專利名稱：低碳鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用作電力電子技術(shù)用高頻變壓器、扼流圈、馬達(dá)的鐵芯的低碳鋼板，尤其涉及可實(shí)現(xiàn)高頻特性的提高以及外部應(yīng)力導(dǎo)致的鐵損劣化的降低的低碳鋼板。
背景技術(shù)：
電磁鋼板的鐵損由十分依賴鋼中的析出物、結(jié)晶粒徑、集合組織等的磁滯損耗和十分依賴板厚、電阻率、磁疇結(jié)構(gòu)等的渦流損耗構(gòu)成。一般的電磁鋼板是通過(guò)極力減少鋼中雜質(zhì)而提高晶粒的生長(zhǎng)性來(lái)實(shí)現(xiàn)磁滯損耗的降低化。另外，通過(guò)添加0. 5 3. 5質(zhì)量％的Si提高電阻率或者將板厚薄片化來(lái)實(shí)現(xiàn)渦流損耗的降低化。 其中，磁滯損耗與頻率成比例、渦流損耗與頻率的平方成比例，因此在商用頻率(50/60Hz)中，電磁鋼板的鐵損中磁滯損耗所占比例大，但達(dá)到數(shù)kHz以上的高頻時(shí)，反而渦流損耗所占比例變大。近年來(lái)，在電力電子技術(shù)領(lǐng)域中正在推進(jìn)開(kāi)關(guān)元件的高頻化，因此對(duì)于作為變壓器、扼流圈、馬達(dá)等的鐵芯材料使用的電磁鋼板也強(qiáng)烈希望高頻鐵損的降低。針對(duì)該需要,可以通過(guò)使電磁鋼板的板厚為0. 2mm以下、或者使Si提高至4質(zhì)量％附近，從而降低渦流損耗。但是，預(yù)計(jì)今后還會(huì)以超過(guò)IOkHz的高頻進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，需要開(kāi)發(fā)以往開(kāi)發(fā)的延長(zhǎng)線上所沒(méi)有的革新性的材料。以往，在這樣的高頻區(qū)域的勵(lì)磁條件下，已使用軟磁鐵氧體、金屬壓粉體、非結(jié)晶等材料。但是，它們各有長(zhǎng)短，即，鐵氧體由于磁通密度低而鐵心大型化，非結(jié)晶雖然低鐵損但結(jié)構(gòu)系數(shù)(Building Factor)明顯差于電磁鋼板，另外鐵硅鋁磁合金粉等金屬壓粉體的磁致伸縮、鐵損均低但昂貴且與電磁鋼板相比飽和磁通密度也低等。因此，關(guān)于電磁鋼板的高頻鐵損的降低，最近也在進(jìn)行各種研究。作為降低電磁鋼板的高頻鐵損的方法，專利文獻(xiàn)I中記載了利用滲硅法的鋼板表面的Si富集方法。該Si富集技術(shù)例如專利文獻(xiàn)2中所記載，是使板厚0. I 0. 35mm的3質(zhì)量％Si鋼板在高溫中與四氯化硅氣體反應(yīng)而提高鋼中的Si濃度的工藝。另外，正如早已知道的那樣，6. 5質(zhì)量％Si鋼板具有3質(zhì)量％Si鋼板的約2倍的固有電阻，可以有效降低渦流損耗，因此作為高頻用材料而有利，同時(shí)磁致伸縮實(shí)質(zhì)上為零，因此對(duì)鐵心的低噪音化發(fā)揮優(yōu)異的效果。專利文獻(xiàn)2中進(jìn)一步公開(kāi)了在滲硅工藝中，從縮短擴(kuò)散時(shí)間的觀點(diǎn)考慮，即使不使Si濃度在板厚方向均勻，也能夠通過(guò)調(diào)整表層Si濃度而得到充分的磁特性。在專利文獻(xiàn)3中，關(guān)于在板厚方向具有Si濃度梯度的硅鋼板，為了降低高頻鐵損，對(duì)板厚方向的Si濃度差(最大-最小)、與表層Si濃度和鋼板表面背面的Si濃度的差進(jìn)行了規(guī)定。尤其記載了表層Si濃度為6. 5質(zhì)量％時(shí)能夠得到最低鐵損的主旨。進(jìn)而，在專利文獻(xiàn)4中記載了如下的電磁鋼板，即，將電磁鋼板在鐵氧體相進(jìn)行滲硅處理，制成表層為高Si濃度、板厚中央部為低Si濃度的電磁鋼板，從而使其高頻特性優(yōu)另外，專利文獻(xiàn)5中記載了如下的馬達(dá)用硅鋼板，S卩，將低碳鋼在奧氏體相少的900 1000°C的溫度區(qū)進(jìn)行滲硅處理而制成提高了表層的Si濃度的鋼板，從而使其加工性良好且高頻特性優(yōu)異。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I :日本特公平6-45881號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特公平5-49744號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)3 :日本特開(kāi)2005-240185號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)4 日本特開(kāi)2009-263782號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)5 :日本特開(kāi)2000-328226號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
如上所述，可知鐵損由磁滯損耗與渦流損耗之和表示，勵(lì)磁頻率越高，渦流損耗在總鐵損中所占的比例增加。材料的電阻率越大，渦電流越難流動(dòng)，因此高頻用磁芯使用電阻率大的材料。一般，在電磁鋼板中，Si濃度越高，電阻率越增加，因此含有3質(zhì)量％以上的Si的電磁鋼板適合作為高頻用磁芯材料。另一方面，Si濃度變得越高，鋼越具有變硬變脆的趨勢(shì)，冷軋變得困難。另外，Si濃度變高時(shí)，難以發(fā)生板坯冷卻時(shí)的由奧氏體向鐵氧體的轉(zhuǎn)變(以下稱為Y/a轉(zhuǎn)變)，鐵氧體直接形成粗大的組織，因此容易發(fā)生板坯裂紋、表面缺損。因而，在實(shí)際的電磁鋼板制造工藝中，鋼中的Si濃度的上限是4質(zhì)量％。根據(jù)專利文獻(xiàn)2，在電磁鋼板中導(dǎo)磁率最高且磁致伸縮小的是6. 5質(zhì)量％Si鋼板。但是，為了將其用作鐵心，需要實(shí)施分割加工、沖裁加工、彎曲加工等二次加工。但是，6. 5質(zhì)量％31鋼板比通常的電磁鋼板脆，容易裂開(kāi)，所以在上述的二次加工中，要求高度的加工技術(shù)。另外，6. 5質(zhì)量％Si鋼板的維氏硬度Hv為390左右，與以往的電磁鋼板的Hv :200左右相比，非常硬。因此，還具有沖壓模具容易短壽命化的缺點(diǎn)。特別是在IOkHz以上的高頻用途中，與磁滯損耗相比，渦流損耗的比例增加，因此廣泛使用即使磁滯損耗差但渦流損耗低(固有電阻高)且廉價(jià)的壓粉磁芯等其它材料。另外，根據(jù)專利文獻(xiàn)2,將3質(zhì)量％3丨鋼板壓延至最終板厚后，利用在聞溫中吹入四氯化硅的滲硅工藝，可以制造6. 5質(zhì)量％Si鋼板。但是，實(shí)際用作磁芯時(shí)，需要將滲硅后的6. 5質(zhì)量％Si鋼板進(jìn)行分割、沖壓或彎曲加工，此時(shí)，存在常常產(chǎn)生裂紋、缺損的問(wèn)題。進(jìn)而，專利文獻(xiàn)2在其圖13記載了如下的例子Si濃度過(guò)于不均勻時(shí)，鐵損大幅增加，另一方面，Si濃度的不均勻性被抑制在某種程度以下時(shí)，可以得到不遜色于Si濃度均勻的鋼板的低鐵損。但是，在Si濃度不均勻時(shí)，并沒(méi)有示出與Si濃度均勻的鋼板相比更低鐵損的事例。另外，對(duì)于高頻鐵損，沒(méi)有記載任何具體數(shù)值。在專利文獻(xiàn)3中，作為與6. 5質(zhì)量％Si鋼板相比高頻特性進(jìn)一步優(yōu)異的材料而記載了在板厚方向殘留有Si濃度梯度的鋼板。該鋼板即使表層的Si濃度高，但板的厚度方向中心部的Si濃度也才3質(zhì)量％左右，所以從鋼材整體的平均來(lái)看可以認(rèn)為是Si濃度低于上述6. 5質(zhì)量％Si鋼板的材料。但是，此時(shí)，由于鋼中的Si濃度的下限為3質(zhì)量％左右，所以不發(fā)生Y/a轉(zhuǎn)變。因此，冷卻至室溫時(shí)的鋼板組織由縱貫板厚的粗大鐵氧體粒構(gòu)成，在進(jìn)行分割、沖壓時(shí)仍然存在容易產(chǎn)生裂紋、缺損的問(wèn)題。根據(jù)專利文獻(xiàn)4，對(duì)于因本來(lái)是粗大的二次再結(jié)晶組織而磁疇寬度廣且異常渦流 損耗大這樣的方向性電磁鋼板，也可以通過(guò)對(duì)該鋼板的表層賦予拉伸、對(duì)內(nèi)部賦予壓縮的應(yīng)力分布來(lái)有效減少渦流損耗。但是，由于使用方向性電磁鋼板作為坯料，所以與其它高頻鐵芯材料相比成本比例高。另外，作為應(yīng)力分布賦予的方法使用滲硅處理，但是在方向性電磁鋼板中為了充分實(shí)現(xiàn)渦流損耗的降低，需要從表層開(kāi)始進(jìn)行滲硅并滲硅至平均Si濃度達(dá)到4質(zhì)量％以上，將表層Si濃度提高至5質(zhì)量％以上。在專利文獻(xiàn)5中，將具有奧氏體相的低碳鋼進(jìn)行了滲硅處理，但是若在超過(guò)1000°C的溫度區(qū)進(jìn)行滲硅處理，則在Y/a轉(zhuǎn)變的界面發(fā)生裂紋，因此在900 1000°C這樣比較低的溫度區(qū)進(jìn)行滲硅處理。但是，為了降低渦流損耗，優(yōu)選在1000°C以上進(jìn)行滲硅處理，需要在上述界面中即使實(shí)施1000°c以上的滲硅處理也不產(chǎn)生裂紋的鋼板材料和鋼板的制造方法。另外，專利文獻(xiàn)5記載的鋼材的表層Si濃度高至5 6. 5質(zhì)量％，且具有粗大的二次再結(jié)晶組織，所以在進(jìn)行分割、沖壓時(shí)仍然存在常常發(fā)生裂紋、缺損的問(wèn)題。作為高頻用磁芯材料，除此以外還有將鐵粉壓粉成型的壓粉鐵心、氧化鐵粉的鐵氧體鐵心以及Fe基非結(jié)晶合金。它們與6. 5質(zhì)量％Si鋼板相比電阻率大，因此其特征是渦流損耗低。但是，鐵氧體鐵心由于飽和磁通密度低，所以通常使用時(shí)限定在低輸出功率且數(shù)百kHz以上的高頻用途。另一方面，壓粉鐵心、Fe基非結(jié)晶合金雖然與電磁鋼板相比飽和磁通密度略低，但由于渦流損耗低，所以對(duì)于高輸出功率的高頻用途，也有時(shí)與電磁鋼板同樣地使用。但是，上述材料均存在實(shí)加壓縮等外部應(yīng)力時(shí)鐵損明顯增加的問(wèn)題。如上所述，高頻特性優(yōu)異的磁性材料大多加工性差，另外對(duì)外部應(yīng)力反應(yīng)敏感，特別是施加壓縮應(yīng)力時(shí)，大多鐵損明顯增加。另一方面，作為加工性優(yōu)異的材料，可以舉出作為結(jié)構(gòu)用材料或外殼用材料廣泛使用的低碳鋼板。另外，低碳鋼的磁性不像一般磁性材料那樣對(duì)外部應(yīng)力敏感，即使施加壓縮應(yīng)力，鐵損也不會(huì)顯著增加。但是，一般的低碳鋼板的組織由含有珠光體相、貝氏體相和馬氏體相的微細(xì)的鐵氧體混合組織構(gòu)成，所以其直流磁特性極差。因此，對(duì)于磁滯損耗為主體的商用頻率的磁芯，幾乎不使用低碳鋼板。但是，如果能夠降低低碳鋼板的渦流損耗，能發(fā)揮出相對(duì)于壓縮應(yīng)力的鐵損上升少的性質(zhì)，則可以得到高頻鐵損低且外部應(yīng)力導(dǎo)致的鐵損劣化也少的優(yōu)異的磁芯材料。本發(fā)明是鑒于上述現(xiàn)狀而進(jìn)行的開(kāi)發(fā)，目的在于提供高頻特性優(yōu)異而且外部應(yīng)力導(dǎo)致的鐵損劣化少的低碳鋼板及其制造方法。
根據(jù)專利文獻(xiàn)3，通過(guò)在滲硅工藝中在板厚方向形成Si濃度梯度，并控制鋼板的表面背面的Si濃度差，從而可以實(shí)現(xiàn)渦流損耗的降低化。認(rèn)為該技術(shù)對(duì)于低碳鋼也同樣適用，可以實(shí)現(xiàn)渦流損耗的降低化。但是，由于低碳鋼發(fā)生Y/a轉(zhuǎn)變，所以在高溫的奧氏體相區(qū)域進(jìn)行滲硅處理時(shí)，產(chǎn)生從Si濃度上升的表層開(kāi)始向鐵氧體相轉(zhuǎn)變的現(xiàn)象。此時(shí)，在低Si濃度的奧氏體相與高Si濃度的鐵氧體相之間存在Si濃度間隙，因此，在異相界面的Si濃度梯度變得不連續(xù)。若以殘留這種Si濃度梯度的狀態(tài)進(jìn)行冷 卻，則如圖I所示，表層的高Si濃度的鐵氧體相不發(fā)生轉(zhuǎn)變，與此相對(duì)，板厚中央層的低Si濃度的奧氏體相成為含有珠光體相、貝氏體相和馬氏體相的微細(xì)的鐵氧體混合組織。S卩，將低碳鋼進(jìn)行滲硅處理而賦予Si濃度梯度的情況與不發(fā)生Y/a轉(zhuǎn)變的專利文獻(xiàn)3記載的技術(shù)在構(gòu)成上大不相同。下面，對(duì)完成本發(fā)明的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行說(shuō)明。在表I中示出本實(shí)驗(yàn)中使用的A D4種低碳鋼的組成。該表中，對(duì)符號(hào)(C)表不的鋼材實(shí)施以下3種處理來(lái)制作用于本實(shí)驗(yàn)的試樣在氮?dú)庵性?200°C進(jìn)行退火的處理(無(wú)滲硅)…鋼處理I在1200°C進(jìn)行滲硅后，充分使Si均勻擴(kuò)散的處理(滲硅+長(zhǎng)時(shí)間擴(kuò)散)…鋼處理
II將120CTC的滲娃+ Si擴(kuò)散一共實(shí)施3分鐘的處理(滲娃+短時(shí)間擴(kuò)散)…鋼處理III。[表 I](質(zhì)
量％ )
試樣 No.CSiMnPS
"(A)0.005 O0030 0080.004
Tb)0.024 O0 450.0060.003
Tc)0.055 03 L 150.005 0.005
Td)0. 155 02L 560.0040.005在這里，鋼處理II和III的滲硅處理是將處理后的試樣平均Si濃度調(diào)整為3質(zhì)量％31。將這些試樣利用30 X IOOmm的單板測(cè)定框以直流和交流進(jìn)行磁化測(cè)定，將磁通密度0. 05T、頻率20kHz的條件下的鐵損分為磁滯損耗與渦流損耗來(lái)進(jìn)行測(cè)定，將結(jié)果進(jìn)行比較。將試樣No. (C)的結(jié)果不于圖2。應(yīng)予說(shuō)明，在圖中，還一并表不了相同板厚的電磁鋼板(3質(zhì)量％Si鋼板與6. 5質(zhì)量％Si鋼板)的鐵損值。相對(duì)于鋼處理I的試樣，鋼處理II的試樣由于Si增加導(dǎo)致的電阻率增大而使渦流損耗下降，另外，在Si均勻化過(guò)程中，板厚整體上進(jìn)行Y/a轉(zhuǎn)變，形成粗大的鐵氧體組織，由此還降低了磁滯損耗。另外，鋼處理II的試樣的鐵損(表示磁滯損耗+渦流損耗，對(duì)于以下本發(fā)明也相同)與相同Si濃度的電磁鋼板(3質(zhì)量％Si)的鐵損相比為大值。其原因認(rèn)為是即使是相同3質(zhì)量％Si的鐵氧體粗大組織彼此，也由于電磁鋼板的情況下C量小于50ppm，與此相対，低碳鋼的情況下C量含有500ppm以上，因此磁滯損耗増大。與此相對(duì)，鋼處理III的試樣的鐵損出奇地不僅比3質(zhì)量％Si的電磁鋼板低，還比6. 5質(zhì)量％Si的電磁鋼板低，尤其是可以看到渦流損耗的降低化。雖然預(yù)想了通過(guò)在板厚方向賦予Si濃度梯度從而可以將磁通集中在表層，實(shí)現(xiàn)渦流損耗的降低化，但此時(shí)的效果與以相同滲硅量的試樣使Si濃度均勻化的情形相比，停留在了推測(cè)渦流損耗實(shí)現(xiàn)2 3成的降低化的程度。即，本實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是大于5成左右的渦流損耗的降低化效果，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了預(yù)期。接下來(lái)，為了更詳細(xì)研究該現(xiàn)象，使用表I所示的4種材料，在上述鋼處理III的條件下進(jìn)行滲硅等來(lái)制作試樣。將這些試樣在縱截面進(jìn)行組織觀察，與上述實(shí)驗(yàn)同樣地測(cè)定鐵損。將其結(jié)果示于圖3和4。在圖3 Ca) (d)中分別表不對(duì)試樣No. (A) (D)實(shí)施鋼處理III后的試樣的截面組織照片。圖3 (a)雖然能看到表層與板厚中央層的邊界，但均為鐵氧體単相的粗大粒組織。與此相対，圖3 (b)和(C)在板厚中央層可以看到將低碳鋼在生成奧氏體相的溫度退火后、進(jìn)行空氣冷卻時(shí)能夠看到的含有貝氏體組織、珠光體組織、馬氏體組織的鐵氧體混合組織，成為與表層的鐵氧體單相組織明顯不同的組織。圖3 (d)中，在板厚中央層成為含有少量鐵氧體組織的馬氏體組織。由圖4可知并不是在實(shí)施了鋼處理III的全部的鋼材中必定得到超過(guò)6. 5質(zhì)量°/( 1的電磁鋼板的低鐵損。因此，確認(rèn)了各試樣的成分，結(jié)果對(duì)于C量含有200ppm以上的情況、且Mn含有O. 3質(zhì)量％以上的情況，渦流損耗的降低化效果顯著顯現(xiàn)，同吋，能夠得到超過(guò)6. 5質(zhì)量％Si的電磁鋼板的低鐵損。另外，試樣D比通常的電磁鋼板(3質(zhì)量％Si )顯示低鐵損，但其優(yōu)勢(shì)與試樣B、C相比具有降低的趨勢(shì)。接著，通過(guò)化學(xué)研磨觀察將試樣的從表面一側(cè)到板厚中心除去時(shí)的板翹曲。其結(jié)果，翹曲是板厚中心側(cè)呈凸?fàn)?。由此可知，利用研磨而除去之前，?duì)表層產(chǎn)生了拉伸的應(yīng)力，對(duì)中心產(chǎn)生了壓縮的應(yīng)力。此處，在本發(fā)明中，內(nèi)部應(yīng)カ定義為如圖5所示，將原來(lái)的板厚設(shè)為d(mm)，將上述板翹曲時(shí)的曲率半徑設(shè)為r (mm)時(shí)，作用在表面的拉伸應(yīng)力(面內(nèi)拉伸應(yīng)力)=作用在板厚中心部的壓縮應(yīng)力，面內(nèi)拉伸應(yīng)力=EXd/ (2r) [MPa] (E表示鋼板的拉伸彈性模量)。進(jìn)而，使用成為表I的試樣A和試樣C的組成的材料，在上述鋼處理III的條件下，將Si擴(kuò)散時(shí)間進(jìn)行各種變化來(lái)制作試樣。對(duì)于這些試樣，以上述方法測(cè)定內(nèi)部應(yīng)力，并且測(cè)定渦流損耗。將其結(jié)果示于圖6。根據(jù)圖6，在含有200ppm以上的C、0. 3質(zhì)量％以上的Mn的試樣C的情況下，上述滲硅處理后的內(nèi)部應(yīng)カ有變大的趨勢(shì)。另外，在內(nèi)部應(yīng)カ(面內(nèi)拉伸應(yīng)力)為70 160MPa、的范圍，渦流損耗的降低顯著。上述趨勢(shì)的原因目前不清楚，但發(fā)明人等推測(cè)如下。
對(duì)于Fe-Si系合金而言，在低碳鋼水平，鋼中C量增加時(shí)，F(xiàn)e-Si狀態(tài)圖上的γ/α邊界線向高Si側(cè)位移，實(shí)施滲硅處理時(shí)，轉(zhuǎn)變?yōu)殍F氧體相的部分與保持奧氏體相的部分的Si濃度間隙増大。認(rèn)為如果在高溫時(shí)Si濃度間隙増大，則冷卻時(shí)發(fā)生γ/α的相轉(zhuǎn)變而要膨脹的中央層與不再發(fā)生轉(zhuǎn)變的表層的鐵氧體相之間產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)力。另外，Mn添加的效果是由于Mn是使奧氏體相穩(wěn)定化的元素，所以Mn量增加時(shí)，Υ/α的相轉(zhuǎn)變點(diǎn)向低溫側(cè)位移。因此，認(rèn)為冷卻時(shí)發(fā)生的內(nèi)部應(yīng)カ進(jìn)ー步增加。進(jìn)而，板厚中央層是微細(xì)的混合組織，并且成為了施加有壓縮應(yīng)力的狀態(tài)，因此難以磁化，與此相對(duì)，表層是粗大的鐵氧體結(jié)晶粒，并且處于施加有拉伸應(yīng)力的狀態(tài)，因此具有容易磁化的趨勢(shì)。因而，認(rèn)為向板的面內(nèi)方向磁化這樣的鋼板時(shí)，其磁通集中在表層，因此，結(jié)果降低了鋼板的渦流損耗。應(yīng)予說(shuō)明，還可知只要是如上述試樣那樣具有大內(nèi)部應(yīng)カ，則即使施加外部應(yīng)力，鐵損值也不上升。S卩，只要是在外部應(yīng)カ為零的狀態(tài)下像該試樣那樣產(chǎn)生70 160MPa左右的內(nèi)部應(yīng)力，則即使從外部施加數(shù)十MPa左右的壓縮應(yīng)力，也可以維持表層的拉伸狀態(tài)。與此相對(duì)，在板厚中心部壓縮應(yīng)力進(jìn)ー步増加，但原本就是難以磁化的部分，影響甚微。其結(jié)果，認(rèn)為磁通容易集中在表層的狀況沒(méi)有發(fā)生變化，不損失該試樣的渦流損耗的降低效果。另外，如上所述，在高溫長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行退火、緩和鋼板的Si濃度分布，或者緩和內(nèi)部應(yīng)カ時(shí)，上述的渦流損耗的降低效果和對(duì)外部壓縮應(yīng)力的鐵損劣化防止效果減少，失去對(duì)具有相同Si濃度的電磁鋼板的優(yōu)勢(shì)。因而，可知包括從滲硅處理開(kāi)始的擴(kuò)散時(shí)間在內(nèi)優(yōu)選還考慮直至磁芯完成為止實(shí)施的熱處理的時(shí)間。本發(fā)明是立足于上述見(jiàn)解的發(fā)明。S卩，本發(fā)明的主要構(gòu)成如下。I. ー種低碳鋼板，其特征在于，是由板厚中央層和表層構(gòu)成的包層型的低碳鋼板；所述板厚中央層的組成是含有Si :1. O質(zhì)量％以下、C :0. 02 O. 16質(zhì)量％、Mn :0. 3 2. O質(zhì)量％、P 0. 03質(zhì)量％以下和S :0. 01質(zhì)量％以下，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述板厚中央層是含有珠光體相、貝氏體相和馬氏體相中的任意I種或2種以上的鐵氧體混合組織；所述表層的組成是含有Si :3 5質(zhì)量％、C 0. 02 O. 16質(zhì)量％、Mn :0. 3 2. O質(zhì)量％、P O. 03質(zhì)量％以下和S :0. 01質(zhì)量％以下，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述表層是鐵氧體單相；該表層具有70 160MPa的面內(nèi)拉伸應(yīng)力作為內(nèi)部應(yīng)力。2.根據(jù)上述I所述的低碳鋼板，其特征在于，上述表層的總厚度為總板厚的30 60%。3.根據(jù)上述I或2所述的低碳鋼板，其特征在于，上述低碳鋼板的板厚為O. 05 O. 35mm04.根據(jù)上述I 3中任一項(xiàng)所述的低碳鋼板，其特征在干，上述低碳鋼板的板厚中央層和表層進(jìn)ー步含有選自Al :0. 002 O. 6質(zhì)量％、Cr :0. 01 I. 5質(zhì)量％、V :0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Ti 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Nb 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Zr 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、B :0. 0005 O. 01質(zhì)量％和N :0. 002 O. 01質(zhì)量％中的I種或2種以上的元素。5. 一種低碳鋼板的制造方法，其特征在干，通過(guò)將鋼板進(jìn)行加熱，在1050 1250°C的奧氏體區(qū)與Si系氣體進(jìn)行反應(yīng),從而在該鋼板的表層形成Si含量3 5質(zhì)量％的鐵氧體相，之后在鋼中Si均勻化之前進(jìn)行冷卻；所述鋼板含有Si :1.0%質(zhì)量以下、C O. 02 O. 16質(zhì)量％、Mn :0. 3 2. O質(zhì)量％、P :0. 03質(zhì)量％以下和S :0. 01質(zhì)量％以下，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)。6.根據(jù)上述5所述的低碳鋼板的制造方法，其特征在于，上述Si系氣體是選自四氯化硅、三氯硅烷、ニ氯硅烷、甲硅烷、こ硅烷中的I種或2種以上的氣體。7.根據(jù)上述5或6所述的低碳鋼板的制造方法，其特征在干，上述鋼板進(jìn)一歩含有選自 Al 0. 002 O. 6 質(zhì)量 ％、Cr :0. 01 I. 5 質(zhì)量 ％、V :0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Ti :0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Nb 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Zr 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、B 0. 0005 O. 01 質(zhì)量 ％和N :0. 002 O. 01質(zhì)量％中的I種或2種以上的元素。根據(jù)本發(fā)明，可以獲得高頻特性優(yōu)異而且外部應(yīng)カ導(dǎo)致的鐵損劣化少的低碳鋼板及其制造方法，因此可以提供加工性優(yōu)異的鐵芯材料。


圖I是表示本發(fā)明的低碳鋼的組織的示意圖。圖2是將低碳鋼的不同滲硅處理方法的鐵損值進(jìn)行比較而表示的圖表。圖3是不同鋼板成分組成的滲硅處理后的鋼板截面的組織照片。圖4是將不同鋼板成分組成的滲硅處理后的鐵損值進(jìn)行比較而表示的圖表。圖5是表示本發(fā)明中的內(nèi)部應(yīng)カ(面內(nèi)拉伸應(yīng)力)的測(cè)定要領(lǐng)的圖。圖6是表不內(nèi)部應(yīng)カ(面內(nèi)拉伸應(yīng)力)與潤(rùn)流損耗的關(guān)系的圖。圖7是適合用于本發(fā)明的滲硅爐的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面，具體說(shuō)明本發(fā)明。首先，對(duì)鋼板的結(jié)構(gòu)、成分組成等的限定理由進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，鋼板成分組成中的％表示在沒(méi)有特別說(shuō)明的情況下表示質(zhì)量％。如上所述，在本發(fā)明中重要的是對(duì)提高了電阻率的表層進(jìn)ー步附加拉伸應(yīng)力。因此，需要對(duì)在高溫成為奧氏體相(以下稱為Y相)的鋼板實(shí)施滲硅處理，増加表層的Si量來(lái)提高電阻率，進(jìn)而僅使表層轉(zhuǎn)變?yōu)殍F氧體相(以下稱為a相)，然后在鋼中Si均勻化之前進(jìn)行冷卻。通過(guò)上述冷卻，從而形成如圖I所示的具有板厚中央層和鋼板表面背面2層表層的所謂的“包層型”的3層結(jié)構(gòu)的鋼板，所述板厚中央層由含有珠光體相、貝氏體相和馬氏體相中的任意I種或2種以上的鐵氧體混合組織構(gòu)成，所述表層由Si濃度高的鐵氧體單相組織構(gòu)成。這些各個(gè)表層與板厚中央層之間存在Si濃度差，因此如上所述地發(fā)生Si濃度間隙導(dǎo)致的內(nèi)部應(yīng)カ，對(duì)表層附加拉伸應(yīng)カ。
應(yīng)予說(shuō)明，對(duì)于板厚中央層，在鐵氧體単相的情況下，不能得到充分的內(nèi)部應(yīng)力，因此優(yōu)選含有共計(jì)30% (面積％)以上的珠光體相、貝氏體相和馬氏體相，其余實(shí)質(zhì)上是鐵氧體相。在這里，表層的Si量為3%以上時(shí)，磁致伸縮取正的大值，因此在上述的拉伸應(yīng)力發(fā)揮作用的情況下，由于磁彈性效應(yīng)而容易磁化。其結(jié)果，將鋼板進(jìn)行磁化時(shí)，促進(jìn)了磁通向表層的集中，渦流降低效果變大。但是，表層Si量大于5%時(shí)，反而磁致伸縮變小,拉伸應(yīng)力帶來(lái)的磁彈性效應(yīng)變小，另外，表面變硬而導(dǎo)致加工性下降。因而，表層的Si量為3 5%。
另ー方面，板厚中央層的Si量的平均值大于1.0%時(shí)，與上述的表層的Si濃度差變小，鋼板的內(nèi)部應(yīng)カ減少，因此渦流損耗的降低效果變?nèi)?。因此，板厚中央層的Si濃度為1.0%以下。應(yīng)予說(shuō)明，Si濃度的下限值沒(méi)有特別限定，但為了在制鋼時(shí)除去鋼中氧，優(yōu)選為
O. 1%左右。應(yīng)予說(shuō)明，在本發(fā)明中，鋼中Si均勻化之前是指通過(guò)滲硅而增加的表層的Si通過(guò)充分的擴(kuò)散而滲透至內(nèi)部，從而表層和中央層的Si濃度變得均勻之前。因而，在表層部分、在板厚中央層部分均向板厚深度(中心)方向存在Si濃度梯度，但該梯度極其微小，幾乎可以無(wú)視。因而，本發(fā)明中的表層Si濃度(量)是指表層部分的平均Si濃度(量)。另外，有時(shí)上述表層存在點(diǎn)狀或線狀的碳化物，但這種情況下也沒(méi)有特別問(wèn)題，實(shí)質(zhì)上作為鐵氧體單相較好。上述表層的拉伸應(yīng)カ需要為70 160MPa的面內(nèi)拉伸應(yīng)力。這是因?yàn)楸韺拥睦鞈?yīng)カ小于70MPa時(shí)，存在渦流損耗的降低效果變?nèi)醯膯?wèn)題，另一方面，大于160MPa時(shí)，存在磁滯損耗過(guò)于增大而抵消渦流損耗的降低效果的問(wèn)題。因而，在本發(fā)明中，將表層的拉伸應(yīng)力限定為了0 l60MPa。另外，上述表層的厚度優(yōu)選以2層共計(jì)相對(duì)于鋼板的總厚度為30 60%左右。這是因?yàn)橄鄬?duì)于鋼板的總厚度小于30%時(shí),磁滯損耗變大。另ー方面，大于60%時(shí),潤(rùn)流損耗的降低化效果變?nèi)?，結(jié)果鐵損增加。應(yīng)予說(shuō)明，上述表層在厚度、成分組成等方面無(wú)需分別在上下面的2層一定相同，但優(yōu)選為相同程度。進(jìn)而，用于本發(fā)明的鋼板的厚度優(yōu)選為O. 05 O. 35mm左右。這是因?yàn)?，鋼板的厚度小于O. 05mm時(shí),生產(chǎn)效率下降,制造成本增加。另ー方面,大于O. 35mm時(shí),潤(rùn)流損耗増大，不適合作為高頻用磁芯材料。但是，即使不滿足上述厚度，本發(fā)明的鐵損降低效果也并不消失。下面，對(duì)鋼板的表層和板厚中央層的成分的限定理由進(jìn)行說(shuō)明。應(yīng)予說(shuō)明，以下所示的鋼板成分的其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)。在成分中，對(duì)于Si而言，如上所述，需要表層為3 5%、板厚中央層為1.0%以下，但對(duì)于其它成分而言，表層和板厚中央層這兩層通用。C :0. 02 O. 16%、C是用于提高鋼材的內(nèi)部應(yīng)力、得到充分的渦流損耗降低效果所必要的元素，至少需要含有0.02%。另ー方面，大于O. 16%時(shí)，在表層和板厚中央層的界面容易產(chǎn)生裂紋。因此，C限定在O. 02 O. 16%的范圍。
從即使在高頻下也能夠得到比6. 5%Si的電磁鋼板低的鐵損的觀點(diǎn)考慮，更優(yōu)選C為O. 03 O. 10%的范圍。Mn :0.3 2.0%Mn是用于得到充分的渦流損耗降低效果所必要的元素，需要至少含有O. 3%。另ー方面，大于2.0%時(shí)，容易在冷卻至室溫后在鋼板的板厚中央層還殘留Y相，與鋼板表層的內(nèi)部應(yīng)カ下降。因此，Mn限定在O. 3 2. 0%的范圍。P :0.03% 以下P是脆化元素，由于在鋼板的表層與板厚中央層的界面容易產(chǎn)生裂紋，所以希望極力降低化，但可以允許至O. 03%。S :0.01% 以下
S是成為熱脆性的原因的元素，由于濃度増加則生產(chǎn)率下降，所以希望極カ降低化，但可以允許至O. 01%。以上，對(duì)鋼板的基本成分進(jìn)行了說(shuō)明，但在本發(fā)明中，除此以外，可以在表層和板厚中央層的兩層共通含有選自以下所述的元素中的I種或2種以上。Al :0. 002 O. 6%Al的添加可提高固有電阻，因此是對(duì)降低渦流損耗有效的元素。小于下限時(shí)，缺乏添加效果，另一方面，大于上限時(shí)，滲硅前在高溫存在α相，所以不能制作本發(fā)明提出的包層型鋼板。Cr :0. 01 I. 5%Cr的添加可提高固有電阻，因此是對(duì)降低渦流損耗有效的元素。小于下限時(shí)，缺乏添加效果，另一方面，大于上限時(shí)，在粒內(nèi)和粒界所析出的碳化物成為起點(diǎn)，變得容易脆性破壞。V 0. 0005 O. 1%、Ti 0. 0005 O. 1%、Nb 0. 0005 O. 1%、Zr 0. 0005 O. 1%V、Ti、Nb和Zr的添加通過(guò)在板厚中央部形成碳化物、氮化物而降低導(dǎo)磁率，提高磁通向表層的集中效果，因此各自對(duì)降低渦流損耗有效。各自小于下限時(shí)，缺乏添加效果，另ー方面，大于上限時(shí)，在粒內(nèi)和粒界所析出的碳化物、氮化物成為起點(diǎn)，變得容易脆性破壞。B 0. 0005 O. 01%、N :0· 002 O. 01%B和N的添加由于在滲硅處理后的冷卻過(guò)程中提高板厚中央層的淬硬性而該部分的導(dǎo)磁率下降，由于提高了磁通向表層的集中效果，因此各自對(duì)降低渦流損耗有效。各自小于下限時(shí)，缺乏添加效果，另一方面大于上限時(shí)，變得容易脆化。接著，對(duì)本發(fā)明的低碳鋼板優(yōu)選的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。對(duì)于實(shí)施滲硅處理之前的低碳鋼板的制造方法，沒(méi)有特別限定，可以很好地使用以往公知的任何方法。例如，將成為上述鋼板的板厚中央層的成分組成的板坯加熱后，實(shí)施熱軋，反復(fù)進(jìn)行冷軋或插入了 I次或2次以上的中間退火的冷軋，從而制成規(guī)定板厚的鋼板即可。另外，也可以根據(jù)需要實(shí)施精煉退火(仕上げ焼鈍)。對(duì)如上得到的鋼板實(shí)施滲硅處理而增加表層的Si濃度，在鋼板的表層形成Si含量3 5%的鐵氧體相后，在鋼中Si均勻化之前進(jìn)行冷卻，由此可以制作本發(fā)明的低碳鋼板。
在這里，作為使Si滲透(滲硅)的方法，以往公知的方法均可應(yīng)用，例如，可以舉出氣相滲硅法、液相滲硅法、固相滲硅法等。另外，此時(shí)使用的Si系氣體沒(méi)有特別限定，優(yōu)選硅烷氣體，例如選自四氯化硅、三氯硅烷、ニ氯硅烷、甲硅烷、こ硅烷中的I種或2種以上的氣體。下面，對(duì)利用氣相滲硅法滲透Si的方法進(jìn)行說(shuō)明。氣相滲硅法的情況下，如果充分供給Si系反應(yīng)氣體，并確定滲硅的開(kāi)始至結(jié)束、進(jìn)而直至冷卻為止的溫度履歷(爐內(nèi)各區(qū)段的溫度和鋼板的滯留時(shí)間)，則對(duì)應(yīng)于板厚和Si添加量(滲硅量)，板厚方向的Si濃度分布幾乎唯一確定。本發(fā)明中使用的滲硅爐只要是現(xiàn)有公知的 滲硅爐均可以很好地使用，例如可以舉出圖7所示結(jié)構(gòu)的設(shè)備。在本發(fā)明中，特別是從得到高頻鐵損大幅降低化的Si濃度分布的方面考慮，對(duì)Si濃度1%以下的低碳鋼板實(shí)施滲硅處理時(shí)，優(yōu)選在滿足下式I的條件下實(shí)施滲硅處理。式I :1·3Χ1(Γ4 彡(Σ tkX exp (-25000/Tk)) / (d2 X [mass%Si] add)彡 2·2Χ1(Γ4其中，Tk表示滲硅處理開(kāi)始后鋼板通過(guò)的爐內(nèi)各區(qū)段的溫度，tk表示鋼板在各區(qū)段的滯留時(shí)間，d表不板厚(mm)、[mass%Si]add表不滲娃處理時(shí)添加在鋼板的Si量(板厚方向的Si平均濃度的增加量)。應(yīng)予說(shuō)明，在本發(fā)明中，爐內(nèi)溫度發(fā)生變化時(shí)，可看作2tkXeXp(-25000/Tk)的值相同的、以一定溫度和一定時(shí)間進(jìn)行熱處理的情況。例如，經(jīng)5分鐘從1200°C冷卻至700°C時(shí)，2tkXexp(-25000/Tk) ^ I. 9 X 1(Γ6，恒定在1200°C時(shí)，tk的值為45秒。因而，上述冷卻可以看作與在1200°C受到45秒的熱處理的情形相同。另外，上述式的值的下限值小于I. 3X IO-4時(shí)，通過(guò)在比較高的溫度進(jìn)行消除應(yīng)カ退火等后エ序，可以使Si濃度分布適當(dāng)。但是，小于I. 3X 10_4吋，實(shí)際上表層的Si濃度過(guò)高，其結(jié)果，滲硅處理時(shí)發(fā)生鋼板的變形，或者在其后的加工時(shí)，在剪切部容易發(fā)生裂紋、缺損，因此優(yōu)選滿足上述值。另ー方面，上述式的上限值大于2. 2X10—4時(shí)，內(nèi)部應(yīng)カ被緩和，渦電流降低效果下降，因此仍然優(yōu)選滿足上述值。應(yīng)予說(shuō)明，以連續(xù)生產(chǎn)線進(jìn)行滲硅處理的情況下，700°C以下吋，鋼板的Si濃度在現(xiàn)實(shí)的時(shí)間中不發(fā)生變化，所以式I的計(jì)算可以到700°C為止。本發(fā)明中的滲硅處理溫度為1050 1250°C。這是因?yàn)樾∮?050°C時(shí)，有可能冷卻時(shí)無(wú)法充分產(chǎn)生內(nèi)部應(yīng)カ；另一方面，大于1250°C時(shí)，在滲硅處理中Si濃度高的表層成為半熔融狀態(tài)，鋼板有可能斷裂。實(shí)施了滲硅處理的低碳鋼板在涂布絕緣被膜后，經(jīng)過(guò)干燥、燒結(jié)エ序。經(jīng)過(guò)上述エ序吋，如果是在小于600°C進(jìn)行熱處理，則不引起鋼板的應(yīng)カ緩和，高頻鐵損不上升。但是，在600°C以上進(jìn)行熱處理時(shí)，隨著時(shí)間的變化而內(nèi)部應(yīng)カ也逐漸緩和，因此其聞?lì)l鐵損上升。因此，調(diào)查了在600 800°C的范圍進(jìn)行熱處理時(shí)的最佳熱履歷。其結(jié)果，確認(rèn)了只要是滿足下式2的條件，鐵損就低于相同板厚、相同Si濃度的均勻材料。因此，在600 800°C的范圍進(jìn)行熱處理吋，優(yōu)選滿足下式2的熱履歷。式2 : (Σ ，kXexp(_25000/T，k))バd2X [mass%Si]add)彡 0·2Χ1(Γ4
在這里，T’ k表示滲硅處理后鋼板通過(guò)的各熱處理工序的溫度，t’ k表示鋼板在各熱處理工序的滯留時(shí)間，d表示板厚(mm), [mass%Si]add表示滲娃處理時(shí)添加在鋼板中的Si量(板厚方向的Si平均濃度的増加量)。另外，與上述式I的情況同樣，爐內(nèi)溫度變化時(shí)，可看作Σ ’ kXexp(_25000/T’ k)的值相同的、以一定溫度和一定時(shí)間進(jìn)行熱處理的情況。實(shí)施了滲硅處理的低碳鋼板經(jīng)過(guò)分割、剪切、沖壓等各種加工エ序而組裝為鐵芯，此時(shí)，有時(shí)實(shí)施消除應(yīng)カ退火。這種情況下也因?yàn)?00°C以上的退火緩和內(nèi)部應(yīng)力，所以優(yōu)選按照滿足上述式2的方式規(guī)定消除應(yīng)カ退火的溫度和時(shí)間。另外，在400°C以上進(jìn)行絕緣被膜的干燥、燒結(jié)，加工后實(shí)施消除應(yīng)カ退火時(shí)，優(yōu)選 將被膜的熱處理工序與消除應(yīng)カ退火エ序進(jìn)行共計(jì)，以滿足上述式2的方式設(shè)定溫度和時(shí)間。根據(jù)以上，可以設(shè)定將直到磁芯完成為止實(shí)施的熱處理的時(shí)間也考慮進(jìn)去的制造條件。實(shí)施例〈實(shí)施例1>將成為表2所示的成分組成的試樣進(jìn)行壓延，形成板厚0. 2mm，然后在1200°C進(jìn)行加熱，在SiCl4 + N2環(huán)境中將相當(dāng)于3%Si的滲硅處理和Si擴(kuò)散處理共計(jì)進(jìn)行3分鐘后，以10°C /min冷卻至室溫。利用愛(ài)潑斯坦試驗(yàn)法(JIS C 2550)測(cè)定這些試樣的高頻鐵損。將結(jié)果與表層和板厚中央層的Si濃度一起示于表3。[表2]
試樣 No. 「C 「 Si 「 Mn J P "I S
10.005 O. I0.030.008 ' 0.004
20.023 O. I0.050.006 ' 0.003
30.024 O. IO. 310.006 ' 0.003
40.050 0.20.450.006 ' 0.003
50.075 O. II. 150.006 ' 0.003
60.075 0.5I. 150.030 ' 0.003
70.075 0.3I. 520.007 ' 0.003
80.017 O. I0.45 . 0.006 . 0.003(注単位全部為％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì))[表3]「表層Si I中央層Si廠內(nèi)部應(yīng)カI(xiàn)—T -
試樣No,備王
(%)Γ)(MPa)(W/kg)
13.9O. I4015比較例
24. 3O. I5216比較例
34.3O. I7511發(fā)明例
44.60.29010為'明例------------一
54.3O. I1109.8發(fā)明例
64.9O. 516517比較例
74.20.31509.5發(fā)明例
84. IO. I17020比較例3% S i
33—12以往例
電磁鋼板如該表所示，按照本發(fā)明得到的發(fā)明例(No. 3 5和7)均可以得到低于3%Si電磁鋼板的鐵損?！磳?shí)施例2>針對(duì)在表2中以No. 2 5表示的試樣，與磁化的方向平行地賦予±50MPa的壓縮應(yīng)カ來(lái)調(diào)查鐵損的變化。利用愛(ài)潑斯坦試驗(yàn)法(JIS C2550)測(cè)定這些的高頻鐵損。將得到的結(jié)果示于表4。[表 4]
施加外部應(yīng)力時(shí)的鐵損
(W。愈(W/kg))
試ネ千No.施加壓カ施加壓カ施加壓カ備注
OMPa+50MPa_50MPa2161915比較例
3111412發(fā)明例
4101311發(fā)明例
59. 81210發(fā)明例
3 % S i
122921以往例
電磁鋼板注20k= 20000如該表所示，可知以往的3%Si電磁鋼板由于外部壓縮應(yīng)力而顯示了 2倍以上的大幅的鐵損上升，與此相對(duì)，按照本發(fā)明的鋼板(試樣No. 3 5)是略微的上升(最大也就14W/kg的鐵損)。另外，按照本發(fā)明的鋼板即使在受到外部拉伸應(yīng)力的情況下，鐵損也十分低，最大也就是12W/kg。產(chǎn)業(yè)上的可利用性在本發(fā)明中可以得到高頻特性優(yōu)異、進(jìn)而外部應(yīng)カ導(dǎo)致的鐵損劣化少的低碳鋼板。其結(jié)果，可以得到鐵損少的高頻用鐵心，由此可以制作能量效率高的變壓器、其它的電 氣設(shè)備。
權(quán)利要求
1.一種低碳鋼板，其特征在于，是由板厚中央層和表層構(gòu)成的包層型的低碳鋼板， 所述板厚中央層的組成是含有Si :1. O質(zhì)量％以下、C :0. 02 O. 16質(zhì)量％、Mn :0. 3 2.O質(zhì)量％、P :0. 03質(zhì)量％以下和S :0. 01質(zhì)量％以下，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述板厚中央層是含有珠光體相、貝氏體相和馬氏體相中的任意I種或2種以上的鐵氧體混合組織， 所述表層的組成是含有Si :3 5質(zhì)量％、C:0. 02 O. 16質(zhì)量％、Mn :0. 3 2. O質(zhì)量％、P :0. 03質(zhì)量％以下和S :0. 01質(zhì)量％以下，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)，所述表層是鐵氧體單相， 該表層具有70 160MPa的面內(nèi)拉伸應(yīng)力作為內(nèi)部應(yīng)力。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的低碳鋼板，其特征在于，所述表層的總厚度為總板厚的30 60%。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的低碳鋼板，其特征在于，所述低碳鋼板的板厚為O.05 O.35mm0
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3中任一項(xiàng)所述的低碳鋼板，其特征在于，所述低碳鋼板的板厚中央層和表層進(jìn)一步含有選自Al :0. 002 O. 6質(zhì)量％、Cr :0. 01 I. 5質(zhì)量％、V :0. 0005 O.I 質(zhì)量 ％、Ti 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Nb 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Zr 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、B :0. 0005 O. 01質(zhì)量％和N :0. 002 O. 01質(zhì)量％中的I種或2種以上的元素。
5.一種低碳鋼板的制造方法，其特征在于，通過(guò)加熱鋼板，在1050 1250°C的奧氏體區(qū)域中使其與Si系氣體進(jìn)行反應(yīng)，從而在該鋼板的表層形成Si含量為3 5質(zhì)量％的鐵氧體相，之后在鋼中Si均勻化之前進(jìn)行冷卻， 所述鋼板含有Si :1. 0%質(zhì)量以下、C :0. 02 O. 16質(zhì)量％、Mn :0. 3 2. O質(zhì)量％、P :0. 03質(zhì)量％以下和S :0. 01質(zhì)量％以下，其余是Fe和不可避免的雜質(zhì)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低碳鋼板的制造方法，其特征在于，所述Si系氣體是選自四氯化硅、三氯硅烷、二氯硅烷、甲硅烷、乙硅烷中的I種或2種以上的氣體。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的低碳鋼板的制造方法，其特征在于，所述鋼板進(jìn)一步含有選自 Al 0. 002 O. 6 質(zhì)量 ％、Cr :0. 01 I. 5 質(zhì)量 ％、V :0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Ti :0. 0005 O.I 質(zhì)量 ％、Nb 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、Zr 0. 0005 O. I 質(zhì)量 ％、B 0. 0005 O. 01 質(zhì)量 ％和N :0. 002 O. 01質(zhì)量％中的I種或2種以上的元素。
全文摘要
將低碳鋼板制成由板厚中央層和表層構(gòu)成的包層型，所述板厚中央層是Si1.0質(zhì)量%以下的含有珠光體相、貝氏體相和馬氏體相中的任意1種或2種以上的鐵氧體混合組織，所述表層是含有Si3～5質(zhì)量%的鐵氧體單相，通過(guò)向表層附加70～160MPa的面內(nèi)拉伸應(yīng)力作為內(nèi)部應(yīng)力，從而可以得到高頻特性優(yōu)異、外部應(yīng)力導(dǎo)致的鐵損劣化少的低碳鋼板。
文檔編號(hào)C22C38/04GK102639745SQ201080053998
公開(kāi)日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2010年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月30日
發(fā)明者尾田善彥, 平谷多津彥, 村木峰男 申請(qǐng)人:杰富意鋼鐵株式會(huì)社