AT254926B - Verfahren zur Herstellung von Elektroblech mit geringerem Wirbelstromverlust und geringerer Magnetostriktion - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Elektroblech mit geringerem
Wirbelstromverlust und geringerer Magnetostriktion 
Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Elektroblech mit geringerem Wirbelstromverlust und geringerer Magnetostriktion, wobei unter Elektroblech Eisen-Silizium-Blech verstanden wird, welches im wesentlichen bis zu 4, 5% oder nur bis zu 3, 5% Silizium enthält, je nachdem ob es lediglich heiss oder anschliessend noch kalt gewalzt wird. 



   Es ist an sich wünschenswert, die guten Wirbelstromverlust- und Magnetostriktionseigenschaften, die insbesondere bei den kalt gewalzten Elektroblechen erreicht werden und mit der Ausbildung besonderer Kristalltexturen verknüpft sind, durch Steigerung des Siliziumgehaltes über den üblichen Gehalt hinaus noch zu verbessern. Bekanntlich steigt nämlich mit wachsendem Siliziumgehalt erstens der spezifische elektrische Widerstand, was ein Absinken des Wirbelstromanteils an   den Wechselfeldverlusten   zur Folge hat. Zweitens nimmt gleichzeitig die Magnetostriktion ab, d. h. es verringert sich die Längenänderung im magnetischen Feld, die z. B. bei der Verwendung in Transformatoren unerwünschte Geräusche hervorruft.

   Eine Erhöhung des Siliziumgehaltes im Ausgangsmaterial zur Herstellung von Kaltwalzblechen über 3, 5% scheidet jedoch aus dem Grunde aus, dass das Material wegen der gleichzeitig erhöhten Sprödigkeit praktisch nicht mehr kalt verformbar ist. 



   Die Erfindung zeigt einen Weg, wie die Vorteile einer Steigerung des Siliziumgehaltes über den üblichen Gehalt hinaus trotz der Tatsache, dass ein Kaltwalzen dieses Materials praktisch unmöglich ist, verwirklicht werden können. 



   Das Verfahren zur Herstellung von Elektroblech mit geringerem Wirbelstromverlust und geringerer Magnetostriktion aus Elektroblech mit üblichem Siliziumgehalt durch Aufsilizieren, indem das Blech in strömendem Dampf einer flüchtigen Siliziumverbindung geglüht und sodann das Blech diffusionsgeglüht wird, hat erfindungsgemäss das Kennzeichen, dass fertig gewalztes, oxydschichtfreies Elektroblech in 
 EMI1.1 
 



   Es sind zwar bereits Verfahren vorgeschlagen worden, nach denen auf Eisen durch eine Reaktion mit Silizium, z. B. mittels strömenden Siliziumtetrachlorids bei Rotglut, eine Schutzschicht mit bis etwa 14% Silizium erzeugt wird. Man erhält danach aber keine homogene Silizierung des ganzen Materials. Selbst wenn das oberflächlich auf bis zu 14% Silizium angereicherte Material nachträglich durch eine Glühung bei hoher Temperatur homogenisiert wird, weist es nicht die erstrebten guten magnetischen Werte auf. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung hat zum Ziel, den Siliziumgehalt der Elektrobleche gleichmässig über den ganzen Querschnitt bis zu etwa 7% zu steigern. Es wurde gefunden, dass dies durch Glühen in einer   SiCl-haltigen   Schutzgasatmosphäre möglich ist, die nur einen verhältnismässig geringen Anteil, u. zw. nur bis zu 4   Vol.-% SiCl, aufweist.   Als Schutzgasträger eignen sich Gase wie Stickstoff oder Argon. Sie sollen so rein sein, dass sich an der Oberfläche der Elektrobleche keine Oxydschicht bildet, weil eine Oxydschicht der gleichmässigen Silizierung hinderlich wäre. Aus dem gleichen Grunde müssen die zu silizierenden Bleche vorher von etwa anhaftenden Oxydschichten befreit sein.

   Bei der Silizierungsbehandlung werden die Elektrobleche zweckmässig auf Temperaturen von 1100 bis 12500C gehalten. 

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   Obwohl unter den genannten Bedingungen eine über den Querschnitt der Elektrobleche praktisch gleichmässige Silizierung erfolgt, hat es sich als erforderlich erwiesen, die silizierten Bleche noch einer Homogenisierungsglühung, vorzugsweise bei Temperaturen von 1150 bis   1300OC,   zu unterwerfen. Schliesslich lassen sich die magnetischen Eigenschaften noch verbessern, indem die homogenisierten Bleche auf etwa 8000C erhitzt und in an sich bekannter Weise in einem Magnetfeld abgekühlt werden. Das Magnetfeld soll eine Stärke von mehr als 10 Oe aufweisen und in der durch die Kristalltextur bedingten magnetischen Vorzugsrichtung angelegt sein. Die Abkühlgeschwindigkeit kann z. B.   100 C/min   betragen. 



   Zur Durchführung des eigentlichen Silizierungsverfahrens eignet sich ein Ofen, welcher ein gasdichtes Rohr umschliesst. Man führt das zu silizierende Blechband hindurch und lässt das Rohr von einem Gemisch aus SiCl4 und Trägerschutzgas, z. B. Stickstoff oder Argon, durchströmen. Die Menge des aus dem auf konstanter Temperatur gehaltenen Vorratsgefässes mitgeführten   SiCl   hängt von Temperatur und Gasgeschwindigkeit ab und kann durch Änderung dieser Grössen beliebig eingestellt werden. Für den Zweck der Erfindung hält man den   Siel-Anteil   unter 4   Vol. -0/0.   



   Im folgenden werden die Daten und Ergebnisse einiger Ausführungsbeispiele angegeben. Als Ausgangsmaterial wurde nach dem Goss-Verfahren kaltgewalztes Transformatorenblech mit einem Siliziumgehalt von 3, 2% und einer Dicke von   0,   32 mm verwendet. Zur Entfernung der Oxydschichten erfolgte eine Beizbehandlung in verdünnter Salzsäure mit Bromzusatz. 



   Zur Silizierung wurde der Ofen mit konstanter Geschwindigkeit längs des Blechstreifens bewegt. Die Glühzone hatte eine Länge von 5 cm, die Temperatur betrug etwa 11500C. In der folgenden Tabelle ist die Abhängigkeit des Endsiliziumgehaltes von der Fahrgeschwindigkeit des Ofens und vor allem vom    SiCl4-Anteil   der Glühatmosphäre dargestellt, die dem Glührohr in einer Menge von 140   l/h   zugeführt wurde. Die Siliziumgehalte wurden analytisch und aus dem elektrischen Widerstand bestimmt. 
 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> 



  Vol.-SiCl <SEP> Fahrgeschwindigkeit <SEP> Si-Gehalt
<tb> in <SEP> N <SEP> des <SEP> Ofens <SEP> in <SEP> cm/h <SEP> in <SEP> Gew.-%
<tb> 0, <SEP> 75 <SEP> 51 <SEP> 4, <SEP> 2 <SEP> 
<tb> 1, <SEP> 34 <SEP> 35 <SEP> 6,5
<tb> 3,64 <SEP> 51 <SEP> 7,3
<tb> 
 
Die silizierten Bleche wurden anschliessend 10 h bei 12000C in Wasserstoffatmosphäre homogen geglüht und abgekühlt. Es folgte eine erneute Erwärmung auf 800 C. Von dieser Temperatur wurden die Bleche in einem Magnetfeld von etwa 200 Oe mit etwa 1000C/h auf Raumtemperatur abgekühlt.

   In einer Streifenmesseinrichtung liessen sich folgende Werte für die Ummagnetisierungsverluste bei 10 kG    (VlO)   an den unsilizierten bzw. silizierten Blechen, ohne und mit Abkühlung im Magnetfeld, ermitteln. 
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<tb> 
<tb> Si-Gehalt <SEP> Ohne <SEP> Abkühlung <SEP> im <SEP> Nach <SEP> Abkühlung <SEP> im
<tb> in <SEP> Gew.-% <SEP> Magnetfeld <SEP> Magnetfeld
<tb> V10 <SEP> V10
<tb> W/kg <SEP> W/kg
<tb> 3, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 41 <SEP> 0, <SEP> 39 <SEP> 
<tb> 4, <SEP> 2 <SEP> 0, <SEP> 59 <SEP> 0, <SEP> 39 <SEP> 
<tb> 6, <SEP> 5 <SEP> 0, <SEP> 52 <SEP> 0, <SEP> 36 <SEP> 
<tb> 7, <SEP> 3 <SEP> 0, <SEP> 37 <SEP> 0, <SEP> 34 <SEP> 
<tb> 
 
 EMI2.3 
   durchErhöhung des Siliziumgehaltes V 10 - Wertes.    



   Das Minimum der Sättigungsmagnetostriktion wurde bei Blechen ermittelt, die auf etwa 6% Silizium gebracht waren.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Elektroblech mit geringerem Wirbelstromverlust und geringerer Magnetostriktion aus Elektroblech mit üblichem Siliziumgehalt durch Aufsilizieren, indem das Blech in strömendem Dampf einer flüchtigen Siliziumverbindung geglüht und sodann das Blech diffusionsgeglüht EMI3.1 min abgekühlt werden.

   5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetfeld eine Stärke von mehr als 10, vorzugsweise etwa 200 Oe aufweist.