[发明专利]铁损优良的无方向性电磁钢板

说明书

技术领域

本发明提供一种铁损、特别是消除应力退火后的铁损优良的无方向性电磁钢板，其可以降低在马达铁心等中使用的无方向性电磁钢板的铁损，减少能量损失，谋求电气设备的高效率并有助于能源的节约。

更具体地说，本发明在无方向性电磁钢板中，使TiN充分地在REM的硫化物中复合析出，藉此减少钢中的固溶Ti，并使钢板在退火时容易于低温部产生的微细的TiC的析出受到抑制，其结果，可以提供一种晶粒生长优良、且铁损较低的无方向性电磁钢板。

背景技术

人们已经知道，无方向性电磁钢板在结晶粒径为150μm左右时铁损达到最小。最终退火工序使晶粒得以生长。因此，从产品铁损的角度考虑，或者从制造的简便化、生产的高效率化的角度考虑，优选的是在最终退火中的晶粒生长性更好的钢板。

另一方面，电磁钢板由使用者进行冲裁加工后用于铁心制造，而冲裁加工的冲裁精度是晶粒越细越好，结晶粒径例如优选为40μm以下。

于是，产品钢板以结晶粒径较细的状态出厂，使用者在进行冲裁加工后，往往采取如下的策略，例如进行750℃×2小时左右的消除应力退火，从而使晶粒得以生长。

在此情况下，使用者为了提高生产效率，大多要求即使进行低温短时间的消除应力退火，其晶粒生长性也良好的产品钢板。

阻碍晶粒生长的主要原因之一是钢中微细分散的夹杂物。人们已经知道，产品中含有的夹杂物的个数越是更多，以及尺寸越是减小，晶粒生长便越是受到阻碍。

也就是说，正如Zener所提示的那样，用夹杂物的当量球半径r和夹杂物在钢中所占有的体积占有率f表示的r/f值越是更小，则晶粒生长越是更加恶化。因此，为了使晶粒生长良好，更进一步减少夹杂物的个数是不言而喻的，使夹杂物的大小更加粗大化是很重要的。

作为阻碍无方向性电磁钢板的晶粒生长的微细夹杂物，为人所知的有二氧化硅和氧化铝等氧化物、硫化锰等硫化物、氮化铝和氮化钛等氮化物等。

为了除去这些微细夹杂物或使其减少到必要充分的水平，不言自明的是在钢水阶段可以谋求高纯化。

但是，为了除去微细夹杂物或使其减少到必要充分的水平，在钢水阶段谋求高纯化由于不可避免地带来炼钢成本的上升，因而是不优选的。

于是，作为其它的方法，为人所知的几种方法是在钢中添加各种元素，以谋求夹杂物的无害化。

关于氧化物，由于技术的进步，通过充分添加作为强脱氧元素的Al，并充分保证氧化物的上浮除去时间，便可以在钢水阶段除去氧化物而实现无害化。

关于硫化物，例如正如特开昭51-62115号公报、特开昭56-102550号公报、特开昭59-74212号公报以及日本专利第3037878号公报等所公开的那样，为人所知的方法是通过添加作为脱硫元素的稀土类元素(以下记为REM)等，使S成为粗大夹杂物而实现无害化。

另外，关于氮化物，正如日本专利第1167896号公报或者日本专利第1245901号公报等所公开的那样，为人所知的方法是通过添加B，使N成为粗大夹杂物而实现无害化。

然而，在采用上述的方法除去无方向性电磁钢板的氧化物、硫化物以及氮化物，或者使夹杂物变得粗大而实现无害化之后，即使进行最终退火或消除应力退火，有时晶粒的生长也部分地产生偏差，从而微细晶粒和粗大晶粒混合存在，导致铁损的不良。

显然，其原因在于：在最终退火或消除应力退火阶段，起因于固溶的Ti、C的微细碳化钛(以下记为TiC)在产品板的局部析出，它们阻碍了晶粒的生长。下面就其进行具体的说明。

无方向性电磁钢板的最终退火或消除应力退火大多通常在1000℃以下的较低的温度下进行，其中，为了防止产品板表面涂层的损耗，消除应力退火在750℃左右、或更低的温度下进行。

因此，在这样的低温下为了使晶粒充分生长，进行1小时以上长时间的退火是一种不得已的选择。

在这样的低温且长时间的退火中，产品板的温度经常难以控制为在整个面上保持恒定，从而往往产生温度分布的不均匀，产品板的一部分温度更低，而另一部分温度更高。

然而，通过另外的研究已经明确：当在电磁钢中析出TiC时，在700～800℃的范围内析出，特别在750℃以下，TiC的析出很活跃。

因此，在低温且长时间的退火中，产品板的温度成为较高温的部分由于超过TiC的析出温度，因而不会析出TiC，另外，该部分由于处于高温，故而晶粒生长速度也加快，因此，该部分的晶粒发生粗大化。

另一方面，产品板的温度处于较低温度的部分在TiC的析出温度以下，从而在退火中析出TiC。