專利名稱：無取向電工鋼板的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種被廣泛用作旋轉裝置中的鐵芯材料的無取向電工鋼板，并且更具 體地，涉及一種具有低鐵耗和高磁通量密度的無取向電工鋼板。
背景技術：
無取向電工鋼板作為在電裝置中將電能轉化成機械能所需的重要部件，為降低能 量消耗，具有優良的磁性即低鐵耗和高磁通量密度尤為重要。此處，由于鐵耗在能量轉化過 程中被轉化為熱能，然后損失掉，因此鐵耗越低效率越高。此外，磁通量密度作為一種產生 動力的來源，因此磁通量密度越高效率越高。近年來，作為有效利用能量的同時降低CO2的措施，將汽油或柴油發動機轉換為部 分(混合型)或全部為電工式的技術正在快速發展。用于這些的發動機必須具有以下兩個特征。第一，在啟動時必須具有優良的加速 性能，第二，在運行過程中必須具有高的燃料效率。將發動機的這些特征換做無取向電工鋼 板的磁性而言，前者為必須具有高飽和磁通量密度(Bs)，后者為必須具有較低的高頻鐵耗 (W10/400，W5/1000)。此外，將無取向電工鋼板的這些磁性換做其制備條件而言處于如下自 相矛盾的關系前者隨著降低Si等合金元素量使電阻率(specific resistance)越低而越 優秀，與此相反地，后者隨著增加Si等合金元素量使電阻率越高而越優秀。當前，用于電動汽車的驅動電機的高級無取向電工鋼板為35A300 35A230 (基 于JIS標準)，但是因為所述產品含有大量的Si等合金元素，因而可加工性差從而生產率 較低。另外，制備的無取向電工鋼板必須薄，以降低與高速旋轉時的熱損耗相對應的高頻鐵 耗。但是，該當前使用的產品加工性也差，不易使其較薄，從而降低了生產率。為解決作為 上述問題的高頻帶下的鐵耗和低生產率，提出了通過增加電阻率等同于硅(Si)的組分鋁 (Al)的含量和降低硅(Si)的含量、或通過添加電阻率相當于硅(Si) —半的錳(Mn)來增 強{100}結構的方法。這些現有技術在日本公開專利公報No. 2002-146490、2001-59145和 2003-293099中有公開。但是，由于晶粒生長、硬度、磁性等復合性問題而不能進行大批量生 產。因此，需要設計一種最佳的組成比來制備具有高晶粒生長、低硬度和優良磁性的無取向 電工鋼板。
發明內容
技術問題本發明為解決上述現有技術中存在的問題，提供一種具有低硬度和優良磁性的無 取向電工鋼板，其中晶粒生長可通過使例如Al、Si、Mn、P等添加組分最佳化而改進。技術方案為實現上述目標，本發明提供了一種無取向電工鋼板，該鋼板含有A1 1. 3 2. 5 重量％，Si 0. 8 2. 0重量％，Mn 0. 6 1. 2重量％，P 0. 05 0. 2重量％，余量的Fe， 及不可避免的雜質；其中該無取向電工鋼板滿足組成式Al+Si+Mn+P = 3. 9 4. 45重量％、Al+Si = 2. 5 3. 8重量％、Al/Si = 0. 65 3. 1和Μη/Ρ = 4 16，并且電阻率為50 60μ Ω · cm, M iLHrffl^ KMiS (cross-sectional Vickers hardness) ^t 185Hv 以 T"。有益效果本發明的無取向電工鋼板的優點在于，由于使Al、Si、Mn、P等添加組分最佳化，因 此硬度低并在高頻帶顯示出優良磁性，并且由于易于生產加工，因此生產單價低改善了生產率。
圖1示出了本發明的Mn和P的最佳范圍； 圖2示出了本發明的Al和Si的最佳范圍。
具體實施例方式本發明為解決上述問題，不僅改變添加于鋼的作為合金元素的Al、Si、Mn的添加 量還改變P的添加量、Al/Si的比例和Μη/Ρ的比例，來確認隨各組分而變的硬度、晶體取向 和晶粒生長，從而尋找能顯著改進鋼板的磁性和生產率的組成范圍。下文，將對添加到鋼板組合物中的各元素進行選擇的原因及限制其比例的原因進 行說明。在本發明中，為了維持與當前使用的Fe-Si系無取向電工鋼板35Α300 35Α230(基于JIS標準)相等的飽和磁通量密度(BS)，以電阻率(P)具有相同范圍 50 60μ Ω · cm為前提。此處，組分比率(％ )與電阻率(P)的關系由方程式P = 13. 25+11. 3(Al+Si+P+Mn/2)表示。在本發明中，需要使高級鋼的電阻率高于一般鋼的電阻率，具體地，使高級鋼電阻 率為50μ Ω 或更大。為使用于高級鋼因而電阻率必須高。這是因為電阻率低時，渦流 損耗增加，難以用于高級無取向電工鋼板。這樣的能給予電阻率的特定組分有Si、P等。這 些組分的優點在于，它們能增加鋼的電阻率并降低渦流損耗，但是缺點在于，當Si的含量 過高時，降低了鋼的磁通量密度以及使可加工性變差。因此，為降低渦流損耗和提供良好的 可加工性，必須調節鋼的電阻率在50 60 μ Ω · cm范圍內。在本發明中，選擇四種組分，例如Al、Si、Mn和P作為合金元素，并觀測其影響。如 下表1所示，分別用SO表示Fe-Si系，用Sl表示Fe-Al系，用S2表示Fe-Al-Si系，用S3 表示Fe-Al-Si-Mn-P系。此外，設定每個電阻率為56 μ Ω ^m,并相互進行比較。在此情況 下，對每種鋼進行熱帶退火(hot-band-annealed)、一步冷軋(one-stage-cold-rolled)， 然后在1050°C進行最終退火38秒，從而制得無取向電工鋼板。其結果在下表1中給出。表 權利要求
1.一種無取向電工鋼板，其含有Al 1. 3 2. 5 重量％，Si 0. 8 2. 0 重量％，Mn 0. 6 1. 2 重量％，P 0. 05 0. 2 重 量％，余量的Fe，及不可避免的雜質；其中該無取向電工鋼板滿足組成式Al+Si+Mn+P = 3. 9 4. 45重量％、A1+Si = 2. 5 3. 8重量％、A1/Si = 0. 65 3. 1和Μη/Ρ = 4 16，并且電阻率為50 60 μ Ω ·ο ，而且 維氏硬度為185Ην以下。
2.權利要求1的無取向電工鋼板，其中當所述無取向電工鋼板具有0.15 0. 35mm的 厚度時，其磁通量密度(B50)為1.60 1. 70T、鐵耗W10/400為11. 0 25. OW/Kg、鐵耗 W5/1000 為 11. 0 27. OW/Kg。
3.權利要求1的無取向電工鋼板，其中所述不可避免的雜質包括0.004重量％或更少 的C、0. 004重量％或更少的S，及0. 002重量％或更少的N。
4.權利要求1的無取向電工鋼板，在所述組成范圍內所述無取向電工鋼板具有0.15 0. 35mm的厚度時，其晶粒尺寸為70 130 μ m。
全文摘要
本發明涉及一種被廣泛用作旋轉機器例如汽車的驅動電動機中的鋼芯材料的無取向電工鋼板，包括按重量計1.3-2.5％的Al、0.8-2.0％的Si、0.6-1.2％的Mn和0.05-0.2％的P及余量的Fe和不可避免加入的其他雜質。該鋼板滿足組成方程式Al+Si+Mn+P＝3.9-4.45％，Al+Si＝2.5-3.8重量％，Al/Si＝0.65-3.1，并且Mn/P＝4-16。本發明提供了以電阻率為50-60μΩ·cm為前提、斷面維氏硬度在185Hv以下的無取向電工鋼板。由此，本發明能夠制備與Fe-Si系的無取向電工鋼板35A300-35A230(JIS規格)相比具有更大或相等的磁性的、生產率極高的無取向電工鋼板。
文檔編號C22C38/02GK102007227SQ200980113789
公開日2011年4月6日 申請日期2009年5月4日 優先權日2008年5月23日
發明者輿石弘道, 金在寬, 金載勛, 韓贊熙 申請人:Posco公司