无方向性电磁钢板及其制造方法_3

文档序号:9400882阅读:来源:国知局
S、TiS等其他硫化物、氧化物或碳化物复合析出的情况。进而,还包 括Mn或Fe等金属原子固溶于Cu硫化物的Cu (Mn) S或Cu (Fe) S等析出物。
[0082] 当Cu硫化物与MnS复合析出时,优选:使用电解提取残渣进行的X射线衍射(XRD) 中的2 0 = 34. 3°的Mn硫化物(Cubic)的衍射强度I2 0 =34.3、与2 0 = 32. 3°的Cu硫化 物(Cubic)的衍射强度I2 0 = 32.3满足下述式1-2的条件。
[0083] 0. 001 < I2 0 = 32.3/12 0 = 34.3< 1〇 式 1-2
[0084] 更优选满足0? 02 < 工2 0 =32.3/工2 0 =34.3< 5,进一步优选满足0. 05 < I 2B = 32.3/I2 B =34. 3<I- 50
[0085] 对于本实施方式的无方向性电磁钢板的优选的制造方法进行说明。
[0086]本实施方式的无方向性电磁钢板可与通常的电磁钢板同样地通过对利用转炉熔 炼、连续铸造而成的钢坯进行热乳、热乳板退火、冷乳、最终退火等来制造。
[0087] 关于热乳,不论热乳方法和板坯加热温度如何,均可发挥改善铁损效果,该热乳方 法有直送热乳、连续热乳等。关于冷乳,不论冷乳方法和冷乳压下率如何,均可发挥改善铁 损效果,该冷乳方法有二次以上冷乳、温乳等。除了这些工序之外,还可经过绝缘皮膜的形 成或脱碳工序等。而且,若不采用通常的工序而是采用运用了骤冷凝固法的薄带制造或省 略热乳工序的薄板坯连续铸造法等工序进行制造也没有问题。
[0088] 然而,当获得本实施方式的无方向性电磁钢板时,在最终退火工序中,重要的是经 过以下说明的热过程。也就是说,重要的是:(A)在最终退火中使Cu硫化物全量固溶;和 (B)缩短除了具有Cubic结构的Cu硫化物以外的硫化物析出的温度区域内的滞留时间,同 时加长具有Cubic结构的Cu硫化物[Cu硫化物(Cubic)]析出的温度区域内的滞留时间。
[0089] 本实施方式中,以下所示的3个温度即T1°C、T2°C、T3°C具有重要意义。T1°C是经 计算所得的Cu硫化物的固溶温度,T2°C是经计算所得的具有Cubic结构的Cu硫化物的析 出开始温度,T3°C是经计算所得的具有Cubic结构的Cu硫化物析出的下限温度。
[0090] Tl = 17000/(14 - log10([% CuJ2X[%S])) - 273 式 2
[0091] T2 = 17000/(14 - log10([% CuJ2X [%S])) - 323 式 3
[0092] T3 = 17000/(14 - log10([% CuJ2X[%S])) - 473 式 4
[0093] 其中,[%Cu]是Cu的以质量%计的含量,[%S]是S的以质量%计的含量。
[0094] 以下,对于基于这些温度的硫化物控制方法进行说明。
[0095] 首先,对于上述(A):在最终退火中使Cu硫化物全量固溶进行说明。
[0096] 就本实施方式的无方向性电磁钢板而言,通过在Cu硫化物的计算固溶温度即 Tl°C以上保持30秒以上,能使Cu硫化物全量固溶。当保持温度小于Tl°C时,无法使Cu硫 化物充分固溶,从而残留有具有Hexagonal结构、或由于冷乳而使晶格破损的Cu硫化物,对 铁损造成不良影响,因此不优选。然而,由于有TiS等硫化物固溶、且它们在冷却过程中微 细析出而抑制钢板晶粒成长、进而使磁通密度和铁损劣化的情况,因此作为确实地使Cu硫 化物固溶且尽量避免其他硫化物固溶的保持温度,优选为T1+30°C以上且T1+200°C以下, 更优选为T1+50°C以上且T1+KKTC以下。然而,若钢板超过熔点,则无法通板,所以Tl的上 限设为1530 °C。
[0097] 而且,若保持时间在30秒以内,则无法充分进行固溶。为了更确实地使Cu硫化物 固溶,优选将保持时间设为35秒以上。另一方面,若长时间加热,则有下述可能性:生成析 出速度慢的TiS等其他硫化物,有利于改善铁损的Cu硫化物(Cubic)的生成量减少。因此, 保持时间(T1°C以上的停留时间)优选为3600秒以下,更优选为300秒以下。
[0098] 接着,对于上述(B):缩短除了具有Cubic结构的Cu硫化物以外的硫化物析出的 温度区域内的滞留时间、同时加长具有Cubic结构的Cu硫化物析出的温度区域内的滞留时 间进行说明。
[0099] 就本实施方式的无方向性电磁钢板而言,通过使大量Cu硫化物形成低温稳定结 构的Cubic结构、提高硫化物整体的具有Cubic结构的Cu硫化物[Cu硫化物(Cubic)]的 比例,可获得改善铁损的效果。
[0100] 为了提高Cu硫化物(Cubic)的比例,需要使尽量多的固溶S以Cu硫化物(Cubic) 的形式析出。因此,重要的是:通过在从Cu硫化物的固溶温度Trc至Cu硫化物(Cubic)的 析出开始温度T2°c的温度区域内骤冷,尽可能避免在冷却中析出Cu硫化物以外的硫化物; 和通过在Cu硫化物(Cubic)的析出温度区域即T2~T3°C内保持一定时间,使Cu硫化物 (Cubic)充分析出。
[0101] 具体而言,当将Cu硫化物的固溶温度Trc~Cu硫化物(Cubic)的析出开始温度 T2°C的平均冷却速度设为CRl (°C /秒)、将T1°C~Cu硫化物(Cubic)的析出温度区域即 T2°C~T3°C的平均冷却速度设为CR2 (°C /秒)时,按照满足下述式5~7的方式将钢板冷 却至T3°C以下的温度。
[0102] CRl > CR2 式 5
[0103] 5 ^ CRl ^ 500 式 6
[0104] 0.5 彡 CR2 彡 50 式 7
[0105] 使铁损劣化的原因是微细FeS、微细MnS、具有Hexagonal结构的微细Cu硫化物 [微细Cu硫化物(Hexagonal)]的析出。这些析出物是在固溶温度T1°C与Cu硫化物(Cubic) 的析出开始温度T2°C之间的温度区域内析出。因此,将Tl tC至T2°C的平均冷却速度CRl设 为5°C /秒以上。当CRl小于5°C /秒时,无法充分避免微细FeS、微细MnS、微细Cu硫化物 (Hexagonal)的析出。为了进一步提高铁损,优选将CRl设为超过20°C /秒,更优选为超过 50°C /秒,进一步优选为超过100°C /秒。
[0106] 另一方面,就设备方面而言,难以使CRl超过500°C /秒,因此也可将上限设为 500°C /秒。优选的CRl的上限为300°C /秒。
[0107] 而且,通过将钢板在上述记载的Cu硫化物(Cubic)析出温度区域T2~T3°C内保 持一定时间以上,从而析出大量的Cu硫化物(Cubic)。由此,即便存在微细FeS、微细MnS、 微细Cu硫化物(Hexagonal),也会抵消其不良影响。因析出Cu硫化物(Cubic)会需要一定 的时间,所以重要的是将T2°C至T3°C的平均冷却速度CR2设为50°C /秒以下。若CR2超过 50°C/秒,则停留于析出温度区域的时间不充分,从而Cu硫化物(Cubic)的析出量不充分。 为了确保充分的析出量,CR2优选为20°C /秒以下,更优选为10°C /秒以下,进一步优选为 5°C/秒以下。
[0108] 另一方面,若CR2小于0. 5°C /秒,则生产率会下降,因此不优选。因此,将CR2的 下限设为〇. 5°C /秒。CR2的下限优选为rc /秒。
[0109] 而且,若CRl小于CR2,则析出物的主体成为对铁损会造成不良影响的Cu硫化物 (Hexagonal)、微细FeS、微细MnS,因此不优选。
[0110] 本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法中,从在Cu硫化物(Cubic)的析出 温度区域内的保持的观点出发,可进行2次以上的最终退火。例如,如上所述,可对钢板在 T1°C以上实施第1次最终退火,暂时冷却至T3°C以下之后,在T2~T3°C的温度范围内保持 30秒以上作为第2次最终退火(追加退火)。通过进行追加退火,能加长钢板停留于T2°C 以下且T3°C以上的时间,因此可获得良好的铁损。追加退火的更优选的温度范围为T2 - 30°C~T3+30°C,更优选的温度范围为T2 - 50°C~T3+50°C。
[0111]作为T2°C以下且T3°C以上的温度范围内的均热时间(保持时间),优选为35秒以 上且3600秒以下,且优选为35秒以上、300°C以下。
[0112] 而且,本实施方式的无方向性电磁钢板中,有效的是,如上所述在最终退火工序中 暂时使Cu析出物全量熔解。若考虑到最终退火前的Cu硫化物的状态,则在热乳工序的冷却 过程中会析出不少量Cu硫化物。若该Cu硫化物为准稳定相的微细Cu硫化物(Hexagonal), 则最终退火中会迅速全量固溶,因此优选。为了使最终退火前的Cu硫化物为准稳定相的微 细Cu硫化物(Hexagonal),优选:在热乳工序后的热乳板退火工序中,加热至上述Tl °C以上 而使Cu硫化物全量固溶之后,在冷却过程中,当将T1°C至室温的冷却速度设为CR3时,以 15°C /秒以上的CR3进行冷却。CR3更优选为30°C /秒以上,进一步优选为60°C /秒以上。
[0113] 进而,通过进行最终退火时的平均升温速度为100°C /秒以下的缓加热,使Cu硫化 物更容易固溶,因此优选。
[0114] 此处,室温是指JIS C2556中记载的23±5°C。
[0115] 图2是表示本实施方式的无方向性电磁钢板的制造工序的一个例子的流程图。
[0116] 一般而言,析出物越粗大,则由析出物导致的磁畴壁移动的阻抗越少,从而铁损变 得良好。而且,析出物与钢的界面的匹配性越好,则磁畴壁移动越顺利,从而铁损变得良好。 本实施方式的无方向性电磁钢板中,通过保持在上述T2~T3 (°C )所决定的温度范围内,使 Cu硫化物变成稳定的晶系即Cubic结构。Cu硫化物(Cubic)与
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