特許 7587497 改善された分極および低磁気損失を有する、高周波電気モータ用途のための電気鋼帯または鋼板

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-12

(45)【発行日】2024-11-20

(54)【発明の名称】改善された分極および低磁気損失を有する、高周波電気モータ用途のための電気鋼帯または鋼板

(51)【国際特許分類】

   C22C 38/00 20060101AFI20241113BHJP

   C22C 38/34 20060101ALI20241113BHJP

   C21D 8/12 20060101ALI20241113BHJP

   H01F 1/147 20060101ALI20241113BHJP

   H01F 3/02 20060101ALI20241113BHJP

【ＦＩ】

C22C38/00 303U

C22C38/34

C21D8/12 A

H01F1/147 175

H01F3/02

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2021524159

(86)(22)【出願日】2019-11-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-17

(86)【国際出願番号】 EP2019080537

(87)【国際公開番号】W WO2020094787

(87)【国際公開日】2020-05-14

【審査請求日】2022-11-01

(31)【優先権主張番号】PCT/EP2018/080598

(32)【優先日】2018-11-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(73)【特許権者】

【識別番号】510041496

【氏名又は名称】ティッセンクルップ スチール ヨーロッパ アクチェンゲゼルシャフト

【氏名又は名称原語表記】ＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ｓｔｅｅｌ Ｅｕｒｏｐｅ ＡＧ

【住所又は居所原語表記】Ｋａｉｓｅｒ－Ｗｉｌｈｅｌｍ－Ｓｔｒａｓｓｅ １００，４７１６６ Ｄｕｉｓｂｕｒｇ Ｇｅｒｍａｎｙ

(73)【特許権者】

【識別番号】501186597

【氏名又は名称】ティッセンクルップ アクチェンゲゼルシャフト

【住所又は居所原語表記】ＴｈｙｓｓｅｎＫｒｕｐｐ Ａｌｌｅｅ １ ４５１４３ Ｅｓｓｅｎ Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114188

【弁理士】

【氏名又は名称】小野 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100119253

【弁理士】

【氏名又は名称】金山 賢教

(74)【代理人】

【識別番号】100124855

【弁理士】

【氏名又は名称】坪倉 道明

(74)【代理人】

【識別番号】100129713

【弁理士】

【氏名又は名称】重森 一輝

(74)【代理人】

【識別番号】100137213

【弁理士】

【氏名又は名称】安藤 健司

(74)【代理人】

【識別番号】100143823

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 英彦

(74)【代理人】

【識別番号】100183519

【弁理士】

【氏名又は名称】櫻田 芳恵

(74)【代理人】

【識別番号】100196483

【弁理士】

【氏名又は名称】川嵜 洋祐

(74)【代理人】

【識別番号】100160749

【弁理士】

【氏名又は名称】飯野 陽一

(74)【代理人】

【識別番号】100160255

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100202267

【弁理士】

【氏名又は名称】森山 正浩

(74)【代理人】

【識別番号】100182132

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 隆

(74)【代理人】

【識別番号】100146318

【弁理士】

【氏名又は名称】岩瀬 吉和

(74)【代理人】

【識別番号】100127812

【弁理士】

【氏名又は名称】城山 康文

(72)【発明者】

【氏名】ヴィドヴィチ，アントン

(72)【発明者】

【氏名】テルガー，カール

(72)【発明者】

【氏名】フィッシャー，オラフ

(72)【発明者】

【氏名】ヴィンクラー，ニーナ・マリア

【審査官】鈴木 葉子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０２１２４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－２４６８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１５８９４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１４－００６０７２５（ＫＲ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１５－００７３８０３（ＫＲ，Ａ）

【文献】特開２００３－２５３４０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０１０９８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０４９４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－１４４０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１５－５１５５３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－０１６２７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２２Ｃ ３８／００－３８／６０

Ｃ２１Ｄ ８／１２， ９／４６

Ｈ０１Ｆ １／１２－ １／３８， １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

以下の組成を有する無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板であって（いずれの数値も重量％単位）、
３．２０～３．４０のＳｉ、
０．８５～１．１０のＡｌ、
０．０７～０．１８のＭｎ、
０．０１～０．０４のＰ、
０．０００３～０．００３０のＳ、
０．０００５～０．００２５のＮ、
０．００１０～０．００５０のＣ、
０．００１５～０．００４０のＴｉ、
０．０１～０．０８のＣｒ、
合計で最大０．０５のＮｂ＋Ｍｏ＋Ｖ、
１重量％未満の不可避不純物、および
残部がＦｅ；
５０℃で０．６２～０．６５μΩｍの比電気抵抗を有し、
５０Ｈｚおよび１００Ａ／ｍでの分極と１Ｔおよび４００Ｈｚでの磁気損失との比（分極／磁気損失）の１００倍が、少なくとも６．８であることを特徴とする、無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板。

【請求項2】

４００Ｈｚおよび１００Ａ／ｍでの分極と１Ｔおよび４００Ｈｚでの磁気損失との比（分極／磁気損失）の１００倍が、少なくとも６．０であることを特徴とする、請求項１に記載の無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板。

【請求項3】

いずれの場合も０．２８０～０．３１ｍｍの鋼板厚さで、１．５Ｔの分極Ｊおよび５０Ｈｚで２．３Ｗ／ｋｇ以下；１．０Ｔの分極および４００Ｈｚで１４．２Ｗ／ｋｇ以下；１．０Ｔの分極および７００Ｈｚで３３Ｗ／ｋｇ以下；１．０Ｔの分極および１０００Ｈｚで５８Ｗ／ｋｇ以下の損失値を有し、
いずれの場合も０．２５５～０．２８０ｍｍの鋼板厚さで、１．５Ｔの分極Ｊおよび５０Ｈｚで２．２Ｗ／ｋｇ以下；１．０Ｔの分極および４００Ｈｚで１３．６Ｗ／ｋｇ以下；１．０Ｔの分極および７００Ｈｚで３２Ｗ／ｋｇ以下；１．０Ｔの分極および１０００Ｈｚで５５Ｗ／ｋｇ以下の損失値を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載の無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板。

【請求項4】

０．２５５～０．３１ｍｍの最終厚さを有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板。

【請求項5】

Ｃ、Ｓ、ＮおよびＴｉの合計が、０．００９０重量％以下であることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板。

【請求項6】

いずれの場合も０．２８０～０．３１ｍｍの鋼板厚さで、２５００Ａ／ｍの変調での分極Ｊが少なくとも１．５３Ｔであり；５０００Ａ／ｍの変調での分極Ｊが少なくとも１．６３であり；および／または１００００Ａ／ｍの変調での分極Ｊが少なくとも１．７５Ｔであり、
いずれの場合も０．２５５～０．２８０ｍｍの鋼板厚さで、２５００Ａ／ｍの変調での分極Ｊが少なくとも１．５２Ｔであり；５０００Ａ／ｍの変調での分極Ｊが少なくとも１．６２であり；および／または１００００Ａ／ｍの変調での分極Ｊが少なくとも１．７５であることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板を製造するためのプロセスであって、
（Ａ）熱間圧延され、熱間鋼帯焼鈍された鋼帯または鋼板を１．５～２．５ｍｍの厚さで提供するプロセス工程と、
（Ｂ）工程（Ａ）から得られた前記鋼帯または前記鋼板を０．２５５～０．３１ｍｍの厚さまで冷間圧延して、冷間圧延鋼帯または冷間圧延鋼板を得るプロセス工程と、
（Ｃ）工程（Ｂ）から得られた前記冷間圧延鋼帯または前記冷間圧延鋼板を最終熱処理するプロセス工程と、
（Ｄ）非酸化性雰囲気中で、１Ｋ／ｓ～１０Ｋ／ｓの通常の平均冷却速度で、工程（Ｃ）から得られた前記最終熱処理された冷間圧延鋼帯または冷間圧延鋼板を５００℃の下限温度まで冷却するプロセス工程と、
を少なくとも含み、
工程（Ｂ）から得られた前記冷間圧延鋼帯または前記冷間圧延鋼板が、工程（Ｃ）では、少なくとも４０Ｋ／ｓの加熱速度で８６０～９４０℃の温度に最初に加熱され、続いて、３～２０Ｋ／ｓの加熱速度で１０５０～１０７０℃の温度に加熱されることを特徴とするプロセス。

【請求項8】

工程（Ｃ）が、１０Ｎ／ｍｍ^２以下の鋼帯張力で行われることを特徴とする、請求項７に記載のプロセス。

【請求項9】

工程（Ｃ）が、少なくとも７０体積％の水素を含有する熱処理雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項７または８に記載のプロセス。

【請求項10】

工程（Ｃ）が、－１０℃以下の露点で行われることを特徴とする、請求項７から９のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項11】

熱間圧延され、熱間鋼帯焼鈍された前記鋼帯または前記鋼板が、工程（Ｂ）のために、１．５～２．５ｍｍの厚さで提供されることを特徴とする、請求項７から１０のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項12】

工程（Ａ）が、連続鋳造プラントによる従来の製造経路によって、または薄スラブ製造によって行われることを特徴とする、請求項７から１１のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項13】

工程（Ｄ）が、７０％を超える比較的高い水素含有量を含む非酸化性雰囲気中で行われることを特徴とする、請求項７から１２のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項14】

工程（Ｃ）における最初の加熱が、８８０～９２０℃の温度であることを特徴とする、請求項７から１３のいずれか一項に記載のプロセス。

【請求項15】

請求項１から６のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板からなる電気用途向け部品。

【請求項16】

回転電機の鉄心、電動乗り物またはハイブリッド乗り物の電気モータ、又は発電機である、請求項１５に記載の電気用途向け部品。

【請求項17】

回転電機の鉄心、電動乗り物またはハイブリッド乗り物の電気モータ、又は発電機における、請求項１から６のいずれか一項に記載の前記無方向性電磁鋼帯または無方向性電磁鋼板の使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、３．２～３．４のＳｉ、０．８５～１．１のＡｌ、０．０７～０．２のＭｎ、０．０１～０．０４のＰ、０．０００３～０．００３０のＳ、０．０００５～０．００２５のＮ、０．００１０～０．００５０のＣ、０．００１５～０．００４０のＴｉ、０．０１～０．０８のＣｒ、合計で最大０．０５のＮｂ＋Ｍｏ＋Ｖ、総量が最大１．０重量％の残部Ｆｅおよび不可避不純物という組成（いずれの数値も重量％単位）を有する無方向性電磁鋼帯または鋼板（ｎｏｎ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ｏｒ ｓｈｅｅｔ）において、５０℃で０．６２～０．６５μΩｍの比電気抵抗を有することを特徴とする無方向性電磁鋼帯または鋼板、その製造プロセス、ならびに回転電機の鉄心、特に、電気モータ、例えば、電動乗り物またはハイブリッド乗り物、および発電機におけるその使用に関する。

【背景技術】

【0002】

無方向性（ＮＯ：ｎｏｎ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ）電磁鋼帯または鋼板は、回転電機の鉄心、すなわちモータおよび発電機の磁束を増加させるために使用される。次世代の高効率電機、例えば、電動乗り物用の高速回転を有する電気モータは、高周波数での低い磁気損失と、高い透磁率を有する高い磁気分極または誘導とを有する特定のタイプのＮＯ電磁鋼帯または鋼板を必要とする。

【0003】

ここで当該タイプの電磁鋼帯または鋼板から製造された部品は、今日利用可能なＮＯ電磁鋼帯または鋼板のタイプによっては満たされ得ないことが多い上述の磁気特性を必要とする。無方向性電磁鋼帯およびその製造プロセスは、従来技術から既に知られている。

【0004】

欧州特許第２６１２９４２号は、鉄および不可避不純物を除いて、１．０～４．５重量％のＳｉ、最大２．０重量％のＡｌ、最大１．０重量％のＭｎ、最大０．０１重量％のＣ、最大０．０１重量％のＮ、最大０．０１２重量％のＳ、０．１～０．５重量％のＴｉおよび０．１～０．３重量％のＰを含有する鋼から構成された無方向性電磁鋼帯または鋼板であって、Ｔｉ含有量／Ｐ含有量の比が、いずれの場合も重量％単位で、１．０≦Ｔｉ含有量／Ｐ含有量≦２．０を満たす無方向性電磁鋼帯または鋼板を開示している。無方向性電磁鋼帯または鋼板、およびそのような鋼板または鋼帯から製造された電気用途向け部品は、強度の向上と、同時に良好な磁気特性とを示す。欧州特許第２６１２９４２号によるＮＯ電磁鋼帯または鋼板は、上述の組成を有する鋼からなる熱間圧延鋼帯を冷間圧延して冷間圧延鋼帯を得、この冷間圧延鋼帯を続いて最終熱処理に供することによって製造される。欧州特許第２６１２９４２号による電磁鋼帯または鋼板の低周波数での分極率と機械的特性とは、依然として改善が必要である。

【0005】

欧州特許第２８４０１５７号は、鉄および不可避不純物を除いて、２．０～４．５重量％のＳｉ、０．０３～０．３重量％のＳｉ、最大２．０重量％のＡｌ、最大１．０重量％のＭｎ、最大０．０１重量％のＣ、最大０．０１重量％のＮ、最大０．００１重量％のＳおよび最大０．０１５重量％のＰを含有する鋼から製造された、特に電気用途向けの無方向性電磁鋼帯または鋼板であって、三元Ｆｅ－Ｓｉ－Ｚｒ析出物が電磁鋼帯または鋼板の構造中に存在する無方向性電磁鋼帯または鋼板を開示している。欧州特許第２８４０１５７号はまた、最終熱処理を含む、そのような電磁鋼帯および鋼板の製造プロセスを開示している。欧州特許第２８４０１５７号による電磁鋼帯の低電界強度での分極率と機械的特性とは、依然として改善が必要である。

【0006】

国際公開第００／６５１０３号は、０．０６重量％未満のＣ、０．０３～２．５重量％のＳｉ、０．４重量％未満のＡｌ、０．０５～１重量％のＭｎおよび０．０２重量％未満のＳを含有する中間鋼材を熱間圧延して３．５ｍｍ未満の厚さを有する熱間圧延鋼帯を得、続いて酸洗し、酸洗後に圧延して０．２～１ｍｍの厚さを有する冷間圧延鋼帯を得る、無方向性電磁鋼帯の製造プロセスを開示している。国際公開第００／６５１０３号による電磁鋼帯の機械的特性および磁気特性も同様に改善することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】欧州特許第２６１２９４２号

【文献】欧州特許第２８４０１５７号

【文献】国際公開第００／６５１０３号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

従来技術に照らして、本発明の目的は、無方向性（ｎｏｎ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ）の電磁鋼帯（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ）または鋼板（ｓｔｅｅｌ ｓｈｅｅｔ）、およびそのような鋼帯または鋼板から製造された電気用途向け部品を提供することであり、この無方向性電磁鋼帯または鋼板は、１００～２０Ａ／ｍの比較的低い変調範囲では、４００Ｈｚ、７００Ｈｚおよび１０００Ｈｚの比較的高い周波数で非常に高い分極値と同時に低い磁気損失とを示す。

【0009】

さらに、示された合金に適合した最終熱処理の結果として、低い変調範囲における改善された分極値と組み合わせて、低い周波数および比較的高い周波数の両方で特に低い磁気損失を示すそのようなＮＯ電磁鋼帯または鋼板を製造するためのプロセスが提供されることになっていた。

【課題を解決するための手段】

【0010】

これらの目的は、
３．２～３．４のＳｉ、
０．８５～１．１のＡｌ、
０．０７～０．１８のＭｎ、
０．０１～０．０４のＰ、
０．０００３～０．００３０のＳ、
０．０００５～０．００２５のＮ、
０．００１０～０．００５０のＣ、
０．００１５～０．００４０のＴｉ、
０．０１～０．０８のＣｒ、
合計で最大０．０５のＮｂ＋Ｍｏ＋Ｖ、
総量が最大１．０重量％の残部Ｆｅおよび不可避不純物
という組成（いずれの数値も重量％単位）を有し、５０℃で０．６２～０．６５μΩｍの比電気抵抗を有する、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板によって達成される。

【0011】

さらに、本発明の目的は、
（Ａ）好ましくは連続鋳造プラントによる従来の製造経路によって、または薄スラブ製造によって、熱間圧延され、熱間鋼帯焼鈍された（ｈｏｔ ｓｔｒｉｐ ａｎｎｅａｌｅｄ）無方向性電磁鋼帯または鋼板を１．５～２．５ｍｍの厚さで提供するプロセス工程と、
（Ｂ）工程（Ａ）から得られた電磁鋼帯または鋼板を０．２５５～０．３１ｍｍの厚さまで冷間圧延して、冷間圧延鋼帯を得るプロセス工程と、
（Ｃ）工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯を最終熱処理して、無方向性電磁鋼帯または鋼板を得るプロセス工程と、
（Ｄ）特に７０％を超える比較的高い水素含有量を含む非酸化性雰囲気中で、１Ｋ／ｓ～１０Ｋ／ｓの通常の平均冷却速度で、工程（Ｃ）から得られた最終熱処理された冷間圧延鋼帯を５００℃の下限温度まで冷却するプロセス工程と、
を少なくとも含む、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を製造するためのプロセスであって、
工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯が、工程（Ｃ）では、少なくとも４０Ｋ／ｓの加熱速度で８６０～９４０℃、好ましくは８８０～９２０℃の温度に最初に加熱され、続いて、３～２０Ｋ／ｓの加熱速度で１０５０～１０７０℃の温度に加熱されるプロセスによって、そのような電磁鋼帯または鋼板から製造された部品によって、ならびに回転電機の鉄心、特に、電気モータ、例えば、電動乗り物またはハイブリッド乗り物、および発電機にこの無方向性電磁鋼帯または鋼板を使用することによって達成される。

【0012】

本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、１００～２００Ａ／ｍで改善された分極Ｊと、０．８～１．２Ｔの範囲で改善された透磁率とを有する。同時に、例えば５０Ｈｚの低周波数および４００～１０００Ｈｚの高周波数の両方での磁気損失は、従来技術の材料と比較して低下する。この挙動は、本発明によれば、正確に適合された合金組成と、製造中の特別に適合された熱処理とによって達成される。

【0013】

本発明は、
３．２０～３．４０のＳｉ、好ましくは３．２５～３．３５のＳｉ、
０．８５～１．１のＡｌ、好ましくは０．９５～１．０５のＡｌ、
０．０７～０．１８のＭｎ、好ましくは０．１４～０．１６のＭｎ、
０．０１～０．０４のＰ、好ましくは０．０１５～０．０２のＰ、
０．０００３～０．００３０のＳ、好ましくは０．０００５～０．００２のＳ、
０．０００５～０．００２５のＮ、好ましくは０．００１～０．００２のＮ、
０．００１０～０．００５０のＣ、好ましくは０．００１５～０．００２５のＣ、
０．００１５～０．００４０のＴｉ、好ましくは０．００１７～０．００３５のＴｉ、
０．０１～０．０８のＣｒ、好ましくは０．０２～０．０６、特に好ましくは０．０２～０．０４のＣｒ、
合計で最大０．０５のＮｂ＋Ｍｏ＋Ｖ、
総量が最大１．０重量％の残部Ｆｅおよび不可避不純物
という組成（いずれの数値も重量％単位）を有し、５０℃で０．６２～０．６５μΩｍの比電気抵抗を有する無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0014】

本発明の目的では、不可避不純物は、例えば、Ｃ、Ｓ、Ｎ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ａｓ、ＰｂおよびＢｉである。

【0015】

本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、５０℃で０．６２～０．６５μΩｍの比電気抵抗を有する。比電気抵抗を決定する方法は、それ自体当業者に公知である。例えば、ＤＩＮ ＥＮ ６０４０４－１３：２００８－０５“Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌｓ－ｐａｒｔ １３：Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ，ｄｅｎｓｉｔｙ ａｎｄ ｓｔａｃｋｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｄ ｓｈｅｅｔ”に準拠した４点測定によって比電気抵抗を決定する方法は、それ自体当業者に公知である。

【0016】

比電気抵抗が比較的高いと、周波数が高くなるにつれて生じる渦電流損失が低下することから、磁気損失が低下する。

【0017】

本発明の目的では、電磁鋼帯とは、本発明による材料が鋼帯の形態で存在すること、すなわち、鋼帯の長さが幅よりも著しく大きいことを意味する。本発明の目的では、電磁鋼板とは、本発明による材料が鋼板の形態で存在することを意味し、これらの鋼板の幅および長さは、それらがそこから好ましく得られる鋼帯の幅および長さによる以外は、サイズに関して制限されない。好ましい実施形態では、本発明の電磁鋼板は、切断またはスタンピングによって本発明の電磁鋼帯から得られる。本発明の電磁鋼板は、例えば、電気モータのステータまたはロータに使用するために適切な形状にすることができる。

【0018】

さらに、本発明は、Ｃ、Ｓ、ＮおよびＴｉの合計が０．００９０重量％以下である、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0019】

本発明による本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、０．２５５～０．３１ｍｍの最終厚さを有する。本発明の目的では、「最終厚さ」は、すなわち、後に例えば電気モータにも使用される形態である、冷間圧延後の無方向性電磁鋼帯または鋼板の厚さを意味する。

【0020】

本発明は、さらに好ましくは、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板であって、その製造中に１０５０～１０７０℃、好ましくは１０５５～１０６５℃の最高温度で熱処理工程が行われる無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。この特定の製造方法は、１００～２００Ａ／ｍで改善された分極Ｊと、０．８～１．２Ｔの範囲で改善された透磁率とを有する対応する電磁鋼帯または鋼板を提供する。同時に、磁気損失は、従来技術の材料と比較して、例えば５０Ｈｚの低周波数および４００～１０００Ｈｚの高周波数の両方で低下する。

【0021】

例えば、本発明は、１．５Ｔの分極Ｐ、および５０Ｈｚで、いずれの場合も０．２８０～０．３１０ｍｍの鋼板厚さで２．３Ｗ／ｋｇ以下の損失値と、いずれの場合も０．２５５～０．２８０ｍｍの鋼板厚さで２．２Ｗ／ｋｇ以下の損失値とを有する、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0022】

本発明は、好ましくは、１．０Ｔの分極Ｐ、および４００Ｈｚで、いずれの場合も０．２８０～０．３１０ｍｍの鋼板厚さで１４．２Ｗ／ｋｇ以下の損失値と、いずれの場合も０．２５５～０．２８０ｍｍの鋼板厚さで１３．５５Ｗ／ｋｇ以下の損失値とを有する、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0023】

本発明は、好ましくは、１．０Ｔの分極Ｐ、および７００Ｈｚで、いずれの場合も０．２８０～０．３１０ｍｍの鋼板厚さで３３Ｗ／ｋｇ以下の損失値と、いずれの場合も０．２５５～０．２８０ｍｍの鋼板厚さで３１．５Ｗ／ｋｇ以下の損失値とを有する、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0024】

本発明は、好ましくは、１．０Ｔの分極Ｐ、および１０００Ｈｚで、いずれの場合も０．２８０～０．３１０ｍｍの鋼板厚さで５８Ｗ／ｋｇ以下の損失値と、いずれの場合も０．２５５～０．２８０ｍｍの鋼板厚さで５５Ｗ／ｋｇ以下の損失値とを有する、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0025】

さらに、本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板では、５０Ｈｚおよび１００Ａ／ｍでの分極Ｊと１Ｔおよび４００Ｈｚでの磁気損失Ｐとの比が、特に有利であり、すなわち高い。この比は、以下の式（１）によって表される：
１００＊Ｊ_{１００Ａ／ｍ、５０Ｈｚ}／Ｐ_{１．０Ｔ、４００Ｈｚ} （１）
本発明は、好ましくは、５０Ｈｚおよび１００Ａ／ｍでの分極Ｊと１Ｔおよび４００Ｈｚでの磁気損失Ｐとの比の１００倍が少なくとも６．８、好ましくは少なくとも７．０である、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0026】

さらに、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板では、４００Ｈｚおよび１００Ａ／ｍでの分極Ｊと１Ｔおよび４００Ｈｚでの磁気損失Ｐとの比の１００倍が、有利であり、すなわち高い。この比は、以下の式（２）によって表される：
１００＊Ｊ_{１００Ａ／ｍ ４００Ｈｚ}／Ｐ_{１．０Ｔ ４００Ｈｚ} （２）
本発明は、好ましくは、４００Ｈｚおよび１００Ａ／ｍでの分極Ｊと１Ｔおよび４００Ｈｚでの磁気損失Ｐとの比が少なくとも６．０、好ましくは少なくとも６．１である、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0027】

さらに、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板は、好ましくは、いずれの場合も０．２８０～０．３１０ｍｍの鋼板厚さで、２５００Ａ／ｍの変調で少なくとも１．５３Ｔ、５０００Ａ／ｍで少なくとも１．６３および／または１００００Ａ／ｍで少なくとも１．７５の分極Ｊと、いずれの場合も０．２５５～０．２８０ｍｍの鋼板厚さで、２５００Ａ／ｍの変調で少なくとも１．５２Ｔ、５０００Ａ／ｍで少なくとも１．６２および／または１００００Ａ／ｍで少なくとも１．７５の分極Ｊとを有する。

【0028】

本発明はまた、
（Ａ）好ましくは連続鋳造プラントによる従来の製造経路によって、熱間圧延され、熱間鋼帯焼鈍された無方向性電磁鋼帯または鋼板を１．５～２．５ｍｍの厚さで提供するプロセス工程と、
（Ｂ）工程（Ａ）から得られた電磁鋼帯または鋼板を０．２５５～０．３１０ｍｍの厚さまで冷間圧延して、冷間圧延鋼帯を得るプロセス工程と、
（Ｃ）工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯を最終熱処理して、無方向性電磁鋼帯または鋼板を得るプロセス工程と、
（Ｄ）特に７０％を超える比較的高い水素含有量を含む非酸化性雰囲気中で、１Ｋ／ｓ～１０Ｋ／ｓの通常の平均冷却速度で、工程（Ｃ）から得られた最終熱処理された冷間圧延鋼帯を５００℃の下限温度まで冷却するプロセス工程と、
を少なくとも含む、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板を製造するためのプロセスであって、
工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯が、工程（Ｃ）では、少なくとも４０Ｋ／ｓの加熱速度で８６０～９４０℃、好ましくは８８０～９２０℃の温度に最初に加熱され、続いて、３～２０Ｋ／ｓの加熱速度で１０５０～１０７０℃、好ましくは１０５５～１０６５℃の温度に加熱されるプロセスを提供する。

【発明を実施するための形態】

【0029】

本発明のプロセスの個々の工程を以下に詳細に説明する。

【0030】

本発明のプロセスの工程（Ａ）は、好ましくは連続鋳造プラントによる従来の製造経路によって、または薄スラブ製造によって、熱間圧延された無方向性電磁鋼帯または鋼板を１．５～２．５ｍｍの厚さで提供することを含む。

【0031】

本発明のプロセスの工程（Ａ）で提供される熱間圧延された無方向性電磁鋼帯または鋼板は、上述の組成を有する。本発明のプロセスの工程（Ａ）における熱間圧延された無方向性電磁鋼帯の提供は、好ましくは、連続鋳造プラントによる従来の製造経路によって、または薄スラブ製造によって行われる。

【0032】

本発明に従って提供される熱間圧延鋼帯の製造は、大部分は従来通りに行うことができる。この目的のために、本発明に従って規定された組成に対応する組成を有する鋼溶融物を最初に溶融および鋳造して、従来の製造の場合にはスラブまたは薄スラブであり得る中間材料を得ることができる。

【0033】

このように製造された中間材料を、続いて、１０２０～１３００℃の中間材料温度にすることができる。この目的のために、中間材料は、必要に応じて再加熱されるか、鋳造の熱を利用してそれぞれの目標温度に維持される。

【0034】

次いで、このように加熱された中間材料を熱間圧延して、典型的には１．５～２．５ｍｍの厚さを有する熱間圧延鋼帯を得ることができる。熱間圧延は、それ自体公知の方法で、１０００～１１５０℃の仕上列の初期熱間圧延温度で開始し、７００～９２０℃、特に７８０～８５０℃の最終熱間圧延温度で終了する。

【0035】

続いて、得られた熱間圧延鋼帯をリール温度まで冷却し、巻き取ってコイルを得ることができる。リール温度は、理想的には、続いて行われる冷間圧延時に問題が回避されるように選択される。実際には、リール温度は、この目的のために、例えば７００℃以下である。

【0036】

工程（Ａ）から得られた熱間圧延電磁鋼帯または鋼板は、本発明のプロセスの工程（Ｂ）で直接使用することができる。本発明のプロセスの好ましい実施形態では、本発明は、工程（Ａ）の後の工程（Ａ’）で、すなわち工程（Ｂ）の前に、ベル炉内での熱処理が７００～８００℃の温度、好ましくは７２０～７６０℃の温度で行われる、本発明によるプロセスを提供する。したがって、熱間圧延され、熱間鋼帯焼鈍された無方向性電磁鋼帯または鋼板は、好ましい実施形態では、工程（Ｂ）のために、好ましくは連続鋳造プラントによる従来の製造経路によって、または薄スラブ製造によって、１．５～２．５ｍｍの厚さで提供される。

【0037】

本発明のプロセスの工程（Ｂ）は、工程（Ａ）から得られた電磁鋼帯または鋼板を０．２５５～０．３１０ｍｍの厚さまで冷間圧延して、冷間圧延鋼帯を得ることを含む。

【0038】

本発明のプロセスの工程（Ｂ）は、一般に、当業者に公知のあらゆる方法によって行うことができる。

【0039】

工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯は、本発明のプロセスの工程（Ｃ）に直接移送することができる。

【0040】

本発明のプロセスの工程（Ｃ）は、工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯を最終熱処理して無方向性電磁鋼帯または鋼板を得ることを含み、工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯は、工程（Ｃ）では、少なくとも４０Ｋ／ｓの加熱速度で８６０～９４０℃、好ましくは８８０～９２０℃の温度まで最初に加熱され、続いて３～２０Ｋ／ｓの加熱速度で１０５０～１０７０℃、好ましくは１０５５～１０６５℃の温度まで加熱される。

【0041】

本発明のプロセスの工程（Ｃ）における最終熱処理は、言及した少なくとも２つのサブ工程を含み、追加の加熱および／または冷却工程を経ていてもよい。

【0042】

工程（Ｂ）から得られた冷間圧延鋼帯は、工程（Ｃ）では、少なくとも３～２０Ｋ／ｓの加熱速度で８６０～９４０℃、好ましくは８８０～９２０℃の温度まで最初に加熱される。

【0043】

本発明のプロセスの工程（Ｃ）は、原則として、当業者に公知の任意の装置、特に連続炉、特に好ましくは横型連続炉内で行うことができる。

【0044】

本発明のプロセスの好ましい実施形態では、工程（Ｃ）は低い鋼帯張力で行われる。これは、熱処理工程中に冷間圧延鋼帯に小さな力しか加えられないため、長手方向および横方向の磁気損失の異方性が極めて低いままであるという利点を有する。したがって、本発明は、好ましくは、工程（Ｃ）が１０Ｎ／ｍｍ^２以下の鋼帯張力で行われる、本発明のプロセスを提供する。

【0045】

本発明のプロセスの工程（Ｃ）は、好ましくは、還元雰囲気中で行われる。本発明のプロセスの工程（Ｃ）は、少なくとも７０体積％、特に少なくとも８５体積％の水素を含有する熱処理雰囲気中で行われることが特に好ましい。水素とは別に、窒素も熱処理雰囲気中に存在し得る。窒素は、表面の窒化の結果として、磁気特性の低下をもたらす。

【0046】

本発明のプロセスの工程（Ｃ）は、好ましくは低露点で行われる。本発明のプロセスの工程（Ｃ）は、好ましくは－１０℃以下、特に好ましくは－２０℃以下の露点で行われる。

【0047】

本発明のプロセスの工程（Ｄ）は、工程（Ｃ）から得られた最終熱処理された冷間圧延鋼帯を、１Ｋ／ｓ～１０Ｋ／ｓの通常の平均冷却速度で、特に７０％を超える比較的高い割合の水素を含む非酸化性雰囲気中で、５００℃の下限温度まで冷却することを含む。

【0048】

本発明のプロセスの工程（Ｄ）の後、本発明による無方向性電磁鋼帯は、原則として、記載された用途で使用することができる形態で存在する。工程（Ｄ）から得られた無方向性電磁鋼帯は、追加のプロセス工程、例えば、電磁鋼板の洗浄、巻取り、切断および／またはスタンピングなどに供されていてもよい。

【0049】

したがって、本発明はまた、適切な組成を有し、上述のようにプロセス工程（Ａ）～（Ｄ）を少なくとも含む本発明によるプロセスで製造される、上述の本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板を提供する。

【0050】

本発明はまた、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板から製造された電気用途向け部品、特に、回転電機の鉄心、特に、電気モータ、例えば、電動乗り物またはハイブリッド乗り物、および発電機を提供する。そのような部品を製造するための対応するプロセス、例えば、スタンピング、切断、レーザ切断、接着結合などは、それ自体当業者に公知である。

【0051】

本発明はまた、回転電機の鉄心、特に、電気モータ、例えば、電動乗り物またはハイブリッド乗り物、および発電機における、本発明による無方向性電磁鋼帯または鋼板の使用を提供する。

【0052】

本発明によれば、磁気損失Ｐは、当業者に公知のあらゆる方法によって、特にＤＩＮ ＥＮ ６０４０４－２：２００９－０１：Ｍａｇｎｅｔｉｃ ｍａｔｅｒｉａｌ－ｐａｒｔ ２：Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｓｔｅｅｌ ｓｔｒｉｐ ａｎｄ ｓｈｅｅｔ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ａｎ Ｅｐｓｔｅｉｎ ｆｒａｍｅ”に準拠した、特にエプスタインフレームによって、決定することができる。ここでは、適切な電磁鋼板を長手方向および横方向の鋼帯に切断し、エプスタインフレーム内の混合試験片として測定する。

【0053】

本明細書に記載の無方向性電磁鋼帯は、長手方向および横方向では、１．５Ｔおよび５０Ｈｚでの磁気損失値の異方性が２０％未満である。

【0054】

［実施例］
以下の実施例は、本発明を説明するのに役立つ。使用した鋼組成を表１に示す。

【表1】

【0055】

本発明による実施例１０～２０および２２～３３、ならびに比較試験片Ｖ１～Ｖ９およびＶ２１を製造した。この目的のために、表１による組成を溶融した後に、いずれの場合も得られたスラブを熱間圧延し、（場合により）熱間圧延鋼帯ベル炉熱処理に７４０℃で供し、酸洗した。続いて、この材料を０．２５５～０．３１０ｍｍの最終厚さまで冷間圧延し（表２および表３を参照）、次いで、最終熱処理に供した。表２および表３に示す熱処理温度で、比較試験片Ｖ１～Ｖ９およびＶ２１、ならびに本発明による実施例１０～２０および２２～３３を最終熱処理した。得られた厚さは、同様に表２および表３に示されている。

【0056】

いずれの場合も最終熱処理後の試験片について、特有の磁気特性、すなわちＪ １００Ａ／ｍ ５０Ｈｚ、Ｊ １００Ａ／ｍ ４００Ｈｚ、Ｊ ２５００Ａ／ｍ、Ｊ ５０００Ａ／ｍ、Ｊ １００００Ａ／ｍ、Ｐ１．５Ｔ ５０Ｈｚ、Ｐ１．０Ｔ ４００Ｈｚ、Ｐ１．０Ｔ ７００ＨｚおよびＰ１．０Ｔ １０００Ｈｚを決定した。さらに、以下の比を決定した：
Ｊ_{１００Ａ／ｍ、５０Ｈｚ}／Ｐ_{１．０Ｔ ４００Ｈｚ} （１）
Ｊ_{１００Ａ／ｍ ４００Ｈｚ}／Ｐ_{１．０Ｔ ４００Ｈｚ} （２）

【表2】

【表3】

【産業上の利用可能性】

【0057】

本発明の無方向性電磁鋼帯または鋼板は、１００～２００Ａ／ｍで改善された分極と、０．８～１．２Ｔで改善された透磁率と、同時に５０Ｈｚの低周波数および４００～１０００Ｈｚの高周波数で低下した磁気損失とを示す。したがって、これは、回転電機、特に、電気モータおよび発電機に有利に使用することができる。