本發(fā)明涉及高頻鐵損低的無方向性電磁鋼板以及以高生產(chǎn)率生產(chǎn)該無方向性電磁鋼板的制造方法。更詳細(xì)來說，本發(fā)明涉及對(duì)于要求高能效、小尺寸和高輸出的電氣設(shè)備的鐵心原材料來說適合的無方向性電磁鋼板以及其制造方法。作為這樣的電氣設(shè)備，例如可以列舉出：空氣調(diào)節(jié)器的壓縮機(jī)電機(jī)、混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車、燃料電池汽車所搭載的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、雙輪車和家庭用熱電聯(lián)供系統(tǒng)所搭載的小型發(fā)電機(jī)等。

本申請(qǐng)基于2015年3月17日在日本申請(qǐng)的特愿2015-053095號(hào)主張優(yōu)先權(quán)，將其內(nèi)容援引至此。

背景技術(shù)：

近年來，為了解決地球環(huán)境問題，正在要求更小型并且輸出更高、能效更高的電氣設(shè)備。因此，對(duì)于電氣設(shè)備的鐵心所使用的無方向性電磁鋼板(鋼板)正在強(qiáng)烈要求低鐵損和高磁通密度這兩方面。

特別是，就混合動(dòng)力汽車、電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)電機(jī)來說，為了對(duì)與小型化相伴的扭矩降低進(jìn)行補(bǔ)償而增加了驅(qū)動(dòng)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度。在增加旋轉(zhuǎn)速度的情況下，對(duì)鋼板施加的磁場的頻率增加而鐵損增加。因此，對(duì)于鋼板要求降低高頻率下的鐵損(高頻鐵損)。作為降低高頻鐵損的方法，采用了降低板厚、增大電阻率、降低雜質(zhì)元素。例如，專利文獻(xiàn)1～5是通過增加鋼板中的si、al等合金元素的含量來提高了鋼板的電阻率。

然而，在向鋼大量添加si和al的情況下，制造鋼板時(shí)容易產(chǎn)生裂紋、斷裂而使生產(chǎn)率、成品率降低。為了防止該生產(chǎn)率、成品率的降低，減少鋼中的si和al的量來使鋼的硬度降低是有效的。另一方面，為了進(jìn)一步減小鐵損，需要增加鋼中的si和al的量使增加電阻率。al給每單位質(zhì)量的電阻率增加帶來的效果與si幾乎是同等的，但al給每單位質(zhì)量的硬度上升帶來的效果為si的約1/3～1/2。因此，作為對(duì)于在盡量不使生產(chǎn)率變差的情況下降低鐵損來說有效的元素，使用了al。即，通過進(jìn)一步增加鋼中的al含量，使鐵損進(jìn)一步降低。通過這種方式，可以預(yù)料到為了增加電阻率而會(huì)使得合金元素的含量進(jìn)一步增加，因此需要進(jìn)一步改善生產(chǎn)率。

例如，專利文獻(xiàn)1公開了對(duì)由以質(zhì)量％計(jì)含有1.5％～3.5％的si、0.6％～3.0％的al并且(al/(si+al))滿足0.3～0.5的鋼制得的熱軋退火板的平均晶體粒徑和維氏硬度進(jìn)行控制的方法。另外，專利文獻(xiàn)1公開了：通過該方法使熱軋退火板的耐斷裂性得到提高，能夠在不損害生產(chǎn)率的情況下提供高頻鐵損低的無方向性電磁鋼板。即，專利文獻(xiàn)1所公開的方法與專利文獻(xiàn)2～5所公開的方法不同，對(duì)al含量與si含量和al含量的總計(jì)的比率進(jìn)行了調(diào)整。

然而，在該al含量的比率為一定值以上的情況下，會(huì)使得高頻鐵損會(huì)增加。這據(jù)認(rèn)為是由于下述原因：在al含量的比率增加的同時(shí)磁致伸縮增加，該磁致伸縮使得磁滯損耗增加。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2007-247047號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2005-200756號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2003-253404號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2013-44010號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2014-210978號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

本發(fā)明是鑒于上述問題而完成的，其目的在于：就算進(jìn)一步增加al含量的比率至迄今為止由增加磁滯損耗而使高頻鐵損增加的范圍(超過某個(gè)上限的范圍)，也能夠以高生產(chǎn)率提供高頻鐵損低的無方向性電磁鋼板。

用于解決問題的手段

為了解決上述問題，本申請(qǐng)的發(fā)明者們對(duì)向含有規(guī)定量的al的鋼添加各種化學(xué)元素時(shí)的鐵損、特別是磁滯損耗的變化進(jìn)行了深入研究。其結(jié)果是，發(fā)現(xiàn)了：就算增加鋼中的al含量的比率至迄今為止由增加磁滯損耗而使高頻鐵損增加的范圍，只要使該鋼僅含有規(guī)定量的p，則高頻鐵損由于p給鋼板的織構(gòu)帶來的效果也不會(huì)發(fā)生劣化(不增加)。此外，還發(fā)現(xiàn)了：當(dāng)鋼板具有{100}面的強(qiáng)度i{100}與{111}面的強(qiáng)度i{111}的比率i{100}/i{111}為規(guī)定范圍內(nèi)的織構(gòu)時(shí)，能夠抑制該織構(gòu)在沖裁時(shí)產(chǎn)生形變孿晶，能夠進(jìn)一步降低高頻鐵損。

另外，在降低si含量并使al含量增加的情況下，冷軋變得容易。然而，在p含量增加的情況下，冷軋變得非常困難。通過這種方式，p會(huì)使冷軋困難，但發(fā)現(xiàn)了：根據(jù)固溶強(qiáng)化參數(shù)r對(duì)即將冷軋前的鋼板的平均晶體粒徑進(jìn)行適當(dāng)控制，由此能夠高效且穩(wěn)定地對(duì)鋼板進(jìn)行冷軋。此外，發(fā)現(xiàn)了：在最終退火的加熱過程的規(guī)定溫度范圍將鋼板的溫度保持為固定溫度，由此能夠?qū){100}/i{111}控制為規(guī)定范圍。

本發(fā)明是基于這些見解而完成的，其主旨如下。

(1)本發(fā)明的一個(gè)方案涉及無方向性電磁鋼板，其具有下述化學(xué)組成：以質(zhì)量％計(jì)含有0％～0.0050％的c、0.50％～2.70％的si、0.10％～3.00％的mn、1.00％～2.70％的al、0.050％～0.100％的p、0％～0.0060％的s、0％～0.0050％的n、0％～0.008％的ti、0％～0.008％的v、0％～0.008％的nb、0％～0.008％的zr，剩余部分包含fe和雜質(zhì)，上述化學(xué)組成滿足下述式(1)、下述式(2)和下述式(3)，{100}面的強(qiáng)度i{100}和{111}面的強(qiáng)度i{111}滿足下述式(4)，該{100}面的強(qiáng)度i{100}和{111}面的強(qiáng)度i{111}是從由x射線衍射法測得的正極點(diǎn)圖獲得表面附近的晶體取向分布函數(shù)與板厚中心的晶體取向分布函數(shù)的平均來決定的，室溫下的電阻率為60.0×10^-8ω·m以上，板厚為0.05mm～0.40mm。

0.50≤al/(si+al+0.5×mn)≤0.83(1)

1.28≤si+al/2+mn/4+5×p≤3.90(2)

4.0≤si+al+0.5×mn≤7.0(3)

0.50≤i{100}/i{111}≤1.40(4)

(2)本發(fā)明的一個(gè)方案涉及無方向性電磁鋼板的制造方法，其包括下述工序：熱軋工序，該工序?qū)Π迮鲗?shí)施熱軋來制造熱軋板，該板坯具有下述化學(xué)組成：以質(zhì)量％計(jì)含有0％～0.0050％的c、0.50％～2.70％的si、0.10％～3.00％的mn、1.00％～2.70％的al、0.050％～0.100％的p、0％～0.0060％的s、0％～0.0050％的n、0％～0.008％的ti、0％～0.008％的v、0％～0.008％的nb、0％～0.008％的zr，剩余部分包含fe和雜質(zhì)，上述化學(xué)組成滿足下述式(5)、下述式(6)和下述式(7)；冷軋工序，該工序在上述熱軋工序后對(duì)上述熱軋板實(shí)施冷軋來制造具有0.05mm～0.40mm的板厚的冷軋板；以及最終退火工序，該工序在上述冷軋工序后對(duì)上述冷軋板實(shí)施最終退火，其中，在上述冷軋工序中，上述冷軋前的上述熱軋板的平均晶體粒徑d(μm)和由下述式(8)表示的固溶強(qiáng)化參數(shù)r滿足下述式(9)，在上述最終退火工序中對(duì)上述冷軋板進(jìn)行加熱的過程，將上述冷軋板的溫度以550℃～700℃的范圍內(nèi)的固定溫度保持10～300秒。

0.50≤al/(si+al+0.5×mn)≤0.83(5)

1.28≤si+al/2+mn/4+5×p≤3.90(6)

4.0≤si+al+0.5×mn≤7.0(7)

r＝si+al/2+mn/4+5×p(8)

(3)根據(jù)上述(2)所述的無方向性電磁鋼板的制造方法，其可以在上述熱軋工序與上述冷軋工序之間還包括熱軋板退火工序，該工序?qū)ι鲜鰺彳埌鍖?shí)施熱軋板退火。

發(fā)明效果

根據(jù)本發(fā)明，提供進(jìn)一步改善了高頻鐵損的廉價(jià)的無方向性電磁鋼板，由此能夠使電氣設(shè)備更為小型或者進(jìn)一步提高電氣設(shè)備的輸出和能效。而且，由于能夠更容易地沖裁無方向性電磁鋼板，因此能夠在沖裁無方向性電磁鋼板時(shí)省略加熱或者能夠降低與磨損相伴的模具的交換頻度。由此，還能夠降低電氣設(shè)備的制造成本。另外，根據(jù)本發(fā)明，就算由于提高無方向性電磁鋼板的電阻率而使冷軋變得困難，也能夠廉價(jià)且穩(wěn)定地在不降低生產(chǎn)率和成品率的情況下制造進(jìn)一步改善了高頻鐵損的無方向性電磁鋼板。因此，本發(fā)明的無方向性電磁鋼板的工業(yè)價(jià)值極高。

附圖說明

圖1是表示p含量給w10/400與al/(si+al+0.5×mn)之間的關(guān)系帶來的效果的曲線圖。

圖2是表示i{100}/i{111}與w10/400之間的關(guān)系的曲線圖。

具體實(shí)施方式

以下，對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板以及其制造方法進(jìn)行詳細(xì)說明。

a.無方向性電磁鋼板

以下，對(duì)一個(gè)實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板中的各構(gòu)成進(jìn)行說明。

1.化學(xué)組成

首先，對(duì)本實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板的化學(xué)組成進(jìn)行說明。以下，以質(zhì)量％來表示各化學(xué)元素的含量(％)。

(1)si：0.50％～2.70％

si使鋼板的電阻率增加來降低鋼板的鐵損。因此，si含量需要為0.50％以上。另外，si含量優(yōu)選為1.00％以上，更優(yōu)選為1.20％以上。另一方面，在si含量過剩的情況下，冷軋時(shí)鋼板有可能斷裂。另外，本實(shí)施方式如后所述是盡可能降低si含量并使al含量增加。進(jìn)而，si由于妨礙鋼板的滑移系的活動(dòng)，因此在發(fā)生變形時(shí)會(huì)促進(jìn)形變孿晶的發(fā)達(dá)。該形變孿晶由于妨礙磁壁的移動(dòng)，因此在沖裁后形變孿晶多的情況下磁滯損耗會(huì)增加。從這些觀點(diǎn)考慮，si含量需要為2.70％以下。另外，si含量優(yōu)選為2.50％以下，更優(yōu)選為2.00％以下。因此，本實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板的si含量為0.50％～2.70％。

(2)mn：0.10％～3.00％

mn由于與s結(jié)合而形成mns，因此會(huì)防止鋼因s而脆化。由此，mn含量需要為0.10％以上。另外，mn與si、al同樣地使電阻率增加來降低鋼板的鐵損。當(dāng)對(duì)mn含量和si含量不同的同一電阻率的兩塊鋼進(jìn)行比較時(shí)，mn含量高的鋼的硬度比si含量高的鋼板的硬度低。因此，mn含量高的鋼比si含量高的鋼在冷軋時(shí)更不易發(fā)生斷裂。由此，mn含量優(yōu)選為0.50％以上，更優(yōu)選為1.00％以上。然而，在mn含量過剩的情況下，合金成本增加。從該觀點(diǎn)考慮，mn含量需要為3.00％以下。此外，mn含量優(yōu)選為2.50％以下，更優(yōu)選為2.00％以下。因此，本實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板的mn含量為0.10％～3.00％

(3)al：1.00％～2.70％

al與si和mn同樣地使電阻率增加來降低鋼板的鐵損。而且，al給每單位質(zhì)量的電阻率增加帶來的效果與si基本同等，但al給每單位質(zhì)量的硬度上升帶來的效果為si的約1/3～1/2。所以，通過增加al的含量能夠?qū)崿F(xiàn)高生產(chǎn)率和高電阻率這兩方面，因此al在本實(shí)施方式中是重要的元素。由此，al含量需要為1.00％以上。另外，al含量優(yōu)選為1.50％以上，更優(yōu)選為1.60％以上。另一方面，在al含量過剩的情況下，飽和磁通密度減少，同一勵(lì)磁條件下的磁通密度也降低。從該觀點(diǎn)考慮，al含量需要為2.70％以下。另外，al含量優(yōu)選為2.50％以下，更優(yōu)選為2.40％以下。因此，本實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板的al含量為1.00％～2.70％。

(4)p：0.050％～0.100％

p改善無方向性電磁鋼板的織構(gòu)，使磁化容易。另外，p改善沖裁時(shí)的加工性。因此，p含量需要為0.050％以上。此外，p含量優(yōu)選為0.055％以上，更優(yōu)選為0.060％以上。然而，就si含量、mn含量和al含量的總量大、電阻率高的無方向性電磁鋼板來說，在p含量超過0.100％的情況下，有可能在冷軋時(shí)發(fā)生斷裂。從該觀點(diǎn)考慮，p含量需要為0.100％以下。另外，p含量優(yōu)選為0.090％以下，更優(yōu)選為0.080％以下。因此，本實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板的p含量為0.050％～0.100％。

(5)剩余部分

剩余部分為fe和雜質(zhì)。

c為雜質(zhì)，c含量可以為0％。在c含量超過0.0050％的情況下，微細(xì)的碳化物會(huì)析出到鋼中而使鐵損明顯增加。因此，需要將c含量設(shè)定為0％～0.0050％。

s為雜質(zhì)，s含量可以為0％。在s含量超過0.0060％的情況下，mns等硫化物大量析出到鋼中而使鐵損明顯增加。另外，s還會(huì)妨礙最終退火時(shí)的晶粒生長，因此在鋼的s含量高的情況下有時(shí)無法確保適當(dāng)?shù)钠骄w粒徑而使得鐵損增加。因此，需要將s含量設(shè)定為0％～0.0060％。

n為雜質(zhì)，n含量可以為0％。在n含量超過0.0050％的情況下，由于氮化物的增加而使鐵損明顯增加。另外，n還會(huì)妨礙最終退火時(shí)的晶粒生長，因此在鋼的n含量高的情況下有時(shí)無法確保適當(dāng)?shù)钠骄w粒徑而使鐵損增加。因此，需要將n含量設(shè)定為0％～0.0050％。

ti、v、nb、zr為雜質(zhì)，可以為0％。這些ti、v、nb、zr會(huì)給最終退火時(shí)的晶粒生長帶來不良影響，因此優(yōu)選盡可能降低。因此，ti含量、v含量、nb含量、zr含量需要分別設(shè)定為0％～0.008％。

(6)al給電阻率帶來的效果在三種化學(xué)元素(si、al、mn)給電阻率帶來的效果中所占的比率x：0.50～0.83

本實(shí)施方式中，鋼板的電阻率的變化量與(si+al+0.5×mn)的值大致成比例，al/(si+al+0.5×mn)表示al給電阻率帶來的效果在三種化學(xué)元素(si、al、mn)給電阻率帶來的效果中所占的比率。在維持了(si+al+0.5×mn)的值的情況下增加al/(si+al+0.5×mn)的值時(shí)，鋼板的電阻率能夠在同等的情況下減小冷軋的負(fù)荷或防止冷軋時(shí)的鋼板的斷裂。因此，本實(shí)施方式中，al/(si+al+0.5×mn)為0.50以上即為由下述式(10)表示的范圍。在該范圍中，由于與增加al含量與si含量和al含量的總量的比率相伴的磁滯損耗的增加，現(xiàn)有法中是鐵損增加。而本實(shí)施方式對(duì)p含量的范圍和織構(gòu)進(jìn)行控制，由此就算在由下述式(10)表示的范圍內(nèi)也能夠維持或降低鐵損。另外，本實(shí)施方式需要si含量、al含量和mn含量為上述的范圍內(nèi)，因此al/(si+al+0.5×mn)為0.83以下即由下述式(11)表示的范圍。因此，本實(shí)施方式中，al/(si+al+0.5×mn)滿足下述式(12)。另外，al/(si+al+0.5×mn)可以為0.51以上，也可以為0.80以下。此外，以下如下述式(13)所示有時(shí)將al/(si+al+0.5×mn)表示為x。

al/(si+al+0.5×mn)≥0.50(10)

al/(si+al+0.5×mn)≤0.83(11)

0.50≤al/(si+al+0.5×mn)≤0.83(12)

x＝al/(si+al+0.5×mn)(13)

這里，式中的各元素符號(hào)表示鋼中的各元素的含量(質(zhì)量％)。

(7)固溶強(qiáng)化參數(shù)r：1.28～3.90

si、al、mn和p的固溶強(qiáng)化能力高，在鋼板過剩地含有這些化學(xué)元素的情況下鋼板有可能在冷軋中斷裂。因此，如下述式(14)所示，作為表示si、al、mn和p的固溶強(qiáng)化能力的指標(biāo)定義固溶強(qiáng)化參數(shù)r，本實(shí)施方式將該固溶強(qiáng)化參數(shù)r設(shè)定為3.90以下。另外，本實(shí)施方式中，si含量、al含量、mn含量和p含量需要為上述范圍內(nèi)，因此固溶強(qiáng)化參數(shù)r為1.28以上。所以，固溶強(qiáng)化參數(shù)r如下述式(15)所示為1.28～3.90。此外，固溶強(qiáng)化參數(shù)r可以為1.50以上或2.00以上，并且可以為3.80以下。

r＝si+al/2+mn/4+5×p(14)

1.28≤r≤3.90(15)

這里，式中的各元素符號(hào)表示鋼中的各元素的含量(質(zhì)量％)。

2.室溫下的電阻率ρ：60.0×10^-8ω·m以上

室溫下的電阻率主要由si含量、al含量和mn含量決定。從高頻下確保低鐵損的觀點(diǎn)考慮，需要室溫下的電阻率為60.0×10^-8ω·m以上。另外，室溫下的電阻率優(yōu)選設(shè)定為65.0×10^-8ω·m以上。室溫下的電阻率可以為85.0×10^-8ω·m以下或70.0×10^-8ω·m以下。

為了得到該室溫下的電阻率，如下述式(16)所示，(si+al+0.5×mn)需要為4.0～7.0。該(si+al+0.5×mn)更優(yōu)選為4.4～7.0。以下如下述式(17)所示有時(shí)也將該(si+al+0.5×mn)表示為e。

此外，室溫下的電阻率通過公知的四端子法來測定。由鋼板的從邊緣分開10cm以上的位置采取至少一個(gè)樣本，在從該樣本去除絕緣包覆后對(duì)電阻率進(jìn)行測定。去除絕緣包覆只要使用例如20％的氫氧化鈉水溶液等那樣的堿性水溶液就行。

4.0≤si+al+0.5×mn≤7.0(16)

e＝si+al+0.5×mn(17)

這里，式中的各元素符號(hào)表示鋼中的各元素的含量(質(zhì)量％)。

3.平均晶體粒徑

無方向性電磁鋼板的平均晶體粒徑(晶粒的平均直徑)優(yōu)選為30μm～200μm的范圍內(nèi)。在平均晶體粒徑為30μm以上的情況下，由于各個(gè)再結(jié)晶晶粒的磁性特性高，因此磁通密度和鐵損改善。另外，在平均晶體粒徑為200μm以下的情況下，渦流損耗減少，進(jìn)而鐵損降低。

此外，無方向性電磁鋼板的平均晶體粒徑(μm)對(duì)于以50倍的倍率通過光學(xué)顯微鏡拍攝得到的照片適用切斷法來確定。樣本由鋼板的從邊緣分開10cm以上的位置采取三個(gè)。對(duì)這些樣本的縱截面(包括板厚方向和軋制方向的面；與板寬方向垂直的面)的照片適用切斷法。就該切斷法來說，將板厚方向的晶體粒徑的平均值和軋制方向的晶體粒徑的平均值平均來確定平均晶體粒徑。所測定的晶粒的數(shù)目優(yōu)選采取得到的樣本每一個(gè)至少為200個(gè)以上。

4.{100}面的強(qiáng)度i{100}與{111}面的強(qiáng)度i{111}的比率(i{100}/i{111})：0.50～1.40

本實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板具有如下述式(18)所示{100}面的強(qiáng)度i{100}與{111}面的強(qiáng)度i{111}的比率(i{100}/i{111})為0.50～1.40的織構(gòu)。如圖2所示，在i{100}/i{111}低于0.50的情況下，得不到所期望的磁性特性，鐵損增加。另一方面，在i{100}/i{111}超過1.40的情況下，在沖裁時(shí)產(chǎn)生形變孿晶的晶粒顯著增加。該形變孿晶妨礙磁壁的移動(dòng)，因此如圖2所示鐵損劣化。樣本由鋼板的從邊緣分開10cm以上的位置采取三個(gè)。對(duì)這些樣本的橫截面(與厚度方向垂直的截面)適用x射線衍射法(反射法)。此外，所測定的板厚位置(橫截面的厚度方向上的位置)為表面附近(鋼板的從表面僅分開板厚的1/10的距離的地方)和板厚中心(鋼板的從表面僅分開板厚的1/2的距離的地方)。對(duì)于上述表面附近和板厚中心這兩者使用x射線衍射裝置(x射線衍射法)以反射法測定三個(gè)正極點(diǎn)圖({200}面、{110}面、{211}面的正極點(diǎn)圖)。由這些正極點(diǎn)圖通過計(jì)算得到各板厚位置處的晶體取向分布函數(shù)(odf)。然后，將表面附近的odf和板厚中心的odf平均化，確定i{100}和i{111}。

0.50≤i{100}/i{111}≤1.40(18)

5.板厚：0.05～0.40mm

本實(shí)施方式本質(zhì)上以在高頻下實(shí)現(xiàn)低鐵損為前提。當(dāng)板厚薄時(shí)能夠在高頻下得到低鐵損，因此板厚需要為0.40mm以下。另外，板厚優(yōu)選為0.30mm以下，更優(yōu)選為0.20mm以下。另一方面，在使板厚過薄的情況下鋼板的平坦度劣化，從而有時(shí)鋼板的占空系數(shù)極端降低或鐵心的生產(chǎn)率降低。因此，板厚需要為0.05mm以上。此外，板厚優(yōu)選為0.10mm以上，更優(yōu)選為0.15mm以上。

6.制造方法

從降低制造成本的觀點(diǎn)考慮，本實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板適合通過下述實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板的制造方法來制造。

b.無方向性電磁鋼板的制造方法

接著，對(duì)一個(gè)實(shí)施方式的無方向性電磁鋼板的制造方法中的各工序進(jìn)行說明。

1.熱軋工序

熱軋工序中，對(duì)具有上述的化學(xué)組成的板坯實(shí)施熱軋來制成熱軋板。

熱軋的條件沒有特別限定。熱軋板的板厚(終軋板厚)優(yōu)選設(shè)定為1.0mm～2.5mm。在板厚為1.0mm以上的情況下，對(duì)熱軋機(jī)施加的負(fù)荷少，熱軋工序中的生產(chǎn)率高。

2.冷軋工序

冷軋工序中，在上述熱軋工序后對(duì)熱軋板實(shí)施冷軋來制成冷軋板。

冷軋中，由上述式(14)表示的固溶強(qiáng)化參數(shù)r和熱軋板的平均晶體粒徑d(μm)需要滿足下述式(19)。在固溶強(qiáng)化參數(shù)r和熱軋板的平均晶體粒徑d(μm)滿足下述式(19)的情況下，能夠在冷軋時(shí)不易發(fā)生斷裂地得到冷軋板。另一方面，在固溶強(qiáng)化參數(shù)r和熱軋板的平均晶體粒徑d(μm)不滿足下述式(19)的情況下，在冷軋時(shí)發(fā)生斷裂，無法得到制品(無方向性電磁鋼板)。

此外，平均晶體粒徑d(μm)對(duì)于以50倍的倍率通過光學(xué)顯微鏡拍攝得到的照片適用切斷法來確定。樣本由熱軋板的從邊緣分開10cm以上的位置采取三個(gè)。對(duì)這些樣本的縱截面(包括板厚方向和軋制方向的面；與板寬方向垂直的面)的照片適用切斷法。就該切斷法來說，將板厚方向的晶體粒徑的平均值和軋制方向的晶體粒徑的平均值平均來確定平均晶體粒徑。所測定的晶粒的數(shù)目優(yōu)選采取得到的樣本每一個(gè)至少為200個(gè)以上。

這里，平均晶體粒徑d(μm)為即將冷軋前的熱軋板(直接被冷軋的熱軋板)的平均粒徑。即，“即將冷軋前的鋼板”在冷軋工序緊接著熱軋工序后的情況下是指由熱軋工序得到的熱軋板。另外，如后所述，在熱軋工序與冷軋工序之間進(jìn)行熱軋板退火工序的情況下，“即將冷軋前的鋼板”是指由熱軋板退火工序得到的熱軋板退火板(受過熱軋板退火的熱軋板)。

冷軋的壓下率優(yōu)選設(shè)定為60％～95％。在壓下率為60％以上的情況下，能夠更穩(wěn)定地得到p給無方向性電磁鋼板的織構(gòu)帶來的效果。另外，在壓下率為95％以下的情況下，能夠在工業(yè)上穩(wěn)定地制造無方向性電磁鋼板。冷軋中，基于上述“a.無方向性電磁鋼板”所述的理由，將冷軋板的板厚設(shè)定為0.05mm～0.40mm。

冷軋時(shí)的鋼板溫度可以為室溫。另外，冷軋可以是鋼板溫度為100℃～200℃的溫軋。為了將鋼板溫度加熱到100℃～200℃，既可以預(yù)熱鋼板，也可以預(yù)熱輥。

此外，冷軋中的道次數(shù)優(yōu)選為三道次以上。該冷軋中，第一道次的壓下率優(yōu)選為10％～25％。另外，第一道次到第二道次的總計(jì)壓下率(累積壓下率)優(yōu)選為35％～55％。此外，從第一道次到最終道次的總計(jì)壓下率(累積壓下率)如上所述優(yōu)選設(shè)定為60％～95％。在第一道次的壓下率為10％以上的情況下，冷軋板的生產(chǎn)效率高。另外，在第一道次的壓下率為25％以下的情況下，鋼板能夠高速且穩(wěn)定地從輥之間通過。在第一道次到第二道次的總計(jì)壓下率為35％以上的情況下，鋼板能夠高速且穩(wěn)定地從輥之間通過。另外，在第一道次到第二道次的總計(jì)壓下率為55％以下的情況下，對(duì)冷軋機(jī)施加的負(fù)荷少。

3.最終退火工序

最終退火工序中，在上述冷軋工序后對(duì)冷軋板實(shí)施最終退火來制成無方向性電磁鋼板。

最終退火工序包括下述過程：加熱過程，該過程對(duì)冷軋板進(jìn)行加熱；保持過程，該過程將被加熱后的冷軋板的溫度在規(guī)定溫度區(qū)域以固定溫度保持；以及冷卻過程，該過程在保持過程之后對(duì)冷軋板進(jìn)行冷卻。為了使無方向性電磁鋼板的i{100}/i{111}落入0.50～1.40的范圍，加熱過程中需要將冷軋板的溫度以550℃～700℃的范圍內(nèi)的固定溫度保持10～300秒的中間保持。以該550℃～700℃這一范圍，能夠?qū)υ诎迕?與鋼板的表面平行的面即包括軋制方向和板寬方向的面)具有{100}面的晶粒的量和在板面具有{111}面的晶粒的量進(jìn)行控制。另外，在該范圍冷軋板的溫度以固定溫度被保持的時(shí)間低于10秒的情況下，無法得到i{100}/i{111}為0.50～1.40的范圍的織構(gòu)，在沖裁時(shí)使產(chǎn)生形變孿晶的晶粒顯著增加。另一方面，在上述范圍冷軋板的溫度以固定溫度被保持的時(shí)間超過300秒的情況下，無方向性電磁鋼板的生產(chǎn)率低。為了進(jìn)一步提高生產(chǎn)率，更優(yōu)選該保持時(shí)間為30秒以下。此外，在低于550℃的溫度區(qū)域和超過700℃的溫度區(qū)域，無論怎樣對(duì)將冷軋板的溫度保持為固定溫度的時(shí)間進(jìn)行控制，i{100}/i{111}也不會(huì)充分地變化，因此無法得到合適的織構(gòu)。在中間保持之后，加熱過程將冷軋板進(jìn)一步加熱至冷軋板的溫度超過700℃的目標(biāo)溫度。然后，保持過程中，將冷軋板的溫度保持為包括目標(biāo)溫度的規(guī)定溫度區(qū)域。該溫度區(qū)域在為1100℃以下的情況下，對(duì)退火設(shè)備施加的負(fù)荷少，因此優(yōu)選為1100℃以下。另外，為了使無方向性電磁鋼板的平均晶體粒徑落入30μm～200μm的范圍，優(yōu)選將冷軋板的溫度在950℃以上的范圍保持1秒以上。另一方面，在冷軋板的溫度被保持為950℃以上的范圍的時(shí)間為300秒以下的情況下，生產(chǎn)率是充分的。從以上考慮，保持過程中更優(yōu)選將冷軋板的溫度在950～1100℃的范圍內(nèi)保持1～300秒。就最終退火來說，基于上述“a.無方向性電磁鋼板”所述的理由，優(yōu)選在最終退火后得到30μm～200μm的平均晶體粒徑。

4.熱軋板退火工序

本實(shí)施方式中，也可以在熱軋工序與冷軋工序之間進(jìn)行熱軋板退火工序。熱軋板退火工序中，能夠進(jìn)一步提高p給al含量為1.0％以上的鋼板的織構(gòu)帶來的效果，能夠更穩(wěn)定地確保高磁通密度和低鐵損。另外，熱軋板退火工序中，釋放在熱軋時(shí)被導(dǎo)入的加工組織中的應(yīng)變，使熱軋板的硬度降低。由此，通過熱軋板退火，能夠降低對(duì)冷軋機(jī)的負(fù)荷或冷軋時(shí)對(duì)鋼板的損傷(例如發(fā)生起皺)。因此，優(yōu)選進(jìn)行對(duì)由上述熱軋工序得到的熱軋板實(shí)施熱軋板退火的熱軋板退火工序。

熱軋板退火工序包括下述過程：加熱過程，該過程對(duì)熱軋板進(jìn)行加熱；保持過程，該過程將被加熱后的熱軋板的溫度保持為規(guī)定范圍；以及冷卻過程，該過程在保持過程后對(duì)熱軋板進(jìn)行冷卻。

熱軋板中有時(shí)根據(jù)軋制條件而包含不同的加工組織。另外，由于熱軋板含有1.0％以上的al，因此再結(jié)晶結(jié)束的溫度在900℃～950℃的范圍內(nèi)。由此，為了由加工組織得到再結(jié)晶組織并且穩(wěn)定地防止冷軋時(shí)的鋼板的損傷，優(yōu)選以950℃以上的溫度范圍對(duì)熱軋板進(jìn)行退火。另外，基于相同理由，優(yōu)選將該溫度范圍中的退火時(shí)間設(shè)定為30秒以上。在對(duì)熱軋板以1100℃以下進(jìn)行退火的情況下，對(duì)退火設(shè)備施加的負(fù)荷少，因此退火溫度優(yōu)選為1100℃以下。在退火時(shí)間為3600秒以下的情況下，能夠維持高生產(chǎn)率，因此優(yōu)選設(shè)定為3600秒以下。另外，在固溶強(qiáng)化參數(shù)r為3.80以下的情況下，當(dāng)退火溫度為1000℃以上時(shí)，能夠進(jìn)一步提高由上述式(19)得到的效果。因此，退火溫度優(yōu)選為1000℃以上。

另外，冷卻過程中，為了減少p的晶界偏析來進(jìn)一步改善織構(gòu)，優(yōu)選將從950℃到600℃的溫度區(qū)域中的平均冷卻速度設(shè)定為1℃/秒～30℃/秒。

從以上考慮，熱軋板退火中，更優(yōu)選在將熱軋板的溫度以950℃～1100℃的范圍保持30秒～3600秒之后按照使從950℃到600℃的溫度區(qū)域中的平均冷卻速度為1℃/秒～30℃/秒的方式進(jìn)行冷卻。

本發(fā)明不限于上述實(shí)施方式。上述實(shí)施方式不過是具體例子，本發(fā)明的技術(shù)范圍包括具有與本發(fā)明的權(quán)利要求書所述的特征實(shí)質(zhì)上相同的特征的方案。

實(shí)施例

以下，對(duì)參考實(shí)驗(yàn)和本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行具體說明。此外，以下的表中帶有下劃線的欄表示不滿足本發(fā)明的必須條件的條件。

(參考實(shí)驗(yàn)1)p含量的影響

將具有下述表1所示的化學(xué)組成的鋼編號(hào)1～10在真空中熔煉，進(jìn)行鑄造來得到了板坯。對(duì)該板坯進(jìn)行熱軋，得到了具有2.0mm的板厚的熱軋板。然后，熱軋板退火中，在將該熱軋板加熱到1000℃后將熱軋板的溫度以1000℃保持60秒，按照使從950℃到600℃的平均冷卻速度為下述表2所示的值的方式將熱軋板從1000℃冷卻到室溫。在熱軋板退火后，對(duì)熱軋板進(jìn)行冷軋，得到了具有0.35mm的板厚的冷軋板。對(duì)冷軋板實(shí)施將該冷軋板的溫度以1050℃保持1秒的最終退火，得到了無方向性電磁鋼板(樣本編號(hào)1～10)。

由該無方向性電磁鋼板沖裁55mm見方的單板試驗(yàn)片，對(duì)該單板試驗(yàn)片的室溫下的電阻率ρ[ω·m]進(jìn)行了測定。另外，對(duì)單板試驗(yàn)片施加磁通密度為1.0t、頻率為400hz的磁通來對(duì)單板試驗(yàn)片進(jìn)行磁化，對(duì)單板試驗(yàn)片的高頻鐵損w10/400[w/kg]進(jìn)行了測定。此外，以50倍的倍率通過光學(xué)顯微鏡對(duì)單板試驗(yàn)片的邊緣表面(沖裁面)的照片進(jìn)行拍攝，對(duì)該照片中的約300個(gè)晶粒和該約300個(gè)晶粒內(nèi)產(chǎn)生了形變孿晶的晶粒的數(shù)目進(jìn)行計(jì)數(shù)，求出產(chǎn)生了形變孿晶的晶粒的數(shù)目與晶?？倲?shù)(約300個(gè))的比例(孿晶產(chǎn)生率)。將各樣本編號(hào)的ρ、w10/400、孿晶產(chǎn)生率示于表2。此外，全部樣本編號(hào)中，無方向性電磁鋼板的平均晶體粒徑約為100μm。

表1

※1)x＝al/(si+al+0.5×mn)

※2)r＝si+al/2+mn/4+5×p

※3)e＝si+al+0.5×mn

就樣本編號(hào)1～4的組來說，p含量約為0.01％。當(dāng)在該樣本組中將樣本編號(hào)2與樣本編號(hào)1進(jìn)行比較時(shí)，w10/400隨著ρ的增加而降低。另外，當(dāng)將樣本編號(hào)3與樣本編號(hào)2進(jìn)行比較時(shí)，盡管ρ相同，但w10/400也隨著x的增加而增加。就樣本編號(hào)5～10的組來說，p含量約為0.08％。當(dāng)在該樣本組中將樣本編號(hào)7與具有和樣本編號(hào)7相同的ρ的樣本編號(hào)6進(jìn)行比較時(shí)，盡管x增加但也維持了w10/400。另外，樣本編號(hào)5由于固溶強(qiáng)化參數(shù)r過高，因此在冷軋中發(fā)生熱軋板的斷裂，沒有得到無方向性電磁鋼板。圖1表示各樣本組中的w10/400與al/(si+al+0.5×mn)之間的關(guān)系，該圖1明確地表示了p含量給w10/400與x之間的關(guān)系帶來的效果。其中，該圖1排除了樣本編號(hào)5。由表1和圖1可知：在p含量約為0.01％的情況下，在x增加至x達(dá)到0.38的同時(shí)w10/400降低，但在x超過0.38后在x增加的同時(shí)w10/400的值增加。另一方面，在p含量約為0.08％的情況下，就算x增加也維持了低w10/400。這樣，當(dāng)鋼最低也包含0.05％的p時(shí)，幾乎沒有與x增加相伴的w10/400增加，因此能夠在維持了w10/400的情況下提高鋼的待加工性。

另外，由樣本編號(hào)1～4可知：在將無方向性電磁鋼板的ρ維持為高水準(zhǔn)的情況下，si含量越多則孿晶產(chǎn)生率越增加。當(dāng)增大x時(shí)，能夠在將ρ維持為高水準(zhǔn)的情況下使si含量降低來降低孿晶產(chǎn)生率。此時(shí)，磁壁的移動(dòng)變得容易，可以期待能夠降低w10/400。然而，樣本編號(hào)1～4就算降低孿晶產(chǎn)生率也無法降低w10/400。另外，當(dāng)將樣本編號(hào)6～8與樣本編號(hào)2～4進(jìn)行比較時(shí)，孿晶產(chǎn)生率幾乎不依賴于p含量。由此可知，p含量給w10/400與x之間的關(guān)系帶來的效果不是由孿晶產(chǎn)生率降低引起的，而是由通過增加p含量得到的織構(gòu)改善引起的。

(參考實(shí)驗(yàn)2)平均晶體粒徑d[μm]的影響

將上述表1所示的鋼編號(hào)1、3、4、5、7和8在真空中熔煉，進(jìn)行鑄造來得到了板坯。將該板坯熱軋，得到了具有2.0mm的板厚的熱軋板。然后，熱軋板退火中，在將該熱軋板加熱到下述表3所示的退火溫度后將熱軋板的溫度以該溫度保持60秒，按照使從950℃到600℃的平均冷卻速度為下述表3所示的值的方式將熱軋板從其保持溫度冷卻到室溫。

對(duì)該熱軋板退火板的平均晶體粒徑(即將冷軋前的鋼板的平均晶體粒徑)d[μm]和1kgf下的表面硬度hv(維氏硬度)[-]進(jìn)行了測定。將平均晶體粒徑d[μm]和表面硬度hv[-]示于表3。

然后，對(duì)熱軋板退火板進(jìn)行冷軋，由此得到了板厚為0.20mm的冷軋板(樣本編號(hào)1-a～8-d)。該冷軋中的道次數(shù)為五道次。將第一道次的壓下率設(shè)定為15％，將從第一道次到第二道次的總計(jì)壓下率設(shè)定為40％，將總壓下率設(shè)定為90.0％。表3示出在冷軋中有無斷裂。

表3

※1)r＝si+al/2+mn/4+5×p

※2)

就樣本編號(hào)5-a～5-d來說，不僅固溶強(qiáng)化參數(shù)r過高，而且該固溶參數(shù)r和平均晶體粒徑d[μm]不滿足上述(19)式，因此熱軋板退火板在冷軋中斷裂。就樣本編號(hào)7-a來說，固溶參數(shù)r和平均晶體粒徑d[μm]不滿足上述(19)式，因此熱軋板退火板在冷軋中斷裂。除了樣本編號(hào)5-a～5-d和樣本編號(hào)7-a以外的樣本在冷軋中不斷裂地對(duì)熱軋板退火板進(jìn)行了軋制。

(實(shí)施例1)

將上述表1所示的鋼編號(hào)6、7和8在真空中熔煉，進(jìn)行鑄造來得到了板坯。對(duì)該板坯進(jìn)行熱軋，得到了具有2.0mm的板厚的熱軋板。接著，熱軋板退火中，在將該熱軋板加熱到1000℃后將熱軋板的溫度以1000℃保持60秒，按照使從950℃到600℃的平均冷卻速度為1℃/秒～30℃/秒的方式將熱軋板從1000℃冷卻到室溫。然后，對(duì)熱軋板退火板進(jìn)行冷軋來得到了板厚為0.35mm的冷軋板。接著，最終退火中，將冷軋板加熱到1050℃，在將冷軋板的溫度以1050℃保持1秒后將冷軋板從1050℃冷卻到室溫，由此得到了無方向性電磁鋼板(樣本編號(hào)6-e～8-f)。就樣本編號(hào)6-f、7-f、8-f來說，如表4所示，在將冷軋板的溫度加熱到1050℃的加熱過程中將冷軋板的溫度以600℃保持20秒。

與(參考實(shí)驗(yàn)1)同樣地，對(duì)所得到的無方向性電磁鋼板的高頻鐵損w10/400[w/kg]和孿晶產(chǎn)生率進(jìn)行了測定。此外，使用x射線衍射裝置來測定了無方向性電磁鋼板的表面附近和板厚中心處的正極點(diǎn)圖。由這些正極點(diǎn)圖來計(jì)算表面附近的odf和板厚中心的odf，將這些odf平均來確定i{100}/i{111}。將w10/400、孿晶產(chǎn)生率和i{100}/i{111}的結(jié)果示于表4。另外，就全部樣本編號(hào)來說，無方向性電磁鋼板的平均晶體粒徑約為100μm。

通過例如將樣本編號(hào)7-f與樣本編號(hào)7-e比較可知：就x為0.50以上的鋼(鋼編號(hào)7和8)來說，當(dāng)對(duì)最終退火的加熱過程追加將冷軋板的溫度以600℃保持20秒的中間保持時(shí)，鐵損大幅降低。另外，通過該中間保持使i{100}/i{111}減少，孿晶產(chǎn)生率降低。孿晶產(chǎn)生率降低的詳細(xì)理由尚不明確，但由于形變孿晶是沿著{211}面的＜111＞方向產(chǎn)生的，因此可以認(rèn)為i{100}/i{111}會(huì)影響形變孿晶的產(chǎn)生。其結(jié)果是，可以認(rèn)為通過i{100}/i{111}為0.50～1.40的織構(gòu)抑制了沖裁時(shí)的形變孿晶的產(chǎn)生。

另一方面，通過將樣本編號(hào)6-f與樣本編號(hào)6-e比較可知：就x低于0.50的鋼(鋼編號(hào)6)來說，就算對(duì)最終退火的加熱過程追加將冷軋板的溫度以600℃保持20秒的中間保持，i{100}/i{111}、孿晶產(chǎn)生率、鐵損也幾乎沒有變化。

這樣，最終退火的加熱過程中，當(dāng)將x為0.50以上的冷軋板的溫度在550℃～700℃的范圍內(nèi)以固定溫度保持10～300秒時(shí)，能夠得到i{100}/i{111}為0.50～1.40的織構(gòu)。另一方面，在x低于0.50的情況下或在不將冷軋板的溫度在550℃～700℃的范圍內(nèi)以固定溫度保持10～300秒的情況下，無法得到i{100}/i{111}為0.50～1.40的織構(gòu)。

(實(shí)施例2)

將具有下述表5和6所示的化學(xué)組成的鋼編號(hào)11～65在真空中熔煉，進(jìn)行鑄造來得到了板坯。對(duì)該板坯進(jìn)行熱軋，得到了具有2.0mm的板厚的熱軋板。接著，熱軋板退火中，在將該熱軋板加熱到1000℃后將熱軋板的溫度以1000℃或1050℃保持60秒，按照使從950℃到600℃的平均冷卻速度為下述表7和8所示的值的方式將熱軋板從1000℃冷卻到室溫。對(duì)該熱軋板退火板的平均晶體粒徑(即將冷軋前的鋼板的平均晶體粒徑)d[μm]進(jìn)行了測定。將平均晶體粒徑d[μm]示于表7和8。

接著，對(duì)熱軋板退火板進(jìn)行冷軋，由此得到了板厚為0.35mm的冷軋板。該冷軋的道次數(shù)為六個(gè)道次。將第一道次的壓下率設(shè)定為20％，將從第一道次到第二道次的總計(jì)壓下率設(shè)定為50％，將總壓下率設(shè)定為82.5％。此外，最終退火的加熱過程中，將該冷軋板加熱到600℃，將冷軋板的溫度以600℃保持20秒，進(jìn)而將冷軋板加熱到1050℃。然后，最終退火的后續(xù)過程中，將被加熱后的冷軋板以1050℃保持1秒，得到了無方向性電磁鋼板(樣本編號(hào)11～65)。

由該無方向性電磁鋼板沖裁55mm見方的單板試驗(yàn)片，對(duì)該單板試驗(yàn)片的室溫下的電阻率ρ[ω·m]進(jìn)行了測定。另外，對(duì)該單板試驗(yàn)片的5000a/m的磁化力下的磁通密度b50[t]和w10/400[w/kg]進(jìn)行了測定。將ρ[ω·m]、b50[t]和w10/400[w/kg]的結(jié)果示于表9和10。另外，就任意樣本編號(hào)來說，無方向性電磁鋼板的平均晶體粒徑均約為100μm。

表5

※1)x＝al/(si+al+0.5×mn)

※2)r＝si+al/2+mn/4+5×p

※3)e＝si+al+0.5×mn

表6

※1)x＝al/(si+al+0.5×mn)

※2)r＝si+al/2+mn/4+5×p

※3)e＝si+al+0.5×mn

表7

※1)

表8

※1)

表9

表10

就樣本編號(hào)11～14來說，si含量、ρ和e過小，因此w10/400高。就樣本編號(hào)15～18來說，不僅si含量過大，而且r不滿足上述(15)式，因此鋼板在冷軋中斷裂。另外，就樣本編號(hào)19～22來說，不僅mn含量過高，而且x和i{100}/i{111}分別不滿足上述(12)和(18)式，因此w10/400高。就樣本編號(hào)23～26來說，化學(xué)組成和織構(gòu)不適當(dāng)，因此w10/400高。就這些樣本編號(hào)來說，mn含量過高，al含量過低，而且ρ低，e小。此外，x和i{100}/i{111}分別不滿足上述(12)和(18)式。就樣本編號(hào)27～30來說，不僅al含量過高，而且i{100}/i{111}不滿足上述(18)式，因此w10/400高。就樣本編號(hào)31來說，由于p含量過低，因此w10/400高。

另一方面，就樣本編號(hào)32～65來說，鋼的化學(xué)組成和制造條件適當(dāng)，因此冷軋中的制造性(生產(chǎn)率和成品率)優(yōu)異。另外，就這些樣本編號(hào)來說，鋼板的電阻率和織構(gòu)適當(dāng)，因此w10/400低。

圖2示出了由樣本編號(hào)19～22、27～30和32～65的數(shù)據(jù)制作得到的表示i{100}/i{111}與w10/400之間的關(guān)系的曲線圖。由該圖2可知：當(dāng)i{100}/i{111}為0.5～1.4的范圍時(shí)，能夠?qū)10/400減小到最小限度。

產(chǎn)業(yè)上的可利用性

根據(jù)本發(fā)明，能夠提供進(jìn)一步改善了高頻鐵損的廉價(jià)的無方向性電磁鋼板以及其制造方法，因此本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的可利用性大。