磁特性优异的无取向电磁钢板的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及磁特性优异的无取向电磁钢板，特别设及磁通密度高的无取向电磁钢 板。
【背景技术】
[0002] 近年来，由于对节能的要求增高，因此已经开始使用高效率感应电动机。对于该电 动机，为了提高效率，增加了铁忍累积厚度、提高了线圈的填充率。而且，对于用于铁忍的电 磁钢板也正在进行从现有的低级材料向铁损更低的高级材料的更替。
[0003] 但是，从降低铜损的观点考虑，对于上述感应电动机忍材的原料的钢板而言，除了 要求低铁损，还要求在设计磁通密度下的激磁有效电流较低。为了降低激磁电流而提高忍 材的磁通密度是有效的。
[0004] 另外，对于近年来快速普及的混合动力汽车、电动汽车所使用的驱动电动机而言， 由于在起动时、加速时需要高扭矩，因此希望能够更进一步提高磁通密度。 阳0化]作为磁通密度高的电磁钢板，例如，专利文献1中公开了向Si《4质量％的钢中 添加了 0. 1~5质量％的Co的无取向电磁钢板。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2000-129410号公报
【发明内容】
[0009] 发明要解决的课题
[0010] 然而，Co的价格非常贵，因此在将专利文献1记载的材料应用于电动机的忍材时， 存在制造成本显著增高的问题。因此，希望开发一种磁通密度得到提高、且不会增加制造成 本的无取向电磁钢板。
[0011] 另外，对于用于电动机的无取向电磁钢板而言，由于电动机旋转时激磁方向在板 面内旋转，因此不仅是社制方向化方向），而且与社制方向成直角的方向（C方向）的磁特 性也影响电动机的特性。因此，对于无取向电磁钢板而言，不仅希望L方向和C方向的磁特 性优异，还非常希望L方向与C方向的磁特性之差较小，即，非常希望各向异性较小。
[0012] 本申请发明是鉴于现有技术的上述问题而完成的，其目的在于提供一种磁通密度 得到提高、且不会增加制造成本的无取向电磁钢板。
[0013] 解决课题的方法
[0014] 发明人等为了解决上述课题而进行了深入研究。其结果发现，通过在降低了A1的 钢中添加P，并进一步降低As,能够不需要特殊的添加元素而提高磁通密度，从而完成了本 发明。
[0015] 目P，本发明为一种无取向电磁钢板，其具有下述成分组成：含有C:0. 01质量％W 下、Si:1~4质量％、Mn:0. 05~3质量％、P:0. 03~0. 2质量％、S:0. 01质量％W下、 A1 :0.004质量下、N:0.005质量下、W及As:0.003质量％^下，余量由化及不可 避免的杂质构成。
[0016] 本发明的无取向电磁钢板除了上述成分组成W外，还含有选自訊：〇. 001~0. 1质 量％和Sn:0. 001~0. 1质量％中的1种或2种。
[0017] 另外，本发明的无取向电磁钢板除了上述成分组成W外，还含有选自化：〇.001~ 0.005质量％和Mg :0. 001~0.005质量％中的1种或2种。 阳01引另外，本发明的无取向电磁钢板在社制方向化方向）的磁通密度的。式日在与社制 方向成直角的方向（C方向）的磁通密度Bsdc之比度为1.05W下。
[0019] 另外，本发明的无取向电磁钢板的板厚为0. 05~0. 30mm。
[0020] 发明的效果
[0021] 根据本发明，能够廉价地提供具有高磁通密度的无取向电磁钢板，因此可W优选 用作高效率感应电动机、要求高扭矩的混合动力汽车、电动汽车的驱动电动机、要求高发电 效率的高效率发电机的铁忍材料等。
【附图说明】 阳02引图1是示出A1和P的含量对磁通密度的。的影响的图表。 阳02引图2是示出A1和P的含量对磁通密度的各向异性化。yBsJ的影响的图表。 [0024] 图3是示出As的含量对磁通密度的。的影响的图表。 阳02引图4是示出As的含量对磁通密度的各向异性化。yBsJ的影响的图表。
【具体实施方式】
[00%] W下，对实现本发明的开发的实验进行说明。
[0027] 首先，为了研究P对铁损的影响，向加侣钢和无侣钢运2种钢中添加P，使P在痕 量（tr.)~0. 15质量％的范围内变化，将添加后的钢在实验室烙化，制成钢锭，然后进行热 社而制成板厚1. 6mm的热社板，所述加侣钢是含有C:0. 0025质量％、Si:3. 05质量％、Mn: 0. 25质量％、8:0.0021质量％、A1 :0. 30质量％、W及N:0. 0021质量％的钢；所述无侣钢 是含有C:0. 0022 质量％、Si:3. 00 质量％、Mn:0. 24 质量％、S:0. 0018 质量％、A1 :0. 002 质量％、W及N:0. 0020质量％的钢。接着，对该热社板实施1000°CX30秒的热社板退火， 酸洗，进行冷社而制成板厚0. 20mm的冷社板，在20体积％ &-80体积％成的气体氛围中实 施了 1000°CX10秒的最终退火。
[002引从如上所述得到的冷社退火板上取样宽30mmX长280mm的试验片，用爱普斯坦因 法测定磁通密度Bs。，WP含量与磁通密度Bs。的关系的形式将其结果示于图1。运里，磁通 密度的。是指分别使用长度方向为社制方向的试验片与长度方向为与社制方向成直角的方 向的试验片各一半进行测定而得到的磁场强度5000A/m的磁通密度。由该图可知，加侣钢 即使添加P也没有提高磁通密度，但是无侣钢通过添加0. 03质量％W上的P而提高了磁通 密度。
[0029] 如上所述，只有无侣钢通过添加P能够获得提高磁通密度的效果，其原因仍然不 十分清楚，但是可W认为P具有在结晶晶界处偏析而使磁通密度提高的效果。另一方面，可W认为加侣钢通过添加A1对冷社前的P的偏析行为造成了某种影响，从而抑制了P在结晶 晶界处的偏析。
[0030] 接下来，对上述实验中得到的加侣钢和无侣钢运2种冷社退火板测定社制方向化 方向）的磁通密度Bs。郝与社制方向成直角的方向（C方向）的磁通密度Bsdc，研究P的含 量对磁通密度的各向异性的影响。需要说明的是，作为表示上述各向异性的指标，本发明 采用社制方向化方向）的磁通密度的。許日与社制方向成直角的方向（C方向）的磁通密度 Bwc之比度sa/BsJ。该值越接近于1，意味着各向异性越小。因此，本发明W使上述比化a/ Bwc)为1.05W下作为开发目标。需要说明的是，W下将上述社制方向化方向）的磁通密 度Bg。神与社制方向成直角的方向（C方向）的磁通密度Bgec之比度简称为"各向 异性（B日。l/B日。C)"。 阳03U 图2示出了P的含量与各向异性度的关系。由该图可知，对于无侣钢而 言，通过添加P能够降低各向异性，而且通过使P的添加量为0. 03质量％ ^上，能够将作为 各向异性指标的降低至开发目标的1. 05W下。
[0032] 如上所述，虽然通过向无侣钢中添加P能够改善各向异性的原因现在仍然不十分 清楚，但是推测由于P在晶界处的偏析而使集合组织发生了某种变化，从而降低了磁通密 度的各向异性。
[0033] 接下来，为了研究添加了P的钢的制造稳定性，出钢10炉料含有C:0. 0020质 量％、Si :3. 00质量％、Mn :0. 20质量％、P :0. 06质量％、S :0. 0012质量％、A1 :0. 002质 量％、W及N:0. 0018质量％的钢，进行热社而制成板厚1.6mm的热社板，实施1000°C X30 秒的热社板退火，酸洗，进行冷社而制成板厚0. 35mm的冷社板，然后在20体积％H2-8O体 积％的成气体氛围中实施了1000°C X10秒的最终退火。
[0034] 在对如上所述得到的冷社退火板研究磁通密度Bs。时，B5。的测定结果偏差很大。于 是，对磁通密度低的材料进行了成分分析，发现含有AsO. 0020~0. 0035质量％，可W认为 As在晶界处偏析而抑制了P在晶界的偏析，其结果是降低了磁通密度。
[0035] 通常，As是由废钢而混入的杂质，随着近年来废钢的使用比率增高，不仅混入的量 增加，而且不均也在逐渐增加，可W认为由此导致了上述结果。
[0036] 接着，为了研究As对磁通密度的影响，向加侣钢和无侣钢运2种钢中添加As,使 As在痕量（tr.)~0.008质量％的范围内变化，将添加后的钢在实验室烙化，制成钢锭，然 后进行热社而制成板厚1. 6mm的热社板。接着，对该热社板实施1000°CX30秒的热社板 退火，酸洗，进行冷社而制成板厚0. 35mm的冷社板，在20体积％ &-80体积％成的气体氛 围中实施了l〇〇〇°CX10秒的最终退火。所述加侣钢是含有C:0. 0015质量％、Si:3. 10质 量％、1〇 :0. 15 质量％、P:0. 05 质量％、S:0. 0009 质量％、A1 :0. 30 质量％、W及N:0. 0018 质量％的钢；所述无侣钢是含有C:0. 0016质量％、Si:3. 00质量％、Mn:0. 15质量％、P: 0. 05 质量％、S:0. 0009 质量％、A1 :0. 002 质量％、W及N:0. 0020 质量％的钢。
[0037] 从如上所述得到的冷社退火板上取样宽30mmX长280mm的试验片，用爱普