 후, 또한, 의사 코어 어닐링 전에 대해서는, 철손 W10/800, 의사 코어 어닐링 후에 대해서는, 철손 W10/400)을 평가하였다.

또한, 마무리 어닐링 후, 또한, 의사 코어 어닐링 전의 무방향성 전자 강판으로부터, JIS Z2241에 따라서 압연 방향에 인장 시험편을 채취하고, 인장 시험을 행하여, 항복점, 인장 강도(TS) 및 항복비를 계측하였다. 상기와 같이 계측한 각종 특성을, 이하의 표 2A, 표 2B에 정리하여 나타내었다.

[표 2A]

[표 2B]

상기 표 2A, 표 2B로부터 명백해진 바와 같이, 발명예인 No. 2, 4, 11, 12, 15, 18, 24, 25, 28, 31, 32, 34, 36, 37, 39 내지 41, 45 내지 47, 50, 51에 대해서는, 성분과 마무리 어닐링 조건을 적정하게 제어하였기 때문에, 0.82 이상이라는 높은 항복비가 얻어졌다. 또한, 상항복점 및 하항복점의 각각이 발생하여, 상항복점과 하항복점의 차가 5MPa 이상으로 되었다.

단, No. 18은, 사용한 강종 C의 「C×(Ti+Nb+Zr+V)」의 값이 0.000010을 상회하였기 때문에, 의사 코어 어닐링 전의 여러 특성은 우수하지만, 의사 코어 어닐링 후의 평균 결정 입경이 작고, 또한, 탄화물의 형성에 의해 바람직한 특성인 철손 W10/400이 11W/㎏을 상회하였다.

또한, No. 24, No. 25는, Al 함유량이 0.50％를 초과하였으므로, Ti가 질화물로서 고정되지 않고, 그 결과, 탄화물이 증가하여, 의사 코어 어닐링 후의 철손 W10/400이 11W/㎏을 상회하였다.

또한, No. 28은, Nb 함유량이 0.0030질량％를 초과하였으므로, 탄화물의 형성에 의해 철손 W10/400이 11W/㎏을 상회하였다.

그 밖의 발명예에서는, 의사 코어 어닐링 후의 자기 특성에 있어서도, 양호한 결과가 얻어졌다.

한편, No. 1은, 마무리 어닐링 후의 평균 결정 입경이 10㎛를 하회하고 있기 때문에, 마무리 어닐링 후의 철손 W10/800이, 50W/㎏을 상회하였다.

No. 8 내지 10, 16, 17, 26, 27, 29, 30, 35, 38, 43, 44, 48, 49, 53, 54에 대하여, 마무리 어닐링 온도 등의 영향으로 마무리 어닐링 후의 평균 결정 입경이 40㎛를 상회하였기 때문에 상항복점이 명확하게 발생하지 않아, 항복비가 낮아졌다.

No. 3, 5, 14, 42, 52은 항복비가 0.82를 하회하였다. 이들 강에서는 마무리 어닐링 후의 결정 입경은 40㎛ 이하였지만 상항복점-하항복점이 낮았다. 마무리 어닐링의 400℃ 내지 100℃의 냉각 과정 전체에서 20℃/초 이상의 급랭을 하고 있었기 때문에 탄소에 의한 시효 효과를 충분히 작용하지 못한 것이라고 생각된다.

No. 6은, 항복비가 0.82를 하회하였다. 이 강에서는 열연판 어닐링 후의 800 내지 500℃의 평균 냉각 속도가 타 강종에 비해서 느렸으므로, 이 사이에 고용 탄소가 탄화물로서 석출되어 버려, 마무리 어닐링 후의 재결정 후에 변형 시효에 기여하는 고용 탄소가 상실된 것이라고 생각된다.

No. 7, 13은, 항복비가 0.82를 하회하였다. 이들 강에서는, 마무리 어닐링의 750℃에서 600℃의 냉각 속도가 다른 것과 비교해서 완랭이며, 고온에서 탄화물이 석출을 개시하여 과시효로 됨으로써 상항복점이 저하된 것이라고 생각된다.

No. 19 내지 23에 대해서는, 사용한 강종 D의 C 함유량이 적었기 때문에 상항복점이 명확하게 발생하지 않아, 항복비가 낮았다.

이상, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 상세히 설명하였지만, 본 발명은 이러한 예에 한정되지는 않는다. 본 발명이 속하는 기술 분야에 있어서의 통상의 지식을 갖는 자라면, 청구범위에 기재된 기술적 사상의 범주 내에서, 각종 변경예 또는 수정예에 상도할 수 있는 것은 명확하며, 이들에 대해서도, 당연히 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것이라고 이해된다.

본 발명에 따르면, 제조 비용이 억제되고, 또한, 기계 특성 및 코어 어닐링 후의 자기 특성이 보다 한층 우수한 무방향성 전자 강판을 얻을 수 있다. 그 때문에, 산업상 이용 가능성이 높다.

10: 무방향성 전자 강판
11: 지철
13: 절연 피막

Claims

화학 조성이, 질량％로,
C : 0.0015％ 내지 0.0040％,
Si: 3.5％ 내지 4.5％,
Al: 0.65％ 이하,
Mn: 0.2％ 내지 2.0％,
Sn: 0％ 내지 0.20％,
Sb: 0％ 내지 0.20％,
P : 0.005％ 내지 0.150％,
S : 0.0001％ 내지 0.0030％,
Ti: 0.0030％ 이하,
Nb: 0.0050％ 이하,
Zr: 0.0030％ 이하,
Mo: 0.030％ 이하,
V : 0.0030％ 이하,
N : 0.0010％ 내지 0.0030％,
O : 0.0010％ 내지 0.0500％,
Cu: 0.10％ 미만,
Ni: 0.50％ 미만
을 함유하며, 잔부가 Fe 및 불순물로 이루어지고,
제품 판 두께가, 0.10㎜ 내지 0.30㎜이며,
평균 결정 입경이, 10㎛ 내지 40㎛이며,
철손 W10/800이 50W/㎏ 이하이고,
인장 강도가 580MPa 내지 700MPa이며,
항복비가 0.82 이상인, 무방향성 전자 강판.
제1항에 있어서,
C, Ti, Nb, Zr, V의 함유량이, 이하의 식 (1)로 표시되는 조건을 만족시키는, 무방향성 전자 강판.
[C]×([Ti]+[Nb]+[Zr]+[V])<0.000010 … (1)
여기서, 상기 식 (1)에 있어서, [X]라는 표기는, 원소 X의 함유량(단위: 질량％)을 나타낸다.
제1항 또는 제2항에 있어서,
어닐링 온도 750℃ 이상 900℃ 이하, 균열 시간 10분 내지 180분의 범위 내로 되는 어닐링 조건하에서의 어닐링에 의해, 평균 결정 입경이 60㎛ 내지 150㎛이며, 또한, 철손 W10/400이 11W/㎏ 이하로 되는, 무방향성 전자 강판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상항복점 및 하항복점을 갖고 있으며, 상항복점이 하항복점보다도 5MPa 이상 높은, 무방향성 전자 강판.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 화학 조성이, 질량％로,
Sn: 0.01％ 내지 0.20％,
Sb: 0.01％ 내지 0.20％
중 어느 한쪽 또는 양쪽을 함유하는, 무방향성 전자 강판.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
표면에 절연 피막을 더 갖는, 무방향성 전자 강판.