[go: up one dir, main page]

JP6870381B2 - Electrical steel sheet and its manufacturing method - Google Patents

Electrical steel sheet and its manufacturing method Download PDF

Info

Publication number
JP6870381B2
JP6870381B2 JP2017036630A JP2017036630A JP6870381B2 JP 6870381 B2 JP6870381 B2 JP 6870381B2 JP 2017036630 A JP2017036630 A JP 2017036630A JP 2017036630 A JP2017036630 A JP 2017036630A JP 6870381 B2 JP6870381 B2 JP 6870381B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mass
less
steel sheet
oxide layer
oxidation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017036630A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018141206A (en
Inventor
美穂 冨田
美穂 冨田
藤村 浩志
浩志 藤村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Steel Corp filed Critical Nippon Steel Corp
Priority to JP2017036630A priority Critical patent/JP6870381B2/en
Publication of JP2018141206A publication Critical patent/JP2018141206A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6870381B2 publication Critical patent/JP6870381B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

本発明は、電動機、発電機、変圧器の磁心等の用途に好適であり、これらの磁心の小型化や高効率化に貢献できる磁束密度を高めた電磁鋼板およびその製造方法に関する。 The present invention relates to an electromagnetic steel sheet having an increased magnetic flux density, which is suitable for applications such as magnetic cores of electric motors, generators, and transformers, and which can contribute to miniaturization and high efficiency of these magnetic cores, and a method for manufacturing the same.

地球温暖化対策等のため、モータや発電機は高効率が求められている。そのため、モータや発電機等の磁心に使用される電磁鋼板には高磁束密度化と低鉄損化が求められており、特に高周波領域での低鉄損化が強く求められている。電磁鋼板の磁束密度を高めるためには、鉄の磁化容易軸方向である<100>方向を板面内に有する結晶粒をより多く含有すれば良い。 High efficiency is required for motors and generators to prevent global warming. Therefore, electrical steel sheets used for magnetic cores of motors, generators, and the like are required to have high magnetic flux density and low iron loss, and in particular, low iron loss in a high frequency region is strongly required. In order to increase the magnetic flux density of the magnetic steel sheet, it is sufficient to contain more crystal grains having the <100> direction in the plate surface, which is the axial direction in which iron is easily magnetized.

無方向性電磁鋼板は、用途に応じて所望の形状に打ち抜き加工されて用いられる場合がある。鋼板の結晶粒径や硬度が不足すると、打ち抜き加工時等にダレやバリが発生する場合があった。
例えば特許文献1には、打ち抜き性に優れる無方向性電磁鋼板として、特定量のMnを含む特定の無方向性電磁鋼板が開示されている。特許文献1においてMnは種々の目的で添加されているが、その一つとして打ち抜き性が挙げられている。
しかし、Mnを含有させても、打ち抜き性が十分に向上しない場合があることが指摘され、さらなる打ち抜き性の向上が要求されている。
また、特に打ち抜き性については、特許文献2,3では、硬度や降伏応力などの制御が、特許文献4では、強度にも関連した結晶粒径の制御が行われるなど、主として機械的特性の制御が中心として行われている。その他には、特許文献5では結晶方位として{011}方位が好ましいことが示され、特許文献6では粒界強度の影響が検討されている。
The non-oriented electrical steel sheet may be used after being punched into a desired shape depending on the application. If the crystal grain size and hardness of the steel sheet are insufficient, sagging and burrs may occur during punching.
For example, Patent Document 1 discloses a specific non-oriented electrical steel sheet containing a specific amount of Mn as a non-oriented electrical steel sheet having excellent punching property. In Patent Document 1, Mn is added for various purposes, and one of them is punching property.
However, it has been pointed out that even if Mn is contained, the punching property may not be sufficiently improved, and further improvement in punching property is required.
Further, regarding punching property in particular, Patent Documents 2 and 3 mainly control mechanical properties such as hardness and yield stress, and Patent Document 4 controls crystal grain size related to strength. Is mainly done. In addition, Patent Document 5 shows that the {011} orientation is preferable as the crystal orientation, and Patent Document 6 examines the influence of grain boundary strength.

特開2003−213385号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2003-213385 特開2005−60737号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-60737 特開2005−105407号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-105407 特開2014−122405号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-122405 特開2012−36474号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-36474 特開2014−40622号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-40622

本発明者らは、Mn含有鋼は、焼鈍中に脱マンガン(鋼中のマンガン濃度の低下)が生じて鋼板の表層付近の硬度が低下しやすく、このためMn添加による打ち抜き性向上効果が十分に発揮されないことがあるとの知見を得た。 In the Mn-containing steel, demanganese (decrease in manganese concentration in the steel) occurs during annealing, and the hardness near the surface layer of the steel sheet tends to decrease. Therefore, the effect of improving punching property by adding Mn is sufficient. It was found that it may not be exhibited in the above.

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、打ち抜き性に優れた無方向性電磁鋼板を提供する。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a non-oriented electrical steel sheet having excellent punching property.

本発明者らは、鋭意検討の結果、特定の元素を用いることにより脱マンガンが抑制されるとの知見を得て、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies, the present inventors have obtained the finding that demanganese is suppressed by using a specific element, and have completed the present invention.

即ち、本発明に係る無方向性電磁鋼板は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、Sn及びSbを合計で0.80質量%以下、Alを0.1070質量%以下、Cを0.0040質量%以下、Nを0.0040質量%以下、Sを0.020質量%以下、Pを0.5質量%以下、Crを20質量%以下、Niを10質量%以下、Cuを0.2質量%以下、Bを0.01質量%以下、Tiを0.0020質量%以下、Nbを0.0020質量%以下、Moを0.0020質量%以下、Caを0.050質量%以下、Mgを0.050質量%以下、希土類元素を0.050質量%以下、残部Fe及び不可避不純物からなり、α−γ変態系である母鋼板上に、Mnを含有する酸化層を有し、
前記酸化層の厚みが0.02μm以上、3.0μm以下であり、
前記母鋼板の板厚1/2厚位置におけるMnの濃度をD(質量%)としたときに、母鋼板の板厚方向の全領域について下記式(2)を満たし、
式(2) (D/D)≧0.98
(式(2)中、Dは、D測定点を通り、母鋼板に垂直な直線上の点におけるMnの濃度を表す。)
前記母鋼板の表面位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が9以上であることを特徴とする。
That is, in the non-directional electromagnetic steel plate according to the present invention, Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, and Sn and Sb are 0 in total. .80% by mass or less, Al 0.1070% by mass or less, C 0.0040% by mass or less, N 0.0040% by mass or less, S 0.020% by mass or less, P 0.5% by mass or less , Cr is 20% by mass or less, Ni is 10% by mass or less, Cu is 0.2% by mass or less, B is 0.01% by mass or less, Ti is 0.0020% by mass or less, Nb is 0.0020% by mass or less. , Mo is 0.0020% by mass or less, Ca is 0.050% by mass or less, Mg is 0.050% by mass or less, rare earth element is 0.050% by mass or less, and the balance is Fe and unavoidable impurities. A Mn-containing oxide layer is provided on the mother steel plate, which is a system.
The thickness of the oxide layer is 0.02 μm or more and 3.0 μm or less.
When the concentration of Mn at the position where the thickness of the mother steel sheet is 1/2 is D 0 (mass%), the following formula (2) is satisfied for the entire region of the mother steel sheet in the plate thickness direction.
Equation (2) (D x / D 0 ) ≧ 0.98
(In the formula (2), D x represents the concentration of Mn at a point on a straight line passing through the D 0 measurement point and perpendicular to the base steel plate.)
It is characterized in that the ratio of strength to random in the {100} <011> orientation at the surface position of the mother steel plate is 9 or more.

本発明の電磁鋼板の一実施形態は、前記酸化層におけるMnの最高濃度D(質量%)と、前記酸化層におけるSiの最高濃度D(質量%)とが、下記式(1)を満たす。
式(1) (D/D)<1.50
In one embodiment of the electrical steel sheet of the present invention, the maximum concentration D 1 (mass%) of Mn in the oxide layer and the maximum concentration D 2 (mass%) of Si in the oxide layer have the following formula (1). Fulfill.
Equation (1) (D 1 / D 2 ) <1.50

本発明の電磁鋼板の一実施形態は、前記母鋼板中のSn及びSbの合計の含有量が0.05質量%以上0.80質量%以下である。 In one embodiment of the electromagnetic steel sheet of the present invention, the total content of Sn and Sb in the mother steel sheet is 0.05% by mass or more and 0.80% by mass or less .

本発明の電磁鋼板の一実施形態は、前記酸化層上に、更に、絶縁被膜を有する。 One embodiment of the electrical steel sheet of the present invention further has an insulating film on the oxide layer.

本発明に係る無方向性電磁鋼板の製造方法は、前記の無方向性電磁鋼板を製造する方法であって、
Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、Sn及びSbを合計で0.80質量%以下、Alを0.1070質量%以下、Cを0.0040質量%以下、Nを0.0040質量%以下、Sを0.020質量%以下、Pを0.5質量%以下、Crを20質量%以下、Niを10質量%以下、Cuを0.2質量%以下、Bを0.01質量%以下、Tiを0.0020質量%以下、Nbを0.0020質量%以下、Moを0.0020質量%以下、Caを0.050質量%以下、Mgを0.050質量%以下、希土類元素を0.050質量%以下、残部Fe及び不可避不純物からなり、α−γ変態系であるインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板に酸化層を形成する酸化工程と、仕上焼鈍工程とを有し、
前記酸化工程が、前記仕上焼鈍工程における昇温過程に含まれていてもよく、
前記酸化工程が、前記冷延板を、露点温度−60℃以上5℃以下の雰囲気下、400℃から800℃の温度を2秒以上10秒以下保持する工程であることを特徴とする。
The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to the present invention is the method for producing the above-mentioned non-oriented electrical steel sheet.
Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, Sn and Sb are 0.80% by mass or less in total, and Al is 0.1070% by mass. Hereinafter, C is 0.0040% by mass or less, N is 0.0040% by mass or less, S is 0.020% by mass or less, P is 0.5% by mass or less, Cr is 20% by mass or less, and Ni is 10% by mass. Hereinafter, Cu is 0.2% by mass or less, B is 0.01% by mass or less, Ti is 0.0020% by mass or less, Nb is 0.0020% by mass or less, Mo is 0.0020% by mass or less, and Ca is 0. Hot rolling using an α-γ transformation system ingot as a hot-rolled plate, consisting of .050% by mass or less, Mg of 0.050% by mass or less, rare earth elements of 0.050% by mass or less, balance Fe and unavoidable impurities. It has a step, a cold rolling step of using the hot-rolled plate as a cold-rolled plate, an oxidation step of forming an oxide layer on the cold-rolled plate, and a finish annealing step.
The oxidation step may be included in the temperature raising step in the finish annealing step.
The oxidation step is a step of holding the cold rolled plate at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. for 2 seconds or more and 10 seconds or less in an atmosphere having a dew point temperature of −60 ° C. or higher and 5 ° C. or lower.

本発明の電磁鋼板の製造方法の一実施形態は、前記熱間圧延工程後、前記冷間圧延工程前に、鋼板の表面粗度Raを0.3未満とする工程を有する。 One embodiment of the method for producing an electromagnetic steel sheet of the present invention includes a step of setting the surface roughness Ra of the steel sheet to less than 0.3 after the hot rolling step and before the cold rolling step.

本発明によれば、打ち抜き性に優れた電磁鋼板を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an electromagnetic steel sheet having excellent punching property.

図1は、本発明に係る電磁鋼板の断面の一例を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic view showing an example of a cross section of an electromagnetic steel sheet according to the present invention. 図2は、グロー放電発光分光分析(GDS)による鋼板の深さ方向の元素分布測定結果の一例を示すグラフである。FIG. 2 is a graph showing an example of the element distribution measurement results in the depth direction of the steel sheet by glow discharge emission spectroscopy (GDS).

以下、本発明に係る電磁鋼板、及びその製造方法について、順に詳細に説明する。
なお、本明細書において用いる、形状や幾何学的条件並びにそれらの程度を特定する、例えば、「平行」、「垂直」、「同一」等の用語や長さや角度の値等については、厳密な意味に縛られることなく、同様の機能を期待し得る程度の範囲を含めて解釈することとする。
また、本発明において「ppm」は、特に断りがない限り、質量比を表す。
Hereinafter, the electromagnetic steel sheet according to the present invention and its manufacturing method will be described in detail in order.
It should be noted that the terms such as "parallel", "vertical", and "same" and the values of length and angle used in the present specification to specify the shape and geometric conditions and their degrees are strict. Without being bound by meaning, we will interpret it including the range in which similar functions can be expected.
Further, in the present invention, "ppm" represents a mass ratio unless otherwise specified.

[電磁鋼板]
本発明に係る電磁鋼板は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下含有し、Feを主成分とする母鋼板上に、Mnを含有する酸化層を有する電磁鋼板であって、
前記酸化層の厚みが0.02μm以上、3.0μm以下であることを特徴とする。
[Electromagnetic steel sheet]
The electromagnetic steel sheet according to the present invention contains Si in an amount of 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less and Mn in an amount of 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less on a mother steel sheet containing Fe as a main component. , An electromagnetic steel sheet having an oxide layer containing Mn,
The thickness of the oxide layer is 0.02 μm or more and 3.0 μm or less.

本発明の電磁鋼板は、酸化層の厚みが0.02μm以上、3.0μm以下であることにより、鋼板の表面付近の硬度が低下せず、打ち抜き性に優れている。
本発明の電磁鋼板について図を参照して説明する。図1は、本発明に係る電磁鋼板の断面の一例を示す模式図である。また、図2は、グロー放電発光分光分析(GDS)による鋼板の深さ方向の元素分布測定結果の一例を示すグラフである。
本発明の電磁鋼板10は、図1の例に示されるように、少なくとも母鋼板1と、当該母鋼板上に酸化層2を有し、更に、酸化層2上に絶縁被膜(図示せず)を有してもよいものである。
本発明において、鋼板表面3とは、酸化層2の表面をいい、絶縁被膜を有する場合には酸化層2と絶縁被膜との界面を鋼板表面と定義する。本発明においては、任意に一方の鋼板表面3を距離0とおき、鋼板表面から垂直方向に距離x(μm)とおくものとする。このとき他方の鋼板表面は、「鋼板表面からの距離」が鋼板の板厚T(μm)と同値になる。
本発明において酸化層2は、鋼板表面3から酸素濃度が0.5質量%を超過している領域と定義する。図2の例では、鋼板表面からの距離が0〜αの範囲が酸化層となる。
Since the thickness of the oxide layer of the electromagnetic steel sheet of the present invention is 0.02 μm or more and 3.0 μm or less, the hardness near the surface of the steel sheet does not decrease, and the punching property is excellent.
The electromagnetic steel sheet of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view showing an example of a cross section of an electromagnetic steel sheet according to the present invention. Further, FIG. 2 is a graph showing an example of the element distribution measurement results in the depth direction of the steel sheet by glow discharge emission spectroscopic analysis (GDS).
As shown in the example of FIG. 1, the electromagnetic steel sheet 10 of the present invention has at least a mother steel sheet 1 and an oxide layer 2 on the mother steel sheet, and further, an insulating film (not shown) on the oxide layer 2. May have.
In the present invention, the steel sheet surface 3 refers to the surface of the oxide layer 2, and when it has an insulating film, the interface between the oxide layer 2 and the insulating film is defined as the steel sheet surface. In the present invention, one steel plate surface 3 is arbitrarily set to a distance of 0, and a distance x (μm) is set in the direction perpendicular to the steel plate surface. At this time, on the other steel plate surface, the "distance from the steel plate surface" becomes the same value as the plate thickness T (μm) of the steel plate.
In the present invention, the oxide layer 2 is defined as a region where the oxygen concentration exceeds 0.5% by mass from the steel sheet surface 3. In the example of FIG. 2, the oxide layer is in the range of 0 to α from the surface of the steel sheet.

本発明の電磁鋼板は、前記酸化層2の領域が0.02μm以上、3.0μm以下であることにより、鋼板の表面付近の硬度が低下せず、打ち抜き性に優れている。
以下、電磁鋼板の各構成について詳細に説明する。
The electromagnetic steel sheet of the present invention has an area of the oxide layer 2 of 0.02 μm or more and 3.0 μm or less, so that the hardness near the surface of the steel sheet does not decrease and the punching property is excellent.
Hereinafter, each configuration of the electromagnetic steel sheet will be described in detail.

<酸化層>
本発明において酸化層は、少なくともMnを含有する層であって、後述する母鋼板上に厚さ0.02μm以上、3.0μm以下で形成された層である。
鋼板の内部酸化を抑制することにより、酸化層の厚みが3.0μm以下を実現することができる。本発明が対象とするMnを比較的高濃度で含有する鋼板において、内部酸化はMnの優先的な酸化を伴うものとなりやすいため、内部酸化が起きると、内部酸化層直下のMn濃度の低下を伴うものとなる。このようなMn濃度が低下した領域は硬度が低下し、打ち抜き性の低下の原因となる。本発明の電磁鋼板は、内部酸化をできるだけ抑制することにより、酸化層が形成される場合でもできる限り外部酸化型の酸化層とすることにより、硬度の低下を抑制し、打ち抜き性が良好な電磁鋼板となる。
酸化が進行し、酸化層が厚くなると、酸化が内部酸化型となり本発明にとって好ましくない酸化層となる。3.0μmはこの限界厚さとして設定するものである。好ましくは2.0μm以下、さらに好ましくは1.0μm以下である。
本発明において好適な組成の緻密な酸化層を0.02μm以上の厚さで形成した場合、酸化層自体に打ち抜き性を改善する効果が見られる。このような打ち抜き性の高い向上効果を得ることが可能であるため、酸化層厚さは好ましくは0.05μm以上である。
<Oxidized layer>
In the present invention, the oxide layer is a layer containing at least Mn and is formed on a mother steel sheet described later with a thickness of 0.02 μm or more and 3.0 μm or less.
By suppressing the internal oxidation of the steel sheet, the thickness of the oxide layer can be realized to be 3.0 μm or less. In a steel sheet containing a relatively high concentration of Mn, which is the subject of the present invention, internal oxidation tends to be accompanied by preferential oxidation of Mn. Therefore, when internal oxidation occurs, the Mn concentration immediately below the internal oxide layer is lowered. It will be accompanied. In such a region where the Mn concentration has decreased, the hardness decreases, which causes a decrease in punching property. The electromagnetic steel sheet of the present invention suppresses internal oxidation as much as possible to form an externally oxidized oxide layer as much as possible even when an oxide layer is formed, thereby suppressing a decrease in hardness and having good punching property. It becomes a steel plate.
As the oxidation progresses and the oxide layer becomes thicker, the oxidation becomes an internal oxidation type and becomes an oxide layer unfavorable for the present invention. 3.0 μm is set as this limit thickness. It is preferably 2.0 μm or less, more preferably 1.0 μm or less.
When a dense oxide layer having a suitable composition in the present invention is formed with a thickness of 0.02 μm or more, the effect of improving the punching property can be seen in the oxide layer itself. Since it is possible to obtain such an effect of improving punching property, the thickness of the oxide layer is preferably 0.05 μm or more.

また、本発明において上記のように内部酸化を抑制した外部酸化型の酸化層(以降、単に外部酸化層と記述することがある)の組成は、母鋼板の組成にも依存するが、前記酸化層におけるMnの最高濃度D(質量%)と、前記酸化層におけるSiの最高濃度D(質量%)とが、下記式(1)を満たすことが好ましい。
式(1) (D/D)<1.50
このような組成の酸化層が、内部酸化を抑制する理由は明確ではないが、以下のように考えている。本発明の電磁鋼板においては、製造工程中の仕上焼鈍においてMnとSiが競合した酸化が起きるが、Si濃度が高い酸化層はMn濃度が高い酸化層より緻密な構造を有し、このためこれが鋼板表面に外部酸化層として形成されると、鋼板内部への酸素の供給を抑制し、結果として、Mnが優先的に酸化する内部酸化を抑制する効果を生じるものと思われる。好ましくは上記比を1.2未満、さらに好ましくは1.0未満、さらに好ましくは0.8未満とすれば、Mnの酸化が抑制されて、後述する低Mn領域の形成が十分に抑制された好ましい形態となる。
発明に関する酸化挙動の特徴については、製造法、特に仕上焼鈍前の粗度調整および焼鈍における初期酸化との関連でも後述する。
本発明の酸化層中の含有元素の最適な形態についての詳細な検討は実施していないが、本発明母鋼板の組成を考慮すると、Mn酸化物、Si酸化物、さらにFeを加えてこれらの複合酸化物からなる酸化物で形成されるものとなる。
注意を要するのは、本発明にとって好ましくない酸化層が形成されてしまった場合は、母鋼板の中心層と同程度の組成の領域が表面となるまで、酸化層を後述の低Mn領域とともに酸洗や研削などによって除去すれば、とりあえず打ち抜き性を低下させる原因となる低Mn領域を有さない鋼板を得ることができる点である。本発明で規定している緻密かつ適切な厚さで形成された外部酸化型の酸化層は、それ自体が鋼板表面を硬くしており、打ち抜き性にとって好ましい効果をもたらしている。つまり、上記のように、酸化層を後述の低Mn領域とともに酸洗や研削などによって除去した鋼板は、確かに低Mn領域による打ち抜き性低下は回避できるが、それ以上に良好な打ち抜き性を得ることはできない。
なお、上記のように、酸化層を後述の低Mn領域とともに酸洗や研削などによって除去した鋼板の表面に、母鋼板の組成変化を伴わない方法、例えば、蒸着や溶射、または、MnやSiをめっきした後、これを酸素存在雰囲気下で加熱して、表面のMnやSiを酸化させる方法、さらには、MnやSiを含有する酸化物の粉末を鋼板表面に塗布し、加熱により酸化物粉末を溶解させて鋼板表面に酸化膜を形成する、いわゆるホーローのようなプロセスなどにより、本発明で示す好適な酸化層を形成することで、本発明に合致する鋼板を得ることは可能であり、本発明効果を得ることは可能である。しかし、これらの方法は生産コストの増大が大きく、実用的なものとは言えない。
Further, in the present invention, the composition of the external oxidation type oxide layer in which internal oxidation is suppressed as described above (hereinafter, may be simply referred to as an external oxide layer) depends on the composition of the mother steel sheet, but the oxidation is described above. It is preferable that the maximum concentration D 1 (mass%) of Mn in the layer and the maximum concentration D 2 (mass%) of Si in the oxide layer satisfy the following formula (1).
Equation (1) (D 1 / D 2 ) <1.50
The reason why the oxide layer having such a composition suppresses internal oxidation is not clear, but it is considered as follows. In the electromagnetic steel sheet of the present invention, oxidation in which Mn and Si compete with each other occurs during finish annealing during the manufacturing process, but the oxide layer having a high Si concentration has a denser structure than the oxide layer having a high Mn concentration. When formed as an external oxide layer on the surface of the steel sheet, it is considered that the supply of oxygen to the inside of the steel sheet is suppressed, and as a result, the effect of suppressing the internal oxidation in which Mn is preferentially oxidized is produced. When the above ratio is preferably less than 1.2, more preferably less than 1.0, still more preferably less than 0.8, the oxidation of Mn is suppressed and the formation of the low Mn region described later is sufficiently suppressed. This is a preferred form.
The characteristics of the oxidation behavior according to the invention will be described later in the production method, particularly in relation to the roughness adjustment before finish annealing and the initial oxidation in annealing.
Although a detailed study on the optimum form of the contained element in the oxide layer of the present invention has not been carried out, considering the composition of the mother steel sheet of the present invention, Mn oxide, Si oxide, and Fe are added to these. It is formed of an oxide composed of a composite oxide.
It should be noted that when an oxide layer unfavorable for the present invention is formed, the oxide layer is acidified together with the low Mn region described later until a region having a composition similar to that of the central layer of the mother steel sheet becomes the surface. If it is removed by washing or grinding, it is possible to obtain a steel sheet that does not have a low Mn region that causes a decrease in punching property for the time being. The externally oxidized oxide layer formed with a dense and appropriate thickness specified in the present invention itself hardens the surface of the steel sheet, and has a favorable effect on punching property. That is, as described above, the steel sheet in which the oxide layer is removed together with the low Mn region described later by pickling or grinding can certainly avoid the deterioration of the punching property due to the low Mn region, but obtains better punching property. It is not possible.
As described above, a method that does not involve a change in the composition of the mother steel sheet on the surface of the steel sheet in which the oxide layer is removed together with the low Mn region described later by pickling or grinding, for example, vapor deposition or spraying, or Mn or Si. After plating, this is heated in an oxygen-presence atmosphere to oxidize Mn and Si on the surface, and further, an oxide powder containing Mn and Si is applied to the surface of the steel sheet, and the oxide is heated by heating. It is possible to obtain a steel sheet conforming to the present invention by forming a suitable oxide layer shown in the present invention by a process such as a so-called hollow, in which powder is melted to form an oxide film on the surface of the steel sheet. , It is possible to obtain the effect of the present invention. However, these methods are not practical because of the large increase in production cost.

<母鋼板の組成>
本発明の電磁鋼板において、母鋼板は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下含有し、本発明の効果を損なわない範囲でその他の元素を含有してもよい、Fe(鉄)を主成分とする化学組成を有する。
なお、本発明において主成分とは、最も高い割合を示す成分のことをいい、通常、元素含有率が50質量%以上である。
<Composition of mother steel sheet>
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the mother steel sheet contains Si in an amount of 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less and Mn in an amount of 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, and does not impair the effects of the present invention. It has a chemical composition containing Fe (iron) as a main component, which may contain other elements in the range.
In the present invention, the main component means a component showing the highest ratio, and usually has an element content of 50% by mass or more.

本発明において母鋼板は、電磁鋼板の基材となるものである。上記化学組成は母鋼板を構成する鋼成分の組成であり、測定試料となる母鋼板が、表面に酸化層や絶縁被膜を有している場合は、これを除去した後に測定する必要がある。
電磁鋼板の酸化層および絶縁被膜を除去する方法としては、例えば次のものがある。まず、酸化層または絶縁被膜を有する電磁鋼板を、NaOH:10質量%+HO:90質量%の水酸化ナトリウム水溶液に、80℃で15分間、浸漬する。次いで、HSO:10質量%+HO:90質量%の硫酸水溶液に、80℃で3分間、浸漬する。その後、HNO:10質量%+HO:90質量%の硝酸水溶液によって、常温で1分間弱、浸漬して洗浄する。最後に、温風のブロアーで1分間弱、乾燥させる。これにより、後述の酸化層および絶縁被膜が除去された母鋼板を得ることができる。また、母鋼板の表層は、後述の低Mn領域となっていることがあるが、鋼成分は低Mn領域を含めての値として測定されるものとする。
In the present invention, the mother steel sheet is a base material of the electromagnetic steel sheet. The above chemical composition is the composition of the steel components constituting the mother steel sheet, and if the mother steel sheet as the measurement sample has an oxide layer or an insulating film on the surface, it is necessary to measure after removing the oxide layer or the insulating film.
As a method for removing the oxide layer and the insulating film of the electromagnetic steel sheet, for example, there are the following methods. First, the electromagnetic steel sheet having an oxide layer or an insulating coating, NaOH: 10% by mass + H 2 O: 90 wt% aqueous sodium hydroxide for 15 minutes at 80 ° C., immersion. Then, it is immersed in a sulfuric acid aqueous solution of H 2 SO 4 : 10% by mass + H 2 O: 90% by mass at 80 ° C. for 3 minutes. Thereafter, HNO 3: 10 wt% + H 2 O: by the 90 wt% nitric acid aqueous solution, 1 minute weak at room temperature, washed immersed in. Finally, dry with a warm air blower for a little less than 1 minute. As a result, a mother steel sheet from which the oxide layer and the insulating film described later have been removed can be obtained. Further, the surface layer of the mother steel sheet may have a low Mn region, which will be described later, but the steel component shall be measured as a value including the low Mn region.

本発明の電磁鋼板は、上記成分の母鋼板の表面に、酸化層が形成された場合であっても厚みが3.0μm未満であるため、酸化層へのMnの移行が抑制され、母鋼板全体の硬度が維持されている。これにより、本発明の電磁鋼板は、打ち抜き性に優れるという特徴を示す。 Since the electromagnetic steel sheet of the present invention has a thickness of less than 3.0 μm even when an oxide layer is formed on the surface of the mother steel sheet having the above components, the transfer of Mn to the oxide layer is suppressed and the mother steel sheet is suppressed. The overall hardness is maintained. As a result, the electromagnetic steel sheet of the present invention is characterized by being excellent in punching property.

(Si:2.0質量%以上4.5質量%以下)
本発明の電磁鋼板において、Siの含有率は2.0質量%以上4.5質量%以下である。Siの含有率が2.0質量%以上であることにより、鋼板の電気抵抗が高くなり、鉄損を低減することができる。さらに本発明においては、Siが優先的に酸化して、内部酸化の進行を阻害する高Si組成の外部酸化層を形成させるために重要な元素である。また、Siの含有率が4.5質量%以下であることにより、冷間圧延時における鋼板の割れを防ぐことができる。
(Si: 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less)
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the Si content is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less. When the Si content is 2.0% by mass or more, the electric resistance of the steel sheet is increased and the iron loss can be reduced. Further, in the present invention, Si is an important element for preferentially oxidizing to form an external oxide layer having a high Si composition that inhibits the progress of internal oxidation. Further, when the Si content is 4.5% by mass or less, it is possible to prevent the steel sheet from cracking during cold rolling.

(Mn:2.5質量%以上5.0質量%以下)
本発明の電磁鋼板において、Mnの含有割合は2.5質量%以上5.0質量%以下である。Mnは一般的に鋼板の電気抵抗を高め、鉄損を低減させるのに有効な元素である。
Mnの含有割合を2.5質量%以上とすることにより、鉄損が抑制された電磁鋼板を得ることができる。また、Mnの含有割合が5.0質量%以下であることにより、飽和磁束密度の低下を抑制することができるばかりでなく、酸化層を高Si組成とするのに有効である。さらに上限は製造過程による鋼材の割れなどを考慮して設定した。
さらにMn濃度がこの範囲内であれば、後述する製造法により、鋼板の結晶方位を{100}<011>方位が強く集積したものとして、磁束密度を高めることも可能となる。
好ましくは3.1%以上、さらに好ましくは3.6%以上、さらに好ましくは4.1%以上である。
(Mn: 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less)
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the content ratio of Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less. Mn is an element that is generally effective in increasing the electrical resistance of steel sheets and reducing iron loss.
By setting the Mn content to 2.5% by mass or more, an electromagnetic steel sheet in which iron loss is suppressed can be obtained. Further, when the Mn content is 5.0% by mass or less, not only the decrease in the saturation magnetic flux density can be suppressed, but also it is effective to make the oxide layer have a high Si composition. Furthermore, the upper limit was set in consideration of cracks in the steel material due to the manufacturing process.
Further, if the Mn concentration is within this range, the magnetic flux density can be increased by assuming that the crystal orientations of the steel sheets are strongly integrated in the {100} <011> orientations by the manufacturing method described later.
It is preferably 3.1% or more, more preferably 3.6% or more, still more preferably 4.1% or more.

(Al:0.1質量%未満)
Alは無方向性電磁鋼板において一般的には、鋼板の電気抵抗を増大させ低鉄損化のために添加される。同時に、Alは強酸化元素として知られており、本発明の母鋼板においては、その含有量には注意すべき元素である。Alの含有量が高くなると、本発明の特徴である酸化層を適切な厚さおよび組成に制御することが困難となる。Alを高濃度で含有する酸化層は、外部酸化型とは言え、本発明で回避すべき内部酸化を抑制する効果は大きくない。このため、Alは0.10質量%未満であることが好ましい。好ましくは0.03質量%以下、さらに好ましくは0.01質量%以下である。含有量は、0(ゼロ)であってもよい。
(Al: less than 0.1% by mass)
Al is generally added in non-oriented electrical steel sheets to increase the electrical resistance of the steel sheets and reduce iron loss. At the same time, Al is known as a strong oxidizing element, and its content should be noted in the mother steel sheet of the present invention. When the Al content is high, it becomes difficult to control the oxide layer, which is a feature of the present invention, to an appropriate thickness and composition. Although the oxide layer containing a high concentration of Al is an external oxidation type, the effect of suppressing internal oxidation that should be avoided in the present invention is not great. Therefore, Al is preferably less than 0.10% by mass. It is preferably 0.03% by mass or less, more preferably 0.01% by mass or less. The content may be 0 (zero).

(Sn+Sb:0.05質量%以上0.80質量%以下)
Sn及びSbは、一般的には集合組織を改善させたり、製造中の酸化、窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られているが、合計で0.80質量%を超えると、圧延性が低下して生産性を阻害する懸念が増大する。本発明においては、鋼板が、Sn及びSbより選択される1種以上の元素を合計で0.05質量%以上含有することが好ましい。Sn及びSbはいずれも鋼板の焼鈍中に、当該鋼板の表層に偏析しやすい傾向がある。これにより内部酸化の進行を抑制し、酸化した場合にも外部酸化にとどめることが可能となる。その結果、酸化層直下のMnの低下が抑制され、打ち抜き性の向上に有効に作用する。好ましくは0.10%以上、さらに好ましくは0.30%以上である。
(Sn + Sb: 0.05% by mass or more and 0.80% by mass or less)
It is known that the contents of Sn and Sb are generally controlled for the purpose of improving the texture, suppressing oxidation, nitriding, and carburizing during production, and particularly improving the high frequency characteristics. However, if the total amount exceeds 0.80% by mass, the rollability is lowered and there is an increasing concern that the productivity is hindered. In the present invention, it is preferable that the steel sheet contains at least 0.05% by mass in total of one or more elements selected from Sn and Sb. Both Sn and Sb tend to segregate on the surface layer of the steel sheet during annealing. As a result, the progress of internal oxidation can be suppressed, and even when oxidized, it can be limited to external oxidation. As a result, the decrease of Mn directly under the oxide layer is suppressed, which effectively works to improve the punching property. It is preferably 0.10% or more, more preferably 0.30% or more.

本発明の電磁鋼板において、母鋼板は、本発明の効果を損なわない範囲で更にその他の元素を含有してもよい。含有してもよい元素としては、C、N、S、P、Cr、Ni、Cu、B、Ti、Nb、Mo、Ca、Mgや、希土類元素(REM)等が挙げられる。以下、本発明の効果への影響が比較的強く現れるこれらの元素を説明する。 In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the mother steel sheet may further contain other elements as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the elements that may be contained include C, N, S, P, Cr, Ni, Cu, B, Ti, Nb, Mo, Ca, Mg, rare earth elements (REM) and the like. Hereinafter, these elements, which have a relatively strong influence on the effects of the present invention, will be described.

(C:0.0040質量%以下)
Cは、炭化物を形成して高磁場での磁気特性を劣化させる場合がある。また、磁気時効が生ずると高磁場での磁気特性も劣化してしまうため、C含有量は低くすることが好ましい。このため、C含有量は好ましくは0.0040質量%以下である。
製造コストの観点から、溶鋼段階で脱ガス設備(例えばRH真空脱ガス設備)によりC含有量を低減することが有利であり、C含有量を0.0030質量%以下とすれば磁気時効の抑制効果が大きい。本発明に係る電磁鋼板では、高強度化の主たる手段として炭化物等の非金属析出物を用いないため、敢えてCを含有させるメリットはなく、C含有量は少ないことが好ましい。このため、C含有量は、好ましくは0.0020質量%以下であり、さらに好ましくは0.0015質量%以下である。電析などの技術を用いれば、化学的分析の限界以下である0.0001質量%以下に下げることも可能で、C含有量は0%であっても構わない。一方で工業的なコストを考えると、下限は0.0003%となる。
(C: 0.0040% by mass or less)
C may form carbides and deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field. Further, when magnetic aging occurs, the magnetic characteristics in a high magnetic field also deteriorate, so it is preferable to reduce the C content. Therefore, the C content is preferably 0.0040% by mass or less.
From the viewpoint of manufacturing cost, it is advantageous to reduce the C content by degassing equipment (for example, RH vacuum degassing equipment) at the molten steel stage, and if the C content is 0.0030% by mass or less, the magnetic aging is suppressed. The effect is great. Since the electromagnetic steel sheet according to the present invention does not use non-metal precipitates such as carbides as the main means for increasing the strength, there is no merit of intentionally containing C, and it is preferable that the C content is low. Therefore, the C content is preferably 0.0020% by mass or less, and more preferably 0.0015% by mass or less. By using a technique such as electrodeposition, it is possible to reduce the content to 0.0001% by mass or less, which is below the limit of chemical analysis, and the C content may be 0%. On the other hand, considering the industrial cost, the lower limit is 0.0003%.

(N:0.0040質量%以下)
Nは、Cと同様に、窒化物の形成や磁気時効性により高磁場での磁気特性を劣化させる。このため、N含有量は好ましくは0.0040質量%以下である。高磁場での磁気特性の劣化を避けるためN含有量は、低いほうが好ましく、0.0027質量%以下とすれば磁気時効や窒化物の形成による高磁場での磁気特性への悪影響を十分に回避できる。N含有量は、さらに好ましくは0.0022質量%以下であり、よりいっそう好ましくは0.0015質量%以下である。電析などの技術を用いれば、化学的分析の限界以下である0.0001質量%以下に下げることも可能で、N含有量は0質量%であっても構わない。一方で工業的なコストを考えると、下限は0.0003質量%となる。
(N: 0.0040% by mass or less)
Like C, N deteriorates the magnetic properties in a high magnetic field due to the formation of nitrides and magnetic aging. Therefore, the N content is preferably 0.0040% by mass or less. The N content is preferably low in order to avoid deterioration of the magnetic properties in a high magnetic field, and if it is 0.0027% by mass or less, the adverse effects on the magnetic properties in a high magnetic field due to magnetic aging and the formation of nitrides are sufficiently avoided. it can. The N content is even more preferably 0.0022% by mass or less, and even more preferably 0.0015% by mass or less. By using a technique such as electrodeposition, it is possible to reduce the content to 0.0001% by mass or less, which is below the limit of chemical analysis, and the N content may be 0% by mass. On the other hand, considering the industrial cost, the lower limit is 0.0003% by mass.

(S:0.020質量%以下)
Sは、硫化物を形成して高磁場での磁気特性を劣化させる場合があるため、S含有量は低いことが好ましい。S含有量は、好ましくは0.020質量%以下であり、さらに好ましくは0.0040質量%以下であり、よりいっそう好ましくは0.0020質量%以下であり、最も好ましくは0.0010質量%以下である。S含有量は0質量%であっても構わない。
(S: 0.020% by mass or less)
Since S may form sulfides and deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field, the S content is preferably low. The S content is preferably 0.020% by mass or less, more preferably 0.0040% by mass or less, even more preferably 0.0020% by mass or less, and most preferably 0.0010% by mass or less. Is. The S content may be 0% by mass.

(P:0.5質量%以下)
Pは、強度調整、製造中の窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、さらに特に冷延前の粒界に偏析させた場合に集合組織を改善して磁束密度を向上させること等が知られており、0.001質量%以上含有させることが可能である。一般的な実用製鋼法では、不純物として、0.002質量%以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は鋼を脆化させ、冷延性や製品の加工性を低下させるため、P含有量は、好ましくは0.5質量%以下であり、さらに好ましくは0.3質量%以下である。
(P: 0.5% by mass or less)
The content of P is controlled for the purpose of adjusting the strength, nitriding during production, and suppressing carburizing, and further, when segregated at the grain boundaries before cold rolling, the texture is improved and the magnetic flux density is improved. It is known that it can be contained in an amount of 0.001% by mass or more. In a general practical steelmaking method, impurities may be contained in an amount of about 0.002% by mass or more. On the other hand, excessive addition makes the steel embrittlement and lowers cold ductility and workability of the product. Therefore, the P content is preferably 0.5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or less. Is.

(Cr:20質量%以下)
Crは、強度調整や耐食性、製造中の酸化挙動制御を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、0.001質量%以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.01質量%以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Cr含有量は、好ましくは20質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。
(Cr: 20% by mass or less)
The content of Cr is controlled for the purpose of adjusting strength, corrosion resistance, and controlling oxidation behavior during manufacturing, and it is known that it particularly improves high-frequency characteristics, and it is possible to contain Cr in an amount of 0.001% by mass or more. Is. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.01% by mass or more. On the other hand, excessive addition increases the addition cost and lowers the magnetic properties, so the Cr content is preferably 20% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less.

(Ni:10質量%以下)
Niは、強度調整や耐食性、製造中の酸化挙動制御を目的として含有量が制御される他、特に高周波特性を向上させること等が知られており、0.001質量%以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.01質量%以上程度含有されることもある。一方で、過剰な添加は添加コストが増加し、磁気特性を低下させるため、Ni含有量は、好ましくは10質量%以下であり、さらに好ましくは3質量%以下である。
(Ni: 10% by mass or less)
The content of Ni is controlled for the purpose of adjusting strength, corrosion resistance, and controlling oxidation behavior during manufacturing, and it is also known to improve high-frequency characteristics in particular, and it is possible to contain Ni in an amount of 0.001% by mass or more. Is. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.01% by mass or more. On the other hand, excessive addition increases the addition cost and lowers the magnetic properties, so the Ni content is preferably 10% by mass or less, more preferably 3% by mass or less.

(Cu:0.2質量%以下)
Cuは、固溶元素として母鋼板の飽和磁束密度Bsを大幅に低下させる。飽和磁束密度Bsの低下は磁気特性の低下につながる。このため、本発明に係る電磁鋼板の母鋼板では、特別の目的がない限り、敢えてCuを含有させる必要はない。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.01質量%以上程度含有されることもある。したがって、Cu含有量は、好ましくは0.2質量%以下であり、さらに好ましくは0.15質量%以下である。一方で、Cu析出により高強度化を図ることができることなども知られており、本発明に係る電磁鋼板の母鋼板においても公知技術に準じて適宜用いることができる。
(Cu: 0.2% by mass or less)
Cu, as a solid solution element, significantly reduces the saturation magnetic flux density Bs of the mother steel sheet. A decrease in the saturation magnetic flux density Bs leads to a decrease in magnetic characteristics. Therefore, it is not necessary to intentionally contain Cu in the mother steel sheet of the electromagnetic steel sheet according to the present invention unless there is a special purpose. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.01% by mass or more. Therefore, the Cu content is preferably 0.2% by mass or less, and more preferably 0.15% by mass or less. On the other hand, it is also known that the strength can be increased by Cu precipitation, and the mother steel sheet of the electromagnetic steel sheet according to the present invention can be appropriately used according to a known technique.

(B:0.01質量%以下)
Bは、製造中の窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、窒化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、過剰な添加は鋼が脆化し、磁気特性を低下させるため、B含有量は、好ましくは0.01質量%以下であり、さらに好ましくは0.005質量%以下である。
(B: 0.01% by mass or less)
It is known that the content of B is controlled for the purpose of suppressing nitriding and carburizing during production, and in particular, it forms a composite oxide containing oxides and nitrides to improve magnetic properties. It can be contained in an amount of 0.0001% by mass or more. On the other hand, excessive addition makes the steel brittle and lowers the magnetic properties. Therefore, the B content is preferably 0.01% by mass or less, and more preferably 0.005% by mass or less.

(Ti:0.0020質量%以下)
Tiは、析出物による強度調整を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.0002質量%以上程度含有されることもある。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、磁気特性を大幅に劣化させることがあるため、Ti含有量は、好ましくは0.0020質量%以下であり、さらに好ましくは0.0015質量%以下である。
(Ti: 0.0020% by mass or less)
It is known that the content of Ti is controlled for the purpose of adjusting the strength due to the precipitate, and in particular, it forms a composite oxide containing oxides and sulfides to improve the magnetic properties, and is 0.0001. It can be contained in an amount of% by mass or more. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.0002% by mass or more. On the other hand, since these precipitates may hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties, the Ti content is preferably 0.0020% by mass or less, and more preferably 0.0015% by mass or less. Is.

(Nb:0.0020質量%以下)
Nbは、NbCなどの析出物が高強度化に有効に作用するものの、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させるため、敢えて含有させる必要はない。このため、Nb含有量は、好ましくは0.0020質量%以下であり、さらに好ましくは0.0010質量%以下である。スクラップ等が混入する実用製鋼法では、不純物として、0.0002質量%以上程度含有されることもある。
(Nb: 0.0020% by mass or less)
Nb does not need to be intentionally contained because precipitates such as NbC effectively increase the strength, but these precipitates hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field. Therefore, the Nb content is preferably 0.0020% by mass or less, and more preferably 0.0010% by mass or less. In a practical steelmaking method in which scrap or the like is mixed, impurities may be contained in an amount of about 0.0002% by mass or more.

(Mo:0.0020質量%以下)
Moは、製造中の窒化、浸炭の抑制を目的として含有量が制御される他、特に酸化物、炭化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させることがあるため、Mo含有量は、好ましくは0.0020質量%以下であり、さらに好ましくは0.0015質量%以下である。
(Mo: 0.0020% by mass or less)
It is known that the content of Mo is controlled for the purpose of suppressing nitriding and carburizing during production, and in particular, it forms a composite oxide containing oxides and carbides to improve magnetic properties. It can be contained in an amount of .0001% by mass or more. On the other hand, since these precipitates may hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field, the Mo content is preferably 0.0020% by mass or less, and more preferably 0. It is 0015 mass% or less.

(Ca:0.050質量%以下)
Caは、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させることがあるため、Ca含有量は、好ましくは0.050質量%以下であり、さらに好ましくは0.010質量%以下である。
(Ca: 0.050% by mass or less)
Ca is known to form a composite oxide containing an oxide and a sulfide to improve magnetic properties, and can be contained in an amount of 0.0001% by mass or more. On the other hand, these precipitates may hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field. Therefore, the Ca content is preferably 0.050% by mass or less, and more preferably 0. It is 010% by mass or less.

(Mg:0.050質量%以下)
Mgは、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させることがあるため、Mg含有量は、好ましくは0.050質量%以下であり、さらに好ましくは0.010質量%以下である。
(Mg: 0.050% by mass or less)
Mg is known to form a composite oxide containing an oxide and a sulfide to improve magnetic properties, and can be contained in an amount of 0.0001% by mass or more. On the other hand, these precipitates may hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field. Therefore, the Mg content is preferably 0.050% by mass or less, and more preferably 0. It is 010% by mass or less.

(REM:0.050質量%以下)
REMは、特に酸化物、硫化物を含む複合酸化物を形成して磁気特性を向上させること等が知られており、0.0001質量%以上含有させることが可能である。一方で、これら析出物が磁壁移動を阻害し、高磁場での磁気特性を大幅に劣化させることがあるため、REM含有量は、好ましくは0.050質量%以下であり、好ましくは0.010質量%以下である。
(REM: 0.050% by mass or less)
REM is known to form a composite oxide containing an oxide and a sulfide to improve magnetic properties, and can contain 0.0001% by mass or more. On the other hand, since these precipitates may hinder the movement of the domain wall and significantly deteriorate the magnetic properties in a high magnetic field, the REM content is preferably 0.050% by mass or less, preferably 0.010. It is less than mass%.

更に本発明において、母鋼板はα−γ変態系を満たす化学組成を有することが好ましい。α−γ変態系とは、A3点を有し、A3点未満ではα相が主相となり、A3点以上ではγ相が主相となる成分系をいう。母鋼板がα−γ変態系を満たす化学組成を有することにより、母鋼板の{100}<011>方位の対ランダム強度比が30以上の優れた無方向性電磁鋼板を製造することが可能となる。
本発明の電磁鋼板は、前述の通り鋼板表層でのMn低下を抑制しているため、結晶方位としては打ち抜き性にとって決して好ましい方位ではない可能性がある{100}<011>方位を有する鋼材においても、結晶方位を起因とする打ち抜き性低下要因を補い、良好な打ち抜き性を確保することが可能となる。
Further, in the present invention, the mother steel sheet preferably has a chemical composition satisfying the α-γ transformation system. The α-γ transformation system is a component system having an A3 point, the α phase being the main phase below the A3 point, and the γ phase being the main phase at the A3 point or more. Since the mother steel sheet has a chemical composition that satisfies the α-γ transformation system, it is possible to manufacture an excellent non-directional electromagnetic steel sheet having a ratio of random strength to random strength in the {100} <011> orientation of the mother steel sheet of 30 or more. Become.
Since the electromagnetic steel sheet of the present invention suppresses the decrease in Mn on the surface layer of the steel sheet as described above, the crystal orientation may not be a preferable orientation for punching property in a steel material having a {100} <011> orientation. However, it is possible to compensate for the factor of lowering the punching property due to the crystal orientation and to secure the good punching property.

本発明においては、前記A3点における鋼板の温度、即ち、α相からγ相が現れ始める温度をT1(℃)、γ相単相になる温度をT2(℃)と称することがある。
上記母鋼板のT1は特に限定されないが、{100}<011>方位の対ランダム強度比向上の点から、600℃以上1100℃以下の範囲内に有することが好ましい。
また、母鋼板のT2は特に限定されないが、通常、T2−T1>0であり、T2−T1≧10となる化学組成を有することが好ましい。
なお、A3点は、α相とγ相の熱膨張率の違いを利用して測定することができる。具体的には、対象とする鋼を加熱しながら熱膨張率を測定し、当該熱膨張率の変曲点をA3点とする。
上記の元素を含有するα−γ変態系のインゴットを用いることにより、粒界の移動速度が著しく遅くなるため、熱間圧延工程で得られる熱延板は、冷却時に加工オーステナイトが維持されながら、ひずみが解放されることなくフェライト相へと変態したものとなる。この熱延板を、冷延し、焼鈍することで、{100}<011>方位が強く集積し、磁気特性にとって好都合なものとなる。
In the present invention, the temperature of the steel sheet at the A3 point, that is, the temperature at which the γ phase starts to appear from the α phase is referred to as T1 (° C.), and the temperature at which the γ phase becomes a single phase is referred to as T2 (° C.).
The T1 of the mother steel sheet is not particularly limited, but it is preferably kept in the range of 600 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower from the viewpoint of improving the ratio of strength to random in the {100} <011> orientation.
The T2 of the mother steel sheet is not particularly limited, but it is usually preferable that the mother steel sheet has a chemical composition such that T2-T1> 0 and T2-T1 ≧ 10.
The A3 point can be measured by utilizing the difference in the coefficient of thermal expansion between the α phase and the γ phase. Specifically, the coefficient of thermal expansion is measured while heating the target steel, and the inflection point of the coefficient of thermal expansion is set to point A3.
By using an α-γ transformation type ingot containing the above elements, the movement speed of grain boundaries is significantly slowed down, so that the hot-rolled plate obtained in the hot rolling process can maintain the processed austenite during cooling while maintaining the processed austenite. The strain is not released and is transformed into a ferrite phase. By cold-rolling and annealing this hot-rolled plate, the {100} <011> orientations are strongly integrated, which is convenient for the magnetic characteristics.

(不可避不純物)
本発明の電磁鋼板において母鋼板は、本発明の効果を損なわない範囲で、不可避的に混入する各種元素(不可避不純物)を含むものであってもよい。
(Inevitable impurities)
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, the mother steel sheet may contain various elements (unavoidable impurities) that are inevitably mixed as long as the effects of the present invention are not impaired.

母鋼板中の各元素の含有割合は、例えば、誘導結合プラズマ質量分析法(ICP−MS法)により測定することができる。具体的には、まず、測定対象となる電磁鋼板を準備する。当該電磁鋼板の一部を切子状にして秤量し、これを測定用試料とする。当該測定用試料を酸に溶解し酸溶解液とし、残渣は濾紙回収して別途アルカリ等に融解し、融解物を酸で抽出して溶液化する。当該溶液と前記酸溶解液とを混合し、必要に応じて希釈することにより、ICP−MS測定用溶液とすることができる。 The content ratio of each element in the base steel sheet can be measured by, for example, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS method). Specifically, first, an electromagnetic steel sheet to be measured is prepared. A part of the electrical steel sheet is cut into pieces and weighed, and this is used as a measurement sample. The sample for measurement is dissolved in an acid to prepare an acid solution, the residue is collected from a filter paper and separately melted in an alkali or the like, and the melt is extracted with an acid to form a solution. By mixing the solution and the acid solution and diluting it if necessary, an ICP-MS measurement solution can be obtained.

<低Mn領域>
本発明の電磁鋼板は、前記母鋼板の板厚1/2厚位置におけるMnの濃度をD(質量%)としたときに、母鋼板の板厚方向の全領域について下記式(2)を満たすことが打ち抜き性の点から好ましい。
式(2) (D/D)≧0.98
(式(2)中、Dは、D測定点を通り、母鋼板に垂直な直線上の点におけるMnの濃度を表す。)
本発明においては、母鋼板において、式(2)を満たさない領域、すなわち(D/D)<0.98となる領域を「低Mn領域」と定義する。
<Low Mn region>
In the electromagnetic steel sheet of the present invention, when the concentration of Mn at the position where the thickness of the mother steel sheet is 1/2 is D 0 (mass%), the following formula (2) is applied to the entire region in the thickness direction of the mother steel sheet. Satisfaction is preferable from the viewpoint of punching property.
Equation (2) (D x / D 0 ) ≧ 0.98
(In the formula (2), D x represents the concentration of Mn at a point on a straight line passing through the D 0 measurement point and perpendicular to the base steel plate.)
In the present invention, in the mother steel sheet, a region that does not satisfy the formula (2), that is, a region where (D x / D 0 ) <0.98 is defined as a “low Mn region”.

鋼板の内部酸化が生じる場合、内部酸化で形成される酸化物は鋼中のMnが優先的に酸化されて形成されるため、母鋼板の酸化層と隣接する領域に含有されるMnが酸化層へ移動する。この内部酸化が顕著な場合、酸化層直下の領域のMn濃度は式(2)の限界を超えて低下し「低Mn領域」となる。当該低Mn領域が形成された場合、硬度が低下するため、打ち抜き性が低下する。上記式(2)は、Mn濃度が低下した部分があっても、その低下率が2%以内であれば、打ち抜き性の低下が実用上問題とならないことを示している。本発明においては、母鋼板の板厚方向全領域において上記式(2)を満たすことにより、打ち抜き性に優れることが示される。
なお、母鋼板の板厚1/2厚位置におけるMnの濃度Dを基準とするのは、図2に示される通り、Mnは板厚中心部で一定の濃度となるからである。
When the internal oxidation of the steel sheet occurs, the oxide formed by the internal oxidation is formed by preferentially oxidizing Mn in the steel, so that the Mn contained in the region adjacent to the oxide layer of the mother steel sheet is the oxide layer. Move to. When this internal oxidation is remarkable, the Mn concentration in the region immediately below the oxide layer decreases beyond the limit of the formula (2) to become a “low Mn region”. When the low Mn region is formed, the hardness is lowered, so that the punching property is lowered. The above formula (2) shows that even if there is a portion where the Mn concentration is reduced, if the reduction rate is within 2%, the reduction in punching property does not pose a practical problem. In the present invention, it is shown that the punching property is excellent by satisfying the above formula (2) in the entire region of the mother steel sheet in the plate thickness direction.
The reason why the Mn concentration D 0 at the position where the thickness of the mother steel sheet is 1/2 is used as a reference is that Mn has a constant concentration at the center of the plate thickness as shown in FIG.

これらの濃度は、グロー放電発光表面分析グロー放電発光分光分析(GDS)で鋼板の表面からの発光強度プロファイルを調査することにより、評価できる。濃度の絶対値は、各元素の含有量を変化させた材料についてのGDSの発光強度と元素含有量との検量線により特定できる。
GDSは、例えばリガク製GDA750を使い、アノード径4mm、圧力3hPaで分析する。測定を必要とする厚さにより最適なスパッタ時間は変わるが、母鋼板の表面に酸化層を形成した時点の鋼板であれば、一般的には200秒間行えば母鋼板まで分析することができる。また、測定試料の最表面から連続的にGDSのスパッタで深さ方向に掘り進める必要はなく、適当な厚さを別途研磨により除去して、除去後のサンプルの最表面濃度を分析することで、元の鋼板の特定の深さ位置での元素濃度を得ることも可能である。
These concentrations can be evaluated by investigating the emission intensity profile from the surface of the steel sheet by glow discharge emission surface analysis (GDS). The absolute value of the concentration can be specified by the calibration curve of the emission intensity of GDS and the element content of the material in which the content of each element is changed.
For GDS, for example, GDA750 manufactured by Rigaku is used for analysis at an anode diameter of 4 mm and a pressure of 3 hPa. The optimum sputter time varies depending on the thickness required for measurement, but if the steel sheet is at the time when the oxide layer is formed on the surface of the mother steel sheet, it is generally possible to analyze the mother steel sheet in 200 seconds. In addition, it is not necessary to continuously dig in the depth direction from the outermost surface of the measurement sample by sputtering GDS, but by removing an appropriate thickness by polishing separately and analyzing the outermost surface concentration of the sample after removal. It is also possible to obtain the elemental concentration at a specific depth position of the original steel sheet.

< {100}<011>のX線ランダム強度比>
本発明において、結晶方位および結晶面は一般的に鋼板内の結晶の方位や測定される結晶面および集合組織を表現する際に用いられる、鋼板表面に対するもので記述する。すなわち、結晶方位は鋼板表面に垂直な方位であり、結晶面は鋼板表面に平行な面である。また、Feのα相である体心立方の結晶構造に起因した、結晶面についてのX線測定における消滅則を適用した表現している。例えば、結晶方位については、{100}を用い、結晶面や集合組織については、{200}を用いているが、これらは同じ結晶粒に関する情報を表すものである。
本発明の電磁鋼板は、板面における{100}<011>のX線ランダム強度比を高めて、圧延方向に対して45°方向に高い磁束密度を得ることができる。X線ランダム強度比が30以上であることにより、圧延方向に対して45°方向に十分に高い磁束密度を得ることができ、中でも60以上であることが好ましい。また、X線ランダム強度比の上限は特に限定されないが、磁束密度を高める効果は飽和するため、通常、X線ランダム強度は200以下で十分である。
{100}<011>のα−Fe相のX線ランダム強度比はX線回折によって測定されるα−Fe相の{200}、{110}、{310}、{211}の極点図を基に級数展
開法で計算した、3次元集合組織を表す結晶方位分布関数(Orientation Distribution Function;ODF)から求めることができる。
なお、ランダム強度比とは、特定の方位への集積を持たない標準試料と供試材のX線強度を同条件で測定し、得られた供試材のX線強度を標準試料のX線強度で除した数値である。測定は試料の最表面で行ってもよいし、任意の板厚位置で行ってもよい。その際、測定面は滑らかになるよう化学研磨等で仕上げる。
<{100} <011> X-ray random intensity ratio>
In the present invention, the crystal orientation and the crystal plane are generally described with respect to the surface of the steel sheet, which is used to express the orientation of the crystal in the steel sheet and the crystal plane and texture to be measured. That is, the crystal orientation is the orientation perpendicular to the surface of the steel sheet, and the crystal plane is the plane parallel to the surface of the steel sheet. Further, it is expressed by applying the extinction rule in the X-ray measurement of the crystal plane due to the crystal structure of the body-centered cubic which is the α phase of Fe. For example, {100} is used for the crystal orientation, and {200} is used for the crystal plane and texture, but these represent information on the same crystal grains.
The electromagnetic steel plate of the present invention can increase the X-ray random intensity ratio of {100} <011> on the plate surface to obtain a high magnetic flux density in the 45 ° direction with respect to the rolling direction. When the X-ray random intensity ratio is 30 or more, a sufficiently high magnetic flux density can be obtained in the 45 ° direction with respect to the rolling direction, and more preferably 60 or more. Further, the upper limit of the X-ray random intensity ratio is not particularly limited, but since the effect of increasing the magnetic flux density is saturated, an X-ray random intensity of 200 or less is usually sufficient.
The X-ray random intensity ratio of the α-Fe phase of {100} <011> is based on the pole diagrams of {200}, {110}, {310}, and {211} of the α-Fe phase measured by X-ray diffraction. It can be obtained from the crystal orientation distribution function (ODF) that represents a three-dimensional texture calculated by the series expansion method.
The random intensity ratio is the X-ray intensity of the standard sample and the test material that do not accumulate in a specific orientation under the same conditions, and the X-ray intensity of the obtained test material is the X-ray intensity of the standard sample. It is the value divided by the intensity. The measurement may be performed on the outermost surface of the sample, or may be performed at an arbitrary plate thickness position. At that time, the measurement surface is finished by chemical polishing or the like so as to be smooth.

本発明の電磁鋼板の厚みは、用途等に応じて適宜調整すればよく特に限定されるものではないが、製造上の観点から、通常、0.10mm以上0.50mm以下であり、0.015mm以上0.50mm以下がより好ましい。磁気特性と生産性のバランスの観点からは、0.015mm以上0.35mm以下が好ましい。 The thickness of the electromagnetic steel sheet of the present invention may be appropriately adjusted according to the intended use and is not particularly limited, but is usually 0.10 mm or more and 0.50 mm or less, and 0.015 mm from the viewpoint of manufacturing. More preferably 0.50 mm or less. From the viewpoint of the balance between magnetic characteristics and productivity, 0.015 mm or more and 0.35 mm or less is preferable.

本発明の電磁鋼板は、鋼板表面に、更に、絶縁被膜を有していてもよい。本発明においては前記酸化層が、絶縁被膜との密着性に優れているため、打ち抜き加工時にも絶縁被膜の剥がれ等が生じ難い電磁鋼板となる。
注意を要するのは、本発明は、「絶縁被膜を有する電磁鋼板」はもちろん、「絶縁被膜を有していない電磁鋼板」も対象としていることである。「絶縁被膜を有する電磁鋼板」であれば、その状態で被膜密着性が良好であるという効果を有していることになり、「絶縁被膜を有していない電磁鋼板」であっても、その後、絶縁被膜を形成して使用されれば、本発明効果である良好な打ち抜き性を得ることになるからである。
The electromagnetic steel sheet of the present invention may further have an insulating film on the surface of the steel sheet. In the present invention, since the oxide layer has excellent adhesion to the insulating film, it is an electromagnetic steel sheet in which the insulating film is less likely to peel off even during punching.
It should be noted that the present invention covers not only "electrical steel sheets having an insulating film" but also "electrical steel sheets not having an insulating film". If it is an "electromagnetic steel sheet having an insulating film", it has the effect that the film adhesion is good in that state, and even if it is an "electromagnetic steel sheet without an insulating film", after that. This is because if an insulating film is formed and used, good punching property, which is the effect of the present invention, can be obtained.

本発明において絶縁被膜は、特に限定されず、公知のものの中から、用途等に応じて適宜選択して用いることができ、有機系被膜、無機系被膜のいずれであってもよい。有機系被膜としては、例えばポリアミン系樹脂、アクリル樹脂、アクリルスチレン樹脂、アルキッド樹脂、ポリエステル樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ポリオレフィン樹脂、スチレン樹脂、酢酸ビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂等が挙げられる。また、無機系被膜としては、例えば、リン酸塩系被膜、リン酸アルミニウム系被膜や、更に前記の樹脂を含む有機−無機複合系被膜等が挙げられる。
上記絶縁被膜の厚みは、特に限定されないが、片面当たりの膜厚が0.05μm以上、2μm以下であることが好ましい。0.05μm未満では十分な絶縁性が確保できず、2μmを超えるとコアとして積層した際の占積率が低下し、モーター効率が低下してしまう。
In the present invention, the insulating coating is not particularly limited, and can be appropriately selected and used from known coatings according to the intended use, and may be either an organic coating or an inorganic coating. Examples of the organic coating include polyamine resins, acrylic resins, acrylic styrene resins, alkyd resins, polyester resins, silicone resins, fluororesins, polyolefin resins, styrene resins, vinyl acetate resins, epoxy resins, phenol resins, urethane resins, and melamines. Examples include resin. Examples of the inorganic coating include a phosphate-based coating, an aluminum phosphate-based coating, and an organic-inorganic composite coating containing the above-mentioned resin.
The thickness of the insulating coating is not particularly limited, but the film thickness per side is preferably 0.05 μm or more and 2 μm or less. If it is less than 0.05 μm, sufficient insulation cannot be ensured, and if it exceeds 2 μm, the space factor when laminated as a core decreases, and the motor efficiency decreases.

絶縁被膜の形成方法は特に限定されないが、例えば、上記の樹脂や無機物を溶剤に溶解した絶縁被膜形成用組成物を調製し、当該絶縁被膜形成用組成物を、鋼板表面に公知の方法で均一に塗布することにより絶縁被膜を形成することができる。 The method for forming the insulating film is not particularly limited, but for example, a composition for forming an insulating film in which the above resin or an inorganic substance is dissolved in a solvent is prepared, and the composition for forming the insulating film is uniformly applied to the surface of the steel sheet by a known method. An insulating film can be formed by applying to.

<電磁鋼板の用途>
本発明の電磁鋼板は、絶縁被膜の密着性に優れた無方向性電磁鋼板である。一般に絶縁被膜の剥離は打ち抜き性に問題となることが多い。そのため、本発明の電磁鋼板は任意の形状に打ち抜き加工して用いられる用途に特に適している。例えば、電気機器に用いられるサーボモータ、ステッピングモータ、電気機器のコンプレッサー、産業用途に使用されるモータ、電気自動車、ハイブリッドカー、電車の駆動モータ、様々な用途で使用される発電機や鉄心、チョークコイル、リアクトル、電流センサー等、電磁鋼板が用いられている従来公知の用途にいずれも好適に適用できる。
<Use of electrical steel sheet>
The electromagnetic steel sheet of the present invention is a non-oriented electrical steel sheet having excellent adhesion of an insulating film. In general, peeling of the insulating film often causes a problem in punching property. Therefore, the electrical steel sheet of the present invention is particularly suitable for applications in which it is punched into an arbitrary shape. For example, servo motors and stepping motors used in electrical equipment, compressors in electrical equipment, motors used in industrial applications, electric vehicles, hybrid cars, drive motors for trains, generators and iron cores used in various applications, chokes. Any of the conventionally known applications in which an electromagnetic steel plate is used, such as a coil, a reactor, and a current sensor, can be suitably applied.

[電磁鋼板の製造方法]
本発明に係る電磁鋼板の製造方法は、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下含有し、Feを主成分とするインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板に酸化層を形成する酸化工程と、仕上焼鈍工程とを有し、
前記酸化工程が、前記仕上焼鈍工程における昇温過程に含まれていてもよく、
前記酸化工程が、前記冷延板を、露点温度−60℃以上5℃以下の雰囲気下、400℃から800℃の温度を2秒以上10秒以下保持する工程であることを特徴とする。
[Manufacturing method of electrical steel sheet]
The method for producing an electromagnetic steel sheet according to the present invention is an ingot containing 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less of Si and 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less of Mn and containing Fe as a main component. It has a hot rolling step of using the hot rolled plate, a cold rolling step of using the hot rolled plate as a cold rolled plate, an oxidizing step of forming an oxide layer on the cold rolled plate, and a finishing annealing step.
The oxidation step may be included in the temperature raising step in the finish annealing step.
The oxidation step is a step of holding the cold rolled plate at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. for 2 seconds or more and 10 seconds or less in an atmosphere having a dew point temperature of −60 ° C. or higher and 5 ° C. or lower.

上記本発明の製造方法によれば、仕上焼鈍時における、内部酸化を抑制し、酸化層の厚みが3.0μm未満の電磁鋼板を製造することができ、得られた電磁鋼板は、打ち抜き性に優れている。 According to the above-mentioned production method of the present invention, it is possible to produce an electromagnetic steel sheet having an oxide layer thickness of less than 3.0 μm by suppressing internal oxidation during finish annealing, and the obtained electromagnetic steel sheet has punching properties. Are better.

この方法は、母鋼板または母鋼板の製造過程の鋼板の初期酸化の状況を制御して、本発明にとって好ましい酸化層、つまり高Si組成の外部酸化層を形成させるために有効に作用する。
単純に考えると、酸化層中のMnとSiの濃度比は、母鋼板に含有されるMnとSiの濃度比で決定するようにも思え、単純に鋼板を酸化するだけで十分なように思えるが、本発明が目的とする、打ち抜き特性にとって好適な効果をもたらす酸化層は、母鋼板のMnとSiの成分制御だけでは形成するものではない。もちろん母鋼板のMn/Si比を低めれば、本願で規定する(D/D)も低くなるが、母鋼板の組成の影響を除外したとして、好ましい酸化層を形成するには、以下の条件で母鋼板を酸化することが重要である。
本発明にとって必要な厚みが3.0μm未満の酸化層を得るには、母鋼板を酸化する初期過程において、露点温度−60℃以上5℃以下の雰囲気下、400℃から800℃の温度を2秒以上10秒以下保持することが好ましい。このように敢えて酸化が進みにくい条件で酸化層を形成することによって、酸化層の厚みを3.0μm未満に制御することができる。
また、このような条件で酸化を行うことにより、打ち抜き性向上に有効な(D/D)範囲を有する酸化層が形成される。
この理由は明確ではないが、本発明鋼において、磁気特性の確保のために必須元素である、SiとMnの酸化挙動の違いが原因と考えている。これら元素はどちらもFeよりも酸化されやすく、母鋼板を酸化するとその中に濃化するようになる。基本的にはSiの方が酸化傾向が強いうえに、Fe相中での拡散速度がSiの方が速くはあるが、単純に高温または高露点で酸化した場合は、この優位性が失われてしまい、酸化層には相当量のMnが濃化してしまう。また内部酸化が起きやすくなり、本発明においては好ましい状態とはなりにくい。酸化初期の上記温度範囲で、上記の露点および時間を保持して酸化を行うことで、Siが優先的に酸化した高Si組成の外部酸化層が形成されることとなり、打ち抜き性向上に有効な(D/D)範囲を有する酸化層が形成される。これらの範囲は実験的に得たものであるが、詳細な現象については今後の解明に期待したい。
この酸化処理は、工業的には仕上焼鈍の加熱過程で行うことがコストや生産性の点で有利である。または、仕上焼鈍とは別に、仕上焼鈍の前または後で、別工程として実施しても良い。この場合も、電磁鋼板製造で一般的に使用される焼鈍炉をそのまま活用できるので、コストや生産性への悪影響は許容できる程度のものである。
以下、上記の製造方法の各工程について好ましい具体例を挙げて説明するが、各工程は下記に限られることなく、公知の方法を適宜採用することができる。
This method works effectively to control the state of initial oxidation of the mother steel sheet or the steel sheet in the manufacturing process of the mother steel sheet to form an oxide layer preferable for the present invention, that is, an external oxide layer having a high Si composition.
Simply thinking, the concentration ratio of Mn and Si in the oxide layer seems to be determined by the concentration ratio of Mn and Si contained in the mother steel sheet, and it seems that simply oxidizing the steel sheet is sufficient. However, the oxide layer that brings about a favorable effect on the punching characteristics, which is the object of the present invention, is not formed only by controlling the components of Mn and Si of the mother steel sheet. Of course, if the Mn / Si ratio of the mother steel sheet is lowered, the (D 1 / D 2 ) specified in the present application is also lowered, but if the influence of the composition of the mother steel sheet is excluded, in order to form a preferable oxide layer, the following It is important to oxidize the mother steel sheet under the above conditions.
In order to obtain an oxide layer having a thickness of less than 3.0 μm required for the present invention, in the initial process of oxidizing the mother steel sheet, the temperature of 400 ° C. to 800 ° C. is set to 2 at a dew point temperature of -60 ° C. or higher and 5 ° C. or lower. It is preferable to hold for 2 seconds or more and 10 seconds or less. By forming the oxide layer under the condition that the oxidation does not proceed easily in this way, the thickness of the oxide layer can be controlled to less than 3.0 μm.
Further, by performing oxidation under such conditions, an oxide layer having a range (D 1 / D 2) effective for improving punching property is formed.
The reason for this is not clear, but it is considered that the cause is the difference in the oxidation behavior of Si and Mn, which are essential elements for ensuring the magnetic properties in the steel of the present invention. Both of these elements are more easily oxidized than Fe, and when the mother steel sheet is oxidized, it becomes concentrated in it. Basically, Si has a stronger oxidation tendency and Si has a faster diffusion rate in the Fe phase, but this advantage is lost when simply oxidized at high temperature or high dew point. Therefore, a considerable amount of Mn is concentrated in the oxide layer. In addition, internal oxidation is likely to occur, and it is unlikely to be in a preferable state in the present invention. By performing oxidation while maintaining the above dew point and time in the above temperature range at the initial stage of oxidation, an external oxide layer having a high Si composition in which Si is preferentially oxidized is formed, which is effective for improving punching performance. An oxide layer having a range of (D 1 / D 2) is formed. These ranges were obtained experimentally, but we hope that detailed phenomena will be elucidated in the future.
Industrially, it is advantageous in terms of cost and productivity to perform this oxidation treatment in the heating process of finish annealing. Alternatively, it may be carried out as a separate step before or after the finish annealing, separately from the finish annealing. In this case as well, since the annealing furnace generally used in the production of electrical steel sheets can be used as it is, adverse effects on cost and productivity are tolerable.
Hereinafter, each step of the above-mentioned production method will be described with reference to preferable specific examples, but the step is not limited to the following, and a known method can be appropriately adopted.

(熱間圧延工程)
Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下含有し、Feを主成分とするインゴットに熱間圧延を行い熱延板を得る工程である。具体的には、例えば、上記の組成を有する溶鋼を鋳造で厚さ50mm以上の鋼片に凝固させ、その後、熱延工程において粗圧延および仕上圧延を行う。仕上圧延時の圧延温度は特に限定されないが、800℃以上1100℃以下とすることが生産性の点で好ましい。また、インゴットがα−γ変態系の化学組成を有する場合には、仕上圧延時の圧延温度を800℃以上T2以下とすることがより好ましい。T2以下とすることにより粒界の移動速度を抑制して、加工オーステナイトが維持され、冷延、仕上げ焼鈍後に得られる電磁鋼板の{100}<011>を高集積化させることができる。また、圧延温度をT2超とする場合には、次いで、T2超の前記熱延板を、3sec以内に200℃/sec以上の冷却速度で250℃以下まで冷却すれば、加工オーステナイトを維持することができる。
熱延板の厚みは特に限定されないが、通常1mm以上4mm以下であり、2mm以上3mm以下であることが生産性の点で好ましい。
(Hot rolling process)
A hot-rolled plate is obtained by hot-rolling an ingot containing 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less of Si and 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less of Mn and containing Fe as a main component. It is a process. Specifically, for example, molten steel having the above composition is solidified into steel pieces having a thickness of 50 mm or more by casting, and then rough rolling and finish rolling are performed in a hot rolling step. The rolling temperature at the time of finish rolling is not particularly limited, but it is preferably 800 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower from the viewpoint of productivity. When the ingot has an α-γ transformation type chemical composition, it is more preferable that the rolling temperature at the time of finish rolling is 800 ° C. or higher and T2 or lower. By setting the value to T2 or less, the moving speed of the grain boundaries is suppressed, the processed austenite is maintained, and the {100} <011> of the electrical steel sheet obtained after cold rolling and finish annealing can be highly integrated. When the rolling temperature is above T2, the processed austenite is maintained by then cooling the hot-rolled sheet above T2 to 250 ° C. or less at a cooling rate of 200 ° C./sec or more within 3 seconds. Can be done.
The thickness of the hot-rolled plate is not particularly limited, but is usually 1 mm or more and 4 mm or less, and 2 mm or more and 3 mm or less is preferable from the viewpoint of productivity.

(冷間圧延工程)
冷間圧延工程は、特に限定されず、従来公知の電磁鋼板の製造方法における冷間圧延工程を適宜採用することができる。例えば、冷間圧延工程は、一回の冷間圧延もしくは中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延を施して冷延板とすることができる。一回の冷間圧延とは、中間焼鈍を途中に施すことなく圧延機に一回又は複数回通板させることで所望の板厚へ仕上げることを意味する。また、中間焼鈍とは、圧延機に一回又は複数回通板させることで中間板厚とした後に施す焼鈍工程であり、当該中間焼鈍後、圧延機に一回又は複数回通板させることで所望の板厚へ仕上げる。中間焼鈍を含む二回以上の冷間圧延とは、前記中間焼鈍を一回以上実施する冷間圧延を意味する。
中間焼鈍条件は特に限定されず、例えば、750〜1200℃の温度域で30秒〜10分間実施するなど適宜条件を選択すればよい。
本発明においては、トータルの冷間圧延圧下率を88%以上とすることが、得られる電磁鋼板の{100}<011>方位が増加し、高い磁束密度かつ高周波領域で低鉄損であり、さらに高強度となる電磁鋼板が得られる点から好ましく、トータルの冷間圧延圧下率を90%以上とすることがより好ましい。ここで「トータルの」とは、熱間圧延後、冷間圧延を開始する時点での板厚と、一回または二回以上の冷間圧延工程を経て、仕上げ焼鈍を実施する時点での板厚から計算される圧下率であることを意味する。
本発明において冷延板の板厚は、上記冷間圧延圧下率を満たす範囲で適宜選択すればよく、特に限定されないが、0.1mm以上0.5mm以下であることが好ましく、0.15mm以上0.40mm以下であることがより好ましい。
(Cold rolling process)
The cold rolling step is not particularly limited, and the cold rolling step in the conventionally known method for manufacturing electrical steel sheets can be appropriately adopted. For example, in the cold rolling step, one cold rolling or two or more cold rollings sandwiching intermediate annealing can be performed to obtain a cold rolled plate. One-time cold rolling means that the rolling mill is passed through the rolling mill once or multiple times without performing intermediate annealing in the middle to finish the rolling mill to a desired thickness. Further, the intermediate annealing is an annealing step performed after the intermediate plate thickness is increased by passing the plate through the rolling mill once or multiple times. After the intermediate annealing, the rolling mill is passed through the plate once or multiple times. Finish to the desired plate thickness. The cold rolling of two or more times including the intermediate annealing means the cold rolling in which the intermediate annealing is carried out once or more.
The intermediate annealing conditions are not particularly limited, and for example, appropriate conditions may be selected such as carrying out in a temperature range of 750 to 1200 ° C. for 30 seconds to 10 minutes.
In the present invention, setting the total cold rolling reduction ratio to 88% or more increases the {100} <011> orientation of the obtained electrical steel sheet, and has a high magnetic flux density and low iron loss in a high frequency region. It is preferable from the viewpoint that an electromagnetic steel sheet having higher strength can be obtained, and it is more preferable that the total cold rolling reduction ratio is 90% or more. Here, "total" means the plate thickness at the time when cold rolling is started after hot rolling, and the plate at the time when finish annealing is performed after one or more cold rolling steps. It means that it is a rolling rate calculated from the thickness.
In the present invention, the plate thickness of the cold-rolled plate may be appropriately selected within a range satisfying the cold rolling reduction rate, and is not particularly limited, but is preferably 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, and 0.15 mm or more. It is more preferably 0.40 mm or less.

本発明においては後述の酸化工程を実施する鋼板の表面粗度Raを0.30未満とすることは、酸化層を好適な酸化状態にすることができる点から好ましい。さらに好ましくは0.1以下である。この理由は明確ではないが、仕上焼鈍時に雰囲気と反応する表面がなめらかとなることで、酸化反応がミクロな領域で安定的に進行し、つまりミクロな凸部と凹部での酸化挙動の差が解消し、緻密で均一な外部酸化層が形成されるものと考えられる。本発明では表面の数μm、好ましくはサブミクロンの厚さの酸化層を制御する必要があるため、仕上焼鈍時の表面粗度の影響が検知される程度に現れていると思われる。また、このような緻密な外部酸化層が形成されることで、本発明においては避けるべき形態である内部酸化を抑制することにもなる。
表面粗度は、一般的に鋼板粗度の調整手段である、冷間圧延で使用する圧延ロールの粗度、特に最終スタンドの圧延ロールの粗度を調整することで制御しても良いし、冷間圧延後、酸洗や研磨などを実施して表面を平滑にすることも可能である。
In the present invention, it is preferable that the surface roughness Ra of the steel sheet subjected to the oxidation step described later is less than 0.30 from the viewpoint that the oxide layer can be in a suitable oxidation state. More preferably, it is 0.1 or less. The reason for this is not clear, but the smooth surface that reacts with the atmosphere during finish annealing allows the oxidation reaction to proceed stably in the micro region, that is, the difference in oxidation behavior between the micro convex and concave parts. It is considered that this is eliminated and a dense and uniform external oxide layer is formed. In the present invention, since it is necessary to control the oxide layer having a thickness of several μm, preferably submicron, on the surface, it is considered that the influence of the surface roughness at the time of finish annealing is detected. In addition, the formation of such a dense external oxide layer also suppresses internal oxidation, which is a form to be avoided in the present invention.
The surface roughness may be controlled by adjusting the roughness of the rolling roll used in cold rolling, which is generally a means for adjusting the roughness of the steel plate, particularly the roughness of the rolling roll of the final stand. After cold rolling, it is also possible to perform pickling, polishing, etc. to smooth the surface.

(酸化工程)
本発明においては、前記冷間圧延工程で得られた冷延板の表面に酸化層を形成する酸化工程を有することを特徴とする。当該酸化工程は、後述する仕上焼鈍工程における昇温過程内に含まれていてもよく、前記冷間圧延工程後、後述する仕上焼鈍工程前に独立に有する工程であってもよい。
(Oxidation process)
The present invention is characterized by having an oxidation step of forming an oxide layer on the surface of the cold rolled plate obtained in the cold rolling step. The oxidation step may be included in the temperature raising process in the finish annealing step described later, or may be a step independently performed after the cold rolling step and before the finish annealing step described later.

(A)酸化工程が仕上焼鈍工程における昇温過程内に含まれている場合
前記冷延工程により得られた冷延板は、必要に応じて公知の方法により脱炭焼鈍、窒化焼鈍を行った後、酸化工程を含む仕上焼鈍を行う。
この場合、仕上焼鈍は、昇温過程を、露点温度−60℃以上5℃以下の雰囲気下、400℃から800℃に達するまでの時間が2秒以上10秒以下となるように制御すればよい。
仕上焼鈍工程の上記以外の条件は、従来公知の方法を適宜採用することができる。例えば、仕上焼鈍の最高到達温度は、800℃以上1200℃以下に設定することができ、鋼板がα−γ変態系の場合には、T1未満の温度範囲に設定することが{100}<011>を高集積化させる点から好ましい。最終仕上焼鈍温度の保持時間は特に限定されず、例えば、10秒以上240時間以下の範囲で適宜設定することができる。最高到達温度を800℃以上とする場合、800℃以上の温度域における雰囲気は、酸化を促進させない点から、露点温度0℃未満とすることが好ましい。
仕上焼鈍後の冷却速度は特に限定されないが、鋼板がα−γ変態系の場合には、変態に伴う歪発生を起因とする磁気特性への悪影響を回避するため、最高到達温度がT1超である場合はT1までの冷却速度V1を3℃/s以上600℃/s以下とすることが好ましく、更に最高到達温度がT1以上である場合はT1から、最高到達温度がT1未満である場合は最高到達温度から400℃までの冷却速度を、上記V1未満とすることが好ましい。
(A) When the oxidation step is included in the temperature raising process in the finish annealing step The cold-rolled plate obtained by the cold-rolling step is subjected to decarburization annealing and nitriding annealing by a known method as necessary. After that, finish annealing including an oxidation step is performed.
In this case, the finish annealing may control the temperature rise process so that the time from 400 ° C. to 800 ° C. is 2 seconds or more and 10 seconds or less in an atmosphere of dew point temperature of -60 ° C. or higher and 5 ° C. or lower. ..
For the conditions other than the above in the finish annealing step, a conventionally known method can be appropriately adopted. For example, the maximum temperature reached for finish annealing can be set to 800 ° C. or higher and 1200 ° C. or lower, and when the steel sheet is an α-γ transformation system, it can be set to a temperature range of less than T1 {100} <011. > Is preferable from the viewpoint of high integration. The holding time of the final finish annealing temperature is not particularly limited, and can be appropriately set in the range of, for example, 10 seconds or more and 240 hours or less. When the maximum temperature reached is 800 ° C. or higher, the atmosphere in the temperature range of 800 ° C. or higher is preferably a dew point temperature of less than 0 ° C. from the viewpoint of not promoting oxidation.
The cooling rate after finish annealing is not particularly limited, but when the steel sheet is an α-γ transformation system, the maximum temperature reached is over T1 in order to avoid adverse effects on the magnetic properties due to strain generation due to transformation. In some cases, the cooling rate V1 up to T1 is preferably 3 ° C./s or more and 600 ° C./s or less, and if the maximum temperature reached is T1 or more, it is from T1. If the maximum temperature is less than T1. The cooling rate from the maximum temperature reached to 400 ° C. is preferably less than V1.

(B)酸化工程が、冷間圧延工程後、仕上焼鈍工程前に独立に有する工程である場合
前記冷延工程により得られた冷延板は、必要に応じて公知の方法により脱炭焼鈍、窒化焼鈍を行った後、前記冷延板を、露点温度−60℃以上5℃以下の雰囲気下、400℃から800℃の温度を2秒以上10秒以下保持することにより酸化層を形成する。400℃から800℃の間の温度変化は任意であり特に規定されるものではない。
酸化工程を独立に有する場合、その後、公知の方法により仕上焼鈍を行う。この場合仕上焼鈍工程は、特に限定されないが、既に酸化層が形成されているため、昇温過程を含めた全過程において露点温度が0度未満の雰囲気下で仕上焼鈍を行うことが好ましい。仕上焼鈍工程の上記以外の条件は、上記(A)に記載の仕上焼鈍と同様のものとすることができる。
(B) When the oxidation step is a step independently held after the cold rolling step and before the finish annealing step The cold rolled plate obtained by the cold rolling step is decarburized and annealed by a known method, if necessary. After annealing and annealing, the cold-rolled sheet is held at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. for 2 seconds or more and 10 seconds or less in an atmosphere of a dew point temperature of −60 ° C. or higher and 5 ° C. or lower to form an oxide layer. The temperature change between 400 ° C. and 800 ° C. is arbitrary and is not particularly specified.
If the oxidation step is independent, then finish annealing is performed by a known method. In this case, the finish annealing step is not particularly limited, but since the oxide layer has already been formed, it is preferable to perform the finish annealing in an atmosphere where the dew point temperature is less than 0 ° C. in the entire process including the temperature raising process. The conditions other than the above in the finish annealing step can be the same as those in the finish annealing described in (A) above.

上記の酸化工程は、母鋼板の酸化の初期の状況を、本発明にとって好ましい酸化層を形成するために好ましい条件である。400℃未満は酸化自体が起きないため、発明効果への寄与を考える必要がない。800℃超では、酸化が急速に起き酸化が内部酸化型となりやすく、外部酸化層についても本発明にとって好ましい組成の酸化層が形成されにくい。露点温度が−60℃未満では、酸化層自体がほとんど形成されず、前述した酸化層による打ち抜き性向上効果が得られない。5℃超では初期過程で内部酸化層が形成されやすくなり、外部酸化においてもSi酸化の優位性が失われ、本発明に好適な酸化層を得ることが困難となる。制御すべきより好ましい温度域は350〜750℃、より好ましい露点温度は−30℃超、0℃未満である。
また、800℃以下の温度域で好適な初期酸化が起きたとしても、その後、800℃超の高温域でさらに酸化が進行すると、酸化層が好適な範囲から外れてしまうため、その後800℃以上の熱処理をする場合は、その雰囲気の露点温度は−20℃未満とすべきである。さらに好ましい露点温度は、−30℃以下とする。
また750℃に達するまでに初期酸化を完了させて、750℃以上の雰囲気の露点温度を−20℃未満とすることは好ましい形態である。本発明鋼において、上記のような低露点、短時間処理を行うことにより、鋼板表面に適切な組成の緻密な外部酸化層が形成され、結果として内部酸化に伴う低Mn領域の形成が抑制される。この結果、得られた鋼板は前記式(2)をより満たし易くなり、打ち抜き性に優れた鋼板となるものと推定される。
上記400〜800℃の温度域および雰囲気中での保持時間は、0.2〜10秒とする。
0.2秒未満では発明に好適な酸化層を形成する時間としては不十分であり、10秒超では、外部酸化におけるSi酸化の優位性が失われ好ましい組成の酸化層を形成するための支障となるばかりでなく効果が飽和する。なお、ここで規定する保持時間は上記温度域での保持時間、言い換えると上記温度域に滞留している時間であり、一定温度で保持(いわゆる保定)する必要はない。一般的な仕上焼鈍の前段で実施するのであれば加熱過程をこのプロセスとして利用すればよい。
The above-mentioned oxidation step is a preferable condition for forming an oxide layer preferable for the present invention in the initial state of oxidation of the mother steel sheet. Since oxidation itself does not occur below 400 ° C., it is not necessary to consider the contribution to the effect of the invention. Above 800 ° C., oxidation occurs rapidly and oxidation tends to be in the internal oxidation type, and it is difficult for the external oxide layer to form an oxide layer having a composition preferable to the present invention. If the dew point temperature is less than −60 ° C., the oxide layer itself is hardly formed, and the above-mentioned effect of improving punching property by the oxide layer cannot be obtained. If the temperature exceeds 5 ° C., an internal oxide layer is likely to be formed in the initial process, the superiority of Si oxidation is lost even in external oxidation, and it becomes difficult to obtain an oxide layer suitable for the present invention. The more preferable temperature range to be controlled is 350 to 750 ° C., and the more preferable dew point temperature is more than −30 ° C. and less than 0 ° C.
Further, even if suitable initial oxidation occurs in a temperature range of 800 ° C. or lower, if the oxidation further progresses in a high temperature range of more than 800 ° C. thereafter, the oxide layer deviates from the suitable range, and thus 800 ° C. or higher. When the heat treatment is performed, the dew point temperature of the atmosphere should be less than -20 ° C. A more preferable dew point temperature is −30 ° C. or lower.
Further, it is a preferable form that the initial oxidation is completed by the time the temperature reaches 750 ° C. and the dew point temperature of the atmosphere of 750 ° C. or higher is set to less than −20 ° C. In the steel of the present invention, by performing the above-mentioned low dew point and short-time treatment, a dense external oxide layer having an appropriate composition is formed on the surface of the steel sheet, and as a result, the formation of a low Mn region due to internal oxidation is suppressed. To. As a result, it is presumed that the obtained steel sheet can more easily satisfy the above formula (2) and becomes a steel sheet having excellent punching property.
The holding time in the temperature range of 400 to 800 ° C. and the atmosphere is 0.2 to 10 seconds.
If it is less than 0.2 seconds, the time for forming an oxide layer suitable for the invention is insufficient, and if it exceeds 10 seconds, the superiority of Si oxidation in external oxidation is lost, which hinders the formation of an oxide layer having a preferable composition. Not only will the effect be saturated. The holding time specified here is the holding time in the above temperature range, in other words, the time of staying in the above temperature range, and it is not necessary to hold at a constant temperature (so-called retention). If it is carried out before the general finish annealing, the heating process may be used as this process.

(結晶方位制御)
本発明成分を有する母鋼板のうち、α−γ変態系であり、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下含有し、Alが0.03質量%未満である場合は、{100}<011>方位の対ランダム強度比が30以上を製造することができる。このような組成を有するα−γ変態系の鋼塊は、粒界の移動速度が著しく遅くなるため、熱間圧延工程で得られる熱延板は、冷却時に加工オーステナイトが維持されながら、ひずみが解放されることなくフェライト相へと変態したものとなりやすい。この熱延板を、冷延し、焼鈍することで、{100}<011>方位が強く集積し、非常に良好な磁気特性を付与することが可能である。例えば、前記母鋼板の製造過程において、前述のように熱延工程で、加工オーステナイト相を維持して熱延を完了し、熱延鋼板の再結晶化率を制御し、冷間圧延時の圧下率を88%以上とし、α単相領域で仕上焼鈍することにより、{100}<011>方位の対ランダム強度比が30以上の鋼板を製造することができる。
(Crystal orientation control)
Among the mother steel sheets having the components of the present invention, it is an α-γ transformation system, containing 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less of Si and 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less of Mn. When Al is less than 0.03% by mass, it is possible to produce a {100} <011> orientation to random intensity ratio of 30 or more. Since the α-γ transformation type steel ingot having such a composition has a significantly slower grain boundary movement speed, the hot-rolled plate obtained in the hot rolling process is strained while the processed austenite is maintained during cooling. It tends to be transformed into a ferrite phase without being released. By cold-rolling and annealing this hot-rolled plate, the {100} <011> orientations are strongly integrated, and it is possible to impart very good magnetic characteristics. For example, in the manufacturing process of the mother steel sheet, as described above, in the hot rolling process, the processed austenite phase is maintained to complete the hot rolling, the recrystallization rate of the hot rolled steel sheet is controlled, and the reduction during cold rolling is performed. By setting the ratio to 88% or more and performing finish annealing in the α single-phase region, a steel sheet having a {100} <011> orientation to random strength ratio of 30 or more can be produced.

以下で説明する実施例での条件は、本発明の実施可能性および効果を確認するために採用した一条件例であり、本発明はこの一条件例に限定されるものではない。本発明は、本発明の要旨を逸脱せず、本発明の目的を達成する限りにおいて、種々の条件を採用し得るものである。 The conditions in the examples described below are one-condition examples adopted for confirming the feasibility and effect of the present invention, and the present invention is not limited to this one-condition example. The present invention can adopt various conditions as long as the gist of the present invention is not deviated and the object of the present invention is achieved.

(実施例:電磁鋼板の製造)
真空溶解炉で表1の鋼種A〜Mに示す成分組成に調整したインゴットをそれぞれ鋳造する。得られるインゴットを用い、表2に従って電磁鋼板を製造する。具体的には、インゴットを表2に記載の仕上げ圧延温度で熱間圧延しそれぞれ厚さ2.2〜2.9mmの熱延板を得る。得られる熱延板の表面粗度Raは、JIS B 0601に規定される算術平均粗さに基づいて算出する。得られる熱延板に熱延板焼鈍をせずに、冷間圧延を行い表2〜表3に記載の厚さを有する冷延板とする。次いで冷延板を酸化する。表中のプロセス「A」は酸化工程が仕上焼鈍工程における昇温過程内に含まれている場合、プロセス「B」は酸化工程が、冷間圧延工程後、仕上焼鈍工程前に独立に有する工程である場合を示す。プロセス「A」の場合、表中の「露点温度」は仕上焼鈍の昇温工程における雰囲気を示し、「保持時間」は400℃から800℃に達するまでの時間を示している。また、プロセス「B」の場合、酸化工程は最高到達温度を750℃として行い、表中の「露点温度」は当該酸化工程における雰囲気を示し、「保持時間」は冷却過程も含めた400℃から750℃の温度域での保持時間を示している。その後、表2に示される温度条件で仕上焼鈍を行って、電磁鋼板を得る。
(Example: Manufacturing of electrical steel sheet)
Ingots adjusted to the composition shown in Steel Types A to M in Table 1 are cast in a vacuum melting furnace. Using the obtained ingot, an electromagnetic steel sheet is manufactured according to Table 2. Specifically, the ingot is hot-rolled at the finish rolling temperatures shown in Table 2 to obtain hot-rolled plates having a thickness of 2.2 to 2.9 mm, respectively. The surface roughness Ra of the obtained hot-rolled plate is calculated based on the arithmetic mean roughness defined in JIS B 0601. The obtained hot-rolled plate is cold-rolled without being annealed to obtain a cold-rolled plate having the thicknesses shown in Tables 2 and 3. The cold rolled plate is then oxidized. In the table, the process "A" is a step in which the oxidation step is included in the temperature raising process in the finish annealing step, and the process "B" is a step in which the oxidation step is independently held after the cold rolling step and before the finish annealing step. Indicates the case where. In the case of the process "A", the "dew point temperature" in the table indicates the atmosphere in the temperature raising step of the finish annealing, and the "holding time" indicates the time from 400 ° C. to 800 ° C. Further, in the case of the process "B", the oxidation step is performed with the maximum temperature reached at 750 ° C., the "dew point temperature" in the table indicates the atmosphere in the oxidation step, and the "holding time" is from 400 ° C. including the cooling process. The holding time in the temperature range of 750 ° C. is shown. Then, finish annealing is performed under the temperature conditions shown in Table 2 to obtain an electromagnetic steel sheet.

Figure 0006870381
Figure 0006870381

Figure 0006870381
Figure 0006870381

得られる電磁鋼板をそれぞれ、グロー放電発光分光分析(GDS)により測定し、鋼板の深さ方向の元素分布測定結果をグラフ化し、D、D、D、Dをそれぞれ求めまた、低Mn領域の厚みtおよびDxの最低値Dxminを算出する。
本実施例では、圧延方向と45°の方向が磁化方向となるように切り出したサンプルにて、JIS C 2556に記載の電磁鋼板単板磁気特性試験方法に準拠して5000A/mの磁場における磁束密度B50を測定する。また、鉄損は、最大磁束密度が1.0T、周波数800Hzの時の鉄損W10/800を測定する。
{100}<011>のランダム強度比は、得られた電磁鋼板の表層から1/5t位置の圧延面に平行な面でX線回折により測定し、結晶方位分布関数から求める。
また、打ち抜き性の評価は得られた電磁鋼板をクリアランス12%で50mmφの円形に打ち抜き、端面のバリ高さをそれぞれの鋼板について5回繰り返し測定(n=5)し、その平均バリ高さが電磁鋼板の板厚tに対して、1/20t未満、すなわち、平均バリ高さを板厚tで除した値が0.05未満であれば、打ち抜き性に優れていると評価される。
結果を表3に示す。
Each of the obtained electromagnetic steel sheets is measured by glow discharge emission spectroscopy (GDS), the element distribution measurement results in the depth direction of the steel sheet are graphed, and D 1 , D 2 , D x , and D 0 are obtained, respectively. The minimum value Dxmin of the thickness t and Dx of the Mn region is calculated.
In this embodiment, in a sample cut out so that the rolling direction and the direction of 45 ° are the magnetization directions, the magnetic flux in a magnetic field of 5000 A / m is based on the magnetic steel sheet single plate magnetic property test method described in JIS C 2556. The density B50 is measured. Further, as the iron loss, the iron loss W10 / 800 is measured when the maximum magnetic flux density is 1.0 T and the frequency is 800 Hz.
The random intensity ratio of {100} <011> is measured by X-ray diffraction on a plane parallel to the rolling plane at 1 / 5t position from the surface layer of the obtained electromagnetic steel plate, and is obtained from the crystal orientation distribution function.
To evaluate the punching property, the obtained electromagnetic steel sheet was punched into a circle of 50 mmφ with a clearance of 12%, and the burr height of the end face was repeatedly measured 5 times (n = 5) for each steel sheet, and the average burr height was measured. If it is less than 1/20 t with respect to the plate thickness t of the electromagnetic steel sheet, that is, if the value obtained by dividing the average burr height by the plate thickness t is less than 0.05, it is evaluated that the punching property is excellent.
The results are shown in Table 3.

Figure 0006870381
Figure 0006870381

表3の結果より、Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下含有し、Feを主成分とする母鋼板上に、Mnを含有する酸化層を有する電磁鋼板であって、前記酸化層の厚みが0.02μm以上、3.0μm以下である電磁鋼板は打ち抜き性に優れていることが確認された。 From the results in Table 3, Mn is contained on a mother steel sheet containing 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less of Si and 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less of Mn and containing Fe as a main component. It was confirmed that the electrical steel sheet having an oxide layer containing the above-mentioned oxide layer, in which the thickness of the oxide layer is 0.02 μm or more and 3.0 μm or less, is excellent in punching property.

1 母鋼板
2 酸化層
3 鋼板表面
10 電磁鋼板
1 Base steel sheet 2 Oxidized layer 3 Steel sheet surface 10 Electromagnetic steel sheet

Claims (6)

Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、Sn及びSbを合計で0.80質量%以下、Alを0.1070質量%以下、Cを0.0040質量%以下、Nを0.0040質量%以下、Sを0.020質量%以下、Pを0.5質量%以下、Crを20質量%以下、Niを10質量%以下、Cuを0.2質量%以下、Bを0.01質量%以下、Tiを0.0020質量%以下、Nbを0.0020質量%以下、Moを0.0020質量%以下、Caを0.050質量%以下、Mgを0.050質量%以下、希土類元素を0.050質量%以下、残部Fe及び不可避不純物からなり、α−γ変態系である母鋼板上に、Mnを含有する酸化層を有し、
前記酸化層の厚みが0.02μm以上、3.0μm以下であり、
前記母鋼板の板厚1/2厚位置におけるMnの濃度をD(質量%)としたときに、母鋼板の板厚方向の全領域について下記式(2)を満たし、
式(2) (D/D)≧0.98
(式(2)中、Dは、D測定点を通り、母鋼板に垂直な直線上の点におけるMnの濃度を表す。)
前記母鋼板の表面位置における{100}<011>方位の対ランダム強度比が9以上である、無方向性電磁鋼板。
Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, Sn and Sb are 0.80% by mass or less in total, and Al is 0.1070% by mass. Hereinafter, C is 0.0040% by mass or less, N is 0.0040% by mass or less, S is 0.020% by mass or less, P is 0.5% by mass or less, Cr is 20% by mass or less, and Ni is 10% by mass. Hereinafter, Cu is 0.2% by mass or less, B is 0.01% by mass or less, Ti is 0.0020% by mass or less, Nb is 0.0020% by mass or less, Mo is 0.0020% by mass or less, and Ca is 0. .050 mass% or less, Mg 0.050 mass% or less, rare earth element 0.050 mass% or less, balance Fe and unavoidable impurities , Mn-containing oxidation on the mother steel plate which is an α-γ transformation system Has layers and
The thickness of the oxide layer is 0.02 μm or more and 3.0 μm or less.
When the concentration of Mn at the position where the thickness of the mother steel sheet is 1/2 is D 0 (mass%), the following formula (2) is satisfied for the entire region of the mother steel sheet in the plate thickness direction.
Equation (2) (D x / D 0 ) ≧ 0.98
(In the formula (2), D x represents the concentration of Mn at a point on a straight line passing through the D 0 measurement point and perpendicular to the base steel plate.)
A non-oriented electrical steel sheet having a ratio of random strength to random strength in {100} <011> orientation at the surface position of the mother steel sheet of 9 or more.
前記酸化層におけるMnの最高濃度D(質量%)と、前記酸化層におけるSiの最高濃度D(質量%)とが、下記式(1)を満たす、請求項1に記載の無方向性電磁鋼板。
式(1) (D/D)<1.50
The non-directionality according to claim 1 , wherein the maximum concentration D 1 (mass%) of Mn in the oxide layer and the maximum concentration D 2 (mass%) of Si in the oxide layer satisfy the following formula (1). Electromagnetic steel plate.
Equation (1) (D 1 / D 2 ) <1.50
前記母鋼板中のSn及びSbの合計の含有量が0.05質量%以上0.80質量%以下である、請求項1又は2に記載の無方向性電磁鋼板。 The non-oriented electrical steel sheet according to claim 1 or 2, wherein the total content of Sn and Sb in the mother steel sheet is 0.05% by mass or more and 0.80% by mass or less. 前記酸化層上に、更に、絶縁被膜を有する、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。 The non-oriented electrical steel sheet according to any one of claims 1 to 3, further comprising an insulating film on the oxide layer. 前記請求項1に記載された無方向性電磁鋼板を製造する方法であって、
Siを2.0質量%以上4.5質量%以下、Mnを2.5質量%以上5.0質量%以下、Sn及びSbを合計で0.80質量%以下、Alを0.1070質量%以下、Cを0.0040質量%以下、Nを0.0040質量%以下、Sを0.020質量%以下、Pを0.5質量%以下、Crを20質量%以下、Niを10質量%以下、Cuを0.2質量%以下、Bを0.01質量%以下、Tiを0.0020質量%以下、Nbを0.0020質量%以下、Moを0.0020質量%以下、Caを0.050質量%以下、Mgを0.050質量%以下、希土類元素を0.050質量%以下、残部Fe及び不可避不純物からなり、α−γ変態系であるインゴットを熱延板とする熱間圧延工程と、前記熱延板を冷延板とする冷間圧延工程と、前記冷延板に酸化層を形成する酸化工程と、仕上焼鈍工程とを有し、
前記酸化工程が、前記仕上焼鈍工程における昇温過程に含まれていてもよく、
前記酸化工程が、前記冷延板を、露点温度−60℃以上5℃以下の雰囲気下、400℃から800℃の温度を2秒以上10秒以下保持する工程であることを特徴とする、無方向性電磁鋼板の製造方法。
The method for manufacturing a non-oriented electrical steel sheet according to claim 1.
Si is 2.0% by mass or more and 4.5% by mass or less, Mn is 2.5% by mass or more and 5.0% by mass or less, Sn and Sb are 0.80% by mass or less in total, and Al is 0.1070% by mass. Hereinafter, C is 0.0040% by mass or less, N is 0.0040% by mass or less, S is 0.020% by mass or less, P is 0.5% by mass or less, Cr is 20% by mass or less, and Ni is 10% by mass. Hereinafter, Cu is 0.2% by mass or less, B is 0.01% by mass or less, Ti is 0.0020% by mass or less, Nb is 0.0020% by mass or less, Mo is 0.0020% by mass or less, and Ca is 0. Hot rolling using an α-γ transformation system ingot as a hot-rolled plate, consisting of .050% by mass or less, Mg of 0.050% by mass or less, rare earth elements of 0.050% by mass or less, balance Fe and unavoidable impurities. It has a step, a cold rolling step of using the hot-rolled plate as a cold-rolled plate, an oxidation step of forming an oxide layer on the cold-rolled plate, and a finish annealing step.
The oxidation step may be included in the temperature raising step in the finish annealing step.
The oxidation step is a step of holding the cold rolled plate at a temperature of 400 ° C. to 800 ° C. for 2 seconds or more and 10 seconds or less in an atmosphere having a dew point temperature of −60 ° C. or higher and 5 ° C. or lower. Manufacturing method of grain-oriented electrical steel sheet.
前記熱間圧延工程後、前記冷間圧延工程前に、鋼板の表面粗度Raを0.30未満とする工程を有する、請求項5に記載の無方向性電磁鋼板の製造方法。 The method for producing a non-directional electromagnetic steel sheet according to claim 5, further comprising a step of setting the surface roughness Ra of the steel sheet to less than 0.30 after the hot rolling step and before the cold rolling step.
JP2017036630A 2017-02-28 2017-02-28 Electrical steel sheet and its manufacturing method Active JP6870381B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017036630A JP6870381B2 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Electrical steel sheet and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017036630A JP6870381B2 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Electrical steel sheet and its manufacturing method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018141206A JP2018141206A (en) 2018-09-13
JP6870381B2 true JP6870381B2 (en) 2021-05-12

Family

ID=63527591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017036630A Active JP6870381B2 (en) 2017-02-28 2017-02-28 Electrical steel sheet and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6870381B2 (en)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3871799A4 (en) 2018-10-24 2022-07-13 Nippon Steel Corporation Non-oriented magnetic steel sheet and method of manufacturing stacked core using same
BR112021009689A2 (en) * 2019-01-17 2021-08-24 Nippon Steel Corporation Unoriented electrical steel sheet, segmented stator, and rotating electrical machine
EP3950972A4 (en) * 2019-04-03 2023-02-22 Nippon Steel Corporation ELECTROMAGNETIC STEEL SHEET AND METHOD OF MANUFACTURING THEREOF
JP7352082B2 (en) * 2019-11-15 2023-09-28 日本製鉄株式会社 Non-oriented electrical steel sheet
JP7415134B2 (en) * 2019-11-15 2024-01-17 日本製鉄株式会社 Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet
JP7415135B2 (en) * 2019-11-15 2024-01-17 日本製鉄株式会社 Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet
JP7415138B2 (en) * 2019-11-15 2024-01-17 日本製鉄株式会社 Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet
JP7428872B2 (en) * 2019-11-15 2024-02-07 日本製鉄株式会社 Non-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method
JP7415136B2 (en) * 2019-11-15 2024-01-17 日本製鉄株式会社 Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet
JP7428873B2 (en) * 2019-11-15 2024-02-07 日本製鉄株式会社 Non-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method
KR20220142512A (en) * 2020-04-10 2022-10-21 닛폰세이테츠 가부시키가이샤 Non-oriented electrical steel sheet, core, cold-rolled steel sheet, non-oriented electrical steel sheet manufacturing method and cold-rolled steel sheet manufacturing method
JP7606075B2 (en) 2020-11-05 2024-12-25 日本製鉄株式会社 Non-oriented electrical steel sheet with excellent magnetic properties and its manufacturing method
JP7473862B1 (en) 2022-10-31 2024-04-24 Jfeスチール株式会社 Manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet
WO2024095666A1 (en) * 2022-10-31 2024-05-10 Jfeスチール株式会社 Method for manufacturing non-oriented magnetic steel sheet
KR20240098441A (en) * 2022-12-21 2024-06-28 주식회사 포스코 Non-oriented electrical steel sheet, method for manufacturing the same and motor core comprising the same

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01252727A (en) * 1988-03-30 1989-10-09 Sumitomo Metal Ind Ltd Double oriented silicon steel sheet and its production
JP2663229B2 (en) * 1992-12-16 1997-10-15 新日本製鐵株式会社 Method for producing grain-oriented electrical steel sheet having a uniform glass film and extremely excellent magnetic properties
JP3716608B2 (en) * 1998-03-26 2005-11-16 Jfeスチール株式会社 Method for producing grain-oriented electrical steel sheet
JP3307897B2 (en) * 1999-10-27 2002-07-24 新日本製鐵株式会社 Non-oriented electrical steel sheet for electric power steering / motor core and method of manufacturing the same
JP4116748B2 (en) * 1999-12-16 2008-07-09 新日本製鐵株式会社 Magnet buried type non-oriented electrical steel sheet for motor
JP4116749B2 (en) * 1999-12-16 2008-07-09 新日本製鐵株式会社 Non-oriented electrical steel sheet
IN2012DN03845A (en) * 2009-10-28 2015-08-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp
EP2716772B1 (en) * 2011-05-27 2016-04-27 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Grain-oriented electromagnetic steel sheet and method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet
JP6464581B2 (en) * 2014-06-23 2019-02-06 新日鐵住金株式会社 Fe-based metal plate and manufacturing method thereof
JP6623533B2 (en) * 2015-03-25 2019-12-25 日本製鉄株式会社 Fe-based metal plate
JP6519006B2 (en) * 2015-04-02 2019-05-29 日本製鉄株式会社 Unidirectional electrical steel sheet, decarburizing plate for unidirectional electrical steel sheet, and method for producing them

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018141206A (en) 2018-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6870381B2 (en) Electrical steel sheet and its manufacturing method
JP6891682B2 (en) Electrical steel sheet and its manufacturing method, rotor motor core and its manufacturing method, stator motor core and its manufacturing method, and motor core manufacturing method
JP6880814B2 (en) Electrical steel sheet and its manufacturing method
KR102107439B1 (en) Non-oriented electronic steel sheet
JP6794630B2 (en) Electromagnetic steel sheet and its manufacturing method
JP6855684B2 (en) Electromagnetic steel sheet and its manufacturing method
CN107849665B (en) FeCo alloy, FeSi alloy or Fe sheet or strip and method for producing same, transformer core produced from said sheet or strip and transformer comprising same
EP2796571B1 (en) High silicon steel sheet having excellent productivity and magnetic properties and method for manufacturing same
JP2006501361A5 (en)
KR20190003783A (en) Non-oriented electrical steel sheet, method of manufacturing non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method of motor core
JP6880920B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet and its manufacturing method, and motor core and its manufacturing method
JP6658338B2 (en) Electrical steel sheet excellent in space factor and method of manufacturing the same
WO2018135414A1 (en) Non-oriented electromagnetic steel sheet and production method therefor
JP7180700B2 (en) Non-oriented electrical steel sheet
WO2019013351A1 (en) Oriented electromagnetic steel sheet and method for producing same
CN103492602A (en) Fe-based metal plate and method for manufacturing same
JP2021025097A (en) Non-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing the same
JPWO2020203928A1 (en) Directional electrical steel sheet and its manufacturing method
CN113302318A (en) Method for producing grain-oriented electromagnetic steel sheet
CN117545868A (en) Non-oriented electromagnetic steel plate and manufacturing method thereof
JP6690501B2 (en) Method for producing grain-oriented electrical steel sheet
JP2006274405A (en) Method for manufacturing grain-oriented electromagnetic steel sheet causing high magnetic-flux density
JP2019014927A (en) Non-oriented electromagnetic steel sheet and manufacturing method therefor
KR102555134B1 (en) Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof
KR102542971B1 (en) Grain-oriented electrical steel sheet and manufacturing method thereof

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20191007

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20200818

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200825

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201012

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210119

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210212

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210316

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210329

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6870381

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151