TWI674322B - 無方向性電磁鋼板的製造方法、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、馬達鐵芯的製造方法以及馬達鐵芯 Download PDF

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Abstract

本發明在對如下鋼坯進行熱軋、冷軋、最終退火、去應力退火而製造無方向性電磁鋼板時，以所述最終退火後的鋼板的降伏應力成為400MPa以上、對所述最終退火後的鋼板實施去應力退火後的磁通密度B50S相對於所述最終退火後的鋼板的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)成為0.99以上的方式調整最終退火及去應力退火的條件，藉此獲得最終退火後的強度高且去應力退火後的磁通密度的降低小的無方向性電磁鋼板，所述鋼坯以質量%計，含有0.0050%以下的C、2%~7%的Si、0.05%~2.0%的Mn、0.2%以下的P、0.005%以下的S、3%以下的Al、0.005%以下的N、0.003%以下的Ti、0.005%以下的Nb及0.005%以下的V。

Description

無方向性電磁鋼板的製造方法、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、馬達鐵芯的製造方法以及馬達鐵芯，具體而言，是有關於一種相對於最終退火後而言的去應力退火後的磁通密度的降低小的無方向性電磁鋼板、使用所述無方向性電磁鋼板的馬達鐵芯製造方法以及馬達鐵芯。
隨著近年來對節能要求的提高，對作為電氣設備之一的旋轉電機(馬達)的高效率化要求愈發強烈，其結果，對旋轉電機的鐵芯(corc)中所使用的無方向性電磁鋼板亦開始要求更優異的磁特性。另外，最近在混合動力車輛(Hybrid Electric Vehicle，HEV)驅動馬達等中，對小型‧高功率化的要求增強，為滿足該要求，馬達的轉速有上昇的傾向。
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)，於外徑大的如HEV驅動馬達般的轉子鐵芯中，因高速旋轉而作用有非常大的離心力。但，於轉子鐵芯中，根據結構而存在被稱為轉子鐵芯橋接部的非常狹窄的部分(1mm~2mm)。因此，對於轉子鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板，要 求與先前的材料相比強度更高。另一方面，為達成馬達的小型化‧高功率化，對定子鐵芯材使用的材料要求磁通密度高‧鐵損低。
因此，理想的是馬達鐵芯中所使用的無方向性電磁鋼板在用於轉子鐵芯時為高強度，另一方面，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電磁鋼板，於轉子鐵芯與定子鐵芯中對其要求的特性亦大為不同，但為提高馬達鐵芯的製造性或材料利用率，理想的是藉由衝壓加工等而自同一原材料同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材，並進行積層而組裝成轉子鐵芯或定子鐵芯。
此外，對於馬達鐵芯、尤其是定子鐵芯，使用者(馬達鐵芯製造商)會為了改善磁特性而實施去應力退火。但，根據發明者等人的見解，對最終退火後的磁通密度B50與去應力退火後的磁通密度B50進行比較調查後認定，去應力退火後的磁通密度有降低的傾向。但，此種鋼板有作為尤其是要求高扭矩(torque)的定子用鋼板而欠佳的問題。
如上所述，作為高強度且磁特性優異的無方向性電磁鋼板，例如於專利文獻1中提出了以下無方向性電磁鋼板：其用於自同一鋼板衝壓出轉子與定子而進行積層，進而僅對定子進行去應力退火的馬達鐵芯的製造法中，且板厚為0.15mm以上、0.35mm以下，去應力退火前的鋼板的降伏強度為600MPa以上，去應力退火後的鐵損W10/400為20W/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
所述專利文獻1的技術為了促進去應力退火中的晶粒成長，將鋼中所包含的Ti或S、N、V、Nb、Zr、As等雜質元素減少至極低的水準，並且進而添加了0.5質量%~3質量%的Ni。但Ni為價格非常昂貴的原料。而且，於所述專利文獻1中，關於去應力退火後的磁通密度未進行任何研究。
本案發明為鑒於所述現有技術而成者，其目的在於提出一種無需添加價格昂貴的Ni而去應力退火後的強度高、且去應力退火後的磁特性優異、尤其磁通密度的降低小的無方向性電磁鋼板的製造方法，使用所述鋼板的馬達鐵芯的製造方法以及馬達鐵芯。
發明者等人為解決所述課題，著眼於成分組成及製造條件對去應力退火後的磁通密度B50帶來的影響而反覆進行了努力研究。其結果發現，藉由極力減少鋼中的雜質元素並且提高Si含量，可使最終退火後的鋼板高強度化，另外，藉由對所述最終退火後的鋼板實施與現有技術相比提高了昇溫速度的去應力退火，可減小磁通密度的降低且賦予低鐵損的磁特性，因此，可自一個最終退火後的鋼板同時採取高強度的轉子鐵芯材與低鐵損且高磁通密 度的定子鐵芯材，從而開發出了本發明。
基於所述見解的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、冷軋、最終退火、去應力退火，所述成分組成含有0.0050質量%以下的C、2質量%~7質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，以所述最終退火後的鋼板的降伏應力成為400MPa以上、對所述最終退火後的鋼板實施去應力退火後的磁通密度B50S相對於所述最終退火後的鋼板的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)成為0.99以上的方式調整最終退火及去應力退火的條件。
本發明的所述無方向性電磁鋼板的製造方法中使用的所述鋼坯的特徵在於，除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組~C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：選自0.001質量%~0.010質量%的Ca、0.001質量%~0.010質量%的Mg及0.001質量%~0.010質量%的稀土金屬(Rare Earth Metals，REM)中的一種或兩種以上；C群組：選自0.01質量%~0.5質量%的Cr及0.01質量%~ 0.2質量%的Cu中的一種或兩種。
另外，本發明的所述無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，以去應力退火後的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(1)式的方式調整所述去應力退火的條件：W10/400≦10+25t‧‧‧(1)。
另外，本發明的所述無方向性電磁鋼板的製造方法的特徵在於，將所述去應力退火的條件設為：均熱溫度為750℃~950℃、均熱時間為0.1hr~10hr、自600℃至所述均熱溫度的昇溫速度為8℃/min以上。
另外，本發明提出一種馬達鐵芯的製造方法，其特徵在於：所述馬達鐵芯的轉子鐵芯材與定子鐵芯材取自同一原材料，將含有0.0050質量%以下的C、2質量%~7質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，降伏應力為400MPa以上的無方向性電磁鋼板製成轉子鐵芯，且對所述無方向性電磁鋼板實施去應力退火而製成定子鐵芯，所述定子鐵芯的磁通密度B50S相對於所述轉子鐵芯的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)設為0.99以上。
本發明的所述馬達鐵芯的製造方法中使用的所述無方向性電磁鋼板的特徵在於，除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組~C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：選自0.001質量%~0.010質量%的Ca、0.001質量%~0.010質量%的Mg及0.001質量%~0.010質量%的REM中的一種或兩種以上；C群組：選自0.01質量%~0.5質量%的Cr及0.01質量%~0.2質量%的Cu中的一種或兩種。
另外，本發明的所述馬達鐵芯的製造方法的特徵在於，以去應力退火後的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(1)式的方式調整所述去應力退火的條件：W10/400≦10+25t‧‧‧(1)。
另外，本發明的所述馬達鐵芯的製造方法的特徵在於，將所述去應力退火條件設為：均熱溫度為750℃~950℃、均熱時間為0.1hr~10hr、自600℃至所述均熱溫度的昇溫速度為8℃/min以上。
另外，本發明為一種馬達鐵芯，其特徵在於：轉子鐵芯材與定子鐵芯材包含相同的無方向性電磁鋼板，含有0.0050質量%以下的C、2質量%~7質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.2質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，轉子鐵芯材的降伏應力為400MPa以上，且所述定子 鐵芯的磁通密度B50S相對於所述轉子鐵芯的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)為0.99以上。
本發明的所述馬達鐵芯中使用的所述無方向性電磁鋼板的特徵在於，除了含有所述成分組成以外，更含有下述A群組~C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：選自0.001質量%~0.010質量%的Ca、0.001質量%~0.010質量%的Mg及0.001質量%~0.010質量%的REM中的一種或兩種以上；C群組：選自0.01質量%~0.5質量%的Cr及0.01質量%~0.2質量%的Cu中的一種或兩種。
另外，本發明的所述馬達鐵芯中使用的所述定子鐵芯材的特徵在於，鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(1)式：W10/400≦10+25t‧‧‧(1)。
根據本發明，可提供一種最終退火後的強度高、去應力退火引起的磁通密度的降低小的無方向性電磁鋼板。因此，根據本發明，可自同一原材料鋼板同時採取轉子鐵芯材與定子鐵芯材，大大有助於馬達鐵芯的高效率化或生產性的提高。
圖1為表示去應力退火中的昇溫速度對去應力退火後的磁通密度B50S相對於最終退火後的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)帶來的影響的曲線圖。
首先，對成為開發本發明的契機的實驗進行說明。
為調查去應力退火時的昇溫速度對去應力退火後的磁通密度B50帶來的影響，在真空爐中，使含有0.0022質量%的C、3.1質量%的Si、0.54質量%的Mn、0.01質量%的P、0.0016質量%的S、0.6質量%的Al、0.0018質量%的N、0.0023質量%的O、0.0014質量%的Ti、0.0006質量%的Nb及0.0015質量%的V的鋼溶解，在形成鋼塊後，進行熱軋而製成板厚2.0mm的熱軋板，對所述熱軋板實施950℃×30秒的熱軋板退火，然後進行酸洗、冷軋而製成板厚0.25mm的冷軋板，對所述冷軋板，實施在20vol%H2-80vol%N2的非氧化性環境下、在850℃的溫度下保持10秒的最終退火，從而製成無方向性電磁鋼板。
接著，對所述最終退火後的鋼板藉由25cm愛普斯坦法(Epstein's method)測定磁通密度B50。再者，本發明中，以後將所述最終退火後的磁通密度亦表述為「B50H」。
另外，自所述最終退火板，採取將軋製方向設為拉伸方向的日本工業標準(Japanese Industrial Standards，JIS)5號拉伸試驗片並實施拉伸試驗，結果降伏應力為480MPa。
接著，對所述愛普斯坦試驗片在N2環境下實施825℃×2hr的去應力退火後，再次藉由25cm愛普斯坦法測定磁通密度B50。此時，使600℃~825℃間的昇溫速度在1℃/min~50℃/min的範圍中進行種種變化。再者，本發明中，將所述去應力退火後的磁通密度亦表述為「B50S」。
圖1中示出去應力退火中的600℃~825℃間的昇溫速度、與去應力退火後的磁通密度相對於最終退火後的磁通密度的比(B50S/B50H)的關係。根據該圖可知，藉由將去應力退火時的昇溫速度提高至8℃/min以上，去應力退火引起的磁通密度的降低得以抑制。認為其原因在於：藉由提高昇溫速度，在去應力退火時促進了磁特性較佳的{100}方位或{110}方位的晶粒成長，藉此，抑制了導致磁通密度降低的{111}方位的晶粒成長。
接下來，對本發明的無方向性電磁鋼板(製品板)的成分組成進行說明。
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，因此將上限限制為0.0050質量%。較佳為0.0030質量%以下。再者，C越少越佳，下限值並無特別規定。
Si：2質量%~7質量%
Si提高鋼的比電阻而減少鐵損，除此以外，亦為對鋼進行固溶強化而提高強度的元素，因此添加2質量%以上。但，若超過7 質量%，則變得難以軋製，因此Si的上限設為7質量%。較佳為2.5質量%~6.5質量%，更佳為3.0質量%~6.0質量%的範圍。
Mn：0.05質量%~2.0質量%
Mn與Si同樣地為對於提高鋼的比電阻與強度並且防止起因於S的熱脆性而言有效的元素。因此，本發明中添加0.05質量%以上。但，若添加量超過2.0質量%，則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%，更佳為0.1質量%~1.0質量%的範圍。
P：0.2質量%以下
P為因固溶強化能力高而用於鋼的強度(硬度)調整的元素，但，若超過0.2質量%，則鋼脆化而變得難以軋製，因此上限設為0.2質量%。再者，下限並無特別規定。較佳為0.001質量%~0.15質量%，更佳為0.001質量%~0.10質量%的範圍。
Al：3質量%以下
Al具有提高鋼的電阻率，減少鐵損的效果。但，若超過3質量%，則變得難以軋製，因此上限設為3質量%。其中，若Al的含量為超過0.01質量%且小於0.1質量%的範圍內，則微細的氮化鋁(Aluminum nitride，AlN)析出，鐵損增加，因此Al的較佳範圍為0.01質量%以下、或0.1質量%~2.0質量%的範圍。尤其，若減少Al，則可提高聚集組織而提高磁通密度，因此於重視所述效果的情況下，較佳為將Al設為0.01質量%以下。更佳為0.003質量%以下。
S、N、Nb及V：分別為0.005質量%以下
S、N、Nb及V均為生成碳化物或氮化物、硫化物等微細析出物而阻礙去應力退火時的晶粒成長並使鐵損增加的有害元素，特別是若超過0.005質量%，則所述不良影響變得顯著。由此，所述元素的上限分別設為0.005質量%。較佳為分別為0.003質量%以下。
Ti：0.003質量%以下
Ti為生成並析出微細的碳氮化物等而阻礙去應力退火時的晶粒成長並使鐵損增加的有害元素，特別是若超過0.003質量%，則所述不良影響變得顯著，因此上限設為0.003質量%。較佳為0.002質量%以下。
本發明的無方向性電磁鋼板除了含有所述基本成分以外，進而可含有以下的成分。
Sn、Sb：分別為0.005質量%~0.20質量%
Sn及Sb具有改善再結晶聚集組織，改善磁通密度或鐵損特性的效果。為獲得所述效果，必須分別添加0.005質量%以上。另一方面，即便合計添加超過0.20質量%，所述效果亦飽和。由此，在添加Sn及Sb的情況下，較佳為分別設為0.005質量%~0.20質量%的範圍。更佳為0.01質量%~0.05質量%的範圍。
Ca、Mg、REM：分別為0.001質量%~0.010質量%
Ca、Mg及REM具有形成穩定的硫化物、硒化物，改善去應力退火時的晶粒成長性的效果。為獲得所述效果，需要添加0.001 質量%以上，另一方面，若添加超過0.010質量%，則夾雜物增加，因此鐵損特性反而會劣化，因此，在添加Ca、Mg、REM的情況下，較佳為分別在0.001質量%~0.010質量%的範圍內添加。更佳為分別為0.002質量%~0.005質量%的範圍。
Cr：0.01質量%~0.5質量%
Cr具有使比電阻上昇、使鐵損降低的效果。為獲得所述效果，必須含有0.01質量%以上。另一方面，若超過0.5質量%，則原料成本上昇，因此欠佳。由此，在添加Cr的情況下，較佳為在0.01質量%~0.5質量%的範圍內添加。更佳為0.1質量%~0.4質量%的範圍。
Cu：0.01質量%~0.2質量%
Cu具有改善聚集組織，使磁通密度提高的效果。為獲得所述效果，必須添加0.01質量%以上。另一方面，若超過0.2質量%，則所述效果飽和。由此，在添加Cu的情況下，較佳為在0.01質量%~0.2質量%的範圍內添加。更佳為0.05質量%~0.15質量%的範圍。
再者，上述成分以外的剩餘部分為Fe及不可避免的雜質。
接下來，對本發明的無方向性電磁鋼板(製品板)的機械特性及磁特性進行說明。
最終退火後(去應力退火前)的降伏應力：400MPa以上
為了將最終退火後的鋼板用作要求強度的轉子鐵芯材，降伏 應力必須為400MPa以上。若小於400MPa，則有無法耐受因HEV驅動馬達等而承受的高速旋轉所引起的離心力之虞。較佳的降伏應力為450MPa以上。此處，所述降伏應力是指在鋼板的軋製方向上進行拉伸試驗時的上降伏點。再者，拉伸試驗中使用的試驗片或試驗條件只要依照JIS即可。
B50S/B50H：0.99以上
本發明的無方向性電磁鋼板的特徵在於：去應力退火所引起的磁特性、尤其是磁通密度的降低小，具體而言，去應力退火後的磁通密度B50S相對於去應力退火前的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)必須為0.99以上。其原因在於：若所述(B50S/B50H)小於0.99，則作為定子用途而未達到要求扭矩。較佳的B50S/B50H為0.995以上。
去應力退火後的鐵損W10/400：10+25t(mm)以下
本發明的無方向性電磁鋼板較佳為去應力退火後的所述鐵損W10/400(頻率：400Hz，磁通密度B=1.0T)與板厚t(mm)的關係滿足下述(1)式：W10/400(W/kg)≦10+25t(mm)‧‧‧(1)。
更佳的W10/400為10+20t以下。
其原因在於：若去應力退火後的所述鐵損W10/400處於所述範圍之外，則定子鐵芯的發熱變大，導致馬達效率顯著降低。
再者，本發明中，作為鐵損特性的指標而使用鐵損W10/400的理由在於：適應HEV驅動馬達的驅動‧控制條件。
此處，在本發明中，對最終退火後的鋼板實施的所述去應力退火設為在以下條件下進行：將均熱溫度設為750℃~950℃，均熱時間設為0.1hr~10hr，自600℃至所述均熱溫度的昇溫速度設為8℃/min以上。再者，在馬達鐵芯的製造中，所述去應力退火通常是在組裝成鐵芯形狀之後實施，無法直接測定去應力退火後的磁特性。因此，在本發明中，藉由對最終退火後的鋼板在模擬去應力退火的條件下實施熱處理後的磁通密度及鐵損來代替所述去應力退火後的磁通密度B50S及鐵損W10/400。再者，更佳的均熱溫度為800℃~900℃，均熱時間為0.5hr~2hr的範圍，更佳的昇溫速度為10℃/min以上。
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可以如下方法製造：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，對適合於本發明的具有所述成分組成的鋼進行熔製，並藉由連續鑄造法或鑄塊(ingot casting)-分塊軋製(blooming rolling)法而製成鋼坯之後，藉由通常公知的方法對該鋼坯進行熱軋而製成熱軋板，並視需要對該熱軋板實施熱軋板退火，然後進行冷軋，並實施最終退火。
此處，在實施所述熱軋板退火的情況下，較佳為均熱溫度設為800℃~1100℃的範圍。其原因在於：若小於800℃，則熱軋板退火的效果小，無法獲得充分的磁特性的改善效果，另一方 面，若超過1100℃，則不僅在成本方面變得不利，而且晶粒粗大化而助長冷軋時的脆性破裂。更佳的熱軋板退火的均熱溫度為850℃~1000℃的範圍。
關於熱軋後或熱軋板退火後的冷軋，較佳為進行一次或之間插入中間退火而進行兩次以上。另外，就提高磁通密度的觀點而言，成為最終板厚的冷軋(最終冷軋)較佳為設為200℃以上的溫軋。另外，冷軋中的最終板厚較佳為設為0.1mm~0.3mm的範圍。其原因在於：若小於0.1mm，則生產性降低，若超過0.3mm，則鐵損的減少效果小。更佳為0.15mm~0.27mm的範圍。
對成為最終板厚的冷軋板實施的最終退火較佳設為在700℃~1000℃的範圍下進行1秒~300秒的均熱的連續退火。其原因在於：若均熱溫度小於700℃，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，若超過1000℃，則晶粒粒徑粗大化，導致鋼板強度降低。再者，為了對最終退火後的鋼板賦予作為轉子鐵芯用途的強度，理想的是將最終退火中的均熱溫度、均熱時間在所述範圍內且鐵損特性及形狀容許的範圍內設為盡可能低的溫度‧盡可能短的時間，更佳的最終退火條件為750℃~900℃×10秒~60秒。
所述最終退火後的鋼板之後為了確保積層時的絕緣性及/或為了改善衝壓性，較佳為在表面覆蓋絕緣被膜。為了確保良好的衝壓性，所述絕緣被膜較佳設為含有樹脂的有機被膜，另一 方面，在重視熔接性的情況下，較佳設為半有機或無機被膜。
所述最終退火後的鋼板或覆蓋了絕緣被膜的鋼板具有降伏應力為400MPa以上的高強度，因此，作為轉子鐵芯的原材料而適宜，可藉由衝壓加工等加工成鐵芯形狀(轉子鐵芯材)並進行積層而製成轉子鐵芯。
另一方面，對定子鐵芯要求低鐵損、高磁通密度，因此較佳為藉由衝壓加工等將所述鋼板製成鐵芯(定子鐵芯材)形狀，並進行積層而製成轉子鐵芯後實施去應力退火。
再者，當製造馬達鐵芯時，在本發明中，重要的是：為穩定地滿足去應力退火後的磁通密度B50S相對於去應力退火前的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)為0.99以上的條件，必須自同一鋼板同時採取定子鐵芯材與轉子鐵芯材。其原因在於：若自不同的原材料採取定子鐵芯材與轉子鐵芯材，則(B50S/B50H)小於0.99的概率變高。另外，其原因在於：即便在取自不同的原材料並滿足了(B50S/B50H)為0.99以上的條件的情況下，分別採取定子鐵芯材與轉子鐵芯材後的不需要的部分變多，材料利用率大幅變差而導致成本增大。
此處，如前文所述，所述去應力退火較佳為在惰性氣體環境中，在750℃~950℃×0.1hr~10hr的條件下進行，更佳為在800℃~900℃×0.5hr~2hr的條件下進行。其原因在於：若退火溫度小於750℃及/或退火時間小於0.1hr，則晶粒成長不充分，無法獲得去應力退火後的鐵損的改善效果，另一方面，若退火溫度 超過950℃及/或退火時間超過10hr，則絕緣被膜破裂，因此難以確保鋼板間的絕緣性，鐵損增加。
另外，如前文所述，在該去應力退火中，自600℃至去應力退火溫度的昇溫速度較佳設為8℃/min以上。更佳為10℃/min以上。
如以上所說明般，本發明的無方向性電磁鋼板具有最終退火後的降伏應力高且去應力退火引起的磁通密度的降低小的特性，因此，可自一個原材料製造要求高強度的轉子鐵芯與要求低鐵損且高磁通密度的定子鐵芯兩者。
[實施例1]
對具有表1所示的各種成分組成的鋼進行熔製而製成鋼坯後，以1100℃加熱30分鐘，然後進行熱軋而製成板厚1.8mm的熱軋板。其後，對所述熱軋板實施980℃×30秒的熱軋板退火後，藉由一次冷軋而製成表2所示的最終板厚的冷軋板，其後，實施在表2所示的溫度下保持10秒的最終退火，從而製成無方向性電磁鋼板。
接著，自所述最終退火後的鋼板切出L：280mm×C：30mm的L方向(軋製方向)樣品及C：280mm×L：30mm的C方向(軋製方向的直角方向)樣品，並進行愛普斯坦試驗，測定磁通密度B50H。
另外，自所述最終退火板的L方向，亦一併採取JIS13號拉伸試驗片並進行拉伸試驗。
接著，對所述愛普斯坦試驗後的試驗片在N2環境下實施模擬了表2所示的昇溫速度、均熱溫度、均熱時間的去應力退火的熱處理後，再次進行愛普斯坦試驗，測定去應力退火後的磁通密度B50S，並算出與B50H的比。另外，亦同時測定去應力退火後的鐵損W10/400。
將所述測定結果一併記載於表2中。根據該結果可知，藉由本發明的方法製造的無方向性電磁鋼板的最終退火後的強度高，在去應力退火後具有低鐵損‧高磁通密度的優異磁特性，從而用於HEV驅動用馬達等的馬達鐵芯中而具有適宜的特性。
[表1]
[實施例2]
分別自所述最終退火後的無方向性電磁鋼板製作一組轉子鐵芯及定子鐵芯，進而，對所述組裝成的定子鐵芯在N2環境下實施以10℃/min自600℃昇溫至850℃、且在850℃下保持1hr的去應力退火後，組裝成一個內置式永磁(interior permanent magnet，IPM)馬達，測定馬達效率。再者，所述測定中使用的IPM馬達為定子外徑：150mm、積厚：25mm、馬達功率：300W者。另外，關於測定條件，以1500rpm、2Nm進行驅動，測定相同功率下的馬達效率。
將所述測定結果一併記載於表2中。根據該結果而判定，由本發明的鋼板製造的馬達的馬達效率高且穩定。

Claims (9)

  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、冷軋、最終退火、去應力退火，所述成分組成含有0.0050質量%以下的C、2質量%~7質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.01質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，以所述最終退火後的鋼板的降伏應力成為400MPa以上、對所述最終退火後的鋼板實施去應力退火後的磁通密度B50S相對於所述最終退火後的鋼板的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)成為0.99以上的方式調整最終退火及去應力退火的條件，其中將所述去應力退火的條件設為：均熱溫度為750℃~950℃、均熱時間為0.1hr~10hr、自600℃至所述均熱溫度的昇溫速度為8℃/min以上。
  2. 如申請專利範圍第1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~C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：選自0.001質量%~0.010質量%的Ca、0.001質量%~0.010質量%的Mg及0.001質量%~0.010質量%的稀土金屬中 的一種或兩種以上；C群組：選自0.01質量%~0.5質量%的Cr及0.01質量%~0.2質量%的Cu中的一種或兩種。
  3. 如申請專利範圍第1項或第2項所述的無方向性電磁鋼板的製造方法，其中以去應力退火後的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(1)式的方式調整所述去應力退火的條件：W10/400≦10+25t‧‧‧(1)。
  4. 一種馬達鐵芯的製造方法，其特徵在於：所述馬達鐵芯的轉子鐵芯材與定子鐵芯材取自同一原材料，將含有0.0050質量%以下的C、2質量%~7質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.01質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，降伏應力為400MPa以上的無方向性電磁鋼板製成轉子鐵芯，且對所述無方向性電磁鋼板實施去應力退火而製成定子鐵芯，所述定子鐵芯的磁通密度B50S相對於所述轉子鐵芯的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)設為0.99以上，其中將所述去應力退火的條件設為：均熱溫度為750℃~950℃、均熱時間為0.1hr~10hr、自600℃至所述均熱溫度的昇溫速度為8℃/min以上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述的馬達鐵芯的製造方法，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~C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：選自0.001質量%~0.010質量%的Ca、0.001質量%~0.010質量%的Mg及0.001質量%~0.010質量%的稀土金屬中的一種或兩種以上；C群組：選自0.01質量%~0.5質量%的Cr及0.01質量%~0.2質量%的Cu中的一種或兩種。
  6. 如申請專利範圍第4項或第5項所述的馬達鐵芯的製造方法，其中以去應力退火後的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(1)式的方式調整所述去應力退火的條件：W10/400≦10+25t‧‧‧(1)。
  7. 一種馬達鐵芯，其特徵在於：轉子鐵芯材與定子鐵芯材包含相同的無方向性電磁鋼板，含有0.0050質量%以下的C、2質量%~7質量%的Si、0.05質量%~2.0質量%的Mn、0.01質量%以下的P、0.005質量%以下的S、3質量%以下的Al、0.005質量%以下的N、0.003質量%以下的Ti、0.005質量%以下的Nb及0.005質量%以下的V，且剩餘部分包含Fe及不可避免的雜質，轉子鐵芯材的降伏應力為400MPa以上，且所述定子鐵芯的磁通密度B50S相對於所述轉子鐵芯的磁通密度B50H的比(B50S/B50H)為0.99以上。
  8. 如申請專利範圍第7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以外，更含有下述A群組~C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：選自0.001質量%~0.010質量%的Ca、0.001質量%~0.010質量%的Mg及0.001質量%~0.010質量%的稀土金屬中的一種或兩種以上；C群組：選自0.01質量%~0.5質量%的Cr及0.01質量%~0.2質量%的Cu中的一種或兩種。
  9. 如申請專利範圍第7項或第8項所述的馬達鐵芯，其中所述定子鐵芯材的鐵損W10/400(W/kg)與板厚t(mm)的關係滿足下述(1)式：W10/400≦10+25t‧‧‧(1)。
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