TW202104613A - 無方向性電磁鋼板的製造方法與馬達鐵芯的製造方法、以及馬達鐵芯 - Google Patents

無方向性電磁鋼板的製造方法與馬達鐵芯的製造方法、以及馬達鐵芯 Download PDF

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Abstract

本發明是一種對成分組成以質量計含有0.0050%以下的C、2.8%～6.5%的Si、0.05%～2.0%的Mn、0.0005%～0.0050%的Zn，且滿足Si+Al≧4質量%的鋼坯進行熱軋、熱軋板退火、冷軋、最終退火來製造無方向性電磁鋼板時，以所述最終退火後的降伏應力為480 MPa以上的方式來控制最終退火的條件。而且，在使用上述鋼板製造馬達鐵芯時，對定子鐵芯以均熱溫度780℃～950℃，在氮含量30 vol%以下且露點-20℃以下的環境下施加去應力退火，抑制鋼板表面的氮化，藉此能夠得到從同一原材料鋼板採取高強度的轉子鐵芯與去應力退火後的磁特性優異的定子鐵芯之無方向電磁鋼板，並使用該鋼板製造馬達鐵芯。

Description

無方向性電磁鋼板的製造方法與馬達鐵芯的製造方法、以及馬達鐵芯
本發明是有關於一種無方向性電磁鋼板的製造方法與使用該電磁鋼板的馬達鐵芯的製造方法以及包含該電磁鋼板的馬達鐵芯。
隨著近年來對電氣設備的節能要求的提高，對旋轉電機的鐵芯（馬達鐵芯（motor core））中所使用的無方向性電磁鋼板開始要求更優異的磁特性。上述馬達鐵芯分為固定的定子鐵芯（stator core）與旋轉的轉子鐵芯（rotor core）。為滿足近年來對混合動力車輛（Hybrid Electric Vehicle，HEV）驅動馬達等的小型・高功率化的要求，使用高頻的驅動電源。因此，對轉子鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板強烈要求於高頻的磁通密度高且鐵損低的優異的磁特性。
作為達成上述小型・高功率化的手段，有提高馬達的轉速的傾向，外徑大的HEV驅動馬達的轉子鐵芯中作用有大的離心力。而且，在轉子鐵芯存在有被稱為橋接部的非常狹窄的部分（1 mm～2 mm）等的情形，對該部位施加有大的負荷。因此，對於轉子鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板，要求與先前相比強度更高。
作為馬達鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板所要求的特性，磁特性優異自不待言，理想的是在用於轉子鐵芯時為高強度，另外，在用於定子鐵芯時為高磁通密度・低鐵損。
如此般，即便為同一馬達鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板，於轉子鐵芯與定子鐵芯中所要求的特性亦大為不同。另一方面，就製造馬達鐵芯的方面而言，自為了提高材料利用率等觀點考慮，理想的是自同一原材料鋼板同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材，其後將各芯材積層而組裝成轉子鐵芯或定子鐵芯。
於專利文獻1中揭示一種無方向性電磁鋼板，由同一原材料鋼板採取轉子鐵芯材以及定子鐵芯材，進行積層以組裝出轉子鐵芯與定子鐵芯後，僅對定子鐵芯進行去應力退火以製造馬達鐵芯。然後，作為原材料鋼板，以板厚為0.15 mm～0.35 mm，去應力退火前的鋼板的降伏強度為600 MPa以上，去應力退火後的鐵損W10/400 為20 W/kg以下。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2008-50686號公報
[發明所欲解決之課題] 然而，所述專利文獻1中揭示的技術中，為了促進去應力退火中的晶粒成長，必須將原材料鋼板中所包含的雜質元素（Ti、S、N、V、Nb、Zr、As）減少至極低的水準。另外，該技術由於添加原料成本高的Ni、或為了低鐵損化而在去應力退火前實施平整（skin-pass）軋製，因此亦存在製造成本高的問題。
本發明為鑒於現有技術存在的所述問題而成者，其目的在於：提出一種可自同一原材料製造高強度的轉子鐵芯與去應力退火後的磁特性優異的定子鐵芯的無方向性電磁鋼板的製造方法。進而提出一種使用該無方向性電磁鋼板的馬達鐵芯的製造方法，並且提供一種包含該無方向性電磁鋼板的馬達鐵芯。 [解決課題之手段]
發明者等人為解決所述課題，尤其著眼於開發兼顧轉子鐵芯所要求的高強度、與定子鐵芯所要求的去應力退火後的磁特性優異的無方向性電磁鋼板，原材料鋼板的表面性狀對無方向性電磁鋼板的磁特性所給予的影響而反覆進行研究。其結果發現，藉由將去應力退火後的鋼板表層中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的量，與全板厚中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的量的比適當化，能夠大幅的改善去應力退火後的鐵損特性。然後，上述氮量的比的適當化，得知將原材料鋼板的Zn的含量控制在規定範圍內以抑制去應力退火時的原材料鋼板的氮化是重要的，從而開發出了本發明。
即，本發明提出一種無方向性電磁鋼板的製造方法，其特徵在於：對具有如下的成分組成的鋼坯（slab）進行熱軋，在施加熱軋板退火後，進行冷軋、最終退火，所述成分組成含有0.0050質量%以下的C、2.8質量%～6.5質量%的Si、0.05質量%～2.0質量%的Mn、0.10質量%以下的P、0.0050質量%以下的S、0.3質量%～2質量%的Al、0.0050質量%以下的N、0.0005質量%～0.0050質量%的Zn、0.0030質量%以下的Ti、0.0030質量%以下的Nb及0.0050質量%以下的O，且滿足Si+Al≧4質量%，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，所述最終退火後的鋼板的降伏應力為480 MPa以上。
本發明的無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，所使用的上述鋼胚的Zn以及S的含量（質量%）滿足下述（1）式； 0.20≦（Zn/65）/（S/32）≦0.90  ･･･（1）。
另外，本發明的無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，上述最終退火的均熱溫度為700℃～900℃的範圍。
另外，本發明的無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，所使用的所述鋼坯除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～D群組中的至少一群組的成分， ・A群組：選自0.005質量%～0.20質量%的Sn及0.005質量%～0.20質量%的Sb中的一種或兩種； ・B群組：合計0.0005質量%～0.020質量%的選自Ca、Mg及稀土金屬中的一種或兩種以上； ・C群組：合計0.01質量%～1.0質量%的選自Cr、Co、Ni及Cu中的一種或兩種以上； ・D群組：選自0.001質量%～0.1質量%的Mo及0.001質量%～0.1質量%的W中的一種或兩種。
另外，本發明的無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，所使用的上述鋼胚除了含有上述成分組成之外，進而以不影響所述無方向性電磁鋼板的強度特性以及磁特性的範圍含有其他選擇元素。
另外，本發明提出一種馬達鐵芯的製造方法，其特徵在於：自上述任一項記載的方法所製造的無方向性電磁鋼板同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材後，將所述轉子鐵芯材積層而製成轉子鐵芯，並將所述定子鐵芯材積層並實施去應力退火而製成定子鐵芯，以製造一組的馬達鐵芯，該方法中，構成所述定子鐵芯的鋼板自單側表面至板厚1/20為止的層中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N1 （質量%），全板厚中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N2 （質量%），鋼板的板厚為t（mm）時，以所述N1 、N2 以及t滿足下述（2）式； （t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}≧5.0  ･･･（2） 而且，於鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係中，滿足下述（3）式的方式實施去應力退火； W10/400 ≦8+20×t  ･･･（3）。
本發明的馬達鐵芯的製造方法的特徵在於，上述去應力退火的均熱溫度設為780℃～950℃的範圍，自氮、氫及惰性氣體之中選擇一種或二種以上的混合氣體作為去應力退火的環境，而且，上述環境中的氮含量為30 vol%以下，露點為-20℃以下。
另外，本發明為一種馬達鐵芯，其特徵在於：包含自同一無方向性電磁鋼板所製造的轉子鐵芯與定子鐵芯，所述無方向性電磁鋼板具有含有0.0050質量%以下的C、2.8質量%～6.5質量%的Si、0.05質量%～2.0質量%的Mn、0.10質量%以下的P、0.0050質量%以下的S、0.3質量%～2質量%的Al、0.0050質量%以下的N、0.0005質量%～0.0050質量%的Zn、0.0030質量%以下的Ti、0.0030質量%以下的Nb及0.0050質量%以下的O，且滿足Si+Al≧4質量%，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質之成分組成，其中構成所述轉子鐵芯的鋼板的降伏應力為480 MPa以上，構成所述定子鐵芯的鋼板，自單側表面至板厚1/20為止的層中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N1 （質量%），全板厚中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N2 （質量%），鋼板的板厚為t（mm）時，所述N1 、N2 以及t滿足下述（2）式； （t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}≧5.0  ･･･（2） 而且，鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係滿足下述（3）式； W10/400 ≦8+20×t  ･･･（3）。
本發明的馬達鐵芯的特徵在於，作為馬達鐵芯的原材料的所述無方向性電磁鋼板，Zn以及S的含量（質量%）滿足下述（1）式； 0.20≦（Zn/65）/（S/32）≦0.90  ･･･（1）。
本發明的馬達鐵芯的特徵在於，作為馬達鐵芯的原材料的所述無方向性電磁鋼板，除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～D群組中的至少一群組的成分， ・A群組：選自0.005質量%～0.20質量%的Sn及0.005質量%～0.20質量%的Sb中的一種或兩種； ・B群組：合計0.0005質量%～0.020質量%的選自Ca、Mg及稀土金屬中的一種或兩種以上； ・C群組：合計0.01質量%～1.0質量%的選自Cr、Co、Ni及Cu中的一種或兩種以上； ・D群組：選自0.001質量%～0.1質量%的Mo及0.001質量%～0.1質量%的W中的一種或兩種。
另外，本發明的馬達鐵芯的特徵在於，作為馬達鐵芯的原材料的所述無方向性電磁鋼板，除了含有上述成分之外，進而以不影響所述無方向性電磁鋼板的強度特性以及磁特性的範圍含有其他選擇元素。 [發明的效果]
根據本發明，能夠製造最終退火後高強度、去應力退火後低鐵損的無方向性電磁鋼板，且能夠自同一原材料鋼板製造要求高強度的轉子鐵芯與要求低鐵損的定子鐵芯。其結果，能夠穩定的提供混合動力車輛、電動車、吸塵器、高速發電機、空氣壓縮機、工作機械等的馬達鐵芯。
以下，對成為開發本發明的契機的實驗進行說明。 首先，以下述步驟製造供機械特性以及磁特性測定的最終退火板。 1.將下述成分組成的鋼以真空熔解爐以11進料（charge）熔製並鑄造而成為鋼原材料的連續鑄造步驟。 （鋼的成分組成） 0.0025質量%的C、3.5質量%的Si、0.7質量%的Mn、0.01質量%的P、0.0021質量%的S、0.9質量%的Al、0.0019質量%的N、0.0011質量%的Ti、0.0009質量%的Nb及0.0024質量%的O，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質。 2.使鋼原材料成為板厚2.0 mm的熱軋板的熱軋步驟。 3.將熱軋板以930℃×30秒退火的熱軋板退火步驟。 4.酸洗熱軋板退火後的熱軋板的酸洗步驟。 5.使酸洗後的熱軋板成為最終板厚0.25 mm的冷軋板的冷軋步驟。 6.於vol%比H2 ：N2 ＝20：80的環境下對冷軋板施加800℃×10秒的最終退火的最終退火步驟。
由此最終退火板，選取以拉伸方向為軋製方向的日本工業標準（Japanese Industrial Standards，JIS）5號拉伸試驗片，依據JIS Z2241進行拉伸試驗，測定上降伏點。接著，自所述最終退火板的軋製方向（L方向）以及軋製直角方向（C方向）個別切出長180 mm×寬30 mm的試驗片，施加模擬N2 ＝100 vol%的環境的850℃×1小時之去應力退火的熱處理之後，以艾普斯坦試驗測定（L+C）方向的鐵損W10/400 。
其結果，所測定的鐵損值不均，為了調查其原因，分析各鋼原材料（鋼胚）中的微量成分的結果，得知Zn以0.0001質量%～0.01質量%的範圍含有。
下述表1為鋼原材料中的Zn含量與鐵損W10/400 的關係，而且圖1為將上述的關係圖表化者。如表1以及圖1所示，認為Zn在0.0005質量%～0.005質量%的範圍則鐵損降低。為了調查此鐵損降低的原因，以掃瞄式電子顯微鏡（SEM）觀察最終退火後的鋼板的剖面。其結果，認定為鐵損增加的試驗片，在自鋼板的表面至板厚的1/20的範圍內，認定有細微的AlN的析出，並推測此細微的氮化物的析出導致鐵損的增加。
[表1]
Zn含量（質量%） 鐵損W10/400 （W/kg）
0.0001 14.1
0.0005 12.4
0.0008 12.1
0.0010 11.6
0.0015 11.0
0.0020 11.1
0.0025 11.5
0.0038 12.1
0.0050 12.7
0.0075 13.6
0.0100 15.2
此處，對於所述去應力退火後的鋼板，藉由電解抽出法來分析自鋼板的單側表面至板厚1/20的層中作為AlN所存在的氮含量N1 （質量%），以及鋼板的全板厚中作為AlN所存在的氮含量N2 （質量%）。此分析結果與鐵損的關係表示於表2。圖2為將表2圖表化所得者。由表2以及圖2，可知鋼板的全板厚中作為AlN存在的氮量相對於自鋼板的單側表面至板厚1/20的層內中作為AlN存在的氮量之比的（t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}的值越大，亦即是鋼板表層的氮化度越大，則鐵損降低。
[表2]
（t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）} 鐵損W10/400 （W/kg）
4.0 15.2
4.7 14.1
4.8 13.6
5.9 12.7
7.1 12.4
7.3 12.1
7.4 12.1
8.3 11.6
8.6 11.5
9.7 11.1
10.0 11.0
由上述結果，認為Zn含量在0.0005質量%～0.0050質量%的範圍則認定為鐵損降低的原因，在於藉由微量添加Zn，在去應力退火時在鋼板表面形成鋅系的氧化物，因此抑制了去應力退火時的氮化。而且，Zn的含量變多的話，反而鐵損上昇的理由，認為在於Zn形成硫化物而析出，因此使鐵損增加。
如同上述，如使Zn含量在0.0005質量%～0.0050質量%的範圍則能夠實現充分的低鐵損，但如圖1、圖2所示，由於在低鐵損中鐵損值亦存在有差異，對其原因進行特定，調查Zn與其他的微量元素的比率。其結果，如表3以及將表3圖表化的圖3所示，得知Zn與S的含量在規定範圍內時，能夠實現更為低鐵損。
具體而言，得知表示Zn與S的原子比的（Zn/65）/（S/32）較佳是滿足下述（1）式； 0.20≦（Zn/65）/（S/32）≦0.90  ･･･（1）。 這是因為0.20＞（Zn/65）/（S/32）與上述範圍的情形相比，推測難以得到Zn的氮化抑制效果。而且，（Zn/65）/（S/32）＞0.90的ZnS的析出量變多，因此推測反而會增加鐵損。
[表3]
（Zn/65）/（S/32） 鐵損W10/400 （W/kg）
0.12 12.4
0.19 12.1
0.23 11.6
0.35 11.0
0.47 11.1
0.59 11.5
0.89 11.8
1.17 12.7
接著，對被認為去應力退火時對鋼板表層的氮化影響大的環境的影響進行調查。於本調查中，以下述步驟製造供機械特性以及磁特性測定的最終退火板。 1.將下述成分組成的鋼以真空熔解爐以7進料熔製並鑄造而成為鋼原材料的連續鑄造步驟。 （鋼的成分組成） 0.0026質量%的C、3.6質量%的Si、0.5質量%的Mn、0.01質量%的P、0.0017質量%的S、1.0質量%的Al、0.0021質量%的N、0.0013質量%的Ti、0.0009質量%的Nb、0.0022質量%的O以及0.0019質量%的Zn，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質。 2.使鋼原材料成為板厚1.8 mm的熱軋板的熱軋步驟。 3.將熱軋板以920℃×30秒退火的熱軋板退火步驟。 4.酸洗熱軋板退火後的熱軋板的酸洗步驟。 5.使酸洗後的熱軋板成為最終板厚0.30 mm的冷軋板的冷軋步驟。 6.於vol%比H2 ：N2 ＝20：80的環境下對冷軋板施加790℃×10秒的最終退火的最終退火步驟。
由此最終退火板，選取以拉伸方向為軋製方向的日本工業標準JIS5號拉伸試驗片，依據JIS Z2241進行拉伸試驗，測定上降伏點，為560 MPa。接著，自所述最終退火板的軋製方向（L方向）以及軋製直角方向（C方向）個別切出長180 mm×寬30 mm的試驗片，施加模擬在氫與氮的混合環境下的825℃×1小時的去應力退火的熱處理之後，以艾普斯坦試驗測定（L+C）方向的鐵損W10/400 。此時，使去應力退火的混合環境的露點（dp）為-50℃（固定），並使氮分壓在0 vol%～100 vol%的範圍進行各種的變化而實驗，以及使氮分壓（dp）為20 vol%（固定），並使露點在-60℃～30℃的範圍進行各種的變化而實驗。
表4為表示去應力退火的環境中的氮分壓與去應力退火後的鐵損的關係者。而且，圖4為將上述表4圖表化者。根據表4以及圖4，可知藉由將去應力退火時的環境中的氮分壓降低至30 vol%以下，得到優異的鐵損特性。這被認為是藉由將去應力退火時的環境中的氮分壓降低至30 vol%以下，因而能夠抑制鋼板表層的氮化。
[表4]
去應力退火環境的氮分壓（vol%） 鐵損W10/400 （W/kg）
100 16.8
80 16.2
70 15.9
50 14.9
30 12.7
10 12.2
0 12.0
而且，表5為表示去應力退火的環境中的露點與去應力退火後的鐵損的關係者。而且，圖5為將上述表5圖表化者。根據表5以及圖5，可知藉由使去應力退火時的環境的露點為-20℃以下，得到優異的鐵損特性。這被認為是藉由使去應力退火的環境的露點為-20℃以下，因而抑制鋼板表面的Al2 O3 等氧化層的形成，抑制了遲滯損失的增加。 本發明是根據上述的新發現，進而加以檢討而成者。
[表5]
去應力退火環境的露點（℃） 鐵損W10/400 （W/kg）
-60 12.0
-45 12.4
-30 12.8
-20 13.4
0 15.6
10 16.5
30 17.5
接下來，對本發明限定無方向性電磁鋼板的成分組成的理由進行說明。 C：0.0050質量%以下 C為形成碳化物而引起磁老化（magnetic aging），並使製品板的鐵損特性劣化的有害元素。因此必須將原材料中所含的C的上限限制為0.0050質量%。較佳為0.0040質量%以下。再者，C的下限並無特別規定，就抑制製鋼的脫碳成本的觀點而言，較佳為設為0.0001質量%左右。
Si：2.8質量%～6.5質量% Si具有提高鋼的比電阻，降低鐵損的效果，另外，具有藉由固溶強化而提高鋼的強度的效果，因此含有2.8質量%以上。另一方面，若超過6.5質量%，則變得難以軋製，因此上限設為6.5質量%。較佳為3.0質量%～6.0質量%的範圍。
Mn：0.05質量%～2.0質量% Mn與Si同樣為對於提高鋼的比電阻與強度而言有用的元素，亦為形成硫化物並固定S，從而改善熱脆性的元素，因此含有0.05質量%以上。另一方面，若添加超過2.0質量%，則產生鋼坯裂紋等，製鋼時的操作性變差，因此上限設為2.0質量%。較佳為0.1質量%～1.5質量%的範圍。
P：0.10質量%以下 P為提高比電阻，渦電流損失的降低效果大的元素，而且固溶強化能力亦優異，能夠適當的添加。但是，若P過剩添加則導致冷軋性的惡化，上限設為0.10質量%。較佳為0.05質量%以下。
S：0.0050質量%以下 S是成為硫化物而形成析出物或雜質，由於會降低製造性（熱軋性）或製品板的磁特性，較佳極力降低。此處，將上限設為0.0050質量%。較佳為0.0030質量%以下。
Al：0.3質量%～2質量% Al與Si同樣為具有提高鋼的比電阻，降低鐵損的效果。但是，Al若未滿0.3質量%，則形成細微的氮化物並析出，鐵損特性惡化，因此下限設為0.3質量%。另一方面，Al若超過2質量%，則鋼脆化，軋製變得困難，因此上限設為2質量%。較佳為0.4質量%～1.5質量%的範圍。
N：0.0050質量%以下 N為形成氮化物而析出，使磁特性劣化的元素，因此限制為0.0050質量%以下。較佳為0.0040質量%以下。
Zn：0.0005質量%～0.0050質量% Zn為本發明的最重要的成分的一種，為了具有抑制去應力退火時的鋼板表面的氮化的效果，添加0.0005質量%以上。另一方面，如添加超過0.0050質量%，形成硫化物並析出，反而使鐵損增加，因此限制在0.0050質量%以下。較佳為0.001質量%～0.004質量%
Ti：0.0030質量%以下以及Nb：0.0030質量%以下 Ti以及Nb為形成細微析出物而析出，使鐵損增加的元素。特別是若個別的元素含量超過0.0030質量%，則所述不良影響變得顯著，因此將Ti以及Nb的含量個別限制為0.0030質量%以下。較佳個別為0.0020質量%以下。
O：0.0050質量%以下 O是形成氧化物並使磁特性劣化的元素，因此限制為0.0050質量%。較佳為0.0040質量%以下。
本發明的無方向性電磁鋼板除了滿足上述成分組成之外，上述Zn對S的原子比，亦即是（Zn/65）/（S/32）較佳是滿足下述（1）式； 0.20≦（Zn/65）/（S/32）≦0.90  ･･･（1）。 藉由使Zn與S的原子比滿足上述（1）式，能夠顯著的發現Zn的氮化抑制效果。
本發明的無方向性電磁鋼板，上述成分以外的剩餘部分為Fe及不可避免的雜質。但是，在上述成分之外進而可含有以下的成分。 Sn：0.005質量%～0.20質量%，Sb：0.005質量%～0.20質量% Sn以及Sb具有改善再結晶聚集組織，改善磁通密度、鐵損的效果。為獲得所述效果，較佳個別添加0.005質量%以上。但是，即便添加超過0.20質量%，所述效果亦飽和。因此，Sn及Sb較佳為個別以0.005質量%～0.20質量%的範圍添加一種或兩種。更佳為個別為0.01質量%～0.1質量%的範圍添加一種或兩種。
Ca：0.0005質量%～0.020質量%，Mg：0.0005質量%～0.020質量%以及稀土金屬（REM）：0.0005質量%～0.020質量% Ca、Mg及REM具有形成穩定的硫化物，改善去應力退火時的晶粒成長性的效果。為了獲得所述效果，較佳由上述元素中選擇一種或兩種以上合計添加0.0005質量%以上。另一方面，即便添加超過0.020質量%，所述效果亦飽和。因此，添加上述元素的情形，較佳合計以0.0005質量%～0.020質量%的範圍添加。更佳為0.001質量%～0.008質量%的範圍。
Cr：0.01質量%～1.0質量%，Co：0.01質量%～1.0質量%，Ni：0.01質量%～1.0質量%以及Cu：0.01質量%～1.0質量% Cr、Co、Ni以及Cu具有提高鋼的比電阻、降低鐵損的同時，提高鋼強度的效果。為獲得所述效果，較佳是由Cu、Ni以及Cr中選擇一種或兩種以上合計添加0.01質量%以上。但是，添加1.0質量%以上會導致原料成本的增加。因此，上述元素較佳合計以0.01質量%～1.0質量%的範圍添加。更佳為0.1質量%～0.5質量%的範圍。
Mo：0.001質量%～0.1質量%以及W：0.001質量%～0.1質量% Mo以及W都為抑制鋼板表面的缺陷（起皮（scarb））有效的元素。特別是，本發明的鋼板由於在高合金鋼的表面易氧化，表面裂紋引起的起皮的發生率高，藉由微量添加提高高溫強度的元素之Mo以及W，能夠抑制上述的裂紋。上述效果如果Mo以及W個別的含量低於0.0010質量%則不充分，另一方面，即使添加超過0.1質量%，上述效果飽和，且僅合金成本上昇。因此，添加Mo以及W的情形個別的含量較佳為上述範圍。更佳個別為0.0050質量%～0.050質量%的範圍。
而且，本發明的無方向性電磁鋼板，亦可以以不對無方向性電磁鋼板的強度特性以及磁特性造成不良影響的範圍含有上述以外的成分。對強度特性不產生不良影響，是指基於含有該元素而在最終退火後的降伏應力不低於480 MPa。而且，對磁特性不產生不良影響，是指基於含有該元素而鐵損W10/400 （W/kg）不低於如後述（3）式所計算的基準值。作為上述以外的成分，例如是可舉出0.10質量%以下的As以及0.10質量%以下的Bi。
接下來，對本發明的無方向性電磁鋼板的製造方法進行說明。 本發明的無方向性電磁鋼板的製造步驟，包含如同上述的鋼原材料的製造步驟、熱軋步驟、熱軋板退火步驟、酸洗步驟、冷軋步驟以及最終退火步驟的連續的步驟而成。以下具體的說明。
〈鋼原材料的製造步驟〉 本發明的無方向性電磁鋼板的製造所使用的鋼原材料（鋼胚）藉由使用轉爐或電爐、真空除氣裝置等的通常公知的精煉製程，對上述具有適合於本發明的成分組成的鋼進行熔製，並藉由常法的連續鑄造法或鑄塊（ingot casting）-分塊軋製（blooming rolling）法而製造。尚且，亦可藉由直接鑄造法製造100 mm以下厚度的薄鑄片。
〈熱軋步驟〉 其次，將上述的鋼胚藉由通常公知的方法・條件進行熱軋而製成熱軋板。尚且，上述鋼胚通常以加熱爐再加熱至規定溫度以供熱軋，但亦可以在鑄造後不進行再加熱直接提供熱軋。而且，薄鑄片的情形，可以進行熱軋，亦可以省略熱軋，直接進行之後的步驟。
〈熱軋板退火步驟〉 接續熱軋的熱軋板退火，均熱溫度較佳為設為800℃～1100℃的範圍。若小於800℃，則熱軋板退火的效果小，無法獲得充分的磁特性改善效果，另一方面，若超過1100℃，結晶粒粗大化，助長冷軋時的脆性破裂（板斷裂），並且在製造成本產生不利。而且，由確保生產性的觀點，均熱時間較佳為180秒以下。更佳為均熱溫度850℃～1000℃，均熱時間60秒以下。
〈冷軋步驟〉 其次，上述熱軋板退火後的鋼板，在酸洗去垢之後，藉由一次或者***中間退火的兩次以上冷軋而形成最終板厚的冷軋板。冷軋的完成厚度（最終板厚）並沒有特別的限制，但較佳為設為0.1 mm～0.35 mm的範圍。其原因在於：若小於0.1 mm，則生產性降低，另一方面，若為0.35 mm以上，則鐵損降低效果小。
〈最終退火步驟〉 成為最終板厚的冷軋板之後實施最終退火。此最終退火較佳設為連續退火，均熱溫度較佳為700℃～900℃，保持上述均熱溫度的時間較佳為進行1秒～300秒的範圍。若均熱溫度小於700℃，均熱時間小於1秒，則再結晶未能充分進行而無法獲得良好的磁特性，此外，無法充分獲得連續退火中的形狀矯正效果，另一方面，若均熱溫度超過900℃，均熱時間超過300秒，則晶粒粒徑粗大化，導致鋼板的強度降低。再者，就確保轉子鐵芯所要求的最終退火後的強度（降伏應力：480 MPa以上）的觀點而言，理想的是將最終退火在能夠進行形狀矯正的範圍內設為盡可能低的溫度・盡可能短的時間。更佳是均熱溫度750℃～850℃，均熱時間1秒～30秒的範圍。
上述最終退火後的鋼板，具有進行拉伸試驗時的降伏應力（上降伏點）為480 MPa以上的特性，但上述鋼板如同後述，其特徵在於以適合於本發明的條件進行去應力退火的情形，具有非常優異的鐵損特性。
上述最終退火後的鋼板之後為了確保積層時的絕緣性，較佳為在鋼板表面覆蓋絕緣被膜而成為製品板（無方向性電磁鋼板）。此絕緣被膜為了確保良好的衝壓性，較佳是選擇含有樹脂的有機被膜，另一方面，在重視焊接性的情況下，較佳是選擇半有機被膜或無機被膜。
接著，對本發明的馬達鐵芯及其製造方法進行說明。 本發明的馬達鐵芯是將上述得到的最終退火後的鋼板作為原材料，自該原材料鋼板藉由衝壓加工等同時採取鐵芯形狀的轉子鐵芯材與定子鐵芯材。其後，上述轉子鐵芯材積層並固定而組裝成轉子鐵芯，上述定子鐵芯材積層並固定而組裝成定子鐵芯。
接著，要求高強度的轉子鐵芯直接作為馬達鐵芯使用，但要求優異磁特性的定子鐵芯進而施加去應力退火，在謀求改善磁特性後，使用於馬達鐵芯。此去應力退火為本發明極為重要的步驟，較佳在780℃～950℃×0.1小時～10小時的條件下進行。若去應力退火溫度小於780℃，退火時間小於0.1小時，則鐵損改善效果小，另一方面，若退火溫度超過950℃，退火時間超過10小時，則難以確保積層的鋼板間的絕緣，對生產性產生阻礙。
而且，去應力退火時的環境亦極為重要，由抑制鋼板表層的氮化的觀點，在惰性氣體環境中進行。具體而言，較佳是自氮、氫及惰性氣體之中選擇一種或二種以上的混合氣體，且上述環境氣體中的N2 的含量為30 vol%以下的環境氣體。例如是，較佳是vol%比為H2 ：N2 ＝80：20的環境。而且，由防止鋼板表面的氧化、降低鐵損的觀點，環境的露點較佳為-20℃以下，更佳為-40℃以下。尚且，上述去應力退火時的環境控制，較佳是在加熱、均熱以及冷卻時的600℃以上的溫度域中實施。
滿足上述條件進行去應力退火的鋼板，亦即是構成定子鐵芯的鋼板，自鋼板的單側表面至板厚1/20為止的層中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N1 （質量%），全板厚中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N2 （質量%），鋼板的板厚為t（mm）時，所述N1 、N2 以及t滿足下述（2）式； （t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}≧5.0  ･･･（2）。
上述（2）式如同上述，原材料鋼板的Zn含量控制在0.0005質量%～0.0050質量%的範圍的同時，將去應力退火時的環境的氮分壓控制為30 vol%以下，露點控制為-20℃以下，從而能夠達成抑制鋼板表面的氮化以及鋼板表面的氧化。
進而，滿足上述（2）式的鋼板，藉由抑制去應力退火時的鋼板表面的氮化以及鋼板表面的氧化，能夠大幅降低遲滯損失，因此去應力退火後的鋼板的鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係中滿足下述（3）式； W10/400 ≦8+20×t  ･･･（3） 未滿足上述（3）式的情形，定子鐵芯的發熱變大，馬達效率顯著降低。 [實施例]
對具有表6所示的各種成分組成的鋼原材料（鋼坯）以1120℃的溫度加熱30分鐘後，進行熱軋而製成板厚1.9 mm的熱軋板，對該熱軋板實施925℃×30秒的熱軋板退火後，酸洗去垢之後，藉由冷軋而製成表7所示的各種最終板厚的冷軋板。接著，對所述冷軋板以同表7所示各種條件實施最終退火，作成最終退火板。
[表6-1]
鋼 編號 化學成分（質量%） (Zn/65)/(S/32) 備註
C Si Mn P S Al Zn Ti Nb O N Sn, Sb Ca, Mg, REM Cr, Co, Ni, Cu Mo, W
1 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 0.57 發明鋼
2 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 0.57 發明鋼
3 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 0.57 發明鋼
4 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 0.57 發明鋼
5 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0003 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 0.08 比較鋼
6 0.0025 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - - 0.75 發明鋼
7 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - - 0.75 發明鋼
8 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - - 0.75 發明鋼
9 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - - 0.75 發明鋼
10 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - - 0.75 發明鋼
11 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - - 0.75 發明鋼
12 0.0028 3.2 0.8 0.01 0.0024 1.2 0.0024 0.0008 0.0012 0.0021 0.0019 Sn:0.04 - - - 0.49 發明鋼
13 0.0028 3.2 0.8 0.01 0.0024 1.8 0.0024 0.0008 0.0012 0.0021 0.0020 Sn:0.04 - - - 0.49 發明鋼
14 0.0029 3.5 2.5 0.01 0.0024 0.5 0.0021 0.0008 0.0011 0.0021 0.0028 - - - - 0.43 比較鋼
15 0.0025 3.3 0.1 0.01 0.0024 2.5 0.0015 0.0008 0.0011 0.0021 0.0021 - - - - 0.31 比較鋼
16 0.0019 4.2 0.3 0.01 0.0015 0.3 0.0026 0.0014 0.0012 0.0019 0.0027 Sb:0.01 - - - 0.85 發明鋼
17 0.0019 5.6 0.3 0.01 0.0015 0.3 0.0027 0.0014 0.0012 0.0019 0.0027 - - - - 0.89 發明鋼
18 0.0022 7.2 0.2 0.01 0.0024 0.3 0.0038 0.0008 0.0011 0.0021 0.0028 - - - - 0.78 比較鋼
19 0.0021 4.0 0.4 0.01 0.0026 0.6 0.0032 0.0011 0.0013 0.0028 0.0024 Sn:0.03 - - - 0.61 發明鋼
20 0.0021 4.1 0.4 0.01 0.0026 0.6 0.0032 0.0011 0.0013 0.0028 0.0024 Sn:0.03 - - - 0.61 發明鋼
21 0.0026 3.2 0.1 0.25 0.0026 1.5 0.0025 0.0011 0.0013 0.0028 0.0024 Sn:0.06 - - - 0.47 比較鋼
22 0.0024 3.4 1.2 0.01 0.0019 0.9 0.0024 0.0016 0.0014 0.0027 0.0021 Sn:0.03 - - - 0.62 發明鋼
23 0.0024 3.3 1.8 0.01 0.0019 0.7 0.0024 0.0016 0.0014 0.0027 0.0021 Sn:0.03 - - - 0.62 發明鋼
24 0.0018 3.5 0.2 0.01 0.0015 0.9 0.0021 0.0012 0.0009 0.0027 0.0021 Sb:0.05 - - - 0.69 發明鋼
[表6-2]
鋼 編號 化學成分（質量%） (Zn/65)/(S/32) 備註
C Si Mn P S Al Zn Ti Nb O N Sn, Sb Ca, Mg, REM Cr, Co, Ni, Cu Mo, W
25 0.0017 3.6 0.5 0.01 0.0024 0.8 0.0027 0.0016 0.0014 0.0027 0.0021 - Ca:0.0034 - - 0.55 發明鋼
26 0.0017 3.6 0.5 0.01 0.0026 0.8 0.0027 0.0016 0.0014 0.0027 0.0021 - Mg:0.0025 - - 0.51 發明鋼
27 0.0017 3.6 0.5 0.01 0.0027 0.8 0.0027 0.0016 0.0014 0.0027 0.0021 - REM:0.0072 - - 0.49 發明鋼
28 0.0025 3.3 0.6 0.01 0.0059 0.9 0.0019 0.0018 0.0013 0.0029 0.0026 Sn:0.04 - - - 0.16 比較鋼
29 0.0025 3.8 0.2 0.01 0.0015 0.5 0.0021 0.0041 0.0013 0.0029 0.0026 Sn:0.04 - - - 0.69 比較鋼
30 0.0025 3.8 0.2 0.01 0.0015 0.5 0.0021 0.0007 0.0038 0.0029 0.0026 Sn:0.04 - - - 0.69 比較鋼
31 0.0025 3.8 0.2 0.01 0.0015 0.5 0.0021 0.0007 0.0011 0.0064 0.0026 Sn:0.04 - - - 0.69 比較鋼
32 0.0025 3.8 0.2 0.01 0.0015 0.5 0.0021 0.0007 0.0011 0.0021 0.0065 Sn:0.04 - - - 0.69 比較鋼
33 0.0021 4.1 0.5 0.01 0.0023 0.7 0.0024 0.0012 0.0013 0.0023 0.0022 Sn:0.03 - - - 0.51 發明鋼
34 0.0021 4.1 0.5 0.01 0.0023 0.7 0.0024 0.0012 0.0013 0.0023 0.0022 Sn:0.03 - - - 0.51 發明鋼
35 0.0021 4.1 0.5 0.01 0.0023 0.7 0.0024 0.0012 0.0013 0.0023 0.0022 Sn:0.03 - - - 0.51 發明鋼
36 0.0026 3.4 0.9 0.01 0.0026 1.4 0.0019 0.0018 0.0012 0.0021 0.0023 Sn:0.03 - - - 0.36 發明鋼
37 0.0026 3.4 0.9 0.01 0.0026 1.4 0.0019 0.0018 0.0012 0.0021 0.0023 Sn:0.03 - - - 0.36 發明鋼
38 0.0026 3.4 0.9 0.01 0.0026 1.4 0.0019 0.0018 0.0012 0.0021 0.0023 Sn:0.03 - - - 0.36 發明鋼
39 0.0025 3.7 0.8 0.01 0.0021 0.8 0.0021 0.0013 0.0013 0.0032 0.0031 Sn:0.03 Ca:0.0029 - - 0.49 發明鋼
40 0.0024 2.9 0.8 0.008 0.0026 1.6 0.0034 0.0016 0.0011 0.0028 0.0021 Sn:0.03 - - - 0.64 發明鋼
41 0.0024 3.4 0.6 0.005 0.0021 0.9 0.0024 0.0014 0.0014 0.0021 0.0025 Sn:0.01 - - - 0.56 發明鋼
42 0.0024 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.9 0.0045 0.0014 0.0014 0.0021 0.0025 Sn:0.04 - - - 1.23 發明鋼
43 0.0029 3.5 0.3 0.09 0.0019 1.2 0.0021 0.0011 0.0009 0.0025 0.0024 Sn:0.03 - - - 0.54 發明鋼
44 0.0028 3.5 0.3 0.11 0.0019 1.2 0.0022 0.0011 0.0009 0.0025 0.0024 Sn:0.03 - - - 0.57 比較鋼
45 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0007 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 0.19 發明鋼
46 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0037 0.8 0.0013 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 0.17 發明鋼
47 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0041 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 1.12 發明鋼
48 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0010 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 Sn:0.03 - - - 1.03 發明鋼
[表6-3]
鋼 編號 化學成分（質量%） (Zn/65)/(S/32) 備註
C Si Mn P S Al Zn Ti Nb O N Sn, Sb Ca, Mg, REM Cr, Co, Ni, Cu Mo, W
49 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - Cr:0.05 - 0.75 發明鋼
50 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - Cr:0.1 - 0.75 發明鋼
51 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - Cr:0.5 - 0.75 發明鋼
52 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - Cr:0.9 - 0.75 發明鋼
53 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 - - Co:0.05 - 0.57 發明鋼
54 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 - - Co:0.1 - 0.57 發明鋼
55 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 - - Co:0.5 - 0.57 發明鋼
56 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 - - Co:0.9 - 0.57 發明鋼
57 0.0028 3.2 0.8 0.01 0.0024 1.8 0.0024 0.0008 0.0012 0.0021 0.0020 - - Ni:0.05 - 0.49 發明鋼
58 0.0028 3.2 0.8 0.01 0.0024 1.8 0.0024 0.0008 0.0012 0.0021 0.0020 - - Ni:0.1 - 0.49 發明鋼
59 0.0028 3.2 0.8 0.01 0.0024 1.8 0.0024 0.0008 0.0012 0.0021 0.0020 - - Ni:0.5 - 0.49 發明鋼
60 0.0028 3.2 0.8 0.01 0.0024 1.8 0.0024 0.0008 0.0012 0.0021 0.0020 - - Ni:0.9 - 0.49 發明鋼
61 0.0029 3.5 0.3 0.09 0.0019 1.2 0.0021 0.0011 0.0009 0.0025 0.0024 - - Cu:0.05 - 0.54 發明鋼
62 0.0029 3.5 0.3 0.09 0.0019 1.2 0.0021 0.0011 0.0009 0.0025 0.0024 - - Cu:0.1 - 0.54 發明鋼
63 0.0029 3.5 0.3 0.09 0.0019 1.2 0.0021 0.0011 0.0009 0.0025 0.0024 - - Cu:0.5 - 0.54 發明鋼
64 0.0029 3.5 0.3 0.09 0.0019 1.2 0.0021 0.0011 0.0009 0.0025 0.0024 - - Cu:0.05 - 0.54 發明鋼
65 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - Cr:0.3, Ni:0.3 - 0.75 發明鋼
66 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 - - Co:0.3, Cu:0.3 - 0.57 發明鋼
67 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 - - Ni:0.3, Cu:0.3 - 0.57 發明鋼
68 0.0025 3.6 0.4 0.01 0.0018 0.8 0.0021 0.0011 0.0009 0.0024 0.0027 - - Cr:0.3, Cu:0.3 - 0.57 發明鋼
69 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - Mo:0.0025 0.75 發明鋼
70 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - Mo:0.05 0.75 發明鋼
71 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - W:0.0025 0.75 發明鋼
72 0.0021 3.8 0.5 0.01 0.0019 0.6 0.0029 0.0013 0.0011 0.0025 0.0024 - - - W:0.05 0.75 發明鋼
自依此所得的最終退火板，選取以拉伸方向為軋製方向的日本工業標準JIS5號拉伸試驗片，依據JIS Z2241進行拉伸試驗，測定上降伏點。 而且，自所述最終退火板的軋製方向（L方向）以及軋製直角方向（C方向）個別切出長180 mm×寬30 mm的試驗片，施加以表7所示各種條件模擬去應力退火的熱處理之後，以艾普斯坦試驗測定（L+C）方向的鐵損W10/400 。 進而，對上述去應力退火後的試驗片，藉由電解抽出法來測定自鋼板的單側表面至板厚1/20的層內中形成為AlN的氮（N作為AlN）的含量N1 （質量%），以及全板厚中形成為AlN的氮（N作為AlN）的含量N2 （質量%）。
上述測定的結果一併記載於表7中。由此結果，可知使用具有適合本發明成分組成的鋼原材料，以適合本發明條件所製造的鋼板，最終退火後的降伏應力皆為480 MPa以上，去應力退火後的鐵損W10/400 滿足先前所述的本發明的（3）式，具有優異的鐵損特性。
[表7-1]
鋼 編號 最終板厚t (mm) 最終退火 最終退火後的降伏應力 (MPa) 去應力退火 鋼板中的N作為AlN 去應力退火後鐵損W10/400 (W/kg) 式(1)右邊的值 備註
溫度 (℃) 時間 (秒) 溫度 (℃) 時間 (小時) 環境氣體 (vol%) 露點 (℃) 1/20層N1 (質量%) 全板厚N2 (質量%) 析出氮量比 *1
1 0.25 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0032 0.0026 8.1 10.6 13.0 發明例
2 0.30 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.6 14.0 發明例
3 0.20 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0035 0.0028 8.0 10.0 12.0 發明例
4 0.15 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0037 0.0029 7.8 8.8 11.0 發明例
5 0.25 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0061 0.0029 4.8 14.5 13.0 比較例
6 0.25 800 10 550 850 1 N2=100 -50 0.0082 0.0031 3.8 15.3 13.0 比較例
7 0.25 780 10 565 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.9 13.0 發明例
8 0.20 780 10 565 825 1 Ar=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 9.7 12.0 發明例
9 0.25 780 10 565 825 1 H2=100 -8 0.0071 0.0029 4.1 14.8 13.0 比較例
10 0.25 1000 10 450 825 2 H2=100 -50 0.0068 0.0029 4.3 11.2 13.0 發明例
11 0.25 750 10 585 800 2 H2:Ar=20:80 -60 0.0024 0.0024 10.0 10.9 13.0 發明例
12 0.27 760 10 535 825 1 H2:Ar=20:80 -50 0.0019 0.0019 10.0 11.2 13.4 發明例
13 0.25 810 10 580 825 1 H2:Ar=20:80 -50 0.0020 0.0020 10.0 10.9 13.0 發明例
14 由於鋼胚裂紋而無法製造 - - - - - - - - - 比較例
15 由於鋼胚裂紋而無法製造 - - - - - - - - - 比較例
16 0.25 850 10 570 900 1 H2=100 -45 0.0027 0.0027 10.0 9.9 13.0 發明例
17 0.25 880 10 600 900 1 H2=100 -45 0.0027 0.0027 10.0 9.1 13.0 發明例
18 由於鋼胚裂紋而無法製造 - - - - - - - - - 比較例
19 0.30 820 10 580 825 1 N2:H2=10:90 -50 0.0026 0.0024 9.2 11.9 14.0 發明例
20 0.20 820 10 595 825 1 N2:H2=10:90 -50 0.0026 0.0024 9.2 9.2 12.0 發明例
21 冷軋時產生板破裂而無法製造 - - - - - - - - - 比較例
22 0.25 810 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0024 0.0021 8.8 11.0 13.0 發明例
23 0.25 810 10 560 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0025 0.0022 8.8 10.8 13.0 發明例
24 0.27 790 10 530 825 1 N2:H2=10:90 -58 0.0025 0.0022 8.8 11.1 13.4 發明例
*1：（t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}＝10×（N2 /N1 ）
[表7-2]
鋼 編號 最終板厚t (mm) 最終退火 最終退火後的降伏應力 (MPa) 去應力退火 鋼板中的N作為AlN 去應力退火後鐵損W10/400 (W/kg) 式(1)右邊的值 備註
溫度 (℃) 時間 (秒) 溫度 (℃) 時間 (小時) 環境氣體 (vol%) 露點 (℃) 1/20層N1 (質量%) 全板厚N2 (質量%) 析出氮量比 *1
25 0.25 790 10 540 825 1 N2:H2=10:90 -60 0.0023 0.0021 9.1 10.3 13.0 發明例
26 0.25 790 10 540 825 1 N2:H2=10:90 -60 0.0023 0.0021 9.1 10.3 13.0 發明例
27 0.25 790 10 540 825 1 N2:H2=10:90 -60 0.0023 0.0021 9.1 10.3 13.0 發明例
28 0.25 820 10 520 820 1 N2:H2=20:80 -50 0.0027 0.0026 9.6 14.8 13.0 比較例
29 0.25 820 10 545 820 1 N2:H2=20:80 -50 0.0031 0.0027 8.7 16.1 13.0 比較例
30 0.25 820 10 545 820 1 N2:H2=20:80 -50 0.0035 0.0027 7.7 15.6 13.0 比較例
31 0.25 820 10 545 820 1 N2:H2=20:80 -50 0.0036 0.0027 7.5 15.3 13.0 比較例
32 0.25 820 10 545 820 1 N2:H2=20:80 -50 0.0081 0.0027 3.3 17.1 13.0 比較例
33 0.20 800 10 595 830 1 Ar=100 -54 0.0022 0.0022 10.0 9.0 12.0 發明例
34 0.25 800 10 595 830 1 H2:Ar=20:80 -54 0.0025 0.0022 8.8 10.2 13.0 發明例
35 0.30 800 10 595 830 1 N2:H2=20:80 -54 0.0024 0.0022 9.2 11.5 14.0 發明例
36 0.15 800 10 585 830 1 N2:H2=20:80 -59 0.0026 0.0022 8.5 8.5 11.0 發明例
37 0.20 800 10 585 900 0.5 Ar=100 -60 0.0023 0.0023 10.0 9.2 12.0 發明例
38 0.25 800 10 585 850 1 N2:H2=10:90 -55 0.0024 0.0023 9.6 10.4 13.0 發明例
39 0.25 800 10 580 850 2 H2:Ar=10:90 -55 0.0031 0.0031 10.0 10.5 13.0 發明例
40 0.25 800 10 525 850 1 Ar=100 -50 0.0027 0.0021 7.8 10.9 13.0 發明例
41 0.25 800 10 540 825 1 Ar=100 -55 0.0028 0.0025 8.9 10.8 13.0 發明例
42 0.25 800 10 555 850 1 Ar=100 -55 0.0026 0.0025 9.6 12.7 13.0 發明例
43 0.25 800 10 560 850 1 Ar=100 -55 0.0026 0.0024 9.2 10.5 13.0 發明例
44 冷軋時產生板破裂而無法製造 - - - - - - - - - 比較例
45 0.25 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0038 0.0026 6.8 12.8 13.0 發明例
46 0.25 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0038 0.0026 6.8 12.4 13.0 發明例
47 0.25 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0032 0.0026 8.1 12.7 13.0 發明例
48 0.25 800 10 550 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0032 0.0026 8.1 12.1 13.0 發明例
*1：（t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}＝10×（N2 /N1 ）
[表7-3]
鋼 編號 最終板厚t (mm) 最終退火 最終退火後的降伏應力 (MPa) 去應力退火 鋼板中的N作為AlN 去應力退火後鐵損W10/400 (W/kg) 式(1)右邊的值 備註
溫度 (℃) 時間 (秒) 溫度 (℃) 時間 (小時) 環境氣體 (vol%) 露點 (℃) 1/20層N1 (質量%) 全板厚N2 (質量%) 析出氮量比 *1
49 0.25 780 10 568 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.8 13.0 發明例
50 0.25 780 10 570 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.7 13.0 發明例
51 0.25 780 10 575 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.7 13.0 發明例
52 0.25 780 10 578 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.6 13.0 發明例
53 0.30 800 10 552 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.5 14.0 發明例
54 0.30 800 10 555 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.4 14.0 發明例
55 0.30 800 10 557 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.3 14.0 發明例
56 0.30 800 10 560 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.3 14.0 發明例
57 0.25 810 10 585 825 1 H2:Ar=20:80 -50 0.0020 0.0020 10.0 10.8 13.0 發明例
58 0.25 810 10 590 825 1 H2:Ar=20:80 -50 0.0020 0.0020 10.0 10.7 13.0 發明例
59 0.25 810 10 600 825 1 H2:Ar=20:80 -50 0.0020 0.0020 10.0 10.6 13.0 發明例
60 0.25 810 10 605 825 1 H2:Ar=20:80 -50 0.0020 0.0020 10.0 10.5 13.0 發明例
61 0.25 800 10 560 850 1 Ar=100 -55 0.0026 0.0024 9.2 10.4 13.0 發明例
62 0.25 800 10 562 850 1 Ar=100 -55 0.0026 0.0024 9.2 10.4 13.0 發明例
63 0.25 800 10 565 850 1 Ar=100 -55 0.0026 0.0024 9.2 10.3 13.0 發明例
64 0.25 800 10 570 850 1 Ar=100 -55 0.0026 0.0024 9.2 10.3 13.0 發明例
65 0.25 780 10 575 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.6 13.0 發明例
66 0.30 800 10 560 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.3 14.0 發明例
67 0.30 800 10 565 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.3 14.0 發明例
68 0.30 800 10 560 850 1 N2:H2=20:80 -55 0.0029 0.0027 9.3 12.3 14.0 發明例
69 0.25 780 10 565 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.8 13.0 發明例
70 0.25 780 10 565 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.8 13.0 發明例
71 0.25 780 10 565 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.8 13.0 發明例
72 0.25 780 10 565 825 1 H2=100 -50 0.0024 0.0024 10.0 10.8 13.0 發明例
*1：（t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}＝10×（N2 /N1 ）
無
圖1為表示Zn含量對去應力退火後的鐵損W10/400 的影響的曲線圖。 圖2為表示去應力退火後鋼板中作為AlN存在的表層與全板厚的氮量比對去應力退火後的鐵損W10/400 的影響的曲線圖。 圖3為表示Zn與S的原子比{（Zn/65）/（S/32）}對去應力退火後的鐵損W10/400 的影響的曲線圖。 圖4為表示去應力退火環境中的氮分壓對去應力退火後的鐵損W10/400 的影響的曲線圖。 圖5為表示去應力退火環境中的露點對去應力退火後的鐵損W10/400 的影響的曲線圖。

Claims (11)

  1. 一種無方向性電磁鋼板的製造方法，其特徵在於：對具有如下的成分組成的鋼坯進行熱軋，在施加熱軋板退火後，進行冷軋、最終退火，所述成分組成含有0.0050質量%以下的C、2.8質量%～6.5質量%的Si、0.05質量%～2.0質量%的Mn、0.10質量%以下的P、0.0050質量%以下的S、0.3質量%～2質量%的Al、0.0050質量%以下的N、0.0005質量%～0.0050質量%的Zn、0.0030質量%以下的Ti、0.0030質量%以下的Nb及0.0050質量%以下的O，且滿足Si+Al≧4質量%，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，所述最終退火後的鋼板的降伏應力為480 MPa以上。
  2. 如請求項1所述的無方向性電磁鋼板的製造方法，其中所述鋼胚的Zn以及S的含量（質量%）滿足下述（1）式， 0.20≦（Zn/65）/（S/32）≦0.90  ･･･（1）。
  3. 如請求項1或請求項2所述的無方向性電磁鋼板的製造方法，其中所述最終退火的均熱溫度為700℃～900℃的範圍。
  4. 如請求項1至請求項3的其中一項所述的無方向性電磁鋼板的製造方法，其中所述鋼坯除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～D群組中的至少一群組的成分， ・A群組：選自0.005質量%～0.20質量%的Sn及0.005質量%～0.20質量%的Sb中的一種或兩種； ・B群組：合計0.0005質量%～0.020質量%的選自Ca、Mg及稀土金屬中的一種或兩種以上； ・C群組：合計0.01質量%～1.0質量%的選自Cr、Co、Ni及Cu中的一種或兩種以上； ・D群組：選自0.001質量%～0.1質量%的Mo及0.001質量%～0.1質量%的W中的一種或兩種。
  5. 如請求項1至請求項4的其中一項所述的無方向性電磁鋼板的製造方法，其中所述鋼胚除了含有所述成分組成之外，進而以不影響所述無方向性電磁鋼板的強度特性以及磁特性的範圍含有其他選擇元素。
  6. 一種馬達鐵芯的製造方法，其特徵在於：自如請求項1至請求項5的其中一項所述的無方向性電磁鋼板的製造方法所製造的無方向性電磁鋼板同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材後，將所述轉子鐵芯材積層而製成轉子鐵芯，並將所述定子鐵芯材積層並實施去應力退火而製成定子鐵芯，以製造一組的馬達鐵芯，於所述製造方法中， 構成所述定子鐵芯的鋼板自單側表面至板厚1/20為止的層中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N1 （質量%），全板厚中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N2 （質量%），鋼板的板厚為t（mm）時，以所述N1 、N2 以及t滿足下述（2）式，而且，於鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係中滿足下述（3）式的方式實施去應力退火， （t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}≧5.0  ･･･（2） W10/400 ≦8+20×t  ･･･（3）。
  7. 如請求項6所述的馬達鐵芯的製造方法，其中所述去應力退火的均熱溫度設為780℃～950℃的範圍，自氮、氫及惰性氣體之中選擇一種或二種以上的混合氣體作為去應力退火的環境，而且，上述環境中的氮含量為30 vol%以下，露點為-20℃以下。
  8. 一種馬達鐵芯，其特徵在於：包含自同一無方向性電磁鋼板所製造的轉子鐵芯與定子鐵芯，所述無方向性電磁鋼板具有含有0.0050質量%以下的C、2.8質量%～6.5質量%的Si、0.05質量%～2.0質量%的Mn、0.10質量%以下的P、0.0050質量%以下的S、0.3質量%～2質量%的Al、0.0050質量%以下的N、0.0005質量%～0.0050質量%的Zn、0.0030質量%以下的Ti、0.0030質量%以下的Nb及0.0050質量%以下的O，且滿足Si+Al≧4質量%，剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質之成分組成，其中， 構成所述轉子鐵芯的鋼板的降伏應力為480 MPa以上， 構成所述定子鐵芯的鋼板，自鋼板的單側表面至板厚1/20為止的層中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N1 （質量%），全板厚中作為AlN所存在的氮（N作為AlN）的含量為N2 （質量%），鋼板的板厚為t（mm）時，所述N1 、N2 以及t滿足下述（2）式，而且，於鐵損W10/400 （W/kg）與板厚t（mm）的關係中滿足下述（3）式， （t×N2 ）/{（t/10）×N1 ）}≧5.0  ･･･（2） W10/400 ≦8+20×t  ･･･（3）。
  9. 如請求項8所述的馬達鐵芯，其中所述無方向性電磁鋼板的Zn以及S的含量（質量%）滿足下述（1）式， 0.20≦（Zn/65）/（S/32）≦0.90  ･･･（1）。
  10. 如請求項8或請求項9所述的馬達鐵芯，其中所述無方向性電磁鋼板除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組～D群組中的至少一群組的成分， ・A群組：選自0.005質量%～0.20質量%的Sn及0.005質量%～0.20質量%的Sb中的一種或兩種； ・B群組：合計0.0005質量%～0.020質量%的選自Ca、Mg及稀土金屬中的一種或兩種以上； ・C群組：合計0.01質量%～1.0質量%的選自Cr、Co、Ni及Cu中的一種或兩種以上； ・D群組：選自0.001質量%～0.1質量%的Mo及0.001質量%～0.1質量%的W中的一種或兩種。
  11. 如請求項8至請求項10的其中一項所述的馬達鐵芯，其中所述無方向性電磁鋼板除了含有所述成分組成之外，進而以不影響所述無方向性電磁鋼板的強度特性以及磁特性的範圍含有其他選擇元素。
TW109121236A 2019-06-28 2020-06-23 無方向性電磁鋼板的製造方法與馬達鐵芯的製造方法、以及馬達鐵芯 TWI820337B (zh)

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