电磁特性优异的软磁钢材、软磁钢部件及其制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种可用于汽车等的电器设备零部件的电磁特性优异的软磁钢材、软 磁钢部件及其制造方法。
【背景技术】
[0002] 为了提高基于环境法规的能源效率，需要改善汽车等的电器设备零部件用钢材的 电磁特性。例如，运种电器设备零部件有发电机、电磁阀、交流发电机转子的磁极段(pole segment)或爪极(claw pole)等。电器设备零部件用钢材所需的电磁特性有高磁导率、高磁 通密度W及低铁损等。并且，根据所利用的部件的用途及形状，需要一定程度W上的强度和 热锻性及冷锻性。因此，通常使用钢材的磁通密度容易地响应外部磁场且满足强度和锻造 性的低碳钢材。
[0003] 过去，相比于低碳钢材的材料性能的改善，更注重基于部件自身外观及设计效果 的电器设备零部件的高效化。最近，W汽车领域为首，对W部件外观W及电器设备零部件的 高性能化为目的的改善材料性能的要求越来越高。
[0004] 为了改善所述电器设备零部件用钢材的性能，能够想到利用纯铁系的软磁钢材 (JIS-SUYBl等）的方法。纯铁系的软磁钢材具有碳含量为0.02重量％ W下的极低碳钢材的 单相铁素体组织，从而电磁特性优异，但对于热处理产品存在热锻或冷锻之后因异常晶粒 生长(abnormal grain growth)而导致电磁特性劣化的问题。
[0005] 为了防止异常晶粒生长，在电气钢板相关的发明的专利文献1中，为了防止冷社之 后进行退火时的异常晶粒生长，利用MnS、AlN、MnSe等。
[0006] 但是，与电气钢板不同，对于线材和棒材等半成品，后续将进行热锻或冷锻-退火 的工序。由此，因锻造而产生的不均匀变形会促进异常晶粒生长，且因运种微细组织将加剧 电磁特性的降低。
[0007] 因而，需要开发一种即使进行热锻或冷锻-退火的工序，也能够防止异常晶粒生长 的电磁特性优异的软磁钢材、软磁钢部件及其制造方法。
[000引现有技术文献
[0009](专利文献1)韩国公开专利公报第2002-0043690号
【发明内容】
[0010](-)要解决的技术问题
[0011]根据如上所述的要求，本发明的目的在于提供一种电磁特性优异的软磁钢材和软 磁钢部件及其制造方法，其通过将Mn的含量控制在低程度并添加 B来抑制异常晶粒生长。 [001^ (二很术方案
[0013]本发明的一个方面的电磁特性优异的软磁钢材，W重量％计，包含：C: 0.001~ 0.02%、Mn :0.05 ~0.10%、Si :0.1~0.7 %、P: 0.02 % U下、S :0.002 ~0.01 %、B :0.001~ 0.004%、N:0.002~0.005%、余量FeW及其他不可避免的杂质，并且，微细组织为单相铁素 体，其包含MnS和BN的复合析出物，所述复合析出物为BN包覆MnS的形状。
[0014] 并且，本发明的另一个方面的电磁特性优异的软磁钢材的制造方法包括:在1000 ~1200°C的溫度下对满足如前所述的组成的钢巧进行加热的步骤;通过对已被加热的所述 钢巧进行热社来获得钢材的步骤;W及WO. 1~l〇°C/秒的冷却速度对已被热社的所述钢材 进行冷却的步骤。
[0015] 并且，本发明的又一个方面的电磁特性优异的软磁钢部件，其满足上述的组成，微 细组织为单相铁素体，且包含MnS和BN的析出物，所述复合析出物为BN包覆MnS的形状，其平 均大小为35nmW下，磁通密度Bi日为1.2TeslaW上。
[0016] 并且，本发明的又一个方面的电磁特性优异的软磁钢部件的制造方法包括:在770 ~1200°C的溫度下对本发明的钢材进行加热的步骤;通过对已被加热的所述钢材进行热锻 来获得热锻件的步骤；WO. 1~l〇°C/秒的冷却速度对所述热锻件进行冷却的步骤；W及对 已被冷却的所述热锻件进行冷锻的步骤。
[0017] 需要说明的是上述的解决所述问题的技术方案没有全部列举本发明的技术特征。 本发明的各种技术特征和基于技术特征的优点及效果可参照下面的【具体实施方式】更加详 细地理解。
[001引（；巧益效果
[0019] 本发明具有改善用作汽车等的电器设备零部件的软磁钢材的电磁特性的效果。通 过改善运种电磁特性能够实现电器设备零部件的小型化和高精度化，并且通过运些产生的 重量减少效果而具有改善燃油效率等环保的效果。
【附图说明】
[0020] 图1是表示添加有B的钢中的基于Mn含量的MnS和BN的复合析出物的平均大小的 图。
[0021] 图2是发明例3的析出物的透射电子显微镜(TEM)照片和析出物的构成模式图。
[0022] 图3是表示发明例3的随溫度变化的析出物性质的图表。
[0023] 优选实施方式
[0024] 软磁钢材通过碳含量为0.02重量％ W下的极低碳钢材而具有单相铁素体组织，且 由于起到防止晶界的增长的作用(钉扎效应)的碳化物的量少，因此在高溫下进行再结晶后 晶粒的生长速度快。
[0025] 并且，如果对软磁线材和棒材进行热锻或冷锻之后进行退火处理，则由于软磁钢 材内部的析出物的量少，会产生因异常晶粒生长而导致的组织不均匀现象。因异常晶粒生 长而粗大的晶粒和微细晶粒混合存在的微细组织会导致晶粒内部的位错密度存在差异。运 种位错密度的差异与晶粒大小的高偏差成为钢材内的不均匀的磁通流动的原因，从而导致 最终产品的电磁特性劣化。
[0026] 本发明人确认运种组织不均匀会降低最终部件的电磁特性，为了解决上述问题， 通过调节Mn的添加量来细化MnS析出物，并通过添加 B来利用BN析出物，从而确认出通过抑 制软磁钢材的异常晶粒生长来改善电磁特性，并最终完成了本发明。
[0027] W下，对本发明的一个方面的电磁特性优异的软磁钢材进行详细的说明。
[00%]本发明的一个方面的电磁特性优异的软磁钢材，W重量％计，包含：C: 0.001~ 0.02%、Mn :0.05 ~0.10%、Si :0.1~0.7 %、P: 0.02 % U下、S :0.002 ~0.01 %、B :0.0 Ol~ 0.004%、N:0.002~0.005%、余量FeW及其他不可避免的杂质，并且，微细组织为单相铁素 体，包含MnS和BN的复合析出物，所述复合析出物为BN包覆MnS的形状，其平均大小为35nmW 下。
[0029] W下，对限制钢材的组成成分的理由进行说明。（W下，各个元素的含量的单位是 重量％。）
[0030] 碳(C) :0.001 ~0.02重量％
[0031] C固溶于钢中或者形成碳化物等。优选地，为了软磁钢材的优异的磁特性，将碳的 含量控制在极低的量。当C的含量超过0.02重量％时，因形成碳化物而降低磁特性，当C的含 量为小于0.0 Ol重量％时，降低钢材的生产效率。因而，C的含量优选为0.0 Ol~0.02重量％。
[0032] 儘(Mn) :0.05~0.1 重量％
[0033] 在本发明中Mn是重要的成分，起到通过形成MnS来抑制异常晶粒生长的作用。但 是，当Mn含量超过0.1重量％而添加过多时，容易形成粗大的MnS。由于MnS具有BN析出的晶 种（seed)的作用，因此粗大的MnS形成粗大的MnS和BN的复合析出物，从而导致电磁特性劣 化。因而，Mn含量的上限优选为0.1重量％，进一步优选为0.95重量％，再进一步优选为0.9 重量％。
[0034] 并且，当添加量小于0.05重量％时，难W控制儘的含量，当添加量极少时，由于不 形成MnS,因此可能会成为由S导致的产生高溫变形龟裂的原因。因而，Mn含量的下限优选为 0.0重量5%。
[0035] 娃（Si):0.1 ~0.7 重量 ％
[0036] Si是有效减少因满电流导致的铁损的元素，因此为了改善电磁特性而广泛应用。 并且，Si还起到脱氧剂的作用，具有抑制因钢中的氧气而导致磁特性降低的效果，因此Si的 添加量优选为0.1重量％ ^上。但是，当Si添加量超过0.7重量％时，存在饱和磁通密度降低 的缺点。因而，Si的含量优选为0.1~0.7重量％。
[0037] 憐(P) :0.02重量％^下
[0038] 所述憐是不可避免地含有的杂质，优选地，将其含量控制在尽可能低。虽然理论上 将憐的含量控制在0重量％是比较有利，但是在制造工序中不可避免地含有。因而重要的是 控制上限，在本发明中将所述憐含量的上限优选限定在0.02重量％。并且，当所述P的含量 小于0.001重量％时，精炼工艺的制造费用会大幅增加，因此，更优选地，将所述P的含量控 制在0