CS215115B2 - Method of making the electromagnetic silicon steel - Google Patents

Method of making the electromagnetic silicon steel Download PDF

Info

Publication number
CS215115B2
CS215115B2 CS792484A CS248479A CS215115B2 CS 215115 B2 CS215115 B2 CS 215115B2 CS 792484 A CS792484 A CS 792484A CS 248479 A CS248479 A CS 248479A CS 215115 B2 CS215115 B2 CS 215115B2
Authority
CS
Czechoslovakia
Prior art keywords
steel
temperature
silicon steel
less
silicon
Prior art date
Application number
CS792484A
Other languages
English (en)
Inventor
Frank A Malagari
Robert F Miller
Jack W Shilling
James H Wells
Original Assignee
Allegheny Ludlum Steel
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Allegheny Ludlum Steel filed Critical Allegheny Ludlum Steel
Publication of CS215115B2 publication Critical patent/CS215115B2/cs

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766Fe-Si based alloys
    • H01F1/14775Fe-Si based alloys in the form of sheets
    • H01F1/14783Fe-Si based alloys in the form of sheets with insulating coating
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1244Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the heat treatment(s) being of interest
    • C21D8/1272Final recrystallisation annealing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment
    • C21D8/12Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
    • C21D8/1277Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
    • C21D8/1283Application of a separating or insulating coating

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

Vynález se týká způsobu výroby elektromagnetické křemíkové oceli s orientovanými zrny. .
'Vývin orientace zrn krychle na hranu v borem - inhibitované elektromagnetické ·’ křemíkové oceli je závislý na druhotné rekrystalizaci. Sekundární zrna orientovaná krychle na hranu rostou na úkor . primárních . ' zrn, je-li zabrzděn normální růst primárních zrn. Inhibitory jako je bor, síra a dusík zpomalují normální růst primárních zrn až do teplot při nichž rostou - - zrna orientovaná krychle na hranu a stravují primární zrna. Toto nastává při operaci známé jako žíhání na konečnou strukturu.
Obvyklé žíhání na konečnou strukturu zahrnuje plynulé zahřívání rychlostí asi 20 stupňů Celsia za hodinu na teplotu, při níž nastává zkujňování a poměrně dlouhý čas na vyrovnání zkujňovací teploty k odstranění nečistot. Počátek . sekundární . rekrystalizace nastává během . ohřívacího cyklu v rozmezí 900 až 1040 °C. Při teplotách okolo 1040 °C lze rychlost ohřívání, závisející na zařízení, snížit asi na 19 °C za . hodinu. Zkujňování nastává při teplotách 1090 až 1260 °C.
Podle vynálezu se vytvoří ohřívací cyklus, kterým se zdokonalí magnetické vlastnosti elektromagnetické křemíkové oceli.
Ocel . se zahřívá z teploty 930° až 1040 °C průměrnou rychlostí menší, než 16 °C za hodinu a potom se udržuje na teplotě vyšší, než ' 1095 °C. po dobu ' nejméně 4 hod. ' Nižší rychlost ' ohřívání představuje přídavný' čas pro proces selektivního růstu zrn a rovněž se může výhodně upravovat mezní složení zrn . poskytnutím více času boru, který může být obsažen v žáruvzdorném kysličníkovém povlaku, který byl na ocel nanesen před žíháním na konečnou strukturu, aby difundoval z tohoto povlaku do oceli. Jak bylo shora uvedeno, bor je inhibitor, . který zamezuje normální primární růst zrn.
Různé cykly ohřívání pro žíhání na konečnou strukturu jsou popsány v USA patentech č. 2 534 141, 3 930 906, 3 932 234 · a 3 933 537 a v pojednání I. Goto, I. Matoba, T. Imanaka, T. Gotoh a T. Kan: „Development of a New Gram Oriented Silicon Steel RG—H with High Permeability.“
Pojednání bylo předloženo na konferenci EPS „Měkké magnetické materiály 2“, Cardiff, o. k. 9. až 11. dubna 1975. Ani pojednání, ani uvedené patenty neobsahují řešení podle vynálezu. Nehledě na rozdíly ve způsobu strukurálního žíhání, žádný z nich se netýká borem inhibitované křemíkové oceli.
Patenty č. 3 930 906, 3 932 234 a 3 933 537 a uvedené pojednání se týkají antimonem inhibitované křemíkové oceli, přičemž antimon se nepřidává do taveniny, která tvoří ocel podle tohoto · vynálezu. Dále, patent č. 3 933 537 se týká hliníkem a antimonem inhibitované křemíkové oceli a . jako . antimon ani hliník se nepřidává do taveniny, která tvoří ocel podle vynálezu.
Rada dalších publikací uvádí borem inhibitovanou křemíkovou ocel. Tyto publikace jsou např. patenty USA č. 3 873 381, 3 905 842, 3 905 843, 3 957 546 a 4 030 950 a USA přihláška vynálezu č. 696 964 přihlášená 17. června 1976. Přihláška č. 696 964 ještě popisuje žáruvzdorný kysličníkový základní povlak obsahující bor. Žádný z uvedených materiálů však neobsahuje žíhání na konečnou strukturu způsobem podle vynálezu.
Uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby elektromagnetické křemíkové oceli, jejíž zrna mají orientaci krychle na hranu. Výchozí tavenina oceli . obsahuje v hmotnostních 0,02.' až ' 0,06 uhlíkuv.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 0,0100 · dusíku, · do · 1,0 · mědi, méně než 0,005 · antimonu, méně než 0,009 hliníku ..a 2,5 až .4,0 .křemíku, ocel.se odlévá, . vál-.......
cuje za horka, válcuje za studená, oduhličí se, nanese se na ni žáruvzdorný kysličníkový povlak a žíhá se na .konečnou . struk- .....
turu při maximální · teplotě ' 1’26(1 · eC; · · Pod stata vynálezu spočívá v tom, že žíhání na konečnou strukturu oceli se provádí · zahříváním oceli na teplotu od 1093 °C do 1260 stupňů Celsia a na této teplotě se ocel udržuje · po · dobu 4 až 20 hodin, např. po dobu 12 · až · 20' hodin za účelem .čištění oceli, přičemž v .. teplotním . intervalu od ' .927 °C do 1038 . °C se toto zahřívání' provádí průměrnou rychlostí od . 10 °C . za hodinu . do 17 °C za hodinu, např. v rozmezí od 10 °C za hodinu do 13 °C za hodinu.
Ve výhodném provedení vynálezu se ocel žíhá isotermně v tepelném rozmezí 927 °C až 1038 °C po dobu 6 až 10 hodin.
Jak bylo uvedeno, udržuje se ocel na teplotě vyšší než 1093 °C po dobu, která postačuje k vyčištění (zkujněníj oceli, tj. výhodně po dobu alespoň 12 hodin, ale tato doba může i převýšit uvedených 20 hodin. Zbytky jako síra, uhlík a dusík se odstraní během čištění, jež se provádí v atmosféře, obsahující vodík.
Použití nějakého zvláštního způsobu zpracování oproti známým způsobům není nutné a lze postupovat podle kteréhokoli z uvedených USA patentů č. 3 873 381, 3 905 842, 3 905 843, 3 957 546 a 4 030 950 jakož i podle zmíněné přihlášky č. 696,964.
Nutno poznamenat, že výraz odlévání zahrnuje rovněž plynulé odlévání. Tepelné zpracování při válcování za tepla je rovněž zahrnuto v rozsahu vynálezu. Jak bylo shora uvedeno, je tavenina podle vynálezu prosta úmyslných přísad antimonu a hliníku. Bor je však obvykle obsažen v tavenině v množství nejméně 0,0008 °/o hmot. 'Další bor může být .obsažen v žáruvzdorném kysličníkovém povlaku. Ocel vyrobená podle vynálezu má permeabilitu nejméně 1870.1,27.10-6H.m-1 při 795 A.m‘1 a ztrátu v jádru menzí než 0,700 W na 0,453 kg při 1,7 T.
Hlavní výhodou a novým technickým pokrokem vynálezu je zlepšení magnetických vlastností oceli, . tj. vyšší permeabilita a nižší ztráty v jádru. Tato skutečnost bude prokázána na podkladě dále uvedených příkladů provedení.
Přikladl
Tavba křemíkové oceli se odlila a zpracovala .na . křemíkovou ocel . .mající orientaci krychle .na. hranu. Složení taveniny'. ..je'. uvedeno níže v . tab. I. Ani . antimon, ani ' hliník se do taveniny nepřidávají.
. Tabulka I
Složení v % hmot.
C Mn S B N Si Cu Fe
0,030 0,023 0,0012 0,0053 3,08 0,35 zbytek do 100 %
Způsob výroby oceli zahrnoval udržování na zvýšené teplotě po několik hodin, válcování za tepla na jmenovitou tloušťku 2,03 mm normalizaci, válcování za studená na konečnou tloušťku 0,275 mm, oduhličení, nanesení základního žáruvzdorného kysličníkového povlaku obsahujícího bor a žíhání na konečnou strukturu . popsané v následujícím odstavci.
Čtyři vzorky oceli byly ponechány při teplotě vyšší než 1095 °C po dobu delší než hod. Dva ze vzorků (A a B) byly ohřátý z teploty 930° na 1040° rychlostí 28 °C za hod. . Druhé dva vzorky (vzorek A‘ a B‘j byly ohřátý v tomto teplotním rozsahu rychlostí 14 °C za hod. Vzorky A‘ a B‘ byly žíhány podle vynálezu. Vzorky A a A‘ ze stejného svítku jako vzorky B, B‘.
Všechny vzorky byly zkoušeny ' na permeabilitu a ztrátu v jádru. Výsledky jsou uvedeny v tabulce II.
Tabulka II
Vzorek Permeabilita vyjádřená v 1,27.10~6 H.m-1 při 795 A.m-1 Ztráta v jádru vyjádřená ve W/0.453 kg
A 1886 0,716
A* 1915 0,689
В 1900 0,703
B‘ 1916 0,665
Výhoda ohřívacího cyklu podle vynálezu je jasně zřejmá z tabulky II. Zlepšení jak permeability, tak i ztráty v jádru jsou velice patrné. Permeability vzorků A‘ a B‘, které byly žíhány podle vynálezu jsou 1915 a 1916, zatímco tyto hodnoty jsou u vzorků А а В 1886 a 1900. Vzorky А а В nebyly žíhány na konečnou strukturu podle vynálezu. Podobně ztráty v jádru vzorků A‘ a B‘ byly 0,689 a 0,665, zatímco odpovídající hodnoty vzorků А а В byly 0,716 a 0,703.
Příklad II
Řada taveb křemíkové oceli byla odlita a zpracována na křemíkovou ocel mající orientaci krychle na hranu. Každá z taveb měla složení v rámci vynálezu. Zpracování až do žíhání na konečnou strukturu by lo stejné jako u příkladu 1. Žíhání na konečnou strukturu je popsáno v následujícím odstavci.
Dva vzorky z každé tavby byly udržovány při teplotě 1175 °C po dobu 20 hod. Jeden vzorek z každé tavby (skupina A vzorků] byla zahřáta na 1175 °C rychlostí 28 stupňů Celsia za hod. Ostatní vzorky z každé tavby (skupina В vzorků) byly zahřátý na 980 °C rychlostí 28 °C za hod. a při této teplotě ponechány 10 hod. a zahřátý na 1175 stupňů Celsia rychlostí 28 °C za hodinu. Vzorky skupiny В byly žíhány na konečnou strukturu podle vynálezu.
Každý vzorek byl zkoušen na permeabílitu a ztrátu v jádru. Průměrné hodnoty pro skupinu А а В byly stanoveny a výsledky jsou uvedeny v tabulce III.
Tabulka III
Vzorek Permeabilita vyjádřená v 1,27.10-6 H.m-1 při Ztráta v jádru vyjádřená ve 795 A.m-1 W/O. 453 kg
A В 1873 0,723 1912 0,674
Výhody ohřívacího cyklu podle předloženého vynálezu jsou jasně zřejmé z tab. III. Byla zlepšena jak permeabilita, tak ztráta v jádru. Průměrná permeabilita vzorků skupiny B, které byly žíhány podle vynálezu byla 1912; zatímco pro vzorky skupiny A byla 1873. Vzorky skupiny A nebyly žíhány způsobem podle vynálezu. Právě tak zráty v jádru vzorků skupiny В byly 0,674, zatímco vzorků skupiny A byly 0,723.

Claims (2)

  1. předmět vynalezu
    1. Způsob výroby elektromagnetické křemíkové oceli, jejíž zrna mají orientaci krychle na hranu, při němž se připraví tavenina křemíkové oceli obsahující v hmotnostních procentech od 0,02 do 0,06 °/o uhlíku, od 0,015 do 0,15 % manganu, od 0,005 do 0,05 '% látky ze skupiny obsahující síru a selen, od 0,0006 do 0,0080 % boru, do 0,0100 °/o dusíku, do 1,0 % mědi, méně než 0,005 % antimonu, méně než 0,009 hliníku a od 2,5 do 4,0 % křemíku, ocel se odlévá, válcuje za horka, válcuje za studená, oduhličí se, nanese se na ni žáruvzdorný kysličníkový povlak a žíhá se na konečnou strukturu při maximální teplotě 1260 stupňů Celsia, vyznačující se tím, že žíhání na konečnou strukturu oceli se provádí zahříváním oceli na teplotu od 1093 °C do 1260 °C a na této teplotě se ocel udržuje po dobu 4 až 20 hodin, přičemž v teplotním intervalu od 927 °C do 1038 °C se toto zahřívání provádí průměrnou rychlostí od 10 stupňů Celsia za hodinu do 17 °C za hodinu.
  2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačující se tím, že ocel se žíhá isotermně, v tepelném rozmezí 927 °C až 1038 °C, po dobu 6 až 10 hodin.
CS792484A 1978-04-12 1979-04-11 Method of making the electromagnetic silicon steel CS215115B2 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/895,678 US4157925A (en) 1978-04-12 1978-04-12 Texture annealing silicon steel

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CS215115B2 true CS215115B2 (en) 1982-07-30

Family

ID=25404882

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CS792484A CS215115B2 (en) 1978-04-12 1979-04-11 Method of making the electromagnetic silicon steel

Country Status (20)

Country Link
US (1) US4157925A (cs)
JP (1) JPS54142120A (cs)
AR (1) AR220934A1 (cs)
AT (1) ATA251579A (cs)
AU (1) AU525956B2 (cs)
BE (1) BE875540A (cs)
BR (1) BR7902164A (cs)
CA (1) CA1123323A (cs)
CS (1) CS215115B2 (cs)
DE (1) DE2912752C2 (cs)
ES (1) ES479579A1 (cs)
FR (1) FR2422722B1 (cs)
GB (1) GB2019438B (cs)
HU (1) HU177534B (cs)
IT (1) IT1115130B (cs)
MX (1) MX5749E (cs)
PL (1) PL118030B1 (cs)
RO (1) RO78546A (cs)
SE (1) SE7903204L (cs)
YU (1) YU72879A (cs)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4416707A (en) * 1981-09-14 1983-11-22 Westinghouse Electric Corp. Secondary recrystallized oriented low-alloy iron
US4693762A (en) * 1983-07-05 1987-09-15 Allegheny Ludlum Corporation Processing for cube-on-edge oriented silicon steel
CA1240592A (en) * 1983-07-05 1988-08-16 Allegheny Ludlum Corporation Processing for cube-on-edge oriented silicon steel

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5113469B2 (cs) * 1972-10-13 1976-04-28
US3873381A (en) * 1973-03-01 1975-03-25 Armco Steel Corp High permeability cube-on-edge oriented silicon steel and method of making it
US3905842A (en) * 1974-01-07 1975-09-16 Gen Electric Method of producing silicon-iron sheet material with boron addition and product
US4054471A (en) * 1976-06-17 1977-10-18 Allegheny Ludlum Industries, Inc. Processing for cube-on-edge oriented silicon steel
US4102713A (en) * 1976-06-17 1978-07-25 Allegheny Ludlum Industries, Inc. Silicon steel and processing therefore

Also Published As

Publication number Publication date
PL118030B1 (en) 1981-09-30
GB2019438B (en) 1982-12-22
DE2912752C2 (de) 1986-10-16
IT1115130B (it) 1986-02-03
FR2422722B1 (fr) 1985-10-25
ATA251579A (de) 1984-04-15
BR7902164A (pt) 1979-12-04
YU72879A (en) 1983-12-31
DE2912752A1 (de) 1979-10-25
IT7948602A0 (it) 1979-04-03
FR2422722A1 (fr) 1979-11-09
PL214823A1 (cs) 1980-02-25
CA1123323A (en) 1982-05-11
AU4541279A (en) 1979-10-18
MX5749E (es) 1984-06-13
ES479579A1 (es) 1979-07-16
GB2019438A (en) 1979-10-31
SE7903204L (sv) 1979-10-13
AU525956B2 (en) 1982-12-09
JPS54142120A (en) 1979-11-06
US4157925A (en) 1979-06-12
BE875540A (fr) 1979-10-12
RO78546A (ro) 1982-04-12
HU177534B (en) 1981-11-28
AR220934A1 (es) 1980-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR970008162B1 (ko) 입자 방향성 전기강의 초고속 열처리
CS213306B2 (en) Method of making the metal sheets from the silicon steel with structure of the edge cube
CS212706B2 (en) Method of improving the permeability of silicon steel with goss orientation
CN107109585A (zh) 磁性能优异的取向电工钢板及其制造方法
CZ296442B6 (cs) Zpusob výroby kremíkochromové krystalove orientované elektrotechnické oceli
US3575739A (en) Secondary recrystallization of silicon iron with nitrogen
US4054471A (en) Processing for cube-on-edge oriented silicon steel
US4319936A (en) Process for production of oriented silicon steel
CA1120386A (en) Processing for cube-on-edge oriented silicon steel
CS215115B2 (en) Method of making the electromagnetic silicon steel
CA1130180A (en) Processing for cube-on-edge oriented silicon steel
US4367100A (en) Silicon steel and processing therefore
EP0124964B1 (en) Process for producing grain-oriented silicon steel
US4102713A (en) Silicon steel and processing therefore
US4179315A (en) Silicon steel and processing therefore
EP0036726B1 (en) Method of producing silicon-iron sheet material with annealing atmospheres of nitrogen and hydrogen
US4054470A (en) Boron and copper bearing silicon steel and processing therefore
US4115160A (en) Electromagnetic silicon steel from thin castings
CA1045955A (en) Process for high permeability silicon steel
GB2095287A (en) Method for producing grain- oriented silicon steel
US4793873A (en) Manufacture of ductile high-permeability grain-oriented silicon steel
JPS6054371B2 (ja) 電磁的珪素鋼の製造方法
CA1164320A (en) Processing for cube-on-edge oriented silicon steel
KR0169992B1 (ko) 고 규소, 저 융점 탄소, 및 규칙적 입자 배향 규소 강의 제조방법
JPH0515765B2 (cs)