[发明专利]高强度无方向性电磁钢板

说明书

技术领域

本发明涉及作为电动汽车用或混合动力汽车用的发动机、或电气设备用的发动机的铁心材料使用的高强度无方向性电磁钢板。

背景技术

近年来，由于世界性的电气设备的节能化要求的提高，对作为旋转机械的铁心材料使用的无方向性电磁钢板也要求更高性能的特性。

特别在最近，在电动汽车或混合动力汽车等中，对小型高输出发动机的需求增强，因而进行了通过使发动机转速高速化来取得发动机扭矩的设计。

迄今为止，高速旋转发动机以机床或吸尘器用发动机为代表，但上述的汽车用发动机的外形比这些以往的发动机大，进而由于采用被称之为DC无刷发动机的在转子外周部附近埋入了磁铁的结构，所以转子外周部的桥部(转子最外周～磁铁之间)的钢板宽度由于场所的不同而变得非常窄，为1～2mm，因此，要求有比以往更高强度的无方向性电磁钢板。

一般地说，钢的强度通过添加元素而提高。在无方向性电磁钢板中，为了降低铁损而添加的Si或Al等元素使得附带地享有了上述效果。另外，一般还知道通过使钢的结晶粒径变细可获得高强度。

作为利用这些技术的例子，例如在特开昭62-256917号公报中，提出了除Si之外添加Mn或Ni，由此实现固溶体强化而对钢进行高强度化的方法。在该方法中，通过使铁和原子大小不同的置换型元素在基体中固溶而使铁晶格变形，由此增大钢的变形阻力，但是该方法尽管可增加强度，但同时韧性下降，存在着冲切加工性和成品率或生产率恶化的问题。

另外，在特开平06-330255号公报和特开平10-18005号公报中，提出了使Nb、Zr、Ti、V的碳氮化物分散于钢中，通过抑制晶粒生长来实现高强度化的方法。在这些方法中，由于分散的碳氮化物本身有可能成为裂纹或断裂的起点，所以结晶粒径即使能够微细化，韧性还是下降，存在着在冲切加工后的发动机芯上产生裂纹、或进而在钢板制造中产生裂纹或断裂，从而使成品率或生产率显著恶化的问题。

发明内容

本发明在不牺牲发动机芯的冲切加工和钢板制造中的成品率或生产率的情况下，提供一种强度优良的无方向性电磁钢板作为高速旋转发动机用铁心材料。

用于解决上述课题的本发明以下述记载的无方向性电磁钢板为要旨。

(1)一种无方向性电磁钢板，其特征在于：以质量％计含有C：0.01％～0.05％、Si：2.0％～4.0％、Mn：0.05％～0.5％、Al：3.0％以下、Nb：0.01％～0.05％，剩余部分包括Fe和不可避免的杂质，其中，Mn和C的含量以质量％计满足Mn≤0.6-10×C，而且钢板的再结晶部分的面积率为50％以上，拉伸试验中的屈服强度为650MPa以上，断裂伸长率为10％以上，铁损W10/400为70W/kg以下。

(2)根据(1)所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，以质量％计进一步含有Ni：3.0％以下。

(3)根据(1)或(2)所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，钢板截面的平均结晶粒径为40μm以下。

(4)根据(1)～(3)中任一项所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，所述无方向性电磁钢板是使用冲击试验中的转变温度为70℃以下的热轧板，然后采用包括热轧板退火、酸洗、冷轧、最终退火的工序而制造的。

(5)根据(1)～(3)中任一项所述的无方向性电磁钢板，其特征在于，所述无方向性电磁钢板是使用冲击试验中的转变温度为70℃以下的热轧板，然后省略热轧板退火，采用包括酸洗、冷轧、最终退火的工序而制造的。

根据以上的本发明，能够在不牺牲发动机芯或钢板制造时的成品率或生产率的情况下，以低成本提供一种强度优良的无方向性电磁钢板。

具体实施方式

本发明人就通过钢的强化元素的添加，不仅提高磁特性和强度，而且也改善发动机芯或钢板制造时的成品率或生产率的方法进行了研究。

所谓生产率的改善是指抑制发动机芯冲切和钢板制造时发生的裂纹或断裂。高强度化的钢板由于本来就脆，所以例如在发动机芯的冲切时，有可能在钢板端面上产生龟裂，或在酸洗或冷轧的钢板制造工序中发生裂纹或断裂，从而使成品率或生产率显著恶化。

于是，本发明人就最终退火后的电磁钢板(以下有时也称之为制品板)和热轧板的韧性进行了详细的研究。而且获得了如下的见解：通过规定Mn和C的含量、以及制品板的断裂伸长率和热轧板的冲击特性等，可以显著改善钢板制造工序和发动机芯的冲切工序中的成品率或生产率，从而完成了本发明。

以下，对上述的本发明依次进行说明。