Verfahren zur Herstellung von Eisen- und Stahlblechen und -bändern mit hitzebeständigen, elektrisch isolierenden Überzügen Zur Isolation von Eisen- und Stahlblechen, bei spielsweise Magnetblechen, sind verschiedene Ver fahren bekannt. Neben Verfahren, bei denen auf mechanischem Weg eine Isolierschicht aufgebracht wird, beispielsweise durch Bekleben mit Papier oder durch Lackieren, sind auch schon Verfahren bekannt, bei denen eine Oberflächenschicht nach Art der Korrosionsschutzschichten aufgebracht wurde, bei denen die Schicht durch chemische Umsetzung einer Lösung mit der zu isolierenden Oberfläche herbei geführt wird.
So wurde beispielsweise die betreffende Metalloberfläche mit einer Phosphatschicht versehen, indem man auf die Metalloberfläche eine Phosphor säurelösung aufbrachte und einbrannte. Ein solches Verfahren wurde beispielsweise so durchgeführt, dass man die zu phosphatierende Oberfläche durch eine Phosphorsäurelösung hindurchlaufen liess und an schliessend die erhaltene Schicht bei etwa<B>500'</B> gegebe nenfalls unter Schutzgas aufbrannte.
Unter diesen bekannten Verfahren haben nach physikalischen Methoden aufgebrachte Schichten den Nachteil, dass sie nur als Endbehandlung durchgeführt werden können, da sowohl die Papierbeklebung als auch die Lackierung keine Glühoperation zum Weich glühen des Materials aushalten. Ein weiterer Nachteil dieser Isolationsschichten besteht in ihrer relativ grossen Dicke. Sie setzen den Füllfaktor und damit letzten Endes die Leistung der aus den Blechen her gestellten elektrischen Apparaturen herunter.
Die chemisch aufgebrachten Schichten besitzen im allgemeinen den Vorteil einer besseren Temperatur stabilität und einer geringeren Dicke, was sich auf die mögliche Leistung des elektrischen Aggregats günstig auswirkt. Solche Schichten wurden beispielsweise aus Phosphorsäurelösungen, die z. B. 300 g/1 P205 in Form von freier Phosphorsäure enthalten, aufgebracht. Zum Zwecke der Isolation wurden auch schon in Zinkphosphatbädern oder in Manganphosphatbädern aufgebrachte Phosphatschichten verwendet. Diese sind bis etwa<B>500',</B> höchstens<B>600'</B> hitzebeständig, so dass sie Glühoperationen, wie sie beispielsweise an Magnetblechen durchgeführt werden müssen, nicht aushalten.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Eisen- und Stahlblechen und -bändern mit hitzebeständigen, elektrisch isolierenden Überzügen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass auf der Blechoberfläche ein Film einer Lösung, die als schichtbildende Komponente ein Erdalkaliphosphat enthält, aufgebracht und bei einer Temperatur zwi schen 250 und 800 C aufgebrannt wird.
Die bei dem Verfahren verwendete Lösung kann zusätzlich andere schichtbildende Komponenten ent halten, insbesondere Eisenmonophosphat, welches sich durcn den Kontakt der zu behandelnden Werk stücke mit der Lösung beim Aufbringen des einzu brennenden Lösungsfilms bildet. Auch andere schicht bildende Komponenten, beispielsweise Manganphos- phat, können zusätzlich in der Lösung vorhanden sein. Vorzugsweise verwendet man solche zusätzliche Komponenten jedoch nur in geringen Mengen, um die Hitzebeständigkeit des Überzuges nicht zu beein trächtigen.
Es kann in der Weise verfahren werden, dass die mit der Isolierschicht zu bedeckende Metalloberfläche mit einer Lösung benetzt wird, die beispielsweise Monocalciumphosphat und vorzugsweise ein Netz mittel sowie gegebenenfalls Zusätze von anorganischen inerten Stoffen, z. B. quellbare Stoffe, wie Aktivbento- nit, enthält und dieser Film dann bei erhöhter Tem peratur, vorzugsweise bei Temperaturen über<B>300',</B> aufgebrannt wird. Bei diesen höheren Temperaturen läuft die Schichtbildung auch ohne Zusatz von Be schleunigern sehr rasch ab, und es werden festhaftende, chemisch und thermisch beständige Schichten von hohem Isolationsvermögen erhalten.
Diese Art der Schichtausbildung ist besonders bei kaltgewalzten Magnetbändern vorteilhaft, da diese noch Entspannungsglühungen bis zu<B>1000'</B> C unter worfen werden müssen, ohne dass die Isolierwirkung der Schicht verlorengehen darf.
Nach dem erfindungsgemässen Verfahren können hitzebeständige Überzüge, die zur elektrischen Iso lation, insbesondere von Magnetblechen, geeignet sind und Temperaturen von etwa<B>800'</B> in Wasserstoff atmosphäre oder Luft und bis 1000 in inerter Atmo sphäre aushalten, erhalten werden. Je weniger andere schichtbildende Phosphate als Erdalkaliphosphate an der Überzugsbildung beteiligt sind, um so grösser ist die Temperaturbeständigkeit der Schicht. Vorzugs weise bringt man daher Erdalkaliphosphatschichten, insbesondere Calciumphosphatschichten, auf, die weit gehend frei von andern Phosphaten sind.
<I>Beispiel</I> 200 g technisches Doppelsuperphosphat wurden in einem Liter Wasser gelöst, wobei der Rückstand und das ausfallende unlösliche sekundäre bzw. tertiäre Calciumphosphat in Suspension gehalten wurde. Die zu isolierende Oberfläche aus kaltgewalztem Magnet band wurde mit dieser Lösung benetzt und anschlie ssend in einem Durchlaufofen auf<B>500'</B> eine Minute lang erhitzt.
Die so erhaltenen festhaftenden Phosphatschichten sind in Luft- oder Wasserstoffatmosphäre bis<B>800'</B> beständig, in Stickstoffatmosphäre bis<B>1000'.</B> Es ist vorteilhaft, hierbei den Glühofen mit Schutzgas, bei spielsweise Stickstoff oder einem reduzierenden Schutz gas, beispielsweise gekraktem Ammoniak, zu fahren, da hierdurch eine Zunderbildung vermieden wird.
Process for the production of iron and steel sheets and strips with heat-resistant, electrically insulating coatings For the insulation of iron and steel sheets, for example magnetic sheets, various processes are known. In addition to methods in which an insulating layer is applied mechanically, for example by gluing with paper or by painting, methods are also known in which a surface layer has been applied in the manner of corrosion protection layers, in which the layer is created by chemical reaction of a solution with the to the insulating surface is brought about.
For example, the metal surface in question was provided with a phosphate layer by applying a phosphoric acid solution to the metal surface and baking it in. Such a method was carried out, for example, in that the surface to be phosphated was allowed to run through a phosphoric acid solution and then the layer obtained was burned on at about 500 ', if necessary under protective gas.
Among these known methods, layers applied by physical methods have the disadvantage that they can only be carried out as a final treatment, since neither the paper pasting nor the coating can withstand an annealing operation to soften the material. Another disadvantage of these insulation layers is their relatively large thickness. They reduce the fill factor and ultimately the performance of the electrical equipment made from the sheet metal.
The chemically applied layers generally have the advantage of better temperature stability and a smaller thickness, which has a favorable effect on the possible performance of the electrical unit. Such layers were, for example, from phosphoric acid solutions, which z. B. 300 g / 1 P205 in the form of free phosphoric acid are applied. Phosphate layers applied in zinc phosphate baths or in manganese phosphate baths have also been used for insulation purposes. These are heat-resistant up to about <B> 500 ', </B> at most <B> 600' </B>, so that they cannot withstand annealing operations such as those that have to be carried out on magnetic sheets, for example.
The present invention relates to a process for the production of iron and steel sheets and strips with heat-resistant, electrically insulating coatings, which is characterized in that a film of a solution containing an alkaline earth phosphate as a layer-forming component is applied to the sheet surface and at a temperature between 250 and 800 C is fired.
The solution used in the process can also contain other layer-forming components, in particular iron monophosphate, which is formed when the work pieces to be treated come into contact with the solution when the solution film to be fired is applied. Other layer-forming components, for example manganese phosphate, can also be present in the solution. However, such additional components are preferably used only in small amounts so as not to impair the heat resistance of the coating.
The procedure can be that the metal surface to be covered with the insulating layer is wetted with a solution containing, for example, monocalcium phosphate and preferably a wetting agent and, where appropriate, additions of inorganic inert substances, e.g. B. contains swellable substances, such as active bentonite, and this film is then burned on at an elevated temperature, preferably at temperatures above 300 '. At these higher temperatures, the layer formation takes place very quickly even without the addition of Be accelerators, and firmly adhering, chemically and thermally stable layers of high insulation are obtained.
This type of layer formation is particularly advantageous in the case of cold-rolled magnetic strips, since these still have to be subjected to stress-relieving annealing of up to 1000 ° C without the layer's insulating effect being lost.
According to the process according to the invention, heat-resistant coatings which are suitable for electrical insulation, in particular magnetic sheets, and withstand temperatures of about 800 in a hydrogen atmosphere or air and up to 1000 in an inert atmosphere can be obtained. The less layer-forming phosphates other than alkaline earth phosphates are involved in the formation of the coating, the greater the temperature resistance of the layer. Preference is therefore given to alkaline earth phosphate layers, in particular calcium phosphate layers, which are largely free of other phosphates.
<I> Example </I> 200 g of technical double superphosphate were dissolved in one liter of water, the residue and the insoluble secondary or tertiary calcium phosphate which precipitated being kept in suspension. The surface to be insulated made of cold-rolled magnetic tape was wetted with this solution and then heated to <B> 500 '</B> for one minute in a continuous oven.
The firmly adhering phosphate layers obtained in this way are resistant in an air or hydrogen atmosphere up to <B> 800 '</B>, in a nitrogen atmosphere up to <B> 1000'. </B> It is advantageous here to use the annealing furnace with protective gas, for example nitrogen or a reducing protective gas, for example krakem ammonia, to drive, as this prevents scale formation.