KR20170026552A

KR20170026552A - 자기 특성이 우수한 무방향성 전자 강판

Info

Publication number: KR20170026552A
Application number: KR1020177002639A
Authority: KR
Inventors: 타다시 나카니시; 신지 고세키; 요시히코 오다; 토모유키 오쿠보
Original assignee: 제이에프이 스틸 가부시키가이샤
Priority date: 2014-08-14
Filing date: 2015-08-06
Publication date: 2017-03-08
Also published as: MX2017001833A; TWI561641B; JP2016041832A; US20170229222A1; CN106536778A; MX376362B; TW201612329A; WO2016024511A1; EP3181712A1; EP3181712A4; BR112017000941A2; JP6319574B2; BR112017000941B1; EP3181712B1

Abstract

C: 0.01mass％ 이하, Si: 1.3∼5.0mass％, Mn: 0.001∼3mass％, sol.Al: 0.004mass％ 이하, P: 0.03∼0.20mass％, S: 0.005mass％ 이하, N: 0.005mass％ 이하, Ti: 0.0020mass％ 초과 0.1mass％ 이하를 함유하고, 필요에 따라서, Sn: 0.001∼0.1mass％, Sb: 0.001∼0.1mass％, Ca: 0.001∼0.02mass％ 및 Mg: 0.001∼0.02mass％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 함유하는, 고자속 밀도이고 또한 저철손의 무방향성 전자 강판이다.

Description

자기 특성이 우수한 무방향성 전자 강판{NON-ORIENTED ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET HAVING EXCELLENT MAGNETIC CHARACTERISTICS}

본 발명은, 주로 하이브리드 자동차나 전기 자동차의 구동용 모터나 발전기용 모터 등의 철심에 이용되는, 우수한 자기 특성을 갖는 고(高)자속 밀도 무방향성 전자 강판에 관한 것이다.

최근, 에너지 절약에 대한 요구의 고조로부터, 고효율 유도 모터가 사용되도록 되어 오고 있다. 이 고효율 유도 모터에서는, 효율을 높이기 위해, 철심의 적층 두께를 두껍게 하거나, 코일의 충전율을 높게 하거나, 철심에 이용하는 전자 강판을, 종래의 저(低)그레이드재로부터, 보다 철손(iron loss)이 낮은 고(高)그레이드재로 변경하는 것이 행해지고 있다.

또한, 상기의 유도 모터에 이용하는 철심 재료에는, 저철손인 것에 더하여, 여자 실효 전류를 낮게 하여 동손(copper loss)을 저감하기 위해, 설계 자속 밀도에서의 여자 실효 전류가 낮은 것이 요구되고 있다. 여자 전류를 저감하기 위해서는 코어재의 자속 밀도를 높이는 것이 유효하다.

또한, 최근, 급속하게 보급이 진행되고 있는 하이브리드 자동차나 전기 자동차에 사용되는 구동용 모터나 발전기용 모터는, 차량 내의 한정된 공간에 설치할 필요가 있고, 또한, 차량 중량을 경감하기 위해, 소형화가 강하게 요망되고 있다. 그래서, 상기 구동용 모터나 발전기용 모터는, 구동 전원의 주파수 제어에 의한 가변속 운전이나, 상용 주파수 이상으로 고속 회전을 행함으로써 모터의 소형화가 도모되고 있지만, 소형화해도 충분한 성능을 발휘할 수 있도록, 고출력화, 고토크화 및 고주파수에서의 고효율화가 요구되고 있다. 따라서, 이러한 모터의 철심에 이용되는 전자 강판에는, 자속 밀도가 높고, 철손이 낮은 것이 강하게 요구되고 있다.

자속 밀도를 높인 전자 강판으로서는, 예를 들면, 특허문헌 1에는, Si가 4mass％ 이하인 강에, Co를 0.1∼5mass％ 첨가한 무방향성 전자 강판이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, P의 함유량을 0.07∼0.20mass％, Si의 함유량을 0.17∼3.0mass％로 하고, 열연판 어닐링을 냉각 속도가 느린 상자 어닐링(box annealing)으로 행하고, 마무리 어닐링시에 집합 조직을 제어함으로써, 고자속 밀도화를 도모하는 기술이 제안되고 있다. 또한, 특허문헌 3에는, Al의 함유량을 0.017mass％ 이하로 하여 고자속 밀도화를 도모하는 방법이 제안되고 있다. 또한, 특허문헌 4에는, 전술한 것 이외의 원소로서, Sb나 Sn을 첨가하여, 고자속 밀도화하는 기술이 제안되고 있다.

일본공개특허공보 2000-129410호 일본특허공보 제3870893호 일본특허공보 제4126479호 일본특허공보 제2500033호

그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술은, Co는 매우 고가의 원소이기 때문에, 일반의 모터에 적용하면, 현저한 비용 상승을 발생시킨다는 문제가 있다. 또한, 특허문헌 2에 명시된 기술은, 이 방법을 실생산에 적용한 경우, 압연 공정 등에서 파단 등의 조업 트러블이 다발하여, 생산성의 저하나 수율 저하를 피할 수 없게 된다는 문제가 있다. 또한, 열연판 어닐링을 상자 어닐링으로 하면, 연속 어닐링에 비교하여, 제조 비용이 증가한다는 문제도 있다. 또한, 특허문헌 3에 명시된 기술에서는, 실온에 있어서의 1회의 냉간 압연에서는, 충분한 자속 밀도 향상 효과를 안정적으로 얻을 수 없다. 이 문제는, 중간 어닐링을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연이나, 판온이 200℃ 정도인 온간 압연을 채용함으로써, 어느 정도의 개선을 도모할 수 있다. 그러나, 중간 어닐링을 사이에 두는 2회 이상의 냉간 압연은, 제조 비용이 상승한다. 또한, 온간 압연은, 그를 위한 설비 대응이나, 공정 관리가 필요해져, 제약이 크다는 등의 문제가 있다. 또한, 특허문헌 4에 명시된 기술에는, 열간 압연 후에 경냉연(light cold rolling)을 실시할 필요가 있기 때문에, 제조 비용이 상승한다는 문제가 있다.

이러한 배경으로부터, 현저한 비용 상승을 초래하는 일 없이, 자속 밀도가 높고 또한 철손이 낮은 전자 강판의 개발이 요망되고 있다.

본 발명은, 종래 기술이 안고 있는 상기 문제점을 감안하여 개발된 것이며, 그 목적은, 고자속 밀도이고 또한 저철손의 무방향성 전자 강판을 염가로 또한 안정적으로 제공하는 것에 있다.

발명자들은, 상기의 과제를 해결하기 위해, 소재의 성분 조성에 주목하여 예의 검토했다. 그 결과, Al을 저감하고, 또한, P를 첨가한 강에, 추가로 Ti를 적정량 첨가함으로써, 고자속 밀도 그리고 저철손의 무방향성 전자 강판을 안정적으로 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 개발하기에 이르렀다.

즉, 본 발명은, C: 0.01mass％ 이하, Si: 1.3∼5.0mass％, Mn: 0.001∼3mass％, sol.Al: 0.004mass％ 이하, P: 0.03∼0.20mass％, S: 0.005mass％ 이하, N: 0.005mass％ 이하, Ti: 0.0020mass％ 초과 0.1mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판이다.

본 발명의 무방향성 전자 강판은, 상기 성분 조성에 더하여 추가로, Sn: 0.001∼0.1mass％ 및 Sb: 0.001∼0.1mass％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무방향성 전자 강판은, 상기 성분 조성에 더하여 추가로, Ca: 0.001∼0.02mass％ 및 Mg: 0.001∼0.02mass％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 무방향성 전자 강판은, 판두께가 0.1∼0.3㎜인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 철손 특성이 우수한 고자속 밀도 무방향성 전자 강판을, 염가로 또한 안정적으로 제공하는 것이 가능해지기 때문에, 고효율 유도 모터나, 고토크(high torque)가 요구되는 하이브리드 자동차 및 전기 자동차의 구동 모터나 높은 발전 효율이 요구되는 고효율 발전기의 철심 재료로서 적합하게 이용할 수 있다.

도 1은 P의 함유량이 마무리 어닐링(finish annealing) 후의 자속 밀도 B₅₀에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.
도 2는 Ti의 함유량이 마무리 어닐링 후의 자속 밀도 B₅₀에 미치는 영향을 나타내는 그래프이다.

(발명을 실시하기 위한 형태)

본 발명을 개발하는 계기가 된 실험에 대해서 설명한다.

<실험 1>

우선, 자속 밀도에 미치는 P의 영향을 조사하기 위해, C: 0.002mass％, Si: 3.1mass％, Mn: 0.2mass％, Al: 0.001mass％, N: 0.002mass％ 및 S: 0.002mass％의 성분 조성을 갖는 Al 리스강(Al-less steel)과, C: 0.002mass％, Si: 2.7mass％, Mn: 0.2mass％, Al: 0.30mass％, N: 0.002mass％ 및 S: 0.002mass％의 성분 조성을 갖는 Al 첨가강(Al-added steel)에 있어서, P의 첨가량을 0.01∼0.16mass％의 범위에서 여러 가지로 변화시킨 강을 실험실에서 용해하고, 강괴로 한 후, 1100℃의 온도로 가열 후, 열간 압연하여, 판두께 1.6㎜의 열연판으로 했다. 이어서, 상기 열연판에, 980℃×30초의 열연판 어닐링을 실시한 후, 산세하고, 냉간 압연하여 판두께 0.20㎜의 냉연판으로 하고, 그 후, 1000℃×10초의 마무리 어닐링을 실시하여, 냉연 어닐링판으로 했다.

이렇게 하여 얻은 냉연 어닐링판으로부터, 길이 방향을 압연 방향(L 방향) 및 압연 방향에 직각 방향(C 방향)으로 하는 폭 30㎜×길이 280㎜의 시험편을, 각각의 방향으로부터 채취하고, JIS C2550에 기재된 25㎝ 엡스타인법으로 자속 밀도 B₅₀을 측정하고, 그 결과를, P의 함유량과의 관계로서 도 1에 나타냈다. 도 1로부터, Al 첨가강에서는, P의 함유량이 증가해도, 자속 밀도의 향상은 확인되지 않지만, Al 리스강에서는, P의 함유량이 증가함으로써, 자속 밀도가 향상되어 있는 것을 알 수 있다.

상기와 같이, Al 리스강에서 P 함유량의 증가에 수반하여 자속 밀도가 향상되는 이유에 대해서는, 현재, 아직 분명하게 되어 있지 않지만, Al을 포함하지 않음으로써, Al와 P의 사이의 어떠한 상호 작용이 없어짐으로써 P의 결정립계에의 편석이 촉진되고, 그 P의 편석이 재결정에 영향을 미쳐, 집합 조직이 개선되기 때문이라고 생각된다.

<실험 2>

다음으로, P 첨가강의 제조 안정성을 조사하기 위해, C: 0.002mass％, Si: 3.1mass％, Mn: 0.2mass％, P: 0.06mass％, Al: 0.001mass％, N: 0.002mass％ 및 S: 0.002mass％를 함유하는 Al 리스강을 10차지(charge) 출강하고, 열간 압연하여 판두께 1.6㎜의 열연판으로 했다. 이어서, 이들 열연판에, 980℃×30초의 열연판 어닐링을 실시하고, 산세하고, 냉간 압연하여 판두께 0.20㎜의 냉연판으로 한 후, 1000℃×10초의 마무리 어닐링을 실시하여 냉연 어닐링판으로 했다.

이렇게 하여 얻은 냉연 어닐링판에 대해서 상기와 동일하게 하여 자속 밀도 B₅₀을 측정한 결과, 측정 결과가 크게 불규칙한 것이 분명해졌다. 그래서, 자속 밀도가 낮은 강판의 단면을 주사형 전자 현미경(SEM)으로 관찰한 결과, 결정립계에 미세한 질화물의 석출이 다수 확인되었다.

이 결과로부터, 자속 밀도에 불규칙이 발생한 원인은, 미세한 질화물에 있다고 생각되었다. 즉, 통상의 Al 첨가강에서는, AlN이 조대하게 석출하고, 고온에서도 완전하게 고용되지 않고, 안정적으로 석출 상태를 보존유지하고 있다. 그러나, Al 리스강에 있어서는, Al이 적기 때문에, 미세한 질화물(AlN)이 증가하고, 미세한 AlN 석출물과 지철의 계면에 P가 편석하고, 입계에 편석하는 유효한 P량이 저감하여, 자속 밀도 향상 효과가 충분히 얻어지지 않았던 것이 한 원인이라고 생각된다. Al 리스강에서는, Al 함유량이 낮기 때문에, Al 함유량의 근소한 변동으로도 Al 함유량의 상대적인 불규칙량이 커지고, 또한, 미세한 AlN 석출물은, 어닐링시에 해리하여 고용하고, 어닐링 온도의 변동도 AlN 석출물 상태에 영향을 주기 때문에, 자속 밀도에 불규칙이 발생한 것이라고 생각된다.

<실험 3>

그래서, 발명자들은, 미세한 질화물의 조대화를 도모하기 위해, Ti의 첨가 효과에 대해서 조사했다.

C: 0.001mass％, Si: 3.2mass％, Mn: 0.2mass％, P: 0.06mass％, Al: 0.001mass％, N: 0.002mass％ 및 S: 0.001mass％의 성분 조성을 갖고, Ti 첨가량을 0.0014∼0.0050mass％의 범위에서 여러 가지로 변화시킨 강을 실험실에서 용해하고, 강괴로 한 후, 1100℃로 가열 후, 열간 압연하여, 판두께 1.6㎜의 열연판으로 했다.

이어서, 상기 열연판에 1020℃×30초의 열연판 어닐링을 실시한 후, 산세하고, 냉간 압연하여 판두께 0.20㎜의 냉연판으로 하고, 그 후, 1000℃×10초의 마무리 어닐링을 실시하여, 냉연 어닐링판으로 했다.

이렇게 하여 얻은 냉연 어닐링판으로부터, 상기 실험과 동일하게 하여 폭 30㎜×길이 280㎜의 시험편을 채취하고, 엡스타인법으로 자속 밀도 B₅₀을 측정하고, 그 결과를, Ti 함유량과의 관계로서 도 2에 나타냈다. 도 2로부터, Ti의 첨가량이 0.0020mass％를 초과하면, 자속 밀도가 향상되는 것을 알 수 있다.

여기에서, 상기 Ti 첨가에 의한 자기 특성(자속 밀도) 향상 효과에 대해서, 이하와 같이 생각하고 있다.

Al 첨가강에서는, N은 다량의 Al과 결합하여 주로 AlN으로서 조대하게 석출하고, 한편, Ti는 주로 미세한 TiC로서 석출한다. 따라서, Al 첨가강에 있어서는, 자기 특성의 관점에서는 Ti 함유량은 적을수록 바람직하다고 말할 수 있다.

한편, 저Al강(Al 리스강)에서는, Ti는 TiN으로서 석출한다. 이때, Ti 함유량이 소량에서는, TiN은 미세하게 석출하지만, 소정량 이상의 Ti를 첨가하면, Al 함유량이 적기 때문에, 질화물은 주로 TiN이 되어 조대하게 석출한다. 그 결과, 입계에의 AlN의 미세한 석출이 억제되고, P의 입계에의 석출이 촉진된 결과, 자속 밀도가 향상된 것이라고 생각된다.

본 발명은, 상기의 인식에 기초하는 것이다.

다음으로, 본 발명의 무방향성 전자 강판에 있어서의 성분 조성의 한정 이유를 설명한다.

C: 0.01mass％ 이하

C는, 철손을 열화시키는 유해 원소이기 때문에 적을수록 바람직하다. C가 0.01mass％를 초과하면, 철손 증가가 현저해지는 점에서, C의 상한은 0.01mass％로 한다. 바람직하게는, 0.005mass％ 이하이다. 또한, 하한에 대해서는, C는 적으면 적을수록 바람직하기 때문에, 특별히 한정하지 않는다.

Si: 1.3∼5.0mass％

Si는, 강의 탈산제로서 일반적으로 첨가되지만, 전자 강판에 있어서는, 전기 저항을 높여 고주파수에서의 철손을 저감하는 효과를 갖기 때문에 중요한 원소이며, 이러한 효과를 얻기 위해서는 1.3mass％ 이상의 첨가를 필요로 한다. 그러나, 5.0mass％를 초과하면, 냉간 압연 중에 균열을 발생시키게 되어, 제조성이 저하되는 것 외에, 자속 밀도도 저하되기 때문에, 그 상한은 5.0mass％로 한다. 바람직하게는 1.5∼4.0mass％의 범위이다. 보다 바람직하게는 1.6∼3.7mass％의 범위이다.

Mn: 0.001∼3mass％

Mn은, 강의 열간 가공성을 개선하고, 표면 흠의 발생을 방지하는 기능이 있다. 또한, Si나 Al 정도의 효과는 없지만, 전기 저항을 증가하여 철손을 저감하는 효과가 있다. 그래서, Mn은 0.001mass％ 이상을 첨가한다. 한편, Mn 함유량이 많아지면, 자속 밀도나 포화 자속 밀도가 저하되기 때문에, Mn 함유량의 상한은 3mass％로 한다. 바람직하게는 0.01∼2mass％의 범위이다. 보다 바람직하게는 0.05∼1mass％의 범위이다.

Al: 0.004mass％ 이하

Al은, 저감하면 마무리 어닐링판의 집합 조직을 개선하여, 자속 밀도를 높이는 효과가 있다. 또한, P 첨가에 의한 자속 밀도 향상 효과를 얻기 위해서는, Al의 저감은 필수이다. 그러나, Al이 0.004mass％를 초과하면, P의 첨가 효과가 얻어지지 않게 된다. 따라서, Al의 상한은 0.004mass％로 한다. 바람직하게는 0.003mass％ 이하이다. 또한, 하한에 대해서는, Al은 적을수록 바람직하기 때문에, 특별히 한정하지 않는다.

N: 0.005mass％ 이하

N은, 질화물을 생성하여, 자기 특성을 열화시키기 때문에, 0.005mass％ 이하로 제한한다. 바람직하게는 0.003mass％ 이하이다. 하한에 대해서는, 적을수록 바람직하기 때문에, 특별히 한정하지 않는다.

P: 0.03∼0.20mass％

P는, 본 발명에 있어서의 중요 원소 중 하나이며, 도 1에 나타낸 바와 같이, Al 리스강에 있어서, 입계에 편석하여 자속 밀도를 높이는 효과가 있다. 상기 효과는 0.03mass％ 이상의 첨가로 얻어진다. 한편, P가 0.20mass％를 초과하면, 냉간 압연하는 것이 곤란해진다. 따라서, 본 발명에서는, P의 첨가량을 0.03∼0.20mass％의 범위로 한다. 바람직하게는 0.05∼0.15mass％의 범위이다.

S: 0.005mass％ 이하

S는, 석출물이나 개재물을 형성하여, 제품의 자기 특성을 열화시키는 원소이기 때문에, 적을수록 바람직하다. 그래서, 자기 특성을 열화시키지 않기 위해 S의 상한을 0.005mass％로 한다. 바람직하게는 0.003mass％ 이하이다. 또한, 하한에 대해서는, 적을수록 바람직하기 때문에, 특별히 한정하지 않는다.

Ti: 0.0020mass％ 초과 0.1mass％ 이하

Ti는, N과 결합하여 조대한 TiN을 형성하고, Al이 AlN이 되어 미세하게 석출하는 것을 억제함으로써, 자속 밀도를 향상하는 효과가 있다. Ti가 0.0020mass％이하에서는 상기 효과는 얻어지지 않고, 한편, 0.1mass％를 초과하는 첨가는, 벗겨짐(scab)이라고 칭해지는 표면 결함이 발생하여, 제조성이나 제품 수율의 저하를 초래한다. 따라서, Ti는 0.0020mass％ 초과 0.1mass％ 이하의 범위로 한다. 바람직하게는 0.0020mass％ 초과 0.05mass％ 이하의 범위, 보다 바람직하게는 0.0030∼0.01mass％의 범위이다.

본 발명의 무방향성 전자 강판은, 상기 필수로 하는 성분에 더하여, Sn, Sb, Ca 및 Mg 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 하기의 범위로 함유하고 있어도 좋다.

Sn: 0.001∼0.1mass％

Sn은, 입계에 편석하는 원소이지만, P의 편석에 미치는 영향은 작고, 오히려, 입자 내의 변형대의 형성을 촉진하여, 자속 밀도를 높이는 효과를 갖는다. 상기 효과는, 0.001mass％ 이상의 첨가로 얻어진다. 한편, 0.1mass％를 초과하는 첨가는, 강이 취화하고, 제조 공정에서의 판 파단이나 벗겨짐 등의 표면 결함을 증가시킨다. 따라서, Sn을 첨가하는 경우는 0.001∼0.1mass％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.01∼0.05mass％의 범위이다.

Sb: 0.001∼0.1mass％

Sb는, Sn과 동일하게, 입계에 편석하는 원소이지만, P의 편석에 미치는 영향은 작고, 오히려, 어닐링시의 질화를 억제함으로써 자기 특성을 높이는 효과를 갖는다. 상기 효과는, 0.001mass％ 이상의 첨가로 얻어진다. 한편, 0.1mass％를 초과하는 첨가는, 강이 취화하고, 제조 공정에서의 판 파단이나 벗겨짐 등의 표면 결함을 증가시킨다. 따라서, Sb를 첨가하는 경우는 0.001∼0.1mass％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 0.01∼0.05mass％의 범위이다.

Ca: 0.001∼0.02mass％

Ca는, 황화물을 조대화하여, 철손을 저감하는 효과를 갖기 때문에, 0.001mass％ 이상 첨가할 수 있다. 한편, 과잉으로 첨가해도, 상기 효과는 포화하여, 경제적으로 불리해질 뿐이기 때문에 상한은 0.02mass％로 한다. 보다 바람직하게는 0.002∼0.01mass％의 범위이다.

Mg: 0.001∼0.02mass％

Mg는, Ca와 동일하게, 황화물을 조대화하여, 철손을 저감하는 효과를 갖기 때문에, 0.001mass％ 이상 첨가할 수 있다. 한편, 과잉으로 첨가해도, 상기 효과는 포화하여, 경제적으로 불리해질 뿐이기 때문에 상한은 0.02mass％로 한다. 보다 바람직하게는 0.002∼0.01mass％의 범위이다.

본 발명의 무방향성 전자 강판에 있어서의 상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위 내이면, 다른 성분의 첨가를 거부하는 것은 아니다.

다음으로, 본 발명의 무방향성 전자 강판의 제조 방법에 대해서 서술한다.

본 발명의 무방향성 전자 강판은, 그 소재로서 Al, P 및 Ti의 함유량이 상기한 적정 범위 내의 슬래브를 이용하는 한, 공지의 무방향성 전자 강판의 제조 방법을 이용할 수 있고, 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 이하의 방법, 즉, 전로(converter) 혹은 전기로 등의 정련 프로세스로 상기 소정의 성분 조성으로 조정한 강을 용제하고, 탈가스 설비 등으로 2차 정련하고, 연속 주조하여 강 슬래브로 한 후, 열간 압연하고, 필요에 따라서 열연판 어닐링한 후, 산세하고, 냉간 압연하고, 마무리 어닐링한 후, 절연 피막을 도포·소성하는 방법을 채용할 수 있다.

여기에서, 상기 열간 압연의 강판(열연판)의 판두께는, 1.4∼2.8㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다. 1.4㎜ 미만에서는 열간 압연에서의 압연 트러블이 증가하고, 한편, 2.8㎜ 초과에서는, 냉연 압하율이 지나치게 높아져, 집합 조직이 열화하기 때문이다.

또한, 열연판 어닐링을 실시하는 경우에는, 균열 온도는 900∼1200℃의 범위로 하는 것이 바람직하다. 900℃ 미만이면, 열연판 어닐링의 효과가 충분히 얻어지지 않고, 자기 특성이 향상되지 않고, 한편, 1200℃를 초과하면, 비용적으로 불리해지는 것 외에, 스케일 기인의 표면 흠이 발생하기 때문이다.

또한, 열연판으로부터 최종 판두께로 하는 냉간 압연은, 1회 또는 중간 어닐링을 사이에 두는 2회 이상으로 하는 것이 바람직하다. 특히, 최종의 냉간 압연은, 판온이 200℃ 정도인 온도로 압연하는 온간 압연으로 하는 것은, 자속 밀도를 향상하는 효과가 크기 때문에, 설비상이나 생산 제약상, 비용적으로 문제가 없으면, 온간 압연으로 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉연판의 판두께(최종 판두께)는, 0.1∼0.3㎜의 범위로 하는 것이 바람직하다. 0.1㎜ 미만에서는, 생산성이 저하되고, 한편, 0.3㎜ 초과에서는 철손의 저감 효과가 작기 때문이다.

상기 최종 판두께로 한 냉연판에 실시하는 마무리 어닐링은, 연속 어닐링로에서, 900∼1150℃의 온도로, 5∼60초간 균열하는 것이 바람직하다. 균열 온도가 900℃ 미만에서는, 재결정이 충분히 진행하지 않고 양호한 자기 특성이 얻어지지 않는 것에 더하여, 연속 어닐링에 있어서의 판 형상의 교정 효과가 충분히 얻어지지 않는다. 한편, 1150℃를 초과하면, 결정립이 조대화하고, 특히 고주파수역에서의 철손이 증가하기 때문이다.

또한, 마무리 어닐링에는, 상자 어닐링은 생산성이나 제조 비용면에서 불리하기 때문에, 연속 어닐링을 채용하는 것이 바람직하다.

상기 마무리 어닐링 후의 강판은, 그 후, 철손을 저감하기 위해, 강판 표면에 절연 피막을 덮어 형성하는 것이 바람직하다. 상기 절연 피막은, 양호한 펀칭성을 확보하기 위해서는, 수지를 함유하는 유기 피막인 것이 바람직하고, 한편, 용접성을 중시하는 경우에는, 반유기나 무기의 피막을 적용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 하여 제조한 무방향성 전자 강판은, 변형 제거 어닐링을 실시하지 않고 사용하거나, 혹은, 변형 제거 어닐링을 실시하고나서 사용해도 좋다. 또한, 펀칭 공정을 거쳐 정형한 후에, 변형 제거 어닐링을 실시해도 좋다. 여기에서, 상기 변형 제거 어닐링은, 750℃×2시간 정도의 조건으로 실시하는 것이 일반적이다.

(실시예)

표 1-1 및 표 1-2에 나타낸 각종 성분 조성으로 이루어지는 강을 용제하고, 연속 주조하여 강 슬래브로 한 후, 당해 슬래브를 1020∼1120℃의 온도로 재가열하고, 열간 압연하여 판두께 1.6㎜의 열연판으로 하고, 균열 온도 1000℃, 균열 시간 30초의 열연판 어닐링을 연속 어닐링으로 실시한 후, 냉간 압연하여 판두께 0.20㎜의 냉연판으로 했다. 이어서, 상기 냉연판에, 균열 온도 1000℃, 균열 시간 10초의 마무리 어닐링을 실시한 후, 절연 피막을 코팅하여, 무방향성 전자 강판의 제품 코일로 했다.

이렇게 하여 얻은 무방향성 전자 강판의 제품 코일로부터, 길이 방향을 압연 방향(L 방향) 및 압연 방향에 직각 방향(C 방향)으로 하는 폭 30㎜×길이 280㎜의 시험편을, 각각의 방향으로부터 채취하고, JIS C2550에 기재된 25㎝ 엡스타인법으로, 자화력 5000A/m에 있어서의 자속 밀도 B₅₀(T) 및 자속 밀도 1.0T, 주파수 800㎐로 여자했을 때의 철손 W₁₀ _/800(W/㎏)을 측정했다. 상기 자기 특성의 측정 결과를 표 1-1 및 표 1-2에 병기했다.

[표 1-1]

[표 1-2]

표 1-1 및 표 1-2로부터, 강 성분을 본 발명에 적합한 Al, P 및 Ti의 범위로 제어한 본 발명예의 무방향성 전자 강판은, 상기 범위로부터 벗어나는 비교예의 강판과 비교하여, 고자속 밀도이고 또한 철손 특성이 우수한 것을 알 수 있다.

Claims

C: 0.01mass％ 이하,
Si: 1.3∼5.0mass％,
Mn: 0.001∼3mass％,
sol.Al: 0.004mass％ 이하,
P: 0.03∼0.20mass％,
S: 0.005mass％ 이하,
N: 0.005mass％ 이하,
Ti: 0.0020mass％ 초과 0.1mass％ 이하를 함유하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
제1항에 있어서,
상기 성분 조성에 더하여 추가로, Sn: 0.001∼0.1mass％ 및 Sb: 0.001∼0.1mass％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 성분 조성에 더하여 추가로, Ca: 0.001∼0.02mass％ 및 Mg: 0.001∼0.02mass％ 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종을 함유하는 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
판두께가 0.1∼0.3㎜인 것을 특징으로 하는 무방향성 전자 강판.