(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-12-28
(54)【発明の名称】無方向性電磁鋼板およびその製造方法
(51)【国際特許分類】
C22C 38/00 20060101AFI20231221BHJP
C21D 8/12 20060101ALI20231221BHJP
C22C 38/60 20060101ALI20231221BHJP
【ＦＩ】
C22C38/00 303U
C21D8/12 A
C22C38/60
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023537440
(86)(22)【出願日】2021-12-16
(85)【翻訳文提出日】2023-06-19
(86)【国際出願番号】 KR2021019225
(87)【国際公開番号】W WO2022139337
(87)【国際公開日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】10-2020-0179378
(32)【優先日】2020-12-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522492576
【氏名又は名称】ポスコ カンパニー リミテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110000051
【氏名又は名称】弁理士法人共生国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】イ，ホンジュ
(72)【発明者】
【氏名】ク， ジュヨン
(72)【発明者】
【氏名】キム， スンイル
(72)【発明者】
【氏名】キム，ウォンジン
【テーマコード（参考）】
4K033
【Ｆターム（参考）】
4K033AA01
4K033CA01
4K033CA02
4K033CA03
4K033CA04
4K033CA05
4K033CA06
4K033CA07
4K033CA08
4K033CA09
4K033DA01
4K033DA02
4K033EA02
4K033FA01
4K033FA03
4K033FA10
4K033FA13
4K033GA00
4K033HA02
4K033KA03
4K033RA03
4K033RA09
4K033RA10
4K033SA03
4K033TA03
(57)【要約】
【課題】本発明の目的は、無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供する。具体的には、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｇの含有量を適切に調節して磁性を向上した無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の無方向性電磁鋼板は、重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
【選択図】図１
【解決手段】本発明の無方向性電磁鋼板は、重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、下記式１を満たすことを特徴とする無方向性電磁鋼板。
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
【請求項2】
Ｎ、Ｓ、Ｔｉ、ＮｂおよびＶのうち１種以上をそれぞれ０．０００３～０．００３０重量％さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項3】
Ｐ：０．００５～０．０５重量％、Ｍｏ：０．００１～０．０１重量％およびＮｉ：０．００５～０．０４重量％のうち１種以上さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項4】
平均結晶粒の粒径が５５～７５μｍ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板。
【請求項5】
鋼板の表面から内部方向に酸化層が存在し、酸化層の厚さは１０～５０ｎｍ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板。
【請求項6】
前記酸化層はＡｌを１．０～３０重量％およびＳｉ０．５～１０．０重量％含むことを特徴とする請求項５に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項7】
前記酸化層中のＳｉ含有量に対するＡｌ含有量の重量比が５～２０であることを特徴とする請求項５に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項8】
鋼板の表面から内部方向に２μｍ以内の深さで直径が１０～５００ｎｍであるＡｌＮ析出物の分布密度が３個／ｍｍ２以下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板。
【請求項9】
厚さが０．１０～０．３５ｍｍ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板。
【請求項10】
重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、下記式１を満たすスラブを熱間圧延して熱延板を製造する段階、前記熱延板を冷間圧延して冷延板を製造する段階、および
前記冷延板を最終焼鈍する段階を含むことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれ前記スラブ中のＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
【請求項11】
前記熱延板を製造する段階の前にスラブを１２００℃以下で加熱する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項12】
前記熱延板を製造する段階での仕上げ圧延温度は８００℃以上であることを特徴とする請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項13】
前記熱延板を製造する段階の後、８５０～１１５０℃で熱延板を焼鈍する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項14】
前記最終焼鈍する段階は、９００℃以上の均熱温度で１５秒以上維持して焼鈍することを特徴とする請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項15】
前記最終焼鈍する段階は、水素（Ｈ２）４０体積％以下および窒素６０体積％以上を含み、露点が０～－４０℃である雰囲気下で焼鈍することを特徴とする請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、無方向性電磁鋼板およびその製造方法に係り、より詳しくは、本発明は、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｇの含有量を適切に調節して磁性を向上した無方向性電磁鋼板およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
無方向性電磁鋼板は電気エネルギを機械的エネルギに変換させるモータに主に使用されるが、その過程で高い効率を発揮するために無方向性電磁鋼板の優れた磁気的特性が求められる。特に近年では環境に優しい技術が注目され、全体電気エネルギ使用量の過半を占めるモータの効率を増加させることが非常に重要とされており、このために優れた磁気的特性を有する無方向性電磁鋼板の需要もまた増加している。
【0003】
無方向性電磁鋼板の磁気的特性は主に鉄損と磁束密度で評価する。鉄損は特定の磁束密度と周波数で発生するエネルギ損失を意味し、磁束密度は特定の磁場下で得られる磁化の程度を意味する。鉄損が低いほど同じ条件でエネルギ効率が高いモータを製造することができ、磁束密度が高いほどモータを小型化するか銅損を減少させ得るので、低い鉄損と高い磁束密度を有する無方向性電磁鋼板を作ることが重要である。
【0004】
モータの作動条件によって考慮すべき無方向性電磁鋼板の特性も変わる。モータに使用される無方向性電磁鋼板の特性を評価するための基準として多数のモータは商用周波数５０Ｈｚで１．５Ｔ磁場が印加されたときの鉄損であるＷ１５／５０が最も重要とされている。しかし、多様な用途のモータがいずれもＷ１５／５０鉄損を最も重要としているのではなく、主な作動条件によって他の周波数や印加磁場での鉄損を評価することもある。特に最近の電気自動車の駆動モータに使用される無方向性電磁鋼板では１．０Ｔまたはそれ以下の低磁場と４００Ｈｚ以上の高周波での磁気的特性が重要な場合が多いので、Ｗ１０／４００などの鉄損で無方向性電磁鋼板の特性を評価する。
【0005】
無方向性電磁鋼板の磁気的特性を増加させるために通常用いられる方法はＳｉなどの合金元素を添加することである。このような合金元素の添加により鋼の比抵抗を増加させ得るが、比抵抗が高くなるほど渦電流損失が減少して全体鉄損を低下させることができる。反面、Ｓｉ添加量が増加するほど磁束密度が劣り、脆性が増加する短所があり、一定量以上を添加すると冷間圧延が不可能であるため商業的生産が不可能になる。特に電磁鋼板は厚さを薄くするほど鉄損が低減する効果が見られるが、脆性による圧延性低下は致命的な問題になる。追加的な鋼の比抵抗の増加のためにＡｌ、Ｍｎなどの元素を添加して磁性に優れる最高級の無方向性電磁鋼板を生産することができる。
【0006】
電気自動車の駆動モータ用に使用される無方向性電磁鋼板は、４００Ｈｚ以上の高周波鉄損が重要であるが、周波数が高くなるほど鉄損での渦電流損失の比率が高くなるので、比抵抗を高めて厚さを低くすることが有利である。しかし、鋼板の厚さが薄くなると冷間圧下率が増加するので、｛１１１｝／／ＮＤ集合組織が発達して磁性が悪くなる原因になり、これを改善するために熱延板の厚さを低くして冷間圧下率を減少させると、冷間圧延の過程で鋼板の形状を十分に制御できず、幅方向の厚さ偏差が増加してモータコアの寸法不良をもたらす。また、鋼板が薄くなるほどコイルの長さが増加するので、連続焼鈍工程の作業時間が増加して、焼鈍生産性が低下する問題が発生する。
【0007】
前記のような問題を解決するために、製鋼工程で不純物を十分に除去して極清浄鋼にするか特定の元素を添加して鋼中の介在物および析出物の低減による磁性の改善方案などが試みられてきたが、これは商業的な生産条件の限界により実際適用するには限界がある。また、焼鈍温度や雰囲気の制御および圧延時の鋼板変形率を制御して集合組織を改善する方案が提案されているが、製造コストの増加、生産性の低下および不十分な効果などの理由により実際使用される技術はきわめて制限的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明の目的とするところは、無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供する。具体的には、Ｓｂ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｍｇの含有量を適切に調節して磁性を向上した無方向性電磁鋼板およびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の無方向性電磁鋼板は、重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％、およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする。
【0010】
本発明の無方向性電磁鋼板は、下記式１を満たし得る。
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
【0011】
本発明の無方向性電磁鋼板は、Ｎ、Ｓ、Ｔｉ、ＮｂおよびＶのうち１種以上をそれぞれ０．０００３～０．００３０重量％さらに含み得る。
【0012】
本発明の無方向性電磁鋼板は、Ｐ：０．００５～０．０５重量％、Ｍｏ：０．００１～０．０１重量％およびＮｉ：０．００５～０．０４重量％のうち１種以上さらに含み得る。
【0013】
本発明の無方向性電磁鋼板は、平均結晶粒の粒径が５５～７５μｍであり得る。
【0014】
本発明の無方向性電磁鋼板は、鋼板の表面から内部方向に酸化層が存在し、酸化層の厚さは１０～５０ｎｍであり得る。
【0015】
酸化層はＡｌを１．０～３０重量％およびＳｉ０．５～１０．０重量％含み得る。
【0016】
酸化層中のＳｉ含有量に対するＡｌ含有量の重量比が５～２０であり得る。
【0017】
鋼板の表面から内部方向に２μｍ以内の深さで直径が１０～５００ｎｍであるＡｌＮ析出物の分布密度が３個／ｍｍ２以下であり得る。
【0018】
鋼板の厚さは０．１０～０．３５ｍｍであり得る。
【0019】
本発明の無方向性電磁鋼板の製造方法は、重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、下記式１を満たすスラブを熱間圧延して熱延板を製造する段階；熱延板を冷間圧延して冷延板を製造する段階および冷延板を最終焼鈍する段階を含むことを特徴とする。
【0020】
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
【0021】
熱延板を製造する段階の前にスラブを１２００℃以下で加熱する段階をさらに含み得る。
【0022】
熱延板を製造する段階での仕上げ圧延温度は８００℃以上であり得る。
【0023】
熱延板を製造する段階の後、８５０～１１５０℃で熱延板を焼鈍する段階をさらに含み得る。
【0024】
最終焼鈍する段階は、冷延板を９００℃以上の均熱温度で１５秒以上維持して焼鈍し得る。
【0025】
最終焼鈍する段階は、冷延板を水素（Ｈ２）４０体積％以下および窒素６０体積％以上を含み、露点が０～－４０℃である雰囲気下で焼鈍し得る。
【発明の効果】
【0026】
本発明の一実施例によれば、高周波鉄損に優れる無方向性電磁鋼板を提供し、最高級の無方向性電磁鋼板を使用する環境に優しい自動車の駆動モータの性能向上に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板の断面の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
第１、第２および第３などの用語は、多様な部分、成分、領域、層および／またはセクションを説明するために使用されるが、これらに限られない。これらの用語はある部分、成分、領域、層またはセクションを他の部分、成分、領域、層またはセクションと区別することのみのために使用される。したがって、以下で叙述する第１部分、成分、領域、層またはセクションは本発明の範囲を逸脱しない範囲内で第２部分、成分、領域、層またはセクションと言及されることができる。
【0029】
ここで使用される専門用語は、単に特定の実施例を言及するためのものであり、本発明を限定することを意図しない。ここで使用される単数形は文脈上明らかに逆の意味を示さない限り複数形も含む。明細書で使用される「含む」の意味は、特定の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分を具体化し、他の特性、領域、整数、段階、動作、要素および／または成分の存在や付加を除外させるものではない。
【0030】
ある部分が他の部分の「上に」または「の上に」あると言及する場合、これは他の部分のすぐ上にまたは上にあり得、その間に他の部分が介在し得る。対照的にある部分が他の部分の「すぐ上に」あると言及する場合、その間に他の部分が介在しない。
【0031】
また、特記しない限り、％は重量％を意味し、１ｐｐｍは０．０００１重量％である。
【0032】
本発明の一実施例で追加元素をさらに含むことの意味は、追加元素の追加量だけ残部である鉄（Ｆｅ）の代わりに含むことを意味する。
【0033】
別に定義していないが、ここに使用される技術用語および科学用語を含むすべての用語は、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が一般的に理解する意味と同じ意味を有する。一般に用いられている辞書に定義された用語は、関連技術文献と現在の開示された内容に合う意味を有するものとしてさらに解析され、定義されない限り理想的または公式的過ぎる意味に解釈されない。
【0034】
以下、本発明の実施例について本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は様々な異なる形態で実現することができ、ここで説明する実施例に限られない。
【0035】
本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板は、重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％、Ｍｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる。
【0036】
以下では無方向性電磁鋼板の成分を限定する理由から説明する。
【0037】
Ｓｉ：３．０～４．０重量％
シリコン（Ｓｉ）は材料の比抵抗を高めて鉄損を低くする役割をする。Ｓｉが過度に少なく添加される場合は鉄損の改善効果が不十分であり得る。Ｓｉを過度に多く添加する場合は、材料の脆性が増加して圧延生産性が急激に低下し、磁性に有害な表層部の酸化層および酸化物を形成し得る。したがって、Ｓｉを３．０～４．０重量％含むことができる。さらに具体的には、３．１～３．８重量％含むことができる。
シリコン（Ｓｉ）は材料の比抵抗を高めて鉄損を低くする役割をする。Ｓｉが過度に少なく添加される場合は鉄損の改善効果が不十分であり得る。Ｓｉを過度に多く添加する場合は、材料の脆性が増加して圧延生産性が急激に低下し、磁性に有害な表層部の酸化層および酸化物を形成し得る。したがって、Ｓｉを３．０～４．０重量％含むことができる。さらに具体的には、３．１～３．８重量％含むことができる。
【0038】
Ａｌ：０．３～１．５重量％
アルミニウム（Ａｌ）は材料の比抵抗を高めて鉄損を低くする役割をする。Ａｌが過度に少なく添加される場合は微細窒化物が形成されるか、表層部の酸化層が緻密に生成されず、磁性改善効果を得にくい。Ａｌが過度に多く添加されると、窒化物が過剰に形成されて磁性を劣化させて、製鋼と連続鋳造などのすべての工程上に問題を発生させて生産性を大きく低下させ得る。したがって、Ａｌを０．３０～１．５０重量％含むことができる。さらに具体的には、０．４０～１．３０重量％含むことができる。
アルミニウム（Ａｌ）は材料の比抵抗を高めて鉄損を低くする役割をする。Ａｌが過度に少なく添加される場合は微細窒化物が形成されるか、表層部の酸化層が緻密に生成されず、磁性改善効果を得にくい。Ａｌが過度に多く添加されると、窒化物が過剰に形成されて磁性を劣化させて、製鋼と連続鋳造などのすべての工程上に問題を発生させて生産性を大きく低下させ得る。したがって、Ａｌを０．３０～１．５０重量％含むことができる。さらに具体的には、０．４０～１．３０重量％含むことができる。
【0039】
Ｍｎ：０．１～０．６重量％
マンガン（Ｍｎ）は材料の比抵抗を高めて鉄損を改善し、硫化物を形成させる役割をする。Ｍｎが過度に少なく添加される場合は硫化物が微細に形成されて磁性劣化を起こし、Ｍｎが過度に多く添加される場合は微細なＭｎＳが過剰に析出され、磁性に不利な｛１１１｝集合組織の形成を助長して磁束密度が急激に減少する。したがって、Ｍｎを０．１～０．６重量％含むことができる。さらに具体的には、０．２～０．５重量％含むことができる。
マンガン（Ｍｎ）は材料の比抵抗を高めて鉄損を改善し、硫化物を形成させる役割をする。Ｍｎが過度に少なく添加される場合は硫化物が微細に形成されて磁性劣化を起こし、Ｍｎが過度に多く添加される場合は微細なＭｎＳが過剰に析出され、磁性に不利な｛１１１｝集合組織の形成を助長して磁束密度が急激に減少する。したがって、Ｍｎを０．１～０．６重量％含むことができる。さらに具体的には、０．２～０．５重量％含むことができる。
【0040】
ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１００重量％
スズ（Ｓｎ）およびアンチモン（Ｓｂ）は鋼板の表面および結晶粒界に偏析して焼鈍時の表面酸化を抑制し、結晶粒界による元素の拡散を妨げ、｛１１１｝／／ＮＤ方位の再結晶を妨げて集合組織を改善させる役割をする。ＳｎおよびＳｂが過度に少なく添加される場合は前述した効果が充分でない。ＳｎおよびＳｂが過度に多く添加される場合、結晶粒界偏析量の増加によって靱性が低下して磁性改善に比べて生産性が低下し得る。したがって、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上を０．００６～０．１００重量％含むことができる。さらに具体的には、０．０１０～０．０７０重量％含むことができる。ＳｎおよびＳｂのうち１種以上とはＳｎまたはＳｂが単独で含まれる場合は、その単独含有量であり、ＳｎおよびＳｂが同時に含まれる場合は、ＳｎおよびＳｂの合量を意味する。
スズ（Ｓｎ）およびアンチモン（Ｓｂ）は鋼板の表面および結晶粒界に偏析して焼鈍時の表面酸化を抑制し、結晶粒界による元素の拡散を妨げ、｛１１１｝／／ＮＤ方位の再結晶を妨げて集合組織を改善させる役割をする。ＳｎおよびＳｂが過度に少なく添加される場合は前述した効果が充分でない。ＳｎおよびＳｂが過度に多く添加される場合、結晶粒界偏析量の増加によって靱性が低下して磁性改善に比べて生産性が低下し得る。したがって、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上を０．００６～０．１００重量％含むことができる。さらに具体的には、０．０１０～０．０７０重量％含むことができる。ＳｎおよびＳｂのうち１種以上とはＳｎまたはＳｂが単独で含まれる場合は、その単独含有量であり、ＳｎおよびＳｂが同時に含まれる場合は、ＳｎおよびＳｂの合量を意味する。
【0041】
Ｃ：０．００１５～０．００４０重量％
炭素（Ｃ）は磁気時効を起こし、その他不純物元素と結合して炭化物を生成して磁気的特性を低下させるので低いほど好ましい。ただし、本発明の一実施例でＣｒ、Ｃｕ、Ｍｇを適正量含み、一定量以上含んでも磁性への影響はない。したがって、０．００１５重量％以上含むことができる。したがって、Ｃを０．００１５～０．００４０重量％含むことができる。さらに具体的には、０．００２０～０．００３５重量％含むことができる。
炭素（Ｃ）は磁気時効を起こし、その他不純物元素と結合して炭化物を生成して磁気的特性を低下させるので低いほど好ましい。ただし、本発明の一実施例でＣｒ、Ｃｕ、Ｍｇを適正量含み、一定量以上含んでも磁性への影響はない。したがって、０．００１５重量％以上含むことができる。したがって、Ｃを０．００１５～０．００４０重量％含むことができる。さらに具体的には、０．００２０～０．００３５重量％含むことができる。
【0042】
Ｃｒ：０．０１００～０．０３００重量％
クロム（Ｃｒ）は微細析出物を形成する傾向が強くはないが、表層部のＡｌ系酸化層の形成を妨げ、Ｃｒ系炭化物を形成して磁性を悪化させ得る。Ｃｒが過度に少なく添加される場合はＡｌ酸化層が過度に厚く形成されるか、表面に丸い形状の酸化物または窒化物が形成されて磁性を悪化させ得、Ｃｒが過度に多く添加される場合、緻密な酸化層が形成されにくいため磁性が悪化し得る。したがって、Ｃｒを０．０１００～０．０３００重量％含むことができる。さらに具体的には、Ｃｒを０．０１２０～０．０２７５重量％含むことができる。
クロム（Ｃｒ）は微細析出物を形成する傾向が強くはないが、表層部のＡｌ系酸化層の形成を妨げ、Ｃｒ系炭化物を形成して磁性を悪化させ得る。Ｃｒが過度に少なく添加される場合はＡｌ酸化層が過度に厚く形成されるか、表面に丸い形状の酸化物または窒化物が形成されて磁性を悪化させ得、Ｃｒが過度に多く添加される場合、緻密な酸化層が形成されにくいため磁性が悪化し得る。したがって、Ｃｒを０．０１００～０．０３００重量％含むことができる。さらに具体的には、Ｃｒを０．０１２０～０．０２７５重量％含むことができる。
【0043】
Ｃｕ：０．００３０～０．００８０重量％
銅（Ｃｕ）は高温で硫化物を形成できる元素であり、多量添加時には表面部の酸化層の組成にも影響を及ぼす元素である。適正量を添加すると微細な大きさのＣｕＳまたはＭｎＣｕＳ析出物を粗大化させて磁性を改善させる効果がある。したがって、Ｃｕを０．００３０～０．００８０重量％で含むことができる。さらに具体的には、０．００４０～０．００７７重量％含むことができる。
銅（Ｃｕ）は高温で硫化物を形成できる元素であり、多量添加時には表面部の酸化層の組成にも影響を及ぼす元素である。適正量を添加すると微細な大きさのＣｕＳまたはＭｎＣｕＳ析出物を粗大化させて磁性を改善させる効果がある。したがって、Ｃｕを０．００３０～０．００８０重量％で含むことができる。さらに具体的には、０．００４０～０．００７７重量％含むことができる。
【0044】
Ｍｇ：０．０００５～０．００２５重量％
マグネシウム（Ｍｇ）は主にＳと結合して硫化物を形成する元素であり、素地鉄の表面酸化層に影響を及ぼし得る。したがって、Ｍｇを０．０００５～０．００２５重量％含むことができる。さらに具体的には、０．０００８～０．００２０重量％含むことができる。
マグネシウム（Ｍｇ）は主にＳと結合して硫化物を形成する元素であり、素地鉄の表面酸化層に影響を及ぼし得る。したがって、Ｍｇを０．０００５～０．００２５重量％含むことができる。さらに具体的には、０．０００８～０．００２０重量％含むことができる。
【0045】
本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板は、下記式１を満たす。
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２．００
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２．００
【0046】
さらに具体的には、式１値が０．６８～１．９５であり得る。
【0047】
本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板は、Ｎ、Ｓ、Ｔｉ、ＮｂおよびＶのうち１種以上をそれぞれ０．０００３～０．００３０重量％さらに含むことができる。
【0048】
Ｎ：０．０００３～０．００３０重量％
窒素（Ｎ）は母材内部に微細なＡｌＮ析出物を形成するだけでなく、その他不純物と結合して微細な析出物を形成して結晶粒成長を抑制して鉄損を悪化させるので、低いほど好ましく、０．０００３～０．００３０重量％含むことができる。より好ましくは０．０００５～０．００２５重量％で管理される。
窒素（Ｎ）は母材内部に微細なＡｌＮ析出物を形成するだけでなく、その他不純物と結合して微細な析出物を形成して結晶粒成長を抑制して鉄損を悪化させるので、低いほど好ましく、０．０００３～０．００３０重量％含むことができる。より好ましくは０．０００５～０．００２５重量％で管理される。
【0049】
Ｓ：０．０００３～０．００３０重量％
硫黄（Ｓ）は微細な析出物であるＭｎＳ、ＣｕＳ，（Ｍｎ、Ｃｕ）Ｓを形成して磁気特性を悪化させ、熱間加工性を悪化させるので、低く管理した方が良い。したがって、Ｓをさらに含む場合、０．０００３～０．００３０重量％で含むことができる。さらに具体的には、０．０００５～０．００２５重量％含むことができる。
硫黄（Ｓ）は微細な析出物であるＭｎＳ、ＣｕＳ，（Ｍｎ、Ｃｕ）Ｓを形成して磁気特性を悪化させ、熱間加工性を悪化させるので、低く管理した方が良い。したがって、Ｓをさらに含む場合、０．０００３～０．００３０重量％で含むことができる。さらに具体的には、０．０００５～０．００２５重量％含むことができる。
【0050】
Ｔｉ：０．０００３～０．００３０重量％
チタン（Ｔｉ）は鋼中の析出物の形成の傾向が非常に強く、母材内部に微細な炭化物または窒化物または硫化物を形成して結晶粒成長を抑制することによって鉄損を劣化させる。したがって、Ｔｉ含有量は各０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
チタン（Ｔｉ）は鋼中の析出物の形成の傾向が非常に強く、母材内部に微細な炭化物または窒化物または硫化物を形成して結晶粒成長を抑制することによって鉄損を劣化させる。したがって、Ｔｉ含有量は各０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
【0051】
Ｎｂ：０．０００３～０．００３０重量％
ニオブ（Ｎｂ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｎｂ含有量は各０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
ニオブ（Ｎｂ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｎｂ含有量は各０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
【0052】
Ｖ：０．０００３～０．００３０重量％
バナジウム（Ｖ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｖ含有量は各０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
バナジウム（Ｖ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｖ含有量は各０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
【0053】
本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板は、Ｐ：０．００５～０．０５重量％、Ｍｏ：０．００１～０．０１重量％およびＮｉ：０．００５～０．０４重量％のうち１種以上をさらに含むことができる。
【0054】
Ｐ：０．００５～０．０５０重量％
リン（Ｐ）は鋼板の表面および結晶粒界に偏析して焼鈍時の表面酸化を抑制し、結晶粒界による元素の拡散を妨げ、｛１１１｝／／ＮＤ方位の再結晶を妨げて集合組織を改善させる役割をする。Ｐが過度に少なく添加される場合はその効果が充分でない。Ｐが過度に多く添加される場合、熱間加工の特性が劣化して磁性改善に比べて生産性が低下し得る。したがって、Ｐをさらに含む場合、０．００５～０．０５０重量％含むことができる。さらに具体的には、Ｐを０．００７～０．０４５重量％さらに含むことができる。
リン（Ｐ）は鋼板の表面および結晶粒界に偏析して焼鈍時の表面酸化を抑制し、結晶粒界による元素の拡散を妨げ、｛１１１｝／／ＮＤ方位の再結晶を妨げて集合組織を改善させる役割をする。Ｐが過度に少なく添加される場合はその効果が充分でない。Ｐが過度に多く添加される場合、熱間加工の特性が劣化して磁性改善に比べて生産性が低下し得る。したがって、Ｐをさらに含む場合、０．００５～０．０５０重量％含むことができる。さらに具体的には、Ｐを０．００７～０．０４５重量％さらに含むことができる。
【0055】
Ｍｏ：０．００１～０．０１重量％
モリブデン（Ｍｏ）は表面と粒界に偏析して集合組織を改善させる役割をする。Ｍｏが過度に少なく添加される場合は｛１１１｝集合組織が発達して磁性が悪化し得る。Ｍｏが過度に多く添加されると、ＳｎとＰの偏析を抑制して集合組織の改善効果が減少し得る。したがって、Ｍｏをさらに含む場合、０．００１～０．０１重量％で含むことができる。
モリブデン（Ｍｏ）は表面と粒界に偏析して集合組織を改善させる役割をする。Ｍｏが過度に少なく添加される場合は｛１１１｝集合組織が発達して磁性が悪化し得る。Ｍｏが過度に多く添加されると、ＳｎとＰの偏析を抑制して集合組織の改善効果が減少し得る。したがって、Ｍｏをさらに含む場合、０．００１～０．０１重量％で含むことができる。
【0056】
Ｎｉ：０．００５～０．０４重量％
ニッケル（Ｎｉ）は鋼の延性を増加させてＳｎとＰの偏析を促進する役割をする。Ｎｉが過度に多く添加されると、磁束密度が急激に低下し得る。したがって、Ｎｉをさらに含む場合、０．００５～０．０４重量％で含むことができる。
ニッケル（Ｎｉ）は鋼の延性を増加させてＳｎとＰの偏析を促進する役割をする。Ｎｉが過度に多く添加されると、磁束密度が急激に低下し得る。したがって、Ｎｉをさらに含む場合、０．００５～０．０４重量％で含むことができる。
【0057】
残部はＦｅおよび不可避的不純物からなる。不可避的不純物は製鋼段階および方向性電磁鋼板の製造工程過程で混入される不純物であり、これは該当分野で広く知られているので、これについて具体的な説明は省略する。本発明の一実施例で前述した合金成分の他に元素の追加を排除するものではなく、本発明の技術思想を損なわない範囲内で多様に含まれ得る。追加元素をさらに含む場合は残部であるＦｅの代わりとして含む。
【0058】
不可避的不純物としては、例えば、Ｂ、Ｚｒなどがあり得、Ｂ：０．００２重量％以下、Ｚｒ：０．００５重量％以下で管理されなければならない。
【0059】
図１では本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板の断面を示す。図１に示すように、電磁鋼板１００の表面から内部方向に酸化層２０が存在する。酸化層２０を除いた電磁鋼板１００は電磁鋼板の母材１０として区分する。
【0060】
電磁鋼板１００は製造工程で酸素に露出して、雰囲気中の酸素が鋼板内部に浸透して表面で内部方向に酸素濃度勾配が存在し得る。
【0061】
酸化層２０と母材１０は酸素含有量が４０重量％以上の酸化層２０と酸素含有量が４０重量％未満の母材１０に区分する。このように区分された酸化層２０の厚さは１０～５０ｎｍであり得る。このように適切な厚さの酸化層２０が形成されることによって、焼鈍時の雰囲気中の窒素が母材に拡散することを抑制して微細窒化物の形成が抑制されるので、磁性が向上することができる。鋼板の表面全体の酸化層２０の厚さは異なってもよく、本発明の一実施例で酸化層２０の厚さとは鋼板内での平均厚さを意味する。
【0062】
この酸化層２０には製造工程で酸素の浸透によって存在する酸素の他にも母材１０に拡散して濃化されたＡｌを多量含む。反面、ＡｌおよびＯの増加によって相対的にＳｉ含有量は減少し得る。
【0063】
具体的には、酸化層２０はＡｌを１．０～３０重量％およびＳｉ０．５～１０．０重量％含むことができる。さらに具体的には、酸化層２０はＯ：４０～７０重量％、Ａｌ：１～３０重量％、Ｓｉ：０．５～１０．０重量％含み、残部Ｆｅおよび不可避的不純物を含むことができる。このようにＡｌが濃化した酸化層が形成されることによって、母材内部に丸い形状の酸化物や微細窒化物が形成されることを抑制して磁性が向上することができる。Ｏと同様に、Ａｌは母材から表面方向に含有量が増加する濃度勾配が存在し得、前述した範囲は酸化層２０中の平均含有量を意味する。
【0064】
酸化層２０中のＳｉ含有量に対するＡｌ含有量の重量比が５～２０であり得る。このように酸化層２０中のＡｌの量が増加すると緻密な酸化層を形成して最終焼鈍過程で発生し得る表面層下の微細析出物の形成を抑制して優れた磁気的特性を得ることができる。さらに具体的には、酸化層２０中のＳｉ含有量に対するＡｌ含有量の重量比が７．０～１７．０であり得る。
【0065】
本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板は、平均結晶粒径が５５～７５μｍであり得る。前述した範囲で無方向性電磁鋼板の磁性がより優れる。結晶粒径は（測定面積÷結晶粒個数）０．５で計算する。結晶粒径は圧延面（ＮＤ面）と平行な面を基準として測定し得、母材１０内で測定し得る。具体的には、平均結晶粒径が６０～７０μｍであり得る。
【0066】
本発明の一実施例では合金成分を適宜制御することによって、表面部のＡｌＮ析出物の密度を低下させることができる。具体的には、鋼板の表面から内部方向に２μｍ以内の深さで直径が１０～５００ｎｍであるＡｌＮ析出物の分布密度が３個／ｍｍ２以下であり得る。このように、ＡｌＮ介在物の分布密度を低くすることによって、磁壁移動を妨げる微細析出物を抑制して磁性向上に寄与することができる。さらに具体的には、ＡｌＮ析出物の分布密度が０．５～２．５個／ｍｍ２であり得る。この時、ＡｌＮの直径は圧延面（ＮＤ面）と平行な面を基準として測定することができる。ＡｌＮの直径はＡｌＮと同じ面積を有する円を仮定してその円の直径で求める。
【0067】
鋼板の厚さは０．１０～０．３５ｍｍであり得る。
【0068】
前述したように、本発明の一実施例で最適の合金組成を提示し、析出物の特性を改善して磁性を向上させることができる。具体的には、無方向性電磁鋼板の鉄損（Ｗ１０／４００）が１２．５Ｗ／ｋｇ以下、磁束密度（Ｂ５０）が１．６５０Ｔ以上になる。鉄損（Ｗ１０／４００）は４００ＨＺの周波数で１．０Ｔの磁束密度を誘起したときの鉄損である。磁束密度（Ｂ５０）は５０００Ａ／ｍの磁場で誘導される磁束密度である。さらに具体的には、無方向性電磁鋼板の鉄損（Ｗ１０／４００）が１１．６Ｗ／ｋｇ以下、磁束密度（Ｂ５０）が１．６６０Ｔ以上であり得る。
【0069】
本発明の一実施例による無方向性電磁鋼板の製造方法は、スラブを熱間圧延して熱延板を製造する段階、熱延板を冷間圧延して冷延板を製造する段階および冷延板を最終焼鈍する段階を含む。
【0070】
先に、スラブを熱間圧延する。
【0071】
スラブの合金成分については前述した無方向性電磁鋼板の合金元素で説明したので、重複する説明は省略する。無方向性電磁鋼板の製造過程で合金成分は実質的に変動しないので、無方向性電磁鋼板とスラブの合金成分は実質的に同一である。
【0072】
具体的には、スラブは重量％で、重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、上記式１を満たす。
【0073】
その他の追加元素については無方向性電磁鋼板の合金元素で説明したので、重複する説明は省略する。
【0074】
スラブを熱間圧延する前に加熱する。スラブの加熱温度は制限されないが、スラブを１２００℃以下で加熱する。スラブの加熱温度が過度に高いと、スラブ中に存在するＡｌＮ、ＭｎＳなどの析出物が再固溶された後に熱間圧延および焼鈍時に微細析出されて結晶粒成長を抑制して磁性を低下させ得る。
【0075】
次に、スラブを熱間圧延して熱延板を製造する。熱延板の厚さは２～２．３ｍｍになる。熱延板を製造する段階での仕上げ圧延温度は８００℃以上であり得る。具体的には、８００～１０００℃であり得る。熱延板は７００℃以下の温度で巻き取られ得る。
【0076】
熱延板を製造する段階の後、熱延板を熱延板焼鈍する段階をさらに含むことができる。この時、熱延板の焼鈍温度は８５０～１１５０℃であり得る。熱延板の焼鈍温度が過度に低いと、組織が成長しないか、微細に成長して冷間圧延後の焼鈍時に磁性に有利な集合組織を得るのが容易でない。焼鈍温度が過度に高いと磁性結晶粒が過度に成長して板の表面欠陥が過剰になる。熱延板の焼鈍は必要に応じて磁性に有利な方位を増加させるために行われ、省略することも可能である。焼鈍された熱延板を酸洗し得る。
【0077】
次に、熱延板を冷間圧延して冷延板を製造する。冷間圧延は０．１ｍｍ～０．３５ｍｍの厚さに最終圧延する。冷間圧延する段階で圧下率を８５％以上に調節することができる。さらに具体的には、圧下率は８５～９５％であり得る。圧下率が過度に低い場合、鋼板の幅方向への厚さの差異が発生し得る。
【0078】
次に、冷延板を最終焼鈍する。冷延板を９００℃以上の均熱温度で１５秒以上維持して焼鈍する。無方向性電磁鋼板の鉄損は結晶粒の大きさと密接な関連があるので適切な温度および時間で焼鈍する。さらに具体的には、９５０～１１００℃の均熱温度で３０～１５０秒間焼鈍する。
【0079】
最終焼鈍する段階は、冷延板を水素（Ｈ２）４０体積％以下および窒素６０体積％以上を含み、露点が０～－４０℃である雰囲気下で焼鈍する。具体的には、水素５～４０体積％および窒素６０～９５体積％含む雰囲気で焼鈍する。最終焼鈍過程で平均結晶粒の粒径が５５～７５μｍになり、前段階の冷間圧延段階で形成された加工組織がすべて（すなわち、９９％以上）再結晶される。
【0080】
最終焼鈍した後、絶縁被膜を形成する。前記絶縁被膜は有機質、無機質および有機／無機複合被膜で処理され得、その他絶縁が可能な被膜剤で処理することも可能である。
【0081】
以下では実施例により本発明をより詳細に説明する。しかし、このような実施例は単に本発明を例示するためであり、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例1】
【0082】
表１および表２および残部がＦｅおよび不可避的不純物からなる成分でスラブを製造した。これを１１５０℃で加熱し、８３０℃の仕上げ温度で熱間圧延して、板の厚さ２．３ｍｍの熱延板を製造した。熱間圧延された熱延板は１０３０℃で１００秒間熱延板焼鈍した後、冷間圧延して厚さを０．２７ｍｍにし、９５０℃で８８秒間再結晶焼鈍を行った。
【0083】
各試験片に対する酸化層の厚さ、酸化層中のＡｌ、Ｓｉ含有量、表層部のＡｌＮの分布密度Ｗ１０／４００鉄損、Ｂ５０磁束密度を表３に示した。
【0084】
酸化層の厚さは酸化層の厚さは試験片をＦＩＢで加工してなめらかな断面を製造し、これをＴＥＭ高倍率で撮影して母材表層の１０地点以上で酸化層の厚さを測定した平均値を示した。
【0085】
ＡｌＮは鋼板の表面を１μｍ研削し、これをＴＥＭ高倍率で撮影して２５００μｍ２以上の面積に対してＡｌＮの個数を測定して表３に整理した。
【0086】
磁束密度、鉄損などの磁気的特性はそれぞれの試験片に対して幅６０ｍｍ×の長さ６０ｍｍ×枚数５枚の試験片を切断してＳｉｎｇｌｅ ｓｈｅｅｔ ｔｅｓｔｅｒで圧延方向と圧延垂直方向を測定してその平均値を示した。この時、Ｗ１０／４００は４００Ｈｚの周波数で１．０Ｔの磁束密度を誘起した時の鉄損であり、Ｂ５０は５０００Ａ／ｍの磁場で誘導される磁束密度を意味する。
【0087】
【表1】
【表2】
【0088】
【表3】
【0089】
表１～表３に示すように、合金成分が適切に制御されたＡ４、Ｂ４、Ｃ３、Ｃ４、Ｄ３、Ｄ４の場合、酸化層が適切に形成され、ＡｌＮが少なく形成されて磁性に優れること確認することができる。
【0090】
反面、Ａ１はＣｒを過度に少なく含んで、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0091】
Ａ２はＭｇを過度に少なく含んで、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0092】
Ａ３は式１値が過度に大きいため、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0093】
Ｂ１はＳｎ、Ｓｂを多量含み、式１値が過度に大きいため、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0094】
Ｂ２はＭｇを多量含んで、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0095】
Ｂ３は式１値が過度に小さいため、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0096】
Ｃ１はＣｕを多量含んで、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0097】
Ｃ２はＳｎ、Ｓｂを少なく含み、式１値が過度に小さいため酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0098】
Ｄ１はＣｕを過度に少なく含んで、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0099】
Ｄ２はＣｒを過度に多く含んで、酸化層が適切に形成できず、ＡｌＮが多量形成されて磁性が劣ることを確認することができる。
【0100】
Ｄ５はＡｌを過度に少なく含んで、酸化層が適切に形成できず、磁性が劣ることを確認することができる。
【0101】
本発明は実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で製造することができ、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形態で実施できることを理解することができる。したがって、上記一実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的なものではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【0102】
１００ 無方向性電磁鋼板
１０ 母材
２０ 酸化層
１０ 母材
２０ 酸化層
【図1】
【手続補正書】
【提出日】2023-06-19
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、下記式１を満たすことを特徴とする無方向性電磁鋼板。
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
【請求項2】
Ｎ、Ｓ、Ｔｉ、ＮｂおよびＶのうち１種以上をそれぞれ０．０００３～０．００３０重量％さらに含むことを特徴とする請求項１に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項3】
Ｐ：０．００５～０．０５重量％、Ｍｏ：０．００１～０．０１重量％およびＮｉ：０．００５～０．０４重量％のうち１種以上さらに含む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板。
【請求項4】
平均結晶粒の粒径が５５～７５μｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項5】
鋼板の表面から内部方向に酸化層が存在し、酸化層の厚さは１０～５０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項6】
前記酸化層はＡｌを１．０～３０重量％およびＳｉ０．５～１０．０重量％含むことを特徴とする請求項５に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項7】
前記酸化層中のＳｉ含有量に対するＡｌ含有量の重量比が５～２０であることを特徴とする請求項５又は６に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項8】
鋼板の表面から内部方向に２μｍ以内の深さで直径が１０～５００ｎｍであるＡｌＮ析出物の分布密度が３個／ｍｍ２以下であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項9】
厚さが０．１０～０．３５ｍｍであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板。
【請求項10】
重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、下記式１を満たすスラブを熱間圧延して熱延板を製造する段階、前記熱延板を冷間圧延して冷延板を製造する段階、および
前記冷延板を最終焼鈍する段階を含むことを特徴とする無方向性電磁鋼板の製造方法。
［式１］
０．６６≦（［Ｓｎ］＋［Ｓｂ］）／（［Ｃｒ］＋［Ｃｕ］＋［Ｍｇ］）≦２
（式１において、［Ｓｎ］、［Ｓｂ］、［Ｃｒ］、［Ｃｕ］および［Ｍｇ］はそれぞれ前記スラブ中のＳｎ、Ｓｂ、Ｃｒ、ＣｕおよびＭｇの含有量（重量％）を示す。）
【請求項11】
前記熱延板を製造する段階の前にスラブを１２００℃以下で加熱する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項12】
前記熱延板を製造する段階での仕上げ圧延温度は８００℃以上であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項13】
前記熱延板を製造する段階の後、８５０～１１５０℃で熱延板を焼鈍する段階をさらに含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項14】
前記最終焼鈍する段階は、９００℃以上の均熱温度で１５秒以上維持して焼鈍することを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【請求項15】
前記最終焼鈍する段階は、水素（Ｈ２）４０体積％以下および窒素６０体積％以上を含み、露点が０～－４０℃である雰囲気下で焼鈍することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0041】
Ｃ：０．００１５～０．００４０重量％
炭素（Ｃ）は磁気時効を起こし、その他不純物元素と結合して炭化物を生成して磁気的特性を低下させるので低いほど好ましい。ただし、本発明の一実施例でＣｒ、Ｃｕ、Ｍｇを適正量含み、Ｃを一定量以上含んでも磁性への影響はない。したがって、０．００１５重量％以上含むことができる。具体的には、Ｃを０．００１５～０．００４０重量％含むことができる。さらに具体的には、０．００２０～０．００３５重量％含むことができる。
炭素（Ｃ）は磁気時効を起こし、その他不純物元素と結合して炭化物を生成して磁気的特性を低下させるので低いほど好ましい。ただし、本発明の一実施例でＣｒ、Ｃｕ、Ｍｇを適正量含み、Ｃを一定量以上含んでも磁性への影響はない。したがって、０．００１５重量％以上含むことができる。具体的には、Ｃを０．００１５～０．００４０重量％含むことができる。さらに具体的には、０．００２０～０．００３５重量％含むことができる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0050】
Ｔｉ：０．０００３～０．００３０重量％
チタン（Ｔｉ）は鋼中の析出物の形成の傾向が非常に強く、母材内部に微細な炭化物または窒化物または硫化物を形成して結晶粒成長を抑制することによって鉄損を劣化させる。したがって、Ｔｉ含有量は０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
チタン（Ｔｉ）は鋼中の析出物の形成の傾向が非常に強く、母材内部に微細な炭化物または窒化物または硫化物を形成して結晶粒成長を抑制することによって鉄損を劣化させる。したがって、Ｔｉ含有量は０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0051】
Ｎｂ：０．０００３～０．００３０重量％
ニオブ（Ｎｂ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｎｂ含有量は０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
ニオブ（Ｎｂ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｎｂ含有量は０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0052】
Ｖ：０．０００３～０．００３０重量％
バナジウム（Ｖ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｖ含有量は０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
バナジウム（Ｖ）は母材内部に微細な炭化物または窒化物を形成して結晶粒成長と磁壁移動を抑制して鉄損を劣化させる。したがって、Ｖ含有量は０．００４％以下、より好ましくは０．００２％以下で管理されなければならない。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0072】
具体的には、スラブは重量％で、Ｓｉ：３．０～４．０％、Ａｌ：０．３～１．５％、Ｍｎ：０．１～０．６％、ＳｎおよびＳｂのうち１種以上：０．００６～０．１％、Ｃ：０．００１５～０．００４０％、Ｃｒ：０．０１～０．０３％、Ｃｕ：０．００３～０．００８％およびＭｇ：０．０００５～０．００２５％を含み、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、上記式１を満たす。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0085】
酸化層の厚さは試験片をＦＩＢで加工してなめらかな断面を製造し、これをＴＥＭ高倍率で撮影して母材表層の１０地点以上で酸化層の厚さを測定した平均値を示した。
【国際調査報告】