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CN103534376B - 无方向性电磁钢板、其制造方法、马达铁芯用层叠体及其制造方法 - Google Patents

无方向性电磁钢板、其制造方法、马达铁芯用层叠体及其制造方法 Download PDF

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CN103534376B CN201280022968.3A CN201280022968A CN103534376B CN 103534376 B CN103534376 B CN 103534376B CN 201280022968 A CN201280022968 A CN 201280022968A CN 103534376 B CN103534376 B CN 103534376B
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堀纮二郎
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松井伸一
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Abstract

本发明涉及一种无方向性电磁钢板，其中，将Ti、V、Zr、Nb、C的含量（质量%）分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝（[Ti]/48＋[V]/51＋[Zr]/91＋[Nb]/93）/（[C]/12）”表示的参数Q的值为0.9～1.1。金属组织的母相为铁素体相，金属组织不含有未再结晶组织。构成铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm。在铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在。析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。

Description

无方向性电磁钢板、其制造方法、马达铁芯用层叠体及其制造方法
技术领域
本发明涉及适合于电气设备的铁芯材料的无方向性电磁钢板及其制造方法等。
背景技术
近年来，作为电动汽车以及混合动力汽车等的驱动马达，高速旋转且容量比较大的马达正在增加。因此，驱动马达所使用的铁芯材料要求高于商用频率的、在几100Hz～几kHz范围内的低铁损化。另外，转子所使用的铁芯为了能够耐受离心力以及应力变动，也要求所需要的机械强度。这样的要求有时也针对除汽车的驱动马达以外的构件所使用的铁芯材料。
以往，人们提出过谋求铁损的降低和/或强度的提高等的技术（专利文献1～12）。
然而，这些技术难以实现降低铁损和提高强度的兼顾。另外，实际上，难以制造无方向性电磁钢板。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平02-008346号公报
专利文献2：日本特开平06-330255号公报
专利文献3：日本特开2006-009048号公报
专利文献4：日本特开2006-070269号公报
专利文献5：日本特开平10-018005号公报
专利文献6：日本特开2004-084053号公报
专利文献7：日本特开2004-183066号公报
专利文献8：日本特开2007-039754号公报
专利文献9：日本特开平10-88298号公报
专利文献10：国际公开第2009/128428号
专利文献11：日本特开2003-105508号公报
专利文献12：日本特开平11-229094号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于：提供能够实现降低铁损和提高强度的兼顾的无方向性电磁钢板及其制造方法等。
用于解决课题的手段
本发明是为了解决上述的问题而完成的，其要旨如下。
（1）一种无方向性电磁钢板，其特征在于：其以质量%计，含有
C：超过0.01%且在0.05%以下、
Si：2.0%～4.0%、
Mn：0.05%～0.5%、以及
Al：0.01%～3.0%，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的含量（质量%）分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝（[Ti]/48＋[V]/51＋[Zr]/91＋[Nb]/93）/（[C]/12）”表示的参数Q的值为0.9～1.1；
金属组织的母相为铁素体相；
所述金属组织不含有未再结晶组织；
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm；
在所述铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在；
所述析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。
（2）根据上述（1）所述的无方向性电磁钢板，其特征在于：以质量%计，进一步含有选自
N：0.001%～0.004%、
Cu：0.5%～1.5%、以及
Sn：0.05%～0.5%之中的至少一种。
（3）根据上述（1）或（2）所述的无方向性电磁钢板，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
（4）一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有以下工序：
对加热至1100℃～1330℃的温度的板坯进行热轧而得到热轧钢板的工序，
对所述热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板的工序，以及
对所述冷轧钢板在850℃～1100℃的温度下进行最终退火的工序；
所述板坯以质量%计，含有
C：超过0.01%且在0.05%以下、
Si：2.0%～4.0%、
Mn：0.05%～0.5%、以及
Al：0.01%～3.0%，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的含量（质量%）分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝（[Ti]/48＋[V]/51＋[Zr]/91＋[Nb]/93）/（[C]/12）”表示的参数Q的值为0.9～1.1。
（5）根据上述（4）所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：所述板坯以质量%计，进一步含有选自
N：0.001%～0.004%、
Cu：0.5%～1.5%、以及
Sn：0.05%～0.5%之中的至少一种。
（6）根据上述（4）或（5）所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：在进行所述冷轧的工序之前，具有对所述热轧钢板进行热轧板退火的工序。
（7）一种马达铁芯用层叠体，其特征在于：
具有相互层叠的多片无方向性电磁钢板；
所述无方向性电磁钢板以质量%计，含有
C：超过0.01%且在0.05%以下、
Si：2.0%～4.0%、
Mn：0.05%～0.5%、以及
Al：0.01%～3.0%，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的含量（质量%）分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝（[Ti]/48＋[V]/51＋[Zr]/91＋[Nb]/93）/（[C]/12）”表示的参数Q的值为0.9～1.1；
金属组织的母相为铁素体相；
所述金属组织不含有未再结晶组织；
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm；
在所述铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在；
所述析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。
（8）根据上述（7）所述的马达铁芯用层叠体，其特征在于：所述无方向性电磁钢板以质量%计，进一步含有选自
N：0.001%～0.004%、
Cu：0.5%～1.5%、以及
Sn：0.05%～0.5%之中的至少一种。
（9）根据上述（7）或（8）所述的马达铁芯用层叠体，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
（10）一种马达铁芯用层叠体的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有以下工序：
将多片无方向性电磁钢板相互层叠而得到层叠体的工序，以及
在均热温度为400℃～800℃、均热时间为2分钟～10小时、从所述均热温度至300℃的平均冷却速度为0.0001℃/秒～0.1℃/秒的条件下对所述层叠体进行退火的工序；
所述无方向性电磁钢板以质量%计，含有
C：超过0.01%且在0.05%以下、
Si：2.0%～4.0%、
Mn：0.05%～0.5%、以及
Al：0.01%～3.0%，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的含量（质量%）分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝（[Ti]/48＋[V]/51＋[Zr]/91＋[Nb]/93）/（[C]/12）”表示的参数Q的值为0.9～1.1；
金属组织的母相为铁素体相；
所述金属组织不含有未再结晶组织；
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm；
在所述铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在；
所述析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。
（11）根据上述（10）所述的马达铁芯用层叠体的制造方法，其特征在于：所述无方向性电磁钢板以质量%计，进一步含有选自
N：0.001%～0.004%、
Cu：0.5%～1.5%、以及
Sn：0.05%～0.5%之中的至少一种。
（12）根据上述（10）或（11）所述的马达铁芯用层叠体的制造方法，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
发明的效果
根据本发明，由于适当规定了无方向性电磁钢板的组成以及组织，因而能够实现降低铁损和提高强度的兼顾。
具体实施方式
首先，就本发明的实施方式的无方向性电磁钢板及其制造方法进行说明。
本实施方式的无方向性电磁钢板具有规定的组成，金属组织的母相为铁素体相，金属组织不含有未再结晶组织。另外，构成铁素体相的铁 素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm，在铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在，析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。根据这样的构成，可以实现降低铁损和提高强度的兼顾。其结果是，可以大大有助于马达的高效率化等。
另外，在本实施方式的无方向性电磁钢板的制造方法中，对加热至1100℃～1330℃的规定组成的板坯进行热轧而得到热轧钢板。接着，对热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板。接着，对冷轧钢板进行最终退火。
在此，就无方向性电磁钢板的组成进行说明。下面，作为含量单位的“%”是指“质量%”。另外，关于板坯的组成，由于板坯紧接着的是无方向性电磁钢板，因而这里所说明的无方向性电磁钢板的组成也就是在其制造中使用的板坯的组成。本实施方式的无方向性电磁钢板例如含有C：超过0.01%且在0.05%以下、Si：2.0%～4.0%、Mn：0.05%～0.5%以及Al：0.01%～3.0%，进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种。另外，无方向性电磁钢板的剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成，将Ti、V、Zr、Nb、C的含量（质量%）分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝（[Ti]/48＋[V]/51＋[Zr]/91＋[Nb]/93）/（[C]/12）”表示的参数Q的值为0.9～1.1。
＜C：超过0.01%且在0.05%以下＞
C与Ti、V、Zr以及Nb形成微细的析出物。该微细的析出物有助于钢强度的提高。如果C含量为0.01%以下，则不能得到对强度的提高充分这种量的析出物。如果C含量超过0.05%，则析出物容易粗大地析出。粗大的析出物难以有助于强度的提高。另外，如果析出物粗大地析出，则铁损容易劣化。因此，C含量设定为超过0.01%且在0.05%以下。另外，C含量优选为0.02%以上，也优选为0.04%以下。
＜Si：2.0%～4.0%＞
Si提高钢的电阻率而降低铁损。如果Si含量低于2.0%，则不能充分地得到该效果。如果Si含量超过4.0%，则钢发生脆化，从而轧制变得困难。因此，Si含量设定为2.0%～4.0%。另外，Si含量优选为3.5%以下。
＜Mn：0.05%～0.5%＞
Mn与Si同样，提高钢的电阻率而降低铁损。另外，Mn使硫化物粗大化而实现无害化。如果Mn含量低于0.05%，则不能充分地得到这些效果。如果Mn含量超过0.5%，则磁通密度降低，或者冷轧时容易产生裂纹。另外，成本的上升也变得显著。因此，Mn含量设定为0.05%～0.5%。另外，Mn含量优选为0.1%以上，也优选为0.3%以下。
＜Al：0.01%～3.0%＞
Al与Si同样，提高钢的电阻率而降低铁损。另外，Al还作为脱氧材料发挥作用。如果Al含量低于0.01%，则不能充分地得到这些效果。如果Al含量超过3.0%，则钢发生脆化，从而轧制变得困难。因此，Al含量设定为0.01%～3.0%。另外，Al含量优选为0.3%以上，也优选为2.0%以下。
＜Ti、V、Zr、Nb＞
Ti、V、Zr以及Nb与C和/或N形成微细的析出物。该析出物有助于钢强度的提高。如果参数Q的值低于0.9，则C相对于Ti、V、Zr以及Nb过剩，因而在最终退火后，C以固溶状态存在于钢板内的倾向增强。如果C以固溶状态存在，则容易产生磁时效。如果参数Q的值超过1.1，则C相对于Ti、V、Zr以及Nb不足，因而难以得到微细的析出物，从而不能得到所希望的强度。因此，参数Q的值设定为0.9～1.1。另外，参数Q的值优选为0.95以上，也优选为1.05以下。
本实施方式的无方向性电磁钢板也可以进一步含有选自N：0.001%～0.004%、Cu：0.5%～1.5%以及Sn：0.05%～0.5%之中的至少一种。
＜N：0.001%～0.004%＞
N和C同样，与Ti、V、Zr以及Nb形成微细的析出物。该微细的析出物有助于钢强度的提高。如果N含量低于0.001%，则不能得到对强度的进一步提高充分这种量的析出物。因此，N含量优选为0.001%以上。如果N含量超过0.004%，则析出物容易粗大地析出。因此，N含量设定为0.004%以下。
＜Cu：0.5%～1.5%＞
本发明人发现：如果在钢中含有Cu，则含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物容易微细析出。该微细的析出物有助于钢强度的提高。如果Cu含量低于0.5%，则不能充分地得到该效果。因此，Cu含量优选为0.5%以上。另外，Cu含量更优选为0.8%以上。如果Cu含量超过1.5%，则钢容易脆化。因此，Cu含量设定为1.5%以下。另外，Cu含量也优选为1.2%以下。
在Cu含于钢中的情况下，上述析出物微细析出的原因尚未明确，但本发明人推定其原因在于：在基体内产生Cu的局部的浓度分布，从而成为碳化物的析出位点。因此，在析出上述的析出物时，Cu也可以不会析出。另一方面，Cu的析出物有助于无方向性电磁钢板强度的提高。因此，Cu也可以析出来。
＜Sn：0.05%～0.5%＞
本发明人还发现：如果在钢中含有Sn，则含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物容易微细析出。该微细的析出物有助于钢强度的提高。如果Sn含量低于0.05%，则不能充分地得到该效果。因此，Sn含量优选为0.05%以上。另外，Sn含量更优选为0.08%以上。如果Sn含量超过0.5%，则钢容易脆化。因此，Sn含量设定为0.5%以下。另外，Sn含量也优选为0.2%以下。
＜其它的成分＞
也可以含有0.5%～5%的Ni、0.005%～0.1%的P。Ni以及P有助于钢板的固溶硬化等。
接着，就无方向性电磁钢板的金属组织进行说明。
如上所述，本实施方式的无方向性电磁钢板的金属组织的母相（基体）为铁素体相，在金属组织中并未含有未再结晶组织。因为未再结晶组织一方面使强度得以提高，另一方面使铁损显著劣化。另外，如果构成铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径低于10μm，则磁滞损耗升高。如果铁素体晶粒的平均粒径超过200μm，则细晶粒硬化的效果显著降低。因此，铁素体晶粒的平均粒径设定为10μm～200μm。铁素体晶粒的平均粒径优选为30μm以上，也优选为100μm以下。再者，铁素体晶粒的平均粒径更优选为60μm以下。
在本实施方式中，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物存在于铁素体晶粒内。该析出物越小，而且该析出物的个数密度越高，则可以得到越高的强度。再者，析出物的尺寸从磁特性的角度考虑也是重要的。例如，在析出物的直径小于磁畴壁的厚度的情况下，可以防止磁畴壁移动因钉扎而产生的磁滞损耗的劣化（增加）。如果析出物的平均粒径超过0.2μm，则不能充分地得到这些效果。因此，析出物的平均粒径设定为0.2μm以下。该平均粒径优选为0.1μm以下，更优选为0.05μm以下，进一步优选为0.01μm以下。
此外，纯铁的磁畴壁的理论厚度从交换能以及各向异性能进行估计，为0.1μm左右，但实际的磁畴壁的厚度因形成磁畴壁的方位的变化而变化。另外，如无方向性电磁钢板那样，在含有Fe以外的元素的情况下，磁畴壁的厚度也受到元素的种类以及量等的影响。从该角度考虑，可以认为0.2μm以下的析出物的平均粒径是妥当的。
如果析出物的平均粒径低于0.002μm（2nm），则机械强度上升的效果达到饱和。另外，将析出物的平均粒径控制在低于0.002μm的范围是困难的。因此，析出物的平均粒径设定为0.002μm以上。
另外，析出物的个数密度越高，可以得到越高的强度，如果铁素体晶粒内的析出物的个数密度低于10个/μm3，则难以得到所希望的强度。因此，析出物的个数密度设定为10个/μm3以上。该个数密度优选为1000个/μm3以上，更优选为10000个/μm3以上，进一步优选为100000个/μm3以上，更进一步优选为1000000个/μm3以上。
接着，就无方向性电磁钢板的制造方法进行说明。本实施方式如上所述，通过对加热至1100℃～1330℃的温度的板坯进行热轧而得到热轧钢板。接着，对热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板。接着，对冷轧钢板进行最终退火。
在热轧中，通过加热，使板坯中含有的、包含Ti、V、Zr和/或Nb的析出物暂且固溶，在之后的降温过程中，使包含Ti、V、Zr和/或Nb的析出物微细析出。如果加热温度低于1100℃，则难以使包含Ti、V、Zr和/或Nb的析出物充分地固溶。如果加热温度超过1330℃，则加热中板坯有可能发生变形，或者有可能产生熔渣。因此，加热温度设定为 1100℃～1330℃。加热温度优选设定为1150℃以上，也优选设定为1300℃以下。
在热轧中，例如进行粗轧以及精轧。精轧的结束温度（终轧温度）优选设定为750℃～850℃，精轧后卷取时的温度（卷取温度）优选设定为600℃以下。这些都是为了使含有Ti、V、Zr和/或Nb的析出物尽可能地微细析出。
热轧钢板的厚度并没有特别的限定。但是，使热轧钢板的厚度低于1.6mm是不容易的，另外还带来生产率的降低。另一方面，如果热轧钢板的厚度为2.7mm，则在之后的冷轧中，往往需要过于提高压下率。在冷轧中的压下率过于高的情况下，无方向性电磁钢板的织构往往劣化，从而使磁特性（磁通密度、铁损）劣化。因此，热轧钢板的厚度优选设定为1.6mm～2.7mm。
冷轧可以只进行1次，也可以在中间隔着中间退火而进行2次以上。冷轧中最后的压下率优选设定为60%～90%。这是为了使最终退火后的无方向性电磁钢板的金属组织（织构）更加良好，从而得到较高的磁通密度以及较低的铁损。另外，在进行中间退火的情况下，其温度优选设定为900℃～1100℃。这是为了使金属组织更加良好。最后的压下率更优选设定为65%以上，也更优选设定为82%以下。
最终退火的均热温度优选设定为850℃以上，均热时间优选设定为20秒钟以上。这是为了使无方向性电磁钢板的铁素体晶粒的平均粒径为10μm以上，从而成为更良好的平均粒径。
此外，如果最终退火的均热温度超过1100℃，则如下的倾向增强：微细析出的、含有Ti、V、Zr和/或Nb的析出物固溶于冷轧钢板中，然后不是在晶粒内而是在晶界析出。因此，最终退火的均热温度优选设定为1100℃以下。此外，如果均热时间超过2分钟，则生产率的降低变得显著。因此，均热时间优选设定为2分钟以下。
此外，在进行冷轧前，也可以进行热轧钢板的退火即热轧板退火。通过进行适当的热轧板退火，使得无方向性电磁钢板的织构更为优选，从而能够得到更优良的磁通密度。在热轧板退火的均热温度低于850℃、以及均热时间低于30秒钟的情况下，难以使织构更为优选。如果均热 温度超过1100℃，则如下的倾向增强：微细析出的、含有Ti、V、Zr和/或Nb的析出物固溶于热轧钢板中，然后不是在晶粒内而是在晶界析出。如果均热时间超过5分钟，则生产率的降低变得显著。因此，热轧板退火的均热温度优选设定为850℃～1100℃，均热时间优选设定为30秒钟～5分钟。
这样一来，便可以制造出本实施方式的无方向性电磁钢板。而且这样制造的无方向性电磁钢板具有上述的金属组织，可以获得较高的强度以及较低的铁损。也就是说，在热轧时生成上述的析出物，在最终退火时产生再结晶而生成上述的铁素体相。此外，在最终退火后，也可以根据需要形成绝缘皮膜。
接着，就使用本实施方式的无方向性电磁钢板构成的马达铁芯用层叠体进行说明。
该马达铁芯用层叠体含有多片本实施方式的无方向性电磁钢板。该马达铁芯用层叠体例如可以采用如下的方法而得到：将多片无方向性电磁钢板用冲裁等方法形成为所希望的形状，然后采用层叠、铆合等方法进行固定。由于含有本实施方式的无方向性电磁钢板，因而该马达铁芯用层叠体的铁损较低，且机械强度较高。
马达铁芯用层叠体也可以在上述的固定完毕时制成。另外，也可以在上述的固定后，在均热温度为400℃～800℃、均热时间为2分钟～10小时、从所述均热温度至300℃的平均冷却速度为0.0001℃/秒～0.1℃/秒的条件下进行退火，在这样的退火完毕后制成。通过进行这样的退火，借助于析出物的析出可以使强度得以更加提高。
在该退火的均热温度低于400℃、以及均热时间低于2分钟的情况下，难以使析出物充分地析出。在均热温度超过800℃、以及均热时间超过10小时的情况下，能量消耗量增大，或者附属设备容易损伤，从而成本的上升变得显著。再者，析出物粗大地析出，有时也难以使强度充分地上升。因此，均热温度优选设定为400℃～800℃，均热时间优选设定为2分钟～10小时。另外，均热温度更优选设定为500℃以上，均热时间更优选设定为10分钟以上。从均热温度到300℃的平均冷却速度如果低于0.0001℃/秒，则碳化物容易粗大地析出。该平均冷却速度如 果超过0.1℃/秒，则难以使析出物充分地析出。因此，从均热温度到300℃的平均冷却速度优选设定为0.0001℃/秒～0.1℃/秒。
实施例
下面，就本发明人进行的实验进行说明。这些实验的条件等是为了确认本发明的实施可能性以及效果而采用的例子，本发明并不局限于这些例子。
（实验例1）
首先，采用真空熔炼的方法对表1所示的各种组成的钢进行熔炼。其次，将得到的板坯在1250℃下加热1小时。然后，对加热至1250℃的温度的板坯进行热轧而得到热轧钢板。热轧钢板（热轧板）的厚度设定为2.0mm。接着，对热轧钢板进行酸洗，再对热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板。冷轧钢板（冷延板）的厚度设定为0.35mm。接着，对冷轧钢板进行最终退火。在最终退火中，将均热温度设定为1000℃，将均热时间设定为30秒钟。这样一来，便制作出各种无方向性电磁钢板。然后，对各无方向性电磁钢板进行了金属组织的观察。在金属组织的观察中，例如进行了粒径的测定（JIS G0552）以及析出物的观察。另外，从各无方向性电磁钢板中切出JIS5号试验片，对其机械特性进行了测定。再者，从各无方向性电磁钢板中切出55mm×55mm的试验片，采用单板磁特性试验法（JIS C 2556）对其磁特性进行了测定。作为磁特性，在频率为400Hz、最大磁通密度为1.0T的条件下测定了铁损（W10/400）。另外，为了观察磁时效的影响，也在200℃、1天的时效处理后对铁损（W10/400）进行了测定。也就是说，对各无方向性电磁钢板测定了时效处理前后的铁损（W10/400）。这些结果如表2所示。
表1
如表2所示，在处于本发明范围内的条件No.C1～No.C19中，可以得到550MPa以上的抗拉强度以及35W/kg以下的铁损（W10/400）。另一方面，在偏离本发明范围的条件No.D1～No.D8中，难以兼顾抗拉强度和铁损。
（实验例2）
首先，在表3所示的温度下将表1所示的钢No.A11以及No.A17的板坯加热1小时。其次，对加热至表3所示的温度的板坯进行热轧而得到热轧钢板。热轧钢板的厚度设定为2.0mm。然后，对一部分（条件No.E4）的热轧钢板在表3所示的条件下进行退火（热轧板退火）。接着，对热轧钢板进行酸洗，再对热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板。冷轧钢板的厚度设定为0.35mm。接着，对冷轧钢板进行最终退火。在最终退火中，将均热温度设定为1000℃，将均热时间设定为30秒钟。这样一来，便制作出各种无方向性电磁钢板。然后，对各无方向性电磁钢板进行了与实验例1同样的评价。该结果也如表3所示。
如表3所示，在处于本发明范围内的条件No.E1～No.E6中，可以得到550MPa以上的抗拉强度以及35W/kg以下的铁损（W10/400）。另一方面，在偏离本发明范围的条件No.F1～No.F2中，难以兼顾抗拉强度和铁损。
（实验例3）
首先，对表1所示的钢No.A11以及No.A17的板坯加热1小时。此时，钢No.A11的板坯加热温度设定为1250℃，钢No.A17的板坯加热温度设定为1150℃。其次，对加热至1250℃或者1150℃的板坯进行热轧而得到热轧钢板。热轧钢板的厚度设定为2.0mm。然后，对热轧钢板进行酸洗，再对热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板。冷轧钢板的厚度设定为0.35mm。接着，对冷轧钢板进行最终退火。在最终退火中，将均热温度设定为1000℃，将均热时间设定为30秒钟。接着，在最终退火后的冷轧钢板的表面形成绝缘皮膜。这样一来，便制作出各种无方向性电磁钢板。
然后，从各无方向性电磁钢板中，冲裁出30片轧制方向的尺寸为300mm、与轧制方向垂直的方向的尺寸为60mm的钢板。这种形状以及尺寸的钢板往往在实际的马达芯中使用。然后，将30片钢板相互层叠而得到层叠体。接着，对各层叠体在表4所示的条件下进行退火。接着，从各层叠体中抽出试验用钢板，对该钢板进行了与实验例1同样的评价。也就是说，设想马达芯所使用的层叠体而进行了评价。该结果也如表4所示。在此，退火的条件偏离上述优选的条件者设定为比较例。
如表4所示，在优选的退火条件No.G1～No.G7中，可以充分地提高抗拉强度。另一方面，在退火条件偏离优选范围的条件No.H1～No.H6中，不能使抗拉强度充分地提高，或者生产率降低，铁损增大。
此外，上述实施方式只不过表示了实施本发明时的具体化的例子，不能由上述的实施方式限定性地解释本发明的技术范围。也就是说，本发明不会脱离其技术思想、或其主要特征而能够以各种形式加以实施。
产业上的可利用性
本发明例如可以在电磁钢板制造产业以及马达等的电磁钢板利用产业中加以应用。

Claims (16)

1.一种无方向性电磁钢板，其特征在于：
其以质量％计，含有
C：超过0.01％且在0.05％以下、
Si：2.0％～4.0％、
Mn：0.05％～0.5％、以及
Al：0.01％～3.0％，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的以质量％计的含量分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝([Ti]/48+[V]/51+[Zr]/91+[Nb]/93)/([C]/12)”表示的参数Q的值为0.9～1.1；
金属组织的母相为铁素体相；
所述金属组织不含有未再结晶组织；
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm；
在所述铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在；
所述析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。
2.根据权利要求1所述的无方向性电磁钢板，其特征在于：以质量％计，进一步含有选自
N：0.001％～0.004％、
Cu：0.5％～1.5％、以及
Sn：0.05％～0.5％之中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的无方向性电磁钢板，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的无方向性电磁钢板，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
5.一种无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有以下工序：
对加热至1100℃～1330℃的温度的板坯进行热轧而得到热轧钢板的工序，
对所述热轧钢板进行冷轧而得到冷轧钢板的工序，以及
对所述冷轧钢板在850℃～1100℃的温度下进行最终退火的工序；
所述板坯以质量％计，含有
C：超过0.01％且在0.05％以下、
Si：2.0％～4.0％、
Mn：0.05％～0.5％、以及
Al：0.01％～3.0％，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的以质量％计的含量分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝([Ti]/48+[V]/51+[Zr]/91+[Nb]/93)/([C]/12)”表示的参数Q的值为0.9～1.1；
金属组织的母相为铁素体相；
所述金属组织不含有未再结晶组织；
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm；
在所述铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在；
所述析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。
6.根据权利要求5所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：所述板坯以质量％计，进一步含有选自
N：0.001％～0.004％、
Cu：0.5％～1.5％、以及
Sn：0.05％～0.5％之中的至少一种。
7.根据权利要求5所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：在进行所述冷轧的工序之前，具有对所述热轧钢板进行热轧板退火的工序。
8.根据权利要求6所述的无方向性电磁钢板的制造方法，其特征在于：在进行所述冷轧的工序之前，具有对所述热轧钢板进行热轧板退火的工序。
9.一种马达铁芯用层叠体，其特征在于：
具有相互层叠的多片无方向性电磁钢板；
所述无方向性电磁钢板以质量％计，含有
C：超过0.01％且在0.05％以下、
Si：2.0％～4.0％、
Mn：0.05％～0.5％、以及
Al：0.01％～3.0％，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的以质量％计的含量分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝([Ti]/48+[V]/51+[Zr]/91+[Nb]/93)/([C]/12)”表示的参数Q的值为0.9～1.1；
金属组织的母相为铁素体相；
所述金属组织不含有未再结晶组织；
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm；
在所述铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在；
所述析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。
10.根据权利要求9所述的马达铁芯用层叠体，其特征在于：所述无方向性电磁钢板以质量％计，进一步含有选自
N：0.001％～0.004％、
Cu：0.5％～1.5％、以及
Sn：0.05％～0.5％之中的至少一种。
11.根据权利要求9所述的马达铁芯用层叠体，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
12.根据权利要求10所述的马达铁芯用层叠体，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
13.一种马达铁芯用层叠体的制造方法，其特征在于，所述制造方法具有以下工序：
将多片无方向性电磁钢板相互层叠而得到层叠体的工序，以及
在均热温度为400℃～800℃、均热时间为2分钟～10小时、从所述均热温度至300℃的平均冷却速度为0.0001℃/秒～0.1℃/秒的条件下对所述层叠体进行退火的工序；
所述无方向性电磁钢板以质量％计，含有
C：超过0.01％且在0.05％以下、
Si：2.0％～4.0％、
Mn：0.05％～0.5％、以及
Al：0.01％～3.0％，
而且进一步含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种，
剩余部分由Fe和不可避免的杂质构成；
将Ti、V、Zr、Nb、C的以质量％计的含量分别表示为[Ti]、[V]、[Zr]、[Nb]、[C]时，用“Q＝([Ti]/48+[V]/51+[Zr]/91+[Nb]/93)/([C]/12)”表示的参数Q的值为0.9～1.1；
金属组织的母相为铁素体相；
所述金属组织不含有未再结晶组织；
构成所述铁素体相的铁素体晶粒的平均粒径为10μm～200μm；
在所述铁素体晶粒内，含有选自Ti、V、Zr以及Nb之中的至少一种元素的析出物以10个/μm3以上的密度存在；
所述析出物的平均粒径为0.002μm～0.2μm。
14.根据权利要求13所述的马达铁芯用层叠体的制造方法，其特征在于：所述无方向性电磁钢板以质量％计，进一步含有选自
N：0.001％～0.004％、
Cu：0.5％～1.5％、以及
Sn：0.05％～0.5％之中的至少一种。
15.根据权利要求13所述的马达铁芯用层叠体的制造方法，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的马达铁芯用层叠体的制造方法，其特征在于：所述析出物为选自碳化物、氮化物以及碳氮化物之中的至少一种。
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