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KR-102961249-B1 - NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME

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Abstract

로터 코어에 적합한 양호한 피로 특성을 갖고, 게다가 스테이터 코어에 적합한 우수한 자기 특성을 갖는 무방향성 전자 강판을 제공한다. 무방향성 전자 강판은, 질량％로, C: 0.01％ 이하, Si: 2.0％ 이상 5.0％ 이하, Mn: 0.05％ 이상 5.00％ 이하, P: 0.1％ 이하, S: 0.01％ 이하, Al: 3.0％ 이하 및 N: 0.005％ 이하를 포함하고, Si＋Al이 4.5％ 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물인 성분 조성을 갖고, 강판 중의 결정립에 대해서, 평균 결정 입경 X 1 이 60㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 결정 입경 분포의 표준 편차 S 1 이 S 1 /X 1 ＜0.75를 충족하고, 또한, 결정 입경 분포의 변형도 γ 1 이 1.50 이하이다.

Inventors

  • 다나카 타카아키
  • 오쿠보 토모유키
  • 자이젠 요시아키
  • 미야모토 유키노

Assignees

  • 제이에프이 스틸 가부시키가이샤

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20220630
Priority Date
20210708

Claims (7)

  1. 무방향성 전자 강판으로서, 질량％로, C: 0.01％ 이하, Si: 2.0％ 이상 5.0％ 이하, Mn: 0.05％ 이상 5.00％ 이하, P: 0.1％ 이하, S: 0.01％ 이하, Al: 0％ 초과 3.0％ 이하 및 N: 0.0050％ 이하 를 포함하고, Si＋Al이 4.5％ 이상이고, 잔부가 Fe 및 불가피 불순물인 성분 조성을 갖고, 강판 중의 결정립에 대해서, 평균 결정 입경 X 1 이 60㎛ 이상 200㎛ 이하이고, 결정 입경 분포의 표준 편차 S 1 이 다음식 (1): S 1 /X 1 ＜0.75 …(1) 을 충족하고, 또한, 결정 입경 분포의 변형도 γ 1 이 1.50 이하이며, 여기서, 결정 입경 분포의 변형도 γ 1 은, 무방향성 전자 강판의 판 두께의 1/4에 상당하는 위치를 관찰면으로 하여, 전자선 후방 산란 회절(EBSD) 측정을 실시하고, 얻어진 국소 방위 데이터를 해석하고, 얻어진 모든 결정립의 정보에 대하여, 하기 식을 이용하여 산출한 값인 것을 특징으로 하는, 무방향성 전자 강판. 상기 식 중, n은 결정립의 수, X i 는 각 결정 입경 데이터(i: 1, 2, ... , n)임.
  2. 제1항에 있어서, 상기 성분 조성은, 하기 A군, B군, C군, D군 및 E군 중 적어도 1군을 추가로 포함하는, 무방향성 전자 강판. A군: 질량％로, Co: 0.0005％ 이상 0.0050％ 이하 B군: 질량％로, Cr: 0.05％ 이상 5.00％ 이하 C군: 질량％로, Ca: 0.001％ 이상 0.100％ 이하, Mg: 0.001％ 이상 0.100％ 이하 및 REM: 0.001％ 이상 0.100％ 이하 중 어느 1종 또는 2종 이상 D군: 질량％로, Sn: 0.001％ 이상 0.200％ 이하 및 Sb: 0.001％ 이상 0.200％ 이하 중 어느 1종 또는 2종 E군: 질량％로, Cu: 0％ 이상 0.5％ 이하, Ni: 0％ 이상 0.5％ 이하, Ti: 0％ 이상 0.005％ 이하, Nb: 0％ 이상 0.005％ 이하, V: 0％ 이상 0.010％ 이하, Ta: 0％ 이상 0.002％ 이하, B: 0％ 이상 0.002％ 이하, Ga: 0％ 이상 0.005％ 이하, Pb: 0％ 이상 0.002％ 이하, Zn: 0％ 이상 0.005％ 이하, Mo: 0％ 이상 0.05％ 이하, W: 0％ 이상 0.05％ 이하, Ge: 0％ 이상 0.05％ 이하 및 As: 0％ 이상 0.05％ 이하 중 어느 1종 또는 2종 이상
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항 또는 제2항에 기재된 무방향성 전자 강판을 제조하는 방법으로서, 제1항 또는 제2항에 기재된 성분 조성을 갖는 강 소재에, 열간 압연을 실시하여 열연판을 얻는 열간 압연 공정과, 상기 열연판에 산 세정을 실시하는 산 세정 공정과, 상기 산 세정이 실시된 상기 열연판에, 최종 패스 입측 온도 T 1 이 50℃ 이상, 최종 패스의 압하율 r이 15％ 이상 및, 최종 패스의 변형 속도 ε m 이 100s －1 이상 1000s －1 이하인 조건으로 냉간 압연을 실시하여 냉연판을 얻는 냉간 압연 공정과, 상기 냉연판을, 500℃ 내지 700℃의 평균 승온 속도 V 1 이 10℃/s 이상인 조건으로, 875℃ 이상 1050℃ 이하의 어닐링 온도 T 2 까지 가열한 후, 냉각하여, 무방향성 전자 강판인 냉연 어닐링판을 얻는 어닐링 공정 을 구비하는, 무방향성 전자 강판의 제조 방법.

Description

무방향성 전자 강판 및 그의 제조 방법{NON-ORIENTED ELECTRICAL STEEL SHEET AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME} 본 발명은, 무방향성 전자 강판 및 그의 제조 방법에 관한 것이다. 최근, 전기 기기에 대한 에너지 절약화로의 요구가 세계적으로 높아지고 있다. 이에 수반하여, 회전기(rotating machines)의 철심에 사용되는 무방향성 전자 강판에 대해서도, 보다 우수한 자기 특성이 요구되고 있다. 또한, 최근에는, HEV(하이브리드 차)나 EV(전기 자동차)의 구동 모터 등에 있어서, 소형화·고출력화의 니즈가 강하여, 이러한 요구에 응하기 위해, 모터의 회전수를 상승시키는 것이 검토되고 있다. 모터 코어는, 스테이터 코어와 로터 코어로 나누어 지는데, HEV 구동 모터의 로터 코어에는, 그의 외경이 큰 점에서, 큰 원심력이 작용한다. 또한, 로터 코어는, 구조상, 로터 코어 브릿지부라고 칭해지는 매우 좁은 부분(폭: 1∼2㎜)이 존재하고, 당해 부분은, 모터 구동 중에는 특히 고응력 상태가 된다. 또한, 모터가 회전과 정지를 반복함으로써 로터 코어에는 원심력에 의한 큰 반복 응력이 작용하는 점에서, 로터 코어에 이용되는 전자 강판은, 우수한 피로 특성을 가질 필요가 있다. 특히, 모터의 구동에 의해 로터 코어의 온도는 100℃∼150℃ 정도까지 상승하는 점에서, 로터 코어에 이용되는 전자 강판은, 100℃ 부근에서 우수한 피로 특성을 가질 필요가 있다. 한편, 스테이터 코어에 이용되는 전자 강판은, 모터의 소형화·고출력화를 달성하기 위해, 고자속 밀도 또한 저철손인 것이 바람직하다. 즉, 모터 코어에 사용되는 전자 강판에 요구되는 특성으로서, 로터 코어용의 전자 강판은 우수한 피로 특성을 갖는 것, 또한, 스테이터 코어용의 전자 강판은 고자속 밀도 또한 저철손인 것이 이상적이다. 이와 같이, 동일한 모터 코어에 사용되는 전자 강판이라도, 로터 코어와 스테이터 코어에서는, 요구되는 특성이 크게 상이하다. 그러나, 모터 코어의 제조에 있어서는, 재료 수율 및 생산성을 높이기 위해, 동일한 소재 강판으로부터 로터 코어재와 스테이터 코어재를 펀칭 가공에 의해 동시에 채취하고, 그 후, 각각의 강판을 적층하여 로터 코어 또는 스테이터 코어에 조립하는 것이 바람직하다. 모터 코어용의 고강도이고 저철손의 무방향성 전자 강판을 제조하는 기술로서, 예를 들면, 특허문헌 1에는, 고강도의 무방향성 전자 강판을 제조하고, 당해 강판으로부터 펀칭 가공으로 로터 코어재와 스테이터 코어재를 채취하여 적층하고, 로터 코어 및 스테이터 코어를 조립한 후, 스테이터 코어에만 변형 제거 어닐링을 실시한다는, 고강도의 로터 코어와 저철손의 스테이터 코어를 동일 소재로 제조하는 기술이 개시되어 있다. (발명을 실시하기 위한 형태) 이하, 본 발명의 상세를, 그의 한정 이유와 함께 설명한다. <무방향성 전자 강판의 성분 조성> 본 발명의 무방향성 전자 강판이 갖는 적합한 성분 조성에 대해서 설명한다. 성분 조성에 있어서의 원소의 함유량의 단위는 모두 「질량％」이지만, 이하, 특별히 언급하지 않는 한 간단히 「％」로 나타낸다. C: 0.01％ 이하 C는, 모터의 사용 중에 탄화물을 형성하여 자기 시효(magnetic aging)를 일으켜, 철손 특성을 열화시키는 유해 원소이다. 자기 시효를 회피하기 위해서는, 강판에 있어서의 C 함유량은 0.01％ 이하로 한다. 바람직하게는, C 함유량은 0.004％ 이하이다. 또한, C 함유량의 하한은, 특별히 규정하지 않지만, 과도하게 C를 저감한 강판은 매우 고가인 점에서, C 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. Si: 2.0％ 이상 5.0％ 이하 Si는, 강의 고유 저항을 높여, 철손을 저감하는 효과가 있고, 또한, 고용 강화에 의해 강의 강도를 높이는 효과가 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Si 함유량을 2.0％ 이상으로 한다. 한편, Si 함유량이 5.0％를 초과하면, 포화 자속 밀도의 저하에 수반하여 자속 밀도가 현저하게 저하하기 때문에, Si 함유량의 상한은 5.0％로 했다. 따라서, Si 함유량은, 2.0％ 이상 5.0％ 이하의 범위로 한다. Si 함유량은, 바람직하게는 2.5％ 이상 5.0％ 이하이고, 보다 바람직하게는 3.0％ 이상 5.0％ 이하이다. Mn: 0.05％ 이상 5.00％ 이하 Mn은, Si와 마찬가지로, 강의 고유 저항 및 강도를 높이는 데에 유용한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Mn 함유량을 0.05％ 이상으로 할 필요가 있다. 한편, Mn 함유량이 5.00％를 초과하면, MnC의 석출을 촉진하여 자기 특성을 열화시키는 경우가 있기 때문에, Mn 함유량의 상한은 5.00％로 했다. 따라서, Mn 함유량은, 0.05％ 이상 5.00％ 이하로 한다. Mn 함유량은, 바람직하게는 0.1％ 이상이고, 또한, 바람직하게는 3.0％ 이하이다. P: 0.1％ 이하 P는, 강의 강도(경도)의 조정에 이용되는 유용한 원소이다. 그러나, P 함유량이 0.1％를 초과하면, 인성이 저하하여, 가공 시에 균열을 발생시키기 쉽기 때문에, P 함유량은 0.1％ 이하로 한다. 또한, P 함유량의 하한은, 특별히 규정하지 않지만, 과도하게 P를 저감한 강판은 매우 고가인 점에서, P 함유량은 0.001％ 이상인 것이 바람직하다. P 함유량은, 바람직하게는 0.003％ 이상이고, 또한, 바람직하게는 0.08％ 이하이다. S: 0.01％ 이하 S는, 미세 석출물을 형성하여 철손 특성에 악영향을 미치는 원소이다. 특히, S 함유량이 0.01％를 초과하면, 그 악영향이 현저해지기 때문에, S 함유량은 0.01％ 이하로 한다. 또한, S 함유량의 하한은, 특별히 규정하지 않지만, 과도하게 S를 저감한 강판은 매우 고가인 점에서, S 함유량은 0.0001％ 이상인 것이 바람직하다. S 함유량은, 바람직하게는 0.0003％ 이상이고, 또한, 바람직하게는 0.0080％ 이하이고, 보다 바람직하게는 0.005％ 이하이다. Al: 3.0％ 이하 Al은, Si와 마찬가지로, 강의 고유 저항을 높여, 철손을 저감하는 효과가 있는 유용한 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Al 함유량을 0.005％ 이상으로 하는 것이 바람직하다. Al 함유량은, 보다 바람직하게는 0.01％ 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.015％ 이상이다. 한편, Al 함유량이 3.0％를 초과하면, 강판 표면의 질화를 조장하여, 자기 특성을 열화시키는 경우가 있기 때문에, Al 함유량의 상한은 3.0％로 했다. Al 함유량은, 바람직하게는 2.0％ 이하이다. N: 0.0050％ 이하 N은, 미세 석출물을 형성하여 철손 특성에 악영향을 미치는 원소이다. 특히, N 함유량이 0.0050％를 초과하면, 그 악영향이 현저해지기 때문에, N 함유량은 0.0050％ 이하로 한다. N 함유량은, 바람직하게는 0.003％ 이하이다. 또한, N 함유량의 하한은, 특별히 규정하지 않지만, 과도하게 N을 저감한 강판은 매우 고가인 점에서, N 함유량은 0.0005％ 이상인 것이 바람직하다. N 함유량은, 바람직하게는 0.0008％ 이상이고, 또한, 바람직하게는 0.0030％ 이하이다. Si＋Al: 4.5％ 이상 Si＋Al(Si 및 Al의 합계 함유량)을 4.5％ 이상으로 하고, 추가로 적절한 조건으로 냉간 압연을 실시함으로써, 냉연 어닐링판의 결정 입경 분포의 변형도를 내리는 효과가 있다. 이에 따라, 펀칭 피로 강도가 상승한다. 따라서, Si＋Al은 4.5％ 이상으로 한다. 또한, Si＋Al을 4.5％ 이상으로 하고, 추가로 적절한 냉간 압연을 조합함으로써 결정 입경 분포의 변형도가 저하하는 이유는, 불명하다. 단 이 점에 관하여, 본 발명자들은, 냉간 압연 시에 활동하는, 슬라이딩계의 밸런스가 변화하여, 재결정의 핵 생성 사이트가 냉연판 중에 균일하게 분산됨으로써 발생한 효과라고 추측하고 있다. 일 실시 형태의 전자 강판의 성분 조성에 있어서, 상기 성분 이외의 잔부는, Fe 및 불가피적 불순물이다. 단, 다른 실시 형태의 전자 강판의 성분 조성은, 추가로 요구 특성에 따라서, 상기 성분(원소)에 더하여, 후술하는 원소 중으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상을 소정량 함유할 수 있다. Co: 0.0005％ 이상 0.0050％ 이하 Co에는, Si＋Al 및 냉간 압연 조건의 적절한 제어에 의해 어닐링판의 결정 입경 분포의 변형도가 저하하는 작용을 보강하는 효과가 있다. 즉, Co의 미량 첨가에 의해, 결정 입경 분포의 변형도를 안정적으로 저하시킬 수 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Co 함유량을 0.0005％ 이상으로 하면 좋다. 한편, Co는, 함유량이 0.0050％를 초과하면 효과가 포화하여, 공연히 비용의 상승을 초래하기 때문에, Co를 첨가하는 경우에는, Co 함유량의 상한을 0.0050％로 했다. 따라서, 상기 성분 조성은, 추가로, Co: 0.0005％ 이상 0.0050％ 이하를 포함하는 것이 바람직하다. Cr: 0.05％ 이상 5.00％ 이하 Cr은, 강의 고유 저항을 높여, 철손을 저감하는 효과가 있다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Cr 함유량을 0.05％ 이상으로 하면 좋다. 한편, Cr은, 함유량이 5.00％를 초과하면, 포화 자속 밀도의 저하에 수반하여 자속 밀도가 현저하게 저하하기 때문에, Cr을 첨가하는 경우에는, Cr 함유량의 상한을 5.00％로 했다. 따라서, 상기 성분 조성은, 추가로, Cr: 0.05％ 이상 5.00％ 이하를 포함하는 것이 바람직하다. Ca: 0.001％ 이상 0.100％ 이하 Ca는, 황화물로서 S를 고정하여, 철손 저감에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 얻기 위해서는, Ca 함유량을 0.001％ 이상으로 하면 좋다. 한편, Ca는, 함유량이 0.100％를 초과하면 효과가 포화하여, 공연히 비용의 상승을 초래하기 때문에, Ca를 첨가하는 경우에는, Ca 함유량의 상한을 0.100％로 했다. Mg: 0.001％ 이상 0.100％ 이하 Mg는, 황화물로서 S를 고정하여, 철손 저감에 기여하는 원소이다. 이러한 효과를 얻