无取向电磁钢板及其制造方法与流程

1.本发明涉及一种无取向电磁钢板及其制造方法。

背景技术：

2.近年来，由于电机的驱动系统的发展，驱动电源的频率控制成为了可能。随此，针对进行可变速运转或商用频率以上的高速旋转的电机的需要正在増加。作用于转子的离心力与旋转速度的2次方会成比例地变大，该转子构成进行高速旋转的电机。因此，对于作为高速电机的转子使用的钢材，需要日益的高强度化。
3.此外，在埋入磁铁型逆变器控制电机中，在转子外周部设置有槽并埋设有磁铁，该埋入磁铁型逆变器控制电机在混合动力汽车或电动汽车的驱动电机、或空调的压缩机电机等中，采用正在増加。因此，由于电机的高速旋转时的离心力，应力会集中于转子外周与槽之间等狭窄的桥部。因此，对于被使用于转子的铁芯材料，需要不会因离心力而变形破坏的强度。
4.此外，在高速旋转电机中，涡流会因高频磁通而产生，电机效率会降低，并且会产生发热。当该发热量变多时，被埋入到转子内的磁铁会被减磁，因此也要求高频区域中的铁损较低。
5.作为提高钢板强度的方法，已知灵活利用固溶强化、析出强化、晶粒微细强化及复合组织强化等的方法。但是，在这些方法的大多数中，磁特性会劣化，或者冷轧时的加工性会劣化，因此一般地，强度与磁特性的高度兼顾是极难的。
6.以这些为背景，例如在专利文献1～3中，进行了用于实现优异的磁特性和较高的强度的尝试。
7.先行技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本国特开2004-300535号公报
10.专利文献2：日本国特开2007-186791号公报
11.专利文献3：日本国特开2012-140676号公报

技术实现要素：

12.发明要解决的技术问题
13.然而，近年来，为了实现电动汽车或混合动力汽车的电机所需的节能特性，在专利文献1～3中公开的那样的技术中，低铁损化不充分，且成本较高。
14.本发明为了解决这样的问题而完成，其目的在于以低成本稳定地提供一种具有高强度及优异的磁特性的无取向电磁钢板。
15.用于解决技术问题的技术手段
16.本发明的主旨在于下述无取向电磁钢板及其制造方法。
17.(1)一种无取向电磁钢板，其中，
18.母材的化学组成以质量％计，为
19.c：0.0050％以下，
20.si：3.8～5.0％，
21.mn：超过0.2％、小于2.0％，
22.p：0.030％以下，
23.s：0.0030％以下，
24.al：0.005以上、小于0.050％，
25.n：0.0005～0.0030％，
26.ti：小于0.0050％，
27.nb：小于0.0050％，
28.zr：小于0.0050％，
29.v：小于0.0050％，
30.cu：小于0.20％，
31.ni：小于0.50％，
32.sn：0～0.10％，
33.sb：0～0.10％，
34.剩余部分：fe及杂质，并满足下述(i)式：
35.所述母材的平均晶体粒径为10～80μm。
36.si+0.5
×
mn≥4.3
···(i)37.其中，上述式中的元素符号为各元素的含量(质量％)。
38.(2)如上述(1)所述的无取向电磁钢板，其中，
39.拉伸强度为650mpa以上。
40.(3)如上述(1)或(2)所述的无取向电磁钢板，其中，
41.所述化学组成以质量％计，含有从
42.sn：0.005～0.10％及
43.sb：0.005～0.10％
44.中选择的1种或2种。
45.(4)如上述(1)～(3)的任意一项所述的无取向电磁钢板，其中，
46.在所述母材的表面具有绝缘被膜。
47.(5)一种制造如上述(1)～(4)的任意一项所述的无取向电磁钢板的无取向电磁钢板的制造方法，其中，
48.针对具有如上述(1)～(3)的任意一项所述的化学组成的钢坯实施热轧，接着，进行以下的工序1或工序2；
49.(工序1)不进行热轧板退火地，依次进行冷轧及最终退火。
50.(工序2)以950℃以下的温度进行热轧板退火，接着，依次进行所述冷轧及所述最终退火。
51.所述最终退火将均热温度设为750～1000℃，将均热时间设为1～300s地进行。
52.发明效果
53.根据本发明，能够以低成本稳定地得到具有高强度及优异的磁特性的无取向电磁
钢板。
具体实施方式
54.本发明人们为了解决上述问题，进行了专心研究，结果得到以下的认识。
55.si、mn及al是具有使钢的电阻上升并使涡流损耗降低的效果的元素。此外，这些元素为也有助于钢的高强度化的元素。
56.在上述元素中，si是最高效率地有助于电阻上升的元素，也是最高效率地有助于强度上升的元素。al也与si相同，具有高效率地使电阻上升的效果。然而，会存在如下这样的问题：al在与si一同大量添加时，会使钢的韧性降低，并使加工性劣化。对此，关于mn，尽管与si及al相比，使电阻上升的效果较低，但具有难以发生加工性劣化的优点。
57.因此，在本实施方式中，通过将si及mn的含量调整为适当的范围，从而达成高强度化及磁特性的提高，并确保加工性。
58.进而，为了高强度化和磁特性的提高，晶体粒径的控制也较为重要。从高强度化的观点出发，优选钢中的结晶为细粒。
59.此外，在作为电动汽车及混合动力汽车用的驱动电机、以及空调的压缩机用电机的铁芯材料使用的无取向电磁钢板的磁特性中，需要对铁损，尤其是高频区域中的铁损进行改善。铁损主要由磁滞损耗和涡流损耗构成。在此，为了降低磁滞损耗，优选使晶粒粗大化，为了降低涡流损耗，优选使晶粒微细化。即，在两者之间，存在折衷的关系。
60.因此，本发明人们进一步反复研究，结果发现：存在用于达成高强度化及高频铁损的降低的优选的粒径范围，并需要将al及n的含量调整为适当的范围。
61.本实施方式的无取向电磁钢板基于上述认识而完成。以下，针对本实施方式的无取向电磁钢板的各要件，详细地进行说明。
62.1.全体构成
63.本发明的无取向电磁钢板具有特别高的强度，因此适于转子，此外，磁特性也较为优异，因此也适于定子。此外，本发明的无取向电磁钢板优选在以下说明的母材的表面具备绝缘被膜。
64.2.母材的化学组成
65.各元素的限定理由如下所述。另外，在以下的说明中，针对含量的“％”意味着“质量％”。此外，在本实施方式中，用“～”表示的数值范围意味着将“～”的前后所记载的数值包含为下限值及上限值的范围。
66.c：0.0050％以下
67.c(碳)为引起铁损劣化的元素。当c含量超过0.0050％时，在无取向电磁钢板中，会发生铁损劣化，无法得到良好的磁特性。因此，将c含量设为0.0050％以下。c含量优选为0.0040％以下，更优选的是，为0.0035％以下。另外，因为c有助于钢板的高强度化，所以在欲得到其效果的情况下，c含量优选为0.0005％以上，更优选的是，为0.0010％以上。
68.si：3.8～5.0％
69.si(硅)是使钢的电阻上升，使涡流损耗降低，并改善高频铁损的元素。此外，si是固溶强化能力较大，因此对钢板的高强度化也有效的元素。另一方面，当si含量过剩时，加工性会显著地劣化，难以实施冷轧。因此，将si含量设为3.8～5.0％。优选的是，si含量为
3.9％以上，更优选的是，为4.0％以上。此外，优选的是，si含量为4.8％以下，更优选的是，为4.5％以下。
70.mn：超过0.2％、小于2.0％
71.mn(锰)是对于使钢的电阻上升，降低涡流损耗，并改善高频铁损有效的元素。但是，当mn含量过剩时，磁通密度的降低会变得显著。因此，将mn含量设为超过0.2％，小于2.0％。优选的是，mn含量为0.3％以上，更优选的是，为0.4％以上，更优选的是，超过0.5％，更优选的是，为0.6％以上。此外，优选的是，mn含量为1.8％以下，更优选的是，为1.7％以下，更优选的是，小于1.5％，更优选的是，为1.4％以下，更优选的是，为1.2％以下，更优选的是，为1.0％以下。
72.在本发明中，通过适当地控制si及mn的含量，从而确保钢的电阻。因此，除了si及mn的含量分别在上述范围内以外，还需要满足下述(i)式。优选的是，(i)式左边值为4.4以上，更优选的是，为4.5以上。
73.si+0.5
×
mn≥4.3
···(i)74.其中，上述式中的元素符号为各元素的含量(质量％)。
75.式(i)的主旨如下。
76.如上所述，在本实施方式中，通过将si及mn的含量调整为适当的范围，从而达成高强度化及磁特性的提高，并确保加工性。首先，当着眼于si时，si为使钢的电阻上升，降低涡流损耗，并改善高频铁损的元素。此外，si是固溶强化能力较大，因此对钢板的高强度化也有效的元素。另一方面，当si含量过剩时，加工性会显著地劣化，难以实施冷轧。从这样的观点出发，将si含量设为3.8～5.0％。
77.将si含量的范围与式(i)进行对比，在si的含量成为4.3～5.0％的情况下，无论mn含量如何，都会满足式(i)。因此，在该情况下，(以满足本实施方式的无取向电磁钢板的其他要件为前提)会得到良好的磁特性。进而，因为si含量满足本实施方式的要件，所以无取向电磁钢板会成为高强度。另一方面，尽管从加工性这样的观点出发，si是不利的元素，但因为si含量至少为5.0％以下，所以加工性也会变得良好。
78.另一方面，在si含量为3.8％以上，小于4.3％的情况下，仅通过si含量不满足式(i)。即，会存在以下可能：仅通过si得不到所期望的磁特性。因此，要以mn来弥补不足的磁特性。即，要使mn含量在超过0.2％，小于2.0％的范围内提高，从而满足式(i)。由此，无取向电磁钢板的磁特性会变高。另一方面，因为si为3.8％以上，所以无取向电磁钢板的强度也会变高。关于加工性，si含量会小于4.3％，因此与上述情况(即，si含量成为4.3％以上的情况)相比，具有加工性提高的倾向。在此，因为mn难以对加工性造成影响，所以即使提高了mn含量以满足式(i)，加工性也难以降低。此外，提高mn含量虽然不如si，但也具有使强度变高的效果。
79.如此，在本实施方式中，si含量及mn含量会成为上述的数值范围内的值，且被设定为满足式(i)，因此能够达成无取向电磁钢板的高强度化及磁特性的提高，并确保加工性。
80.p：0.030％以下
81.p(磷)作为杂质被包含在钢中，当其含量过剩时，钢板的延展性会显著地降低。因此，将p含量设为0.030％以下。优选的是，将p含量设为0.025％以下，更优选的是，为0.020％以下。
82.s：0.0030％以下
83.s(硫)是通过形成mns的微细析出物来增加铁损，并使钢板的磁特性劣化的元素。因此，将s含量设为0.0030％以下。优选的是，s含量为0.0025％以下，更优选的是，为0.0020％以下。另外，因为s含量的极度降低会存在招致制造成本増加的风险，所以优选的是，s含量为0.0001％以上，更优选的是，为0.0003％以上，进一步优选的是，为0.0005％以上。
84.al：0.005％以上、小于0.050％
85.al(铝)是与n结合形成aln从而对稳定的晶粒的微细化有效的元素。为了发挥该效果，需要含有0.005％以上。另一方面，当含有0.050％以上时，晶粒的微细化效果会减少。因此，将al含量设为0.005％以上，小于0.050％。优选的是，al含量为0.008％以上，更优选的是，为0.010％以上，更优选的是，为0.015％以上，更优选的是，为0.020％以上。此外，优选的是，al含量为0.048％以下，更优选的是，为0.045％以下。另外，在本说明书中，al含量意味着母材所包含的全部al的含量。
86.n：0.0005～0.0030％
87.n(氮)是与al结合形成aln从而对稳定的晶粒的微细化有效的元素。另一方面，当大量含有时，会形成过剩的aln，招致铁损劣化。因此，将n含量设为0.0005～0.0030％。优选的是，n含量为0.0007％以上，更优选的是，为0.0010％以上。此外，优选的是，n含量为0.0027％以下，更优选的是，为0.0025％以下。
88.ti：小于0.0050％
89.ti(钛)是会不可避免地混入的元素，能够与碳或氮结合，形成析出物(碳化物、氮化物)。在形成了碳化物或氮化物的情况下，这些析出物本身会使磁特性劣化。进而，阻碍最终退火中的晶粒的生长，使磁特性劣化。因此，将ti含量设为小于0.0050％。优选的是，ti含量为0.0040％以下，更优选的是，为0.0030％以下，进一步优选的是，为0.0020％以下。另外，ti含量的极度降低会存在招致制造成本増加的风险，因此优选的是，ti含量为0.0005％以上。
90.nb：小于0.0050％
91.nb(铌)是通过与碳或氮结合而形成析出物(碳化物、氮化物)，从而有助于高强度化的元素，但这些析出物本身会使磁特性劣化。因此，将nb含量设为小于0.0050％。优选的是，nb含量为0.0040％以下，更优选的是，为0.0030％以下，进一步优选的是，为0.0020％以下。nb含量越低越好，优选的是，为测定极限以下。
92.zr：小于0.0050％
93.zr(锆)是通过与碳或氮结合而形成析出物(碳化物、氮化物)，从而有助于高强度化的元素，但这些析出物本身会使磁特性劣化。因此，将zr含量设为小于0.0050％。优选的是，zr含量为0.0040％以下，更优选的是，为0.0030％以下，进一步优选的是，为0.0020％以下。zr含量越低越好，优选的是，为测定极限以下。
94.v：小于0.0050％
95.v(钒)是通过与碳或氮结合而形成析出物(碳化物、氮化物)，从而有助于高强度化的元素，但这些析出物本身会使磁特性劣化。因此，将v含量设为小于0.0050％。优选的是，v含量为0.0040％以下，更优选的是，为0.0030％以下，进一步优选的是，为0.0020％以下。v
含量越低越好，优选的是，为测定极限以下。
96.cu：小于0.20％
97.cu(铜)是会不可避免地混入的元素。有意图的cu的添加会使钢板的制造成本増加。因此，在本发明中，无需积极地进行添加，为杂质水平就好。cu含量设为小于在制造工序中可能会不可避免地混入的最大值即0.20％。优选的是，cu含量为0.15％以下，更优选的是，为0.10％以下。另外，cu含量的下限值并不被特别地限定，但cu含量的极度降低存在招致制造成本増加的风险。因此，优选的是，cu含量为0.001％以上，更优选的是，为0.003％以上，进一步优选的是，为0.005％以上。
98.ni：小于0.50％
99.ni(镍)是会不可避免地混入的元素。但是，ni也是会提高钢板强度的元素，因此也可以有意图地添加。但是，因为ni是高价的，所以在有意图地添加的情况下，将其含量设为小于0.50％。优选的是，ni含量为0.40％以下，更优选的是，为0.30％以下。另外，ni的含量的下限值并不被特别地限定，但ni含量的极度降低会存在招致制造成本増加的风险。因此，优选的是，ni含量为0.001％以上，更优选的是，为0.003％以上，进一步优选的是，为0.005％以上。
100.sn：0～0.10％
101.sb：0～0.10％
102.sn(锡)及sb(锑)是对通过在表面偏析，并抑制退火中的氧化及氮化来确保低铁损有用的元素。此外，也具有在晶界偏析，从而改善织构，并提高磁通密度的效果。因此，也可以根据必要来使其含有sn及sb中的至少一者。然而，当这些元素的含量过剩时，会存在以下可能：钢的韧性降低，冷轧变得困难。因此，将sn及sb的含量分别设为0.10％以下。优选的是，sn及sb的含量分别为0.06％以下。另外，在欲得到上述效果的情况下，优选的是，将sn及sb中的至少一者的含量设为0.005％以上，更优选的是，设为0.010％以上。
103.在本发明的无取向电磁钢板的母材的化学组成中，剩余部分为fe及杂质。在此，所谓“杂质”，是指在工业上制造钢时，因矿石、废料等原料、制造工序各种因素而混入的成分，意味着在不会对本发明造成不良影响的范围内被容许。
104.另外，作为杂质元素，关于cr及mo的含量，并无特别规定。在本实施方式的无取向电磁钢板中，即使含有这些元素0.5％以下，对于本发明的效果也没有特别的影响。此外，即使在各0.002％以下的范围内含有ca及mg，对于本发明的效果也没有特别的影响，即使在0.004％以下的范围内含有稀土类元素(rem)，对于本发明的效果也没有特别的影响。
105.o也为杂质元素，但即使在0.05％以下的范围内含有，对于本发明的效果也没有影响。o有时也会在退火工序中混入，因此在钢坯阶段(即，浇包值)的含量中，即使在0.01％以下的范围内含有，对于本发明的效果也没有特别的影响。
106.此外，除了上述元素以外，还能够含有pb、bi、as、b、se等元素，只要各自的含量为0.0050％以下的范围，就不会损害本发明的效果。
107.上述的母材的化学成分通过一般的分析方法来测定即可。例如，钢成分可以用icp－aes(inductively coupled plasma－atomic emission spectrometry：电感耦合等离子体原子发射光谱法)来测定。另外，c及s可以用燃烧－红外线吸收法测定，n可以用惰性气体熔融热导法测定，o可以用惰性气体熔融－非分散型红外线吸收法测定。
108.3.晶体粒径
109.如上所述，从高强度化的观点出发，优选钢中的结晶为细粒。此外，为了降低磁滞损耗，优选使晶粒粗大化，为了降低涡流损耗，优选使晶粒微细化。
110.当母材的平均晶体粒径小于10μm时，磁滞损耗会显著地恶化，磁特性的改善会变得困难。另一方面，当平均晶体粒径超过80μm时，钢的强度会降低。因此，将母材的平均晶体粒径设为10～80μm。优选的是，平均晶体粒径为12μm以上，更优选的是，为14μm以上。此外，优选的是，平均晶体粒径为70μm以下，更优选的是，为60μm以下。
111.另外，在本发明中，母材的平均晶体粒径按照jis g 0551(2013)“钢－晶粒度的显微镜试验方法”来求得。
112.4.磁特性
113.在本发明的无取向电磁钢板中，所谓磁特性优异，意味着铁损w
10/400
较低，磁通密度b
50
较高。在此，上述磁特性按照jis c 2550－1(2011)所规定的爱泼斯坦法来测定。
114.5.机械特性
115.在本发明的无取向电磁钢板中，所谓具有高强度，意味着拉伸强度为650mpa以上。优选的是，拉伸强度为660mpa以上。在此，拉伸强度通过进行遵照jis z 2241(2011)的拉伸试验来测定。
116.6.绝缘被膜
117.如上所述，在本发明的无取向电磁钢板中，优选在母材的表面形成有绝缘被膜。无取向电磁钢板在对铁芯坯料进行了冲切后被层叠、使用，因此能够通过在母材的表面设置绝缘被膜，从而减少板间的涡流，并能够作为铁芯来降低涡流损耗。
118.针对绝缘被膜的种类，并不被特别地限定，能够使用被用作无取向电磁钢板的绝缘被膜的公知的绝缘被膜。作为这种绝缘被膜，例如能够举出以无机物为主体，还包含有机物的复合绝缘被膜。在此，所谓复合绝缘被膜，例如是指以铬酸金属盐、磷酸金属盐、或胶体二氧化硅、zr化合物、ti化合物等无机物中的至少任意一个为主体，分散有微细的有机树脂的颗粒的绝缘被膜。尤其是，从近年来需求正在提高的降低制造时的环境负荷的观点出发，优选使用将磷酸金属盐、zr或ti的偶联剂、或它们的碳酸盐或铵盐用作起始物质的绝缘被膜。
119.在此，绝缘被膜的附着量并没有特别的限定，例如，优选的是，设为每单面200～1500mg/m2左右，更优选的是，设为每单面300～1200mg/m2。通过以成为上述范围的附着量的方式形成绝缘被膜，能够保持优越的均匀性。另外，在事后对绝缘被膜的附着量进行测定的情况下，能够利用公知的各种测定法，例如可以适当利用对氢氧化钠水溶液浸渍前后的质量差进行测定的方法、或使用了标准曲线法的荧光x射线法等。
120.7.制造方法
121.针对本发明的无取向电磁钢板的制造方法，并没有特别的限制，但例如能够通过以下方式进行制造：针对具有上述化学成分的钢坯实施热轧，接着，进行以下的工序1或工序2。
122.(工序1)不进行热轧板退火地，依次进行冷轧及最终退火。
123.(工序2)以950℃以下的温度进行热轧板退火，接着，依次进行冷轧及最终退火。
124.此外，在将绝缘被膜形成于母材的表面的情况下，在上述最终退火后，会进行绝缘
被膜的形成。以下，针对各工序，详细地进行说明。
125.＜热轧工序＞
126.对具有上述化学组成的钢坯(钢坯)进行加热，针对被加热的钢坯进行热轧，得到热轧板。在此，针对供热轧时的钢坯的加热温度，并没有特别的规定，但例如优选设为1050～1250℃。此外，针对热轧后的热轧板的板厚，也并没有特别的规定，但考虑到母材的最终板厚，例如优选设为1.5～3.0mm左右。
127.＜热轧板退火工序＞
128.然后，也可以是，以提高钢板的磁通密度为目的，实施热轧板退火。即，在工序1中，会省略热轧板退火工序。在工序2中，会进行热轧板退火工序。在进行热轧板退火工序的情况下，当进行超过950℃的高温的退火时，会存在冷轧时发生断裂的风险。因此，将退火温度设为950℃以下。在连续退火的情况下，优选的是，针对热轧钢板，以700～950℃进行基于10～150s的均热的退火。更优选的是，将均热条件设为在800～930℃下10～150s。
129.此外，在箱式退火的情况下，优选针对热轧钢板以600～850℃进行30min～24h的均热的退火。更优选的是，以650～800℃进行1h～20h的均热。另外，与实施了热轧板退火工序的情况相比，磁特性会变差，但为了削减成本，也可以省略上述热轧板退火工序(工序1)。
130.＜酸洗工序＞
131.也可以是，在上述热轧板退火后，实施酸洗。通过该酸洗，在母材的表面生成的氧化皮层会被除去。在此，被用于酸洗的酸的浓度、用于酸洗的促进剂的浓度、酸洗液的温度等酸洗条件并不被特别地限定，能够设为公知的酸洗条件。另外，在热轧板退火为箱式退火的情况下，从脱氧化皮性的观点出发，酸洗工序优选在热轧板退火前实施。在该情况下，无需在热轧板退火后实施酸洗。在省略了热轧板退火的情况下，也可以是，以从热轧后的热轧板除去氧化皮层为目的，对热轧板进行上述酸洗。
132.＜冷轧工序＞
133.在工序1的情况下，在热轧工序后实施冷轧，在工序2的情况下，在上述酸洗后(在热轧板退火被以箱式退火来实施的情况下，有时也会在热轧板退火工序之后)，实施冷轧。在冷轧中，例如以母材的最终板厚成为0.10～0.35mm那样的压下率，对除去了氧化皮层的酸洗板进行轧制。
134.＜最终退火工序＞
135.在上述冷轧后，实施最终退火。在本实施方式的无取向电磁钢板的制造方法中，对于最终退火，优选使用连续退火炉。为了对母材的平均晶体粒径进行控制，最终退火工序是重要的工序。
136.在此，针对最终退火条件，优选的是，将均热温度设为750～1000℃，将均热时间设为1～300s，将气氛设为h2的比例为10～100体积％的h2及n2的混合气氛(即，h2+n2＝100体积％)，将气氛的露点设为30℃以下。
137.在均热温度小于750℃的情况下，未再结晶组织会増加，铁损会劣化，并不优选，在均热温度超过1000℃的情况下，会强度不足，铁损也会劣化，因此并不优选。关于均热温度，更优选的是，为760～980℃，进一步优选的是，为770～960℃。关于气氛中的h2的比例，更优选的是，为15～90体积％。关于气氛的露点，更优选的是，为20℃以下，进一步优选的是，为10℃以下。
138.＜绝缘被膜形成工序＞
139.也可以是，在上述最终退火后，实施绝缘被膜的形成工序。在此，针对绝缘被膜的形成工序，并不被特别地限定，可以使用如上所述的公知的绝缘被膜处理液，通过公知的方法进行处理液的涂布及干燥。
140.另外，关于形成绝缘被膜的母材的表面，既可以是，在涂布处理液前，实施基于碱等的脱脂处理、或基于盐酸、硫酸、磷酸等的酸洗处理等，任意的前处理，也可以是，不实施这些前处理地，为最终退火后的状态的表面。
141.如以上所述，根据本实施方式，能够通过将si及mn的含量调整为适当的范围(即式(i)所示的范围)，从而达成无取向电磁钢板的高强度化及磁特性的提高，并确保加工性。进而，因为母材的平均晶体粒径成为了10～80μm，所以在该点上，也能够提高无取向电磁钢板的强度，并提高磁特性。如此，在本实施方式中，能够不大量添加专利文献1那样的ni及cu、专利文献2那样的ti及v、专利文献3那样的ca等高价的特殊元素，而达成无取向电磁钢板的高强度化及磁特性的提高，并确保加工性。进而，在本实施方式中，通过低成本的al的适量添加，冷轧时的加工性确保和最终退火时的晶体粒径控制会变得容易，产品成品率会提高。因此，能够以低成本稳定地提供具有高强度及优异的磁特性的无取向电磁钢板。
142.以下，通过实施例，更为具体地对本发明进行说明，但本发明并不被限定于这些实施例。
143.【实施例】
144.在将具有表1所示的化学组成的钢坯加热到1150℃后，以最终温度850℃、最终板厚2.0mm实施热轧，并以650℃进行卷取，制成热轧钢板。在一部分的试验no.中，针对得到的热轧钢板，以表2所示的退火温度实施热轧板退火，并通过酸洗除去了表面的氧化皮。将热轧板退火中的均热时间全部设为了30s。将这样得到的酸洗板(在省略了热轧板退火的情况下，为除去了热轧钢板的氧化皮的酸洗板)通过冷轧，制成板厚0.25mm的冷轧钢板。
145.进而，在h2：25％、n2：75％、露点0℃的混合气氛中，改变最终退火条件(均热温度(退火温度)及均热时间)进行了退火，使其成为如以下的表2所示的平均晶体粒径。具体而言，在控制为平均晶体粒径变大的情况下，使均热温度更高，及/或使均热时间更长。此外，在控制为平均晶体粒径变小的情况下，与其相反。在表2中，示出具体的均热温度(退火温度)及均热时间。然后，涂布绝缘被膜，制造无取向电磁钢板，并将其制成试验材料。
146.此外，上述绝缘被膜通过如下方式形成：对由磷酸铝及粒径0.2μm的丙烯酸－苯乙烯共聚物树脂乳液构成的绝缘被膜进行涂布，使其成为预定附着量，并在大气中以350℃烧结。
147.【表1】
[0148][0149]
【表2】
[0150][0151]
针对得到的各试验材料，在以上述的测定方法确认了化学组成时，结果能够确认：与钢坯的化学组成大致相同。进而，按照jis g 0551(2013)“钢－晶粒度的显微镜试验方法”，对母材的平均晶体粒径进行了计测。此外，从各试验材料的轧制方向及宽度方向上提取爱泼斯坦试验片，通过基于jis c 2550－1(2011)的爱泼斯坦试验，对磁特性(铁损w
10
/
400
，磁通密度b
50
)进行了评价。关于磁通密度b50，以1.60t以上为合格水平，关于铁损w
10
/
400
，以22.0w/kg以下为合格水平。进而，从各试验材料，按照jis z 2241(2011)，以长度
方向与钢板的轧制方向一致的方式，提取了jis5号拉伸试验片。然后，用上述试验片，按照jis z 2241(2011)进行拉伸试验，对拉伸强度进行了测定。关于拉伸强度，以650mpa以上为合格水平。将上述结果一并在表2中示出。
[0152]
明确了：在钢板的化学组成及最终退火后的平均晶体粒径满足本发明的规定的试验no.3、4、6、7、9、10、13～17、20、22～30、37中，铁损及磁通密度优异，尤其是铁损较低，且具有650mpa以上的高拉伸强度。尤其是，在各化学成分的含量成为了优选的范围内的值的情况下，这些特性中的任意一个都具有更加良好的倾向。
[0153]
与这些不同，在作为比较例的试验no.1、2、5、8、11～12、18、19、21、31～36中，磁特性及强度中的至少任意一个差，或者韧性会显著地劣化，制造变得困难。
[0154]
具体而言，在试验no.1中，si含量低于规定范围，因此结果是拉伸强度变差。此外，当对化学组成满足规定的试验no.2～5进行比较时，在no.2中，平均晶体粒径小于规定，因此铁损变差，在试验no.5、35、36中，平均晶体粒径大于规定，因此结果是拉伸强度差。
[0155]
此外，在试验no.8中，si含量超过规定范围，在试验no.12中，p含量超过规定范围，在试验no.18中，热轧板退火温度超过规定范围，因此韧性劣化，在冷轧时断裂，无法实施平均晶体粒径、拉伸强度及磁特性的测定。进而，在试验no.11、34中，mn含量超过了规定范围，因此结果是磁通密度差。在试验no.32中，mn含量低于规定范围，因此结果是铁损差。
[0156]
在试验no.19中，al含量低于规定范围，在试验no.21、33中，al含量超过了规定范围，因此结果是平均晶体粒径的调整较为困难，拉伸强度差。在试验no.31中，不满足(i)式，因此结果是铁损差。
[0157]
工业可利用性
[0158]
像以上那样，根据本发明，能够以低成本稳定地得到具有高强度及优异的磁特性的无取向电磁钢板。

技术特征：

1.一种无取向电磁钢板，其中，母材的化学组成以质量％计，为c：0.0050％以下，si：3.8～5.0％，mn：超过0.2％、小于2.0％，p：0.030％以下，s：0.0030％以下，al：0.005％以上、小于0.050％，n：0.0005～0.0030％，ti：小于0.0050％，nb：小于0.0050％，zr：小于0.0050％，v：小于0.0050％，cu：小于0.20％，ni：小于0.50％，sn：0～0.10％，sb：0～0.10％，剩余部分：fe及杂质，并满足下述(i)式：si+0.5
×
mn≥4.3
···
(i)其中，所述式中的元素符号为各元素的以质量％计的含量，所述母材的平均晶体粒径为10～80μm。2.如权利要求1所述的无取向电磁钢板，其中，拉伸强度为650mpa以上。3.如权利要求1或2所述的无取向电磁钢板，其中，所述化学组成以质量％计，含有从sn：0.005～0.10％及sb：0.005～0.10％中选择的1种或2种。4.如权利要求1～3的任意一项所述的无取向电磁钢板，其中，在所述母材的表面具有绝缘被膜。5.一种制造如权利要求1～4的任意一项所述的无取向电磁钢板的制造方法，其中，针对具有如权利要求1～3的任意一项所述的化学组成的钢坯实施热轧，接着进行以下的工序1或工序2；工序1：不进行热轧板退火，而依次进行冷轧及最终退火，工序2：以950℃以下的温度进行热轧板退火，接着，依次进行所述冷轧及所述最终退火，所述最终退火将均热温度设为750～1000℃，将均热时间设为1～300s而进行。

技术总结

该无取向电磁钢板为一种如下的无取向电磁钢板：母材的化学组成以质量％计，为C：0.0050％以下，Si：3.8～5.0％，Mn：超过0.2％、小于2.0％，P：0.030％以下，S：0.0030％以下，Al：0.005％以上、小于0.050％，N：0.0005～0.0030％，Ti：小于0.0050％，Nb：小于0.0050％，Zr：小于0.0050％，V：小于0.0050％，Cu：小于0.20％，Ni：小于0.50％，Sn：0～0.10％，Sb：0～0.10％，剩余部分：Fe及杂质，并满足[Si+0.5