軟質(zhì)高硅鋼板及其制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及軟質(zhì)高硅鋼板，更詳細(xì)而言，涉及一種即使是硅含量超過4％的高硅鋼板，也保有柔性的性質(zhì)，無需進(jìn)一步的滲硅過程，僅借助于軋制便能夠制造成具有高硅含量的軟質(zhì)高硅鋼板。本發(fā)明的軟質(zhì)高硅鋼板可以具有按重量％包含Si：超過4％～7％以下、Cr：1～20％的組成或按重量％包含Si+Al：5～7％、Cr：1～20％的組成。
【專利說明】
軟質(zhì)高硅鋼板及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種軟質(zhì)高硅鋼板，更詳細(xì)而言，涉及一種即使是硅含量超過4%的高 硅鋼板，也保有柔性的性質(zhì)，無需進(jìn)一步的滲硅過程，僅借助于乳制便能夠制造成具有高硅 含量的鋼板的軟質(zhì)高硅鋼板。
【背景技術(shù)】
[0002] 高硅鋼板作為用作變壓器、電動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)及其它電子設(shè)備等的鐵芯材料的鋼板， 通常也稱為電氣鋼板。作為所述高硅鋼板要求的代表性性質(zhì)，可以為較高的通量密度與較 低的鐵損。
[0003] 通量密度代表單位面積的磁通量數(shù)，在相同的使用條件下，通量密度越高，鐵芯的 量越少，因而能夠?qū)崿F(xiàn)電氣設(shè)備的小型化。另外，鐵損意味著當(dāng)鐵芯置于隨時(shí)間而變化的磁 場(chǎng)內(nèi)時(shí)發(fā)生的能量損失，由渦電流損失與磁滯損失構(gòu)成。其中，渦電流損失因在鐵芯受磁場(chǎng) 感應(yīng)時(shí)發(fā)生的禍電流(eddy current)而發(fā)生。
[0004] 硅作為使這種渦電流損失有效減小的元素，在電氣鋼板中作為核心元素進(jìn)行添 加。特別是當(dāng)娃的添加量達(dá)到6.5%時(shí)，成為噪聲原因的磁致伸縮(magnetostriction)幾乎 減小到0，磁導(dǎo)率會(huì)升高到最大。另外，高硅含量在高頻(例如，50Hz以上，優(yōu)選地為400Hz或 1000Hz等)下使用時(shí)，具有能夠使鐵損減小、使使用效率最大化的優(yōu)點(diǎn)。因此，高硅鋼板在考 慮其性質(zhì)時(shí)，可以有利地用作逆變器與電抗器、燃?xì)鉁u輪用發(fā)電機(jī)誘導(dǎo)加熱裝置、不間斷電 源裝置的電抗器等高附加值電氣設(shè)備用。
[0005] 由于這種理由，當(dāng)從鋼板的特性方面來看時(shí)，盡可能多地添加硅更有利。但是，如 果硅大量添加，則加工性惡化，因而通常在硅添加3.5重量％以上的情況下，以通常的方法， 冷乳非常困難。
[0006] 在日本特開昭56-3625中，為了克服這種問題，提出了一種使熔融體向旋轉(zhuǎn)體噴出 并急冷凝固的方法。作為另一種方法，日本特開平5-171281號(hào)有一種方法，對(duì)在內(nèi)部放入高 硅鋼而周圍用低硅鋼包圍的鋼材進(jìn)行乳制制造。但是，這種技術(shù)仍無法在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)實(shí)用 化。
[0007] 作為另一種方法，在韓國注冊(cè)專利公告10-0374292號(hào)等中，利用粉末冶金法，取代 高硅鋼板，制造以粉末構(gòu)成的高硅鋼塊，用作高硅鋼板的替代材料。在所述文獻(xiàn)中，復(fù)合使 用純鐵粉磁芯、高硅鋼粉磁芯、鐵硅鋁粉磁芯，但由于粉末具有的界限，軟磁性特性比高硅 鋼板差。
[0008] 作為鋼板的量產(chǎn)技術(shù)，現(xiàn)在利用的技術(shù)有諸如日本特公昭38-26263號(hào)、日本特公 昭45-21181號(hào)、日本特開昭62-227078號(hào)中記載的化學(xué)氣相沉積法（CVD，Chemical Vapor Depostion)等，該方法是制造包含約3 %的硅的鋼板后，利用SiCU使硅滲透于該鋼板并擴(kuò) 散退火的方法。所述方法是使鋼板的硅含量降低，在保持加工性的狀態(tài)下進(jìn)行加工后，借助 于擴(kuò)散而把硅含量提高至所需水平的技術(shù)。但是，這種方法需要利用有毒性的SiCl 4,擴(kuò)散 退火需要大量時(shí)間，存在生產(chǎn)率下降的問題。
[0009] 此外，在日本特開平-299702等中，實(shí)驗(yàn)性地嘗試在對(duì)高硅鋼板進(jìn)行熱乳后，不進(jìn) 行冷乳，例如，在350 °C以上的溫度下進(jìn)行溫乳，從而制造薄鋼板。但是，不僅是冷乳，在熱乳 工序中也會(huì)有加工性的問題，因此，僅僅通過提高乳制溫度，無法充分確保鋼板的加工性。 即，如果以通常的方法連續(xù)鑄造而制造板坯，則為了確保熱乳溫度，需要對(duì)板坯進(jìn)行再加 熱，在這種情況下，由于板坯的表面部與中心部的溫度差異而發(fā)生裂紋，在再加熱爐中提取 后進(jìn)行熱乳時(shí)，也容易發(fā)生斷裂。圖1是顯示把含有硅6.5%的高硅鋼板在1100°C的氬氣氛 圍下加熱1小時(shí)30分鐘后進(jìn)行熱乳時(shí)板斷裂的形狀的照片。如圖所示，高硅鋼板不僅是在冷 乳時(shí)，而且在熱乳時(shí)板斷裂的可能性也較大。因此，僅僅通過調(diào)節(jié)乳制溫度，難以控制鋼板 的加工性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] ( - )要解決的技術(shù)問題
[0011] 本發(fā)明用于解決所述現(xiàn)有技術(shù)的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種軟質(zhì)高 硅鋼板，能夠以不較大地超出具有4%以下、優(yōu)選地具有3.5%以下較低硅含量的電氣鋼板 的制造方法進(jìn)行制造。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，能夠提供一種通量密度高、鐵損低的軟質(zhì)高硅鋼板。
[0013] 本發(fā)明的課題不限定于所述內(nèi)容。只要是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，便可 以從說明書的內(nèi)容充分理解說明書中未記載的本發(fā)明的追加課題。
[0014] (二)技術(shù)方案
[0015] 本發(fā)明的軟質(zhì)高硅鋼板可以具有按重量％包含Si:超過4%~7%以下、Cr:l~ 20%及B:0.01~0.05%的組成。
[0016]另外，所述高硅鋼板還可以包含總Al:0.1~3重量％，作為Si與總A1組成之和的Si +總A1，可以具有超過4.1%~7%以下的范圍。
[0017] 本發(fā)明的另一個(gè)方面的軟質(zhì)高硅鋼板可以具有按重量％包含Si+總A1: 5~7%、 0:1~20%及8:0.01~0.05%的組成。
[0018] 此時(shí)，這些鋼板還可以包含在]\1〇:0.1%以下、附：0.01%以下、？ :0.05%以下及〇1: 0.01 %以下中選擇的1種或2種以上，作為雜質(zhì)，可以包含C和N的含量分別限制在C:0.05% 以下及N:0.05%以下。
[0019] 本發(fā)明又一方面的軟質(zhì)高強(qiáng)度鋼的制造方法可以是包括以下步驟的過程:準(zhǔn)備具 有按重量％包含Si :超過4%~7 %以下、Cr: 1~20 %的組成的鋼材的步驟;把所述鋼材在 800°C以上的溫度下熱乳而獲得熱乳板的步驟;及把所述熱乳板在150~300°C的溫度下冷 乳的步驟。
[0020] 此時(shí)，所述鋼材還可以具有包含總A1:0.1~3重量％的組成。
[0021] 此時(shí)，所述鋼材作為雜質(zhì)而可以包含C和N的含量分別限制在C:0.05%以下及N: 0.05%以下。
[0022] 另外，所述鋼材還可以包含在]\1〇:0.1%以下、附：0.01%以下、？:0.05%以下及〇1: 0.01 %以下中選擇的1種或2種以上。
[0023] 此時(shí)，所述鋼材可以借助于連續(xù)鑄造或薄帶連鑄而制造。
[0024]另外，所述熱乳板的內(nèi)部組織的晶粒大小為150~250M1，加工性非常優(yōu)秀。
[0025] 為了使鋼板內(nèi)部存在的有序相減少而進(jìn)一步提高加工性，優(yōu)選所述獲得熱乳板的 步驟還包括在熱乳后在800~100°C的溫度區(qū)間，按30°C/秒以上的冷卻速度冷卻的步驟。
[0026] 另外，作為對(duì)此的替代方案，在所述獲得熱乳板的步驟之后，還可以包括把熱乳板 以800~1200°C的溫度進(jìn)行熱處理后，在800~100°C的溫度區(qū)間，按30°C/秒以上的冷卻速 度冷卻的步驟。
[0027](三)有益效果
[0028] 如上所述，本發(fā)明通過適宜地控制其組成，可以提供借助于通常的電氣鋼板制造 過程便能夠制造的硅(Si)超過4%的軟質(zhì)高硅鋼板。
[0029] 另外，本發(fā)明通過控制在鋼板內(nèi)部存在的有序相的比率，可以防止鋼板制造時(shí)的 加工性的劣化，無需諸如滲硅處理的方法，也可以制造高硅鋼板。
【附圖說明】
[0030] 圖1是觀察對(duì)高硅鋼進(jìn)行熱乳時(shí)板斷裂的現(xiàn)象的照片。
[0031] 圖2是用于說明在高硅鋼中生成誘發(fā)鋼的脆性的有序相的Fe-Si二元系相圖。
[0032] 圖3作為顯示觀察5%31-1%六1鋼板的不同(>添加量的400°(：與200°(：下的均一延 伸率的結(jié)果的圖表，左側(cè)是400°C、右側(cè)是200°C結(jié)果的圖表。
[0033] 圖4是觀察未添加鉻的高硅鋼板的熱乳后晶粒大小與晶體組織的結(jié)果。而且，
[0034] 圖5是觀察添加鉻的高硅鋼板的熱乳后晶粒大小與晶體組織的結(jié)果。
[0035]最佳實(shí)施方式
[0036] 下面詳細(xì)說明本發(fā)明。
[0037] 本發(fā)明按硅（Si)重量基準(zhǔn)（下面只要未另行確定，添加元素的含量以重量為基 準(zhǔn)），以超過4%的高硅鋼板為對(duì)象。如上所述，在硅超過4%的情況下，不僅鋼板的通量密度 與鐵損飛躍性升高，而且，非常適合用于諸如高頻鐵芯材料的用途。不過，在硅含量過大的 情況下，加工性顯著劣化，因而其含量的上限定為7%。因此，本發(fā)明的高硅鋼板意味著含有 硅超過4 %~7 %以下的鋼板。
[0038] 本發(fā)明的發(fā)明人為了解決上述的本發(fā)明的課題，經(jīng)多方面研究的結(jié)果，可以確認(rèn) 在把鋼板的添加元素及其組成控制在適宜范圍的情況下，可以使高硅鋼板軟質(zhì)化并顯著提 高加工性。
[0039] 作為能添加于鋼板的第3元素，有一部分關(guān)于使用鎳(Ni)、錳(Mn)等的結(jié)果的報(bào) 告。
[0040] 例如，C.A?克拉克等在"Effect of nickel on the properties of grain-oriented silicon-iron alloys'，，Proceedings of the Institution of Electrical Engineers，Volume 113，Issue 2，F(xiàn)ebruary 1966，345-351頁中曾報(bào)告通過添加鎮(zhèn)而獲得 白勺效果，K?女那R0塔等在"Effect of ordering on magnetic properties of 6.5-percent silicon-iron alloy"，IEEE Transactions，1979報(bào)告了通過添加猛而獲得的效果D但是， 這些文獻(xiàn)中記載的追加元素只是能夠借助于冷乳而制造鋼板的程度，無法改善鋼板的加工 性，因而存在的問題是依然難以借助于冷乳而制造鋼板。
[0041] 本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，作為鋼板的添加元素，把鉻(Cr)添加1~20重量％較為有 效，從而發(fā)明了本發(fā)明。當(dāng)鉻添加1重量％以上時(shí)，由于如下理由，對(duì)解決本發(fā)明的課題非常 有用。這是因?yàn)?，不僅能夠抑制鉻在鋼板內(nèi)部形成有序相，此外，還能夠防止鋼板的裂紋發(fā) 生的起點(diǎn)的生成。
[0042] 即，如果參照?qǐng)D2的Fe-Si二元相圖，如本發(fā)明中當(dāng)作對(duì)象的一樣，如果硅添加超過 4%，則在鋼板內(nèi)部形成稱為有序相的B2、D0 3相，有序相在鋼板中引起脆性，對(duì)加工性非常 不利。與非有序相(如圖2所示A2相)相比，預(yù)計(jì)由于如下兩種理由中的一種以上理由而使鋼 板的脆性增加。
[0043] 在有序相內(nèi)移動(dòng)的有序晶格位錯(cuò)難以實(shí)現(xiàn)交叉滑移，結(jié)果導(dǎo)致晶粒系容易發(fā)生應(yīng) 力集中、晶界破裂，或者有序合金的晶界結(jié)構(gòu)特異，與晶內(nèi)相比，沿晶界傳播的裂紋能低，因 而會(huì)容易發(fā)生晶界破裂。因此，為了緩解高硅鋼板的脆性，最好抑制使得不生成有序相，為 此，鉻添加1重量％以上較為有利。在添加1重量％以上的鉻的情況下，在常溫下作為非有序 相的A2相的比率增加，能夠使鋼板的脆性減小。不僅是位錯(cuò)，有序相還對(duì)磁疇的移動(dòng)造成妨 礙，因而如果添加鉻，還有利于提高磁特性。
[0044] 但是，當(dāng)添加了鉻時(shí)，可知均一延伸率大幅增加。即，圖3顯示了含有硅5%、鋁1 % 的鋼板的隨著鉻含量變化的均一延伸率變化，如圖所示，顯示出在鉻含量為〇%的情況下， 均一延伸率(U-E1)在400 °C下為10~15%，在200 °C下只不過為10%左右，但無論何種情況， 隨著鉻含量的增加，均一延伸率增加。
[0045]另外，添加了鉻的高硅鋼能夠具有把熱乳后的晶粒大小控制得較小的效果，熱乳 性與冷乳（或溫乳）性優(yōu)秀。圖4顯示了不含鉻而含有硅5.1 %、鋁1 %的高硅鋼板的熱乳 (1100°C下結(jié)束熱乳，熱乳板厚度2.5mm)后的細(xì)微組織，圖5顯示了在與圖4的鋼板相同的 硅、鋁含量中添加鉻8%的鋼的熱乳后的細(xì)微組織。使得兩種情形的板坯厚度、熱乳溫度及 最終鋼板厚度相同。正如在圖中可以確認(rèn)的，與圖4的鉻未添加鋼相比，圖5的鉻添加鋼的晶 粒受到遠(yuǎn)遠(yuǎn)更細(xì)微地控制。因此，在本發(fā)明中，添加1 %以上的鉻，對(duì)確保高硅鋼板的加工性 非常重要。
[0046]另外，在為了熱乳而對(duì)鑄造的板坯進(jìn)行再加熱的情況下，在再加熱溫度下形成稱 為鐵橄欖石(Fe2Si04)的低熔點(diǎn)氧化物，這種氧化物侵蝕板坯的表面與側(cè)面，容易形成裂紋 發(fā)生的起點(diǎn)?？墒?，在按本發(fā)明限制的范圍添加鉻的情況下，能夠抑制鐵橄欖石形成，大幅 減小裂紋發(fā)生的起點(diǎn)。因此，與不添加鉻的情形相比，可以無裂紋發(fā)生或板斷裂地進(jìn)行熱 車L，例如制造1~3_厚度的板，在串聯(lián)薄帶連鑄裝置與熱乳裝置進(jìn)行制造的情況下，可以在 保持高生產(chǎn)率的同時(shí)制造達(dá)0.1mm厚度的高硅薄鋼板。
[0047]另外，就高娃鋼板而言，在內(nèi)部越多形成稱為立方織構(gòu)（cube texture)的{100}〈 〇〇1>，磁特性越提高，因而在添加鉻的情況下，所述立方織構(gòu)的分?jǐn)?shù)會(huì)增加。
[0048]不過，在鉻含量過多的情況下，在熱乳時(shí)，邊緣裂紋(edge crack)多發(fā)，乳制性會(huì) 變壞，因而優(yōu)選所述鉻添加20 %以下，更優(yōu)選添加16 %以下。
[0049] 在此基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提高乳制性，當(dāng)添加硼0.01~0.05%，優(yōu)選地添加0.01~ 0.03 %時(shí)，在低溫度下冷乳時(shí)，能夠進(jìn)一步確保材料的加工性，確保能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)性生產(chǎn)的 水平的收率。即，為了確保乳制性而添加 B，且按適宜水平添加比較有利，如本發(fā)明所示，在 控制Si含量與Cr含量的情況下，所述B的適宜含量為0.01~0.05 %，優(yōu)選地為0.01~ 0.03%。這在如下所示把Si+Al含量控制在適宜范圍的情況下也一樣。
[0050]因此，本發(fā)明的一個(gè)方面的軟質(zhì)高硅鋼板可以具有按重量比率包含Si:超過4%~ 7%以下、Cr:l~20%及B:0.01~0.05%的組成。
[0051]根據(jù)本發(fā)明的又一有利方面，所述軟質(zhì)高硅鋼板可以還包含0.1~3%的鋁（總 A1)。當(dāng)所述鋁(Total. A1)添加0.1 %以上時(shí)，對(duì)改善乳制性有效。不過，在過多添加的情況 下，反而乳制性劣化，因而添加3 %以下較為有利。
[0052]另外，鋁在與硅一同添加的情況下，可以分擔(dān)因添加硅而引起的提高通量密度與 減小鐵損等磁特性改善效果，可以使硅添加量減小。由于這種理由，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方 面，所述硅與鋁的添加量之和(Si+總A1)可以為4%以上，根據(jù)另一方面，可以超過4.1%，根 據(jù)又一方面，更優(yōu)選5%以上。不過，在所述Si+總A1超過7%的情況下，乳制性會(huì)減小，因而 所述Si+總A1的上限定為7%。
[0053]這種效果在如上所述把鉻添加 1~20%，優(yōu)選地添加 1~16%的情況下更能夠發(fā) 揮。因此，本發(fā)明又一方面的軟質(zhì)高硅鋼板的特征在于，把硅與鋁含量之和(Si+總A1)控制 在5~7%，具有添加 Cr:l~20%、B:0.01~0.05%的組成。
[0054] 另外，為了提高鋼板的磁性，還可以包括在Mo :0.1%以下、Ni:0.01%以下、P: 0.05 %以下及Cu: 0.01 %以下中選擇的1種或2種以上。在添加這些元素的情況下，鋼板的磁 特性或脆性等會(huì)改善。特別是高硅電氣鋼板，會(huì)有發(fā)生氫脆性的情形，但如果添加〇. 1 %以 下的Mo，則具有能夠有效抑制氫脆性發(fā)生的優(yōu)點(diǎn)。
[0055]本發(fā)明的高硅鋼的其余成分為Fe與其它在制造過程中不可避免地混入的雜質(zhì)。另 外，只要不違背本發(fā)明的本質(zhì)，本發(fā)明并不特別地排除追加包含用作鐵芯材料用途的鋼板 中包含的添加元素。
[0056]如果舉出本發(fā)明的鋼板可包含的雜質(zhì)的非限制性示例，可以例如C: 0.05 %以下與 N:0.05%以下。如果這些元素的含量升高，則鋼材的脆性會(huì)變壞，乳制性會(huì)劣化，因此，優(yōu)選 分別只允許添加至0.05 %。
[0057]本發(fā)明的高硅鋼板，其立方織構(gòu)的比率按面積基準(zhǔn)可以為13~25 %左右。這可以 借助于較高的硅及鉻添加等而達(dá)成，比照現(xiàn)有鋼板的立方織構(gòu)比率為12%或其以下來看， 可知本發(fā)明的高硅鋼板顯示出非常優(yōu)秀的磁特性。
[0058]所述本發(fā)明的有利的軟質(zhì)高硅鋼板可以借助于包括熱乳及冷乳或熱乳及低溫溫 乳的工序而制造。只要是借助于這種工序而制造的情形，其詳細(xì)條件不特別地限制，只要是 本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在參照本發(fā)明的高硅鋼板的有利條件而獲得本發(fā)明的高 硅鋼板方面便沒有特別的困難。
[0059] 不過，下面說明由本發(fā)明的發(fā)明人導(dǎo)出的一種有利的制造條件。
[0060] 板坯熱乳溫度:80(TC以上
[0061 ]熱乳不僅發(fā)揮對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行第1次調(diào)整的作用，而且具有細(xì)微改善鋼板的組 織的效果，能夠使后續(xù)的冷乳或溫乳容易。此時(shí)，優(yōu)選板坯熱乳溫度設(shè)置為800°C以上。這是 因?yàn)樵诒绕涓偷臏囟认氯菀咨捎行蛳啵蚨诘陀?00°C的溫度下進(jìn)行乳制時(shí)，可能鋼 板的脆性加強(qiáng)而發(fā)生破壞。如果熱乳溫度的上限是高硅鋼板的通常的熱乳溫度范圍，則不 進(jìn)行特別限制，但如果舉出一種非限制性示例，則為了均一的板坯加熱與表面品質(zhì)控制，可 以把熱乳溫度定為1200°C以下。
[0062]所述的熱乳既可以在鑄造后，在板坯冷卻之前不經(jīng)再加熱而直接實(shí)施，也可以對(duì) 冷卻的板坯進(jìn)行再加熱而實(shí)施，但為了防止因再加熱而生成鐵橄欖石，更優(yōu)選在鑄造后對(duì) 未冷卻的熱板坯直接實(shí)施。另外，在對(duì)板坯進(jìn)行再加熱的情況下，并非必須限于此，但優(yōu)選 在凝固后的鑄片的表面溫度尚未減小到低于700°C的時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行再加熱。另外，在一種優(yōu)選 的體現(xiàn)例中，不是借助于鑄造而制造板坯，而是可以采用通過薄帶連鑄而鑄造薄鋼板后，借 助于在鑄造步驟之后直接連接的熱乳工序而進(jìn)行熱乳的方法。薄帶連鑄作為向相互相反方 向旋轉(zhuǎn)的一對(duì)輥之間（雙輥法)或旋轉(zhuǎn)的一個(gè)輥表面(單輥法)注入熔鋼而使得熔鋼鑄造成 薄鋼板的技術(shù)(此外還有單一傳送帶法等），只要是本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，則對(duì) 其實(shí)施不會(huì)有特別的困難。不過，即使在這種情況下，也優(yōu)選所述熱乳溫度限制在800°C以 上。
[0063 ]另外，優(yōu)選借助于所述熱乳而獲得的鋼板(熱乳板)的厚度為3mm以下。在熱乳板的 厚度過厚的情況下，在后續(xù)的冷乳或溫乳時(shí)，鋼板的壓下量變大，會(huì)發(fā)生板斷裂等問題。即 使熱乳板厚度較薄，在體現(xiàn)本發(fā)明方面也沒有特別的問題，因此，不特別地確定熱乳板厚度 的下限。不過，在使熱乳板的厚度過薄的情況下，乳制負(fù)載增大，會(huì)發(fā)生熱乳板的斷裂或裂 紋等問題，因此，雖然不限定于此，但所述熱乳板厚度的下限也可以定為2_。特別是在借助 于薄帶連鑄而制造鋼板的情況下，鋼板厚度的下限可以減小至1.0_。不過，在改善了熱乳 技術(shù)的情況下，所述熱乳板厚度的下限可以進(jìn)一步減小，因而需要注意的是，并非必須把熱 乳板厚度限制為所述范圍。
[0064]根據(jù)所述過程而制造的熱乳鋼板，晶粒大小為150~250wii，與通常的熱乳鋼板相 比，具有優(yōu)秀的加工性，因而在后續(xù)的冷乳時(shí)，能夠以良好的加工性進(jìn)行乳制。如果考慮到 現(xiàn)有的高硅熱乳鋼板具有500wii以上的晶粒大小，則可知本發(fā)明的熱乳鋼板具有非常細(xì)微 大小的晶粒。
[0065] 冷乳：150 ~300 °C
[0066] 本發(fā)明的鋼板組成與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠使鋼板的加工性提高，因此，可以使熱乳 之后的乳制溫度為300°C以下，優(yōu)選地為250 °C以下來制造鋼板。不過，在乳制溫度過低的情 況下，會(huì)出現(xiàn)鋼板的斷裂，因此，其溫度的下限定為150°C。
[0067] 借助于所述冷乳而制造的鋼板，根據(jù)要求的最終產(chǎn)品的特性，可以具有0.1~ 0.5mm的厚度。
[0068] 因此，本發(fā)明的軟質(zhì)高硅鋼板制造方法包括:準(zhǔn)備所述組成的板坯的步驟;把所述 板坯在800°C以上的溫度下進(jìn)行熱乳而獲得熱乳板的步驟;及對(duì)所述熱乳板進(jìn)行冷乳而獲 得最終厚度的鋼板的步驟。
[0069] 此時(shí)，所述冷乳也可以熱乳后直接實(shí)施，但為了使有利于磁特性的集合組織發(fā)達(dá)， 控制晶粒大小，使有序相的比率減小，進(jìn)一步提尚加工性，更優(yōu)選在熱處理后實(shí)施。因此，根 據(jù)本發(fā)明的一種有利方面，可以在所述熱乳與冷乳之間進(jìn)一步包括熱處理步驟。
[0070] 熱處理溫度：800~1200 °c
[0071] 熱乳的鋼板在內(nèi)部大量形成有序相，在直接進(jìn)行冷乳或低溫溫乳的情況下，會(huì)發(fā) 生板破裂等，乳制性非常差。因此，在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選體現(xiàn)例中，在冷乳或溫乳之間可以 包括以800°C以上的溫度進(jìn)行熱處理的步驟。800°C以上的熱處理溫度用于借助于相變態(tài)而 控制在鋼板內(nèi)部存在的有序相。不過，在熱處理溫度過高的情況下，會(huì)有能源費(fèi)用增加、鋼 板表面氧化皮增加等問題，因此，將其溫度的上限定為1200°c。更優(yōu)選的熱處理溫度為900 ~1200。。。
[0072] 熱處理時(shí)的氛圍
[0073] 在所述熱處理時(shí)如果在鋼板的表面發(fā)生氧化皮，則乳制性會(huì)劣化，因此，優(yōu)選盡可 能在不發(fā)生氧化皮的非氧化性氛圍下實(shí)施熱處理。因此，作為所述熱處理時(shí)的氛圍氣體，可 以使用由氮、氬或氮與氬的混合氣體構(gòu)成的惰性氣體或在所述氣體中包含低于35體積分?jǐn)?shù) (%)的氫氣的還原性氣體。
[0074] 熱處理后冷卻:對(duì)包括800°C至100°C的區(qū)間的溫度區(qū)間，以30°C/秒以上的冷卻速 度冷卻
[0075]雖然在加熱到所述溫度的高溫的鋼板內(nèi)部去除了有序相，但在熱處理以后慢慢冷 卻的情況下，會(huì)再次形成有序相，因而為了抑制有序相的形成，需要以30°C/秒以上的冷卻 速度冷卻。冷卻速度越高越好，因此，冷卻速度的上限不特別限定，例如，也可以對(duì)鋼板進(jìn)行 淬火(quenching)冷卻。不過，當(dāng)冷卻在低于800°C的溫度下開始或在超過100 °C的溫度下終 止時(shí)，存在有序相可能事與愿違地大量形成，因此，所述冷卻區(qū)間優(yōu)選包括從800 °C至100 °C 的區(qū)間。不過，本冷卻條件旨在進(jìn)一步改善鋼板的加工性(乳制性），并非是在與本發(fā)明組成 范圍相應(yīng)的鋼板的所有組成范圍中所必須需要的，在具有本發(fā)明的組成的鋼板中，有相當(dāng) 部分借助于添加 Cr而相當(dāng)?shù)馗纳屏思庸ば?，結(jié)果，即使以空冷等比較低的冷卻速度冷卻，在 后續(xù)的冷乳工序中也能夠乳制。
[0076]如上所述，所述熱處理及冷卻過程是為了在冷乳或溫乳前抑制有序相的生成而包 括的過程。如果不實(shí)施所述的熱處理過程，則也可以在結(jié)束熱乳后，代替實(shí)施以30°C/秒以 上的冷卻速度，從800°C以上的溫度急劇冷卻至100°C以下溫度的過程。冷卻速度的上限如 熱處理后冷卻一樣不特別限制。不過，為了有效控制鋼板的組織，進(jìn)行熱處理更有利。
[0077]在對(duì)鋼板進(jìn)行冷乳或溫乳之后，可以以通常的方法進(jìn)行最終退火。優(yōu)選最終退火 在900~1200°C的溫度范圍內(nèi)實(shí)施。即，為了增加立方織構(gòu)的比率，優(yōu)選所述最終退火在900 °C以上的溫度下實(shí)施。不過，如果溫度超過1200°C，則其效果飽和，能源費(fèi)用也增加，因而所 述最終退火溫度的上限可以定為1200 °C。
[0078]需要注意的是，本說明書中未特別記載的制造條件，可以遵照通常的制造條件應(yīng) 用，通常利用的過程也可以新追加。
【具體實(shí)施方式】
[0079] 下面通過實(shí)施例，具體說明本發(fā)明。不過需要注意的是，后述的實(shí)施例僅用于對(duì)本 發(fā)明進(jìn)行舉例并具體化，并非用于限定本發(fā)明的權(quán)利范圍。這是因?yàn)椋景l(fā)明的權(quán)利范圍由 權(quán)利要求書中記載的事項(xiàng)與由其合理地類推的事項(xiàng)所決定。
[0080] (實(shí)施例）
[0081 ] 實(shí)施例1
[0082]以下表1中記載的組成，鑄造了電氣鋼板鑄片。在表中未記載的雜質(zhì)中，主要成分 為C、N，分別控制在0.005 %、0.0033 %水平。然后把所述鑄片在1100°C下加熱1小時(shí)后，在 1050°C的溫度下開始熱乳，在850 °C下結(jié)束。借助于熱乳，厚度30mm的鑄片乳制成2.5mm的熱 乳板。把熱乳的硅鋼板在1 〇〇〇°C下，在氫20體積％、氮80體積％的氛圍下熱處理5分鐘后，冷 卻至常溫，獲得了經(jīng)熱處理的熱乳板。然后，對(duì)所述熱乳板進(jìn)行酸洗，去除表面氧化層。針對(duì) 所述熱乳板，在400 °C與150 °C的溫度下分別實(shí)施冷乳(溫乳），達(dá)到0.2_的最終厚度。
[0083] 按各情形評(píng)價(jià)乳制時(shí)的乳制性并一同記載于表1。在表中，i)把未達(dá)到最終厚度而 板斷裂的情形區(qū)分標(biāo)記為"斷裂"，ii)把雖然達(dá)到最終厚度但在乳制板上發(fā)生長度lcm以上 的裂紋的情形區(qū)分標(biāo)記為"不良"，iii)把發(fā)生小于lcm的細(xì)微裂紋的情形區(qū)分標(biāo)記為"普 通"，iv)把未在最終乳制板中發(fā)現(xiàn)裂紋的情形區(qū)分標(biāo)記為"優(yōu)秀"。
[0084] 表1 [表1]
[0086]正如在所述表1中可以確認(rèn)的那樣，在如對(duì)比例2所示Si含量過多添加的情況下， 雖然把Cr和B添加一定水平以上，但在400°C與150°C的乳制中，均出現(xiàn)板斷裂。另外，對(duì)比例 3作為Cr含量未達(dá)到本發(fā)明規(guī)定的范圍的情形，無法充分防止有序相的生成，結(jié)果也顯示出 不夠良好的乳制性。對(duì)比例4作為Cr含量過多的情形，也顯示出不良的乳制性。對(duì)比例5作為 超過本發(fā)明規(guī)定的范圍添加 A1的情形，其也作為板斷裂的原因發(fā)生作用。對(duì)比例6作為B含 量不足的情形，可知在400°C下的乳制性普通，但在150°C下不良。因此可以確認(rèn)，B也是確保 乳制性所需的元素。不過，當(dāng)B過多時(shí)(對(duì)比例7)，乳制性反而惡化，連在400 °C下也判定為不 良。
[0087]但是，就滿足本發(fā)明條件的發(fā)明例而言，在400°C下均顯示出優(yōu)秀的乳制性，在作 為本發(fā)明一個(gè)體現(xiàn)例的冷乳溫度150°C的低溫下，也顯示出普通以上的乳制性(大體上，裂 紋大小為〇.2cm以下）。特別是發(fā)明例1及2顯示了實(shí)質(zhì)上未添加 A1的情形。
[0088] 實(shí)施例2
[0089] 對(duì)于以與實(shí)施例1相同的方式成功乳制至0.2mm厚度的情形的鋼板，為了體現(xiàn)最終 磁性，在1 〇〇〇 °C下，在氫20體積％、氮80體積％、露點(diǎn)-10 °C的干燥氛圍下退火10分鐘后，測(cè) 量了磁性，將其結(jié)果顯示于下表2中。另外，利用掃描電子顯微鏡(SEM)的EBSD設(shè)備，在表2中 比較分析了熱乳板的〈1〇〇>{〇〇1}集合組織(所謂立方織構(gòu)）的份率。熱乳板(熱乳板)的立方 織構(gòu)比率對(duì)最終板的磁性質(zhì)產(chǎn)生較大影響。隨著所述〈1〇〇>{〇〇1}集合組織的分?jǐn)?shù)升高，磁 特性會(huì)提尚。
[0090] 表 2[表 2]
[0091]
[0092] 如上所述，可知Si含量低的對(duì)比例8與發(fā)明例相比，鐵損非常高。鐵損越高，能量損 失越大，因此不適合作為電氣鋼板。與此相比，滿足本發(fā)明的組成條件的發(fā)明例均顯示出優(yōu) 秀的鐵損值。特別是根據(jù)本發(fā)明條件的發(fā)明例，可以確認(rèn)即使在1000Hz的高頻下，也顯示出 較低的鐵損值，因此，適合用作高頻鐵芯材料。
[0093] 實(shí)施例3
[0094]把按重量％含有Si : 5%、A1:1 %、Cr: 12%、C: 0 ? 002%、N: 0 ? 003% 的硅鋼合金，利 用垂直型雙輯薄帶連鑄機(jī)(strip caster)鑄造成厚度2.0mm。利用連接于薄帶連鑄機(jī)的熱 乳機(jī)，把厚度2.0_的鑄造板熱乳成1.0_。熱乳時(shí)，熱乳開始溫度為1000 °C，結(jié)束溫度為850 °C。把經(jīng)熱乳的高硅鋼板在1000 °C下，在氫20體積％、氮80體積％的氛圍下加熱5分鐘后冷 卻。冷卻時(shí)，使800~100°C區(qū)間的冷卻速度為100°C/秒與10°C/秒兩種，利用鹽酸液對(duì)冷卻 的鋼板進(jìn)行酸洗，去除表面的氧化層后，在150°C的溫度下進(jìn)行溫乳。與冷卻速度無關(guān)，兩種 情形均能夠乳制至0.1mm的厚度，但冷卻速度為100°C/秒的情形，乳制性更良好。這是借助 于添加 Cr而抑制有序相，從而從根本上改善乳制性，在冷卻過程中最大限度地抑制有序相 的發(fā)生的結(jié)果。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種軟質(zhì)高硅鋼板，具有按重量％包含Si:超過4%~7%以下、Cr :1~20%及B:0.01 ~0.05 %的組成。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟質(zhì)高硅鋼板，其特征在于， 還包含總Al :0.1~3重量％。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟質(zhì)高硅鋼板，其特征在于， 滿足Si+總A1:超過4.1 %~7%以下的范圍。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板，其特征在于， 還包含在Mo:0.1 %以下、Ni :0.01 %以下、P:0.05%以下及Cu:0.01 %以下中選擇的1種 或2種以上。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板，其特征在于， 包含C和N的含量分別限制在C: 0.05 %以下及N: 0.05 %以下。6. -種軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于，包括： 準(zhǔn)備具有按重量％包含Si :超過4%~7%以下、Cr: 1~20%的組成的鋼材的步驟； 把所述鋼材在800 °C以上的溫度下熱乳而獲得熱乳板的步驟;及 把所述熱乳板在150~300 °C的溫度下冷乳的步驟。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 所述鋼材還包含總Al :0.1~3重量％。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 滿足Si+總A1:超過4.1 %~7%以下的范圍。9. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 所述鋼材包含C和N的含量分別限制在C: 0.05 %以下及N: 0.05 %以下。10. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 所述鋼材還包含在Mo:0.1%以下、Ni :0.01%以下、P:0.05%以下及Cu:0.01 %以下中 選擇的1種或2種以上。11. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 所述鋼材借助于連續(xù)鑄造或薄帶連鑄而制造。12. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 所述熱乳板的內(nèi)部組織的晶粒大小為150~250μπι。13. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 所述獲得熱乳板的步驟還包含在熱乳后在800~100°C的溫度區(qū)間，按30°C/秒以上的 冷卻速度冷卻的步驟。14. 根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的軟質(zhì)高硅鋼板的制造方法，其特征在于， 在所述獲得熱乳板的步驟之后，還包括把熱乳板以800~1200°C的溫度進(jìn)行熱處理后， 在800~100 °C的溫度區(qū)間，按30 °C /秒以上的冷卻速度冷卻的步驟。
【文檔編號(hào)】C21D8/02GK105849299SQ201380081868
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2013年12月24日
【發(fā)明人】金烔均, 洪炳得, 崔錫歡
【申請(qǐng)人】Posco公司