CS212707B2

CS212707B2 - Method of manufacturing electromagnetic silicon steel

Info

Publication number: CS212707B2
Application number: CS801072A
Authority: CS
Inventors: Amitava Datta
Original assignee: Allegheny Ludlum Steel
Priority date: 1979-03-19
Filing date: 1980-02-15
Publication date: 1982-03-26
Also published as: CA1130180A; JPS55161025A; ES489688A0; FR2451946A1; ES8103187A1; AU5548980A; RO79061B; PL120595B1; GB2046787A; RO79061A; GB2046787B; BR8000893A; AR223510A1; HU180123B; DE3006571A1; PL222467A1; YU34580A; AU529539B2; SE8001187L; IT8047880A0

Description

Vynález se týká způsobu výroby elektromagnetické křemíkové -oceli se zrny ' orientovanými - krychle na hranu.

V patentu USA č. 4 054 471 je popsán způsob, kterým -se zlepšují magnetické vlastnosti křemíkové ocele s -orientovanými zrny obsahující bo-r, normalizací za -studená válcované -oceli -o konečné tloušťce, -při teplotě 845 až ' 1095 °C. Ocel vyrobená podle tohoto patentu se vyznačuje permeabilitou nejméně 2,350.10-3 H . m-1 při 795 A.m< a ztrátami v jádru ne většími než 1,544 W. kg-¹ při 1,7 T—60- Hz. Způsob podle tohoto patentu zahrnuje -tepelné zpracování -při teplotě 760 až 845 °C, - -aby se podpořilo -další oduhličení.

Způsob výroby křemíkové ocele podle vynálezu zdokonaluje způsob podle patentu USA -č. 4 054 -471. Při - tomto způsobu se připraví - tavenina křemíkové -ocelí, obsahující v hmotnostní koncentraci 0,02 až 0,06 % uhlíku, 0,0006 až 0,0080 -% - boru, -do 0,0100 % dusíku -a 2,5 až 4,0 % křemíku, ocel se odlije, válcuje za tepla, válcuje za studená na tloušťku -do 0,508 mm, tato za studená válcovaná ocel se tepelně zpracuje při teplotě 840 -až 1095 °C v atmosféře obsahující - vodík, pak se -ocel tepelně zpracuje při teplotě 705' až 840 °C v atmosféře -obsahující vodík, ocel se oduhličí na méně než 0,005 % uhlíku, nanese- se žáruvzdorný - kysličníkový povlak a ocel - -se ' .žíhá..na - konečnou - strukturu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že -se -odstraní od 0,02 -do 2,5 μΐη povrchu z každé - strany oceli po tepelném 'zpracování při teplotě 840 až 1095 °C a před tepelným zpracováním při teplotě 705 -až 840 °C.

Povrch oceli se -může -odstranit buď mechanicky, nebo chemicky.

Způsobem podle vynálezu se získá ocel, která je -mnohem schopnější oduhličení a na kte-ré se potom dá vytvořit základní povlak vysoké kvality. Část -nebo všechen nepropustný kysličník, který se vytvoří během normalizace při 845 až 1095 °C, se odstraní. Bylo zjištěno, že tento kysličník brání vytvoření základního- povlaku a oduhličení. Dobrý základní povlak je- nutný, aby přenášel tlak, - vznikající -při vytváření konečných povlaků, které se obvykle nanášejí na borem inhibitovanou křemíkovou ocel s orientovanými zrny, po žíhání na konečnou strukturu. - -Ocel by se -měla - oduhličit na- obsah uhlíku menší než 0,005 %, neboť uhlík způsobuje zhoršení magnetických vlastností elektrických přístrojů.

Způsobem podle ' vynálezu se zdokonalí výroba· křemíkové . -ocele s 'orientovanými zrny.

Podle vynálezu lze rovněž tepelně zpracovat za tepla válcovaný -pás. Je výhodné ocel válcovat za studená na tloušťku max 0,508 milimetrů bez -normalizačního -mezižíhání mezi - jednotlivými ' tahy za studená z pásu válcovaného za tepla, -majícího tloušťku 1,25 až 3 mm. Tavenina -obsahující obvykle v hmotnostní koncentraci 0,02 -až 0,06 uhlíku, 0,015 až 0,15 '%> -manganu, 0,005 až 0,05 % látky ze skupiny -obsahující síru -a selen,

0,0006 až 0,0080 % boru, do 0,01 % -dusíku,

2,5 až 4,0 % křemíku, do 1,0- % mědi, do 0,009 -% hliníku, zbytek -do 100 % železa, byla shledána jako -obzvlášť vhodná pro způsob podle' vynálezu. Obsah boru - je -obvykle vyšší než 0,0008 ' %. Žáruvzdorný kysličníkový povlak obvykle -obsahuje nejméně 50 % MgO. Ocel vyrobená podle vynálezu se vyznačuje- permeabilitou nejméně 2,350.10-3 H.m-1 při -795 A.m-1 a ztráty v jádru -nejsou vyšší než 1,544 W.kg-1 při 1,7 T —60 Hz.

Ocel se tepelně zpracovává (normalizuje) při teplotě 845 až 1095 °C, aby za studená válcovaná -ocel rekrystaliz-ovala a -současně, aby se uskutečnilo oduhličení. - Aby - se oduhličení ještě dále podpořilo, provádí se ještě tepelné zpracování při teplotě 705 -až 845 °C. Oduhličení probíhá mnohem účinněji při teplotě pod 845 °C. Obě tepelná zpracování se provádějí v atmosféře obsahující vodík. Atmosféra obsahující vodík může obsahovat pouze vodík nebo směs vodíku a dusíku. S úspěchem byla použita směs plynů obsahující v hmotnostní koncentraci 80 % -dusíku a 20 % vodíku. Poměr p^o/PH’ atmosféry obsahující vodík při tepelném zpracování - při 845 až 1095 °C je , -obvykle 0,001 až 1,5 -a zejména 0,01 až 0,8. 'Doba, při které, se ocel ponechává na této- teplotě je nejméně - 5 - s, - ale všeobecně 10 s až 10 minut. Poměr - Ph2o/Ph2 atmosféry obsahující vodík je při tepelném zpracování při 705 -až 845 °C obvykle 0,01 až 1,5, ale zejména 0,02 až 0,8. Do-ba zpracování při 'této teplotě je nejméně 30- s a s výhodou nejméně' - 60 s. Tepelné zpracování v rozsahu teplot- 845 až 1095 °C se provádí - s - výhodou při 870 - . až 1040 °C. Tepelné zpracování ' v - rozsahu - teplot 705 a 845 °C se - provádí -s výhodou -při teplotě - 760- až 815-U: ......_: . .

.. -· Protože bylo, zjištěno, - že, .se při tepelném zpracování. při/845 'až·, 1095 - °C - vytváří 'poněkud' nepropustný kysličník, Odstraní - se z obou stran oceli alespoň 0,02 - μιη -povrchu po tepelném zpracování při teplotě 845 až 1095 °C -a před tepelným zpracováním při teplotě 705 -až 845 °C. Bylo - zjištěno, - že -kysličník brání - - vytvoření základního povlaku a oduhličení. Ačkoliv je důvod věřit, - že ' odstranění 'tak malé vrstvy jako je - 0,02- - by bylo účinné, obvykle se podle vynálezu -odstraňuje nejméně 0,5 -a zpravidla nejméně 2 - fím povrchu z obou -stran. Odstranění lze provést, jak bylo již uvedeno, chemicky nebo mechanicky. Oduhličená -ocel -má v hmotnostní koncentraci méně než 0-,005-% uhlíku.

Následující příklady vysvětlují další -aspekty vynálezu.

Čtyři -vzorky (vzorek Ai, A2, Bi, Bz,) křemíkové oceli se -odlily a zpracovaly -na křemíkovou -ocel mající orientaci krychle . na hranu ze -dvou 'taveb (tavba A a - B) křemíkové ocele. Vzorky Ai a A2 byly z tavby A, zatímco vzorky Bi a B2 byly z tavby B. Složení - taveb je uvedeno dále v tabulce I.

Tabulka I

Tavba složení % (v hmotnostní koncentraci)

	C	Mn	S		B
A	0,032	0,035	0,020		0,0012
B	0,028	0,035	0,020		0,0011
Tavba		složení % [v hmotnostní koncentraci)
	N	Si	Cu	AI	Fe
A	0,0042	3,15	0,35	0,003	zbytek do 100 %
B	0,0045	3,14	0,35	0,003	zbytek do 100 %

Způsob zpracování vzorků zahrnoval vyrovnání za zvýšené teploty po dobu několika hodin, válcování za tepla na jmenovitou tloušťku 2,032 mm, normalizaci při válcování za tepla, válcování za studená . na konečnou tloušťku cca 0,3 mm, tepelné zpracování při teplotě 980' °C po dobu 2,3 minut v atmosféře 80> % dusíku — 20' ’ % vodíku, mající poměr Ph2o/Ph2 0,35, tepelné zpracování při teplotě 800 °C po dobu asi 2,3 minut v atmosféře 80 % dusíku — 20 % vodíku, mající poměr Ph2l/P2h 0,35, povlékání základním žáruvzdorným kysličníkovým povlakem a žíhání na konečnou strukturu při teplotě max. 1175 ^QC ve vodíku. Vzorky A2 a Bž byly naloženy do vodního roztoku obsahujícího v hmotnostní koncentraci 10¹% HNO3 a 2 % HF, po' zpracování při 980 °C a před tepelným zpracováním při 800 °C, Vzorky zůstaly naloženy až do té doby, kdy se odstranilo

2,5 um z každé strany ocele. Vzorky Ai a Bi naloženy nebyly. Potom se analyzoval obsah uhlíku každého vzorku. Výsledky jsou uvedeny v tabulce II.

Tabulka II

Шт

Vzorek

Obsah uhlíku (% hmotnostní koncentrace)

Ai	0,0099
A2	0,0013
Bi	0,0085
B2	0,0021

Tabulka II jasně ukazuje, že se podle vynálezu získá ocel, která je mnohem.· schopnější oduhllčení. Vzorky A2, B2, které byly zpracovány podle vynálezu, měly obsah uhlíku pod 0,005 %, zatímco vzorky Ai, Bi 'měly nad 0,005 % C. Vzorky ' Ai, Bi nebyly zpracovány způsobem podle vynálezu.

Každý se vzorků měl permeabilitu nejméně 2,350.10~3 H . .m“¹ při 795 A . . m^_1 a ztráty v jádru do. 1,544 W. kg^-1 při 1,7 T —60 Hz.. Předmět vynálezu není zaměřen na zlepšování 'magnetických vlastností, ale na způsob, kterým se .má ocel stát . schopnější oduhličení a vhodnou pro. tvoření základního povlaku o vysoké kvalitě.

Claims

1. Způsob výroby elektromagnetické křemíkové oceli mající orientaci zrna krychle na hranu, který sestává z přípravy taveniny křemíkové oceli, obsahující v hmotnostní koncentraci 0,02 až 0,06 · % uhlíku, 0,0006 až 0,0080· % boru, do 0,0100 % dusíku a 2,5 až 4,0 % křemíku, odlévání . oceli, válcování za tepla, válcování za studená na tloušťku do 0,508 mm, tepelné zpracování za studená válcované oceli při teplotě 845 až 1095 °C v atmosféře obsahující vodík, tepelné zpracování oceli při teplotě 705 až 845 °C v atmosféře obsahující vodík, oduhličení oceli na méně než 0,005 % uhlíku, nanesení žáruvzdorného. kysličníkového povlaku a žíhání na konečnou strukturu, vyznačený tím, že .se odstraní od 0,0í2 do 2,5 . povrchu z každé strany oceli po tepelném zpracování při teplotě 845 až 1095 °C a před tepelným zpracováním při teplotě 705 až 845 °C.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se povrch oceli odstraní mechanicky.

3. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že se povrch oceli odstraní chemicky.