DE1256239B - Verfahren zur Herstellung von Wuerfeltextur in Eisen-Silizium-Blechen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von Wuerfeltextur in Eisen-Silizium-BlechenInfo
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- DE1256239B DE1256239B DE1962W0031552 DEW0031552A DE1256239B DE 1256239 B DE1256239 B DE 1256239B DE 1962W0031552 DE1962W0031552 DE 1962W0031552 DE W0031552 A DEW0031552 A DE W0031552A DE 1256239 B DE1256239 B DE 1256239B
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Description
BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DFUTSCHES
PATENTAMT
IbL CL:
C21d
Deutsche KL: 18c« 1/78 4
Nummer: 1256239
Aktenzeichen: W 31552 VI a/18 c
25. Januar 1962
Auslcgctag: 14. Dezember 1967
Die Erfindung bezkht sich auf wekhmagnetischc
Bleche aus Eise^ilizium-Legicrungen mit Würfel·
textur. Bei dieser Textur liegen zwei Wiirfelflücbe«
des Elcmenlarwürfcis parallel zur Wateebene und in
der Walwichtung sowie senkrecht dazu verlaufen Jc vier WUrfdkantcn. In Millers Indiz« ausgedrückt,
wild dnc solche Textur mit (100) [001] beschrieben.
Durch die deutsche Auslegeschrift Ι;009 2Ι4 h\
bereits ein Verfahren 2ur Erzeugung einer WörfeJ-icxtur
ία Silizium- und/oder aluminiumhaltigcn Eisen- ic
legierungen bekanntgeworden. Nach diesem Verfahren werden warmgewalzte Bleche ein oder mehrmals
und im letzten Fall unter Einschaltung mindestens einer ZwischenglUhung kaltgewalzt und
danach schlußgcgKlhL Das Kennzeichen dieses Ver- >3
fahrer» ist eine RcinifungsglUhung ohne Nachbehandlung,
die vor dem Kaltwalzen eingeschoben wird. Da bei diesem Verfahren der Anteil an Körnern
mit Würfdtextur verhältnismäßig gering und zum anderen die Streuung des Prozentgchaltcs der crhal- 30
tenen WUrfeltextur verhältnismäßig groß ist, hat sich
dieses Verfahren nicht für die praktische Herstellung von Eiscn-Silizium-Blcchcn mit Würfeltextur durchsetzcn
können.
Femer äst durch die deutsche Auskgcschrift *s
I 029 845 ein Verfahren zur Erzeugung von WUrfel-(cxtur
in Eiscn-Silizium-Blcchcn bekanntgeworden, nach welchem im wesentlichen durch Warmverformung,
anschließender einfacher oder mehrfacher Kaltverformung, gegebenenfalls durch Einschaltung W
von ZwischenglUhungen und darauffolgender Schluß* glühung in einer besonderen, die Bildung von SiIiziumonyd
verhindernden Glühutmosphäre die Ausbildung
der Würfeliextur angestrebt wird. Es hat
sich jedoch gezeigt, daß dieses. Verfahren eine ganz JS
besondere Sorgfalt in der Ausführung der einzelnen Verfahrensmaßnahmen erfordert, was dk Kosten
de* Verfahrens in unerwünschter Weise beeinflußt.
Es wurden auch Verfahren zur Herstellung von Eisen-Silizium-Blecbcn mit Würfcltcxiur vorgeschla- <°
gen, wie etwa solche, bei denen eine besondere Sorgfalt auf die Obertechenbeschafferibeit der Bleche
durch Elektropolieren oder durch Anwendung einer wBsserstofThaltigcn Glühatmosphärc mit einem Taupunkt
von -70"C oder tiefer oder durch Anwendung <5
eines hohen Vakuums gelegt wurde oder solche Verfahren, bei denen durch ein langsames geregeltes
Erstarren von Schmelzen stcngelFormigc Körner
hergestellt wurden, deren Ekmentarwvrfclkantcn im wesentlichen parallel zu der Richtung der stengel- s°
förm'igen Körner verlaufen. Alle diese Verfahren
hatten sich in der Praxis jedoch nicht durchsetzen Verfahren zar Herstellung iron WSrfeHextar in
Eiien-Silbcium-Blechen
Anmelder:
Wcstm&house Electric Corporation,
last Pittsburgh, Pi. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. R. Setben, Patent- und Rechtsanwalt»
München 2, Witietsbachcrplatz 2
Als Erfinder benannt:
George W. Wiener, Pittsburgh, Pa., Robert H. Trapp, DcJmont, Pa.,
John J. Kramer, Pittsburgh, Pa. (V. St A.)
Beanspruchte Priorität;
V. St. v. Amerika vom 27. Januar 1961 (85 432)
können, sei es, daß trotz genauer Beachtung der vorgeschlagenen
Maßnahmen die erstrebte Wttrftltexlur oftmals doch nicht oder höchstens nur in geringem
Umfang auftrat oder daß die Verfahren zu teuer waren oder auch, daß die Verfahren mehr auf einen
Labormaßstab als auf eine wirtschaftliche Technik zugeschnitten waren.
Nach dem Stand der Technik sind eine Anzahl allgemein zu beachtender Faktoren für die Bildung
von Würfcltcjitur in Eiscn-Silizium-B'cchcr» bekannt.
Es sind diese:
1. Zusammensetzung, einschließlich der Summe
und der Verteilung von Einschlüssen,
2. Oberflächcncncrgiebcdingungen, einschließlich
des Einflusses von Verunreinigungen,
5. Verformungifolgen, einschließlich Arbeit«- und
Walztcmperaiur.
4. Glühbedingungen, einschließlich Zeit, "Temperatur und Atmosphäre.
Der Gegenstand der vorliesenden Erfindung bjt es,
eine Eisen-Siltzium-Legierung mit einer sorgfältig
kontrollierten Zusammensetzung zu IkFern, die allein
darauf abzielt, eine gesicherte Produktion von weich·
magnetischen Blechen mit einem hohen Anteil an WUrfcltcxtur auf wirtschaftlich annehmbarer Grundlage
zu gestatten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Erzeugung von Würfeltextur in Eisen-Silizium-Blechen besteht
darin, daß folgende Arbeitsschritte vorgenommen werden:
a) Warmwalzen der Eisen-Silizium-Legierung zu einem Blech von 1,01 bis 3,8 mm Dicke, wobei
von einer Bramme ausgegangen wird.
2 bis 7% Silizium, weniger als 0,15% Aluminium, bis 0,5% Mangan, weniger als 0,01% Stickstoff,
bis 0,5% Kohlenstoff, Rest Eisen mit geringen Verunreinigungen enthält;
b) Glühen des warmgewalzten Bleches in einer nichtoxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur
von 700 bis 11000C;
c) ein- oder mehrmaliges Kaltwalzen des Bleches auf eine Enddicke von 0,12 bis 0,5 mm;
d) Zwischenglühungen des Bleches zwischen den Kaltwalzschritten bei einer Temperatur, die
nicht über 11500C liegt;
e) Schlußglühen des kaltgewalzten Bleches, dessen Sauerstoffgehalt 0,0035% nicht überschreiten
und dessen Schwefelgehalt zu Beginn der Schlußglühung 0,002 bis 0,03% und während
des Verlaufes der Schlußglühung nicht unter 0,0005 betragen soll, wobei das kaltgewalzte
Blech bei einer Temperatur von 1100 bis 13500C
in stark reduzierter Atmosphäre solcher Art geglüht wird, daß Oxydierungen an der Oberfläche
des Bleches verschwinden, unter Einhaltung einer solchen Glühdauer, bis eine im wesentlichen
vollständige Sekundärkristallisation erstellt wird, in dem Sinne, daß wenigstens in
70% des Blechvolumens Würfeltextur erhalten wird.
Zur Erläuterung des Gegenstandes der Erfindung sei auf die Zeichnung hingewiesen. In A b b. 1 ist
ein Eisen-Metall-Blech angedeutet, in dem schematisch ein Würfel A eingezeichnet ist, der die
Kristallgitterlage eines einfach orientierten Kornes, d. h. die sogenannte Gosstextur (HO)[OOl] veranschaulicht,
und ein Würfel B, welcher die Kristallgitterlage einer Würfeltextur hinsichtlich der Walzrichtung
veranschaulicht.
Bei dem Würfel B liegen vier Würfelkanten in der Walzrichtung und vier Würfelkanten in der senkrechten
Richtung dazu. Die besten magnetischen Eigenschaften werden in diesen beiden Richtungen
erlangt, weil die leichteste Richtung der Magnetisierbarkeit der Körner in einer Richtung parallel zu
diesen Kanten erfolgt. Sind demzufolge in einem Blech alle Elementarwürfel der Körner in einer Art
entsprechend Würfel!? angeordnet, so werden die besten magnetischen Eigenschaften sowohl in der
Walzrichtung als auch senkrecht zur Walzrichtung gegeben sein.
Diese weichmagnetischen Eisen-Silizium-Bleche mit Würfeltextur gemäß der Erfindung können mit
großem Vorteil in elektrischen Geräten angewendet werden, wie z. B. in Motoren, Generatoren und
Transformatoren.
A b b. 2 soll ein Statorblech 10 eines Motors oder Generators zeigen, das aus einem Blech oder Band
mit Würfeltextur herausgestanzt sein möge. Das Statorblech 10 zeigt Einschnitte 12, in die die Wicklungen
untergebracht werden können, und Zähne 14, durch die ein hoher magnetischer Fluß geht. Der
Rücken oder der umfassende Teil 16 des Statorbleches führt den magnetischen Fluß während des
Gebrauches.
Die Pfeile 18 zeigen die zwei leichtesten Magnetisierungsrichtungen
des magnetischen Bleches an. Daher wird der Zahn 14 leicht zu hoher Flußdichte magnetisiert werden, während der Rücken ebenso
leicht den magnetischen Fluß führt.
In A b b. 3 sind zwei Sektoren 26 aus weichmagnetischem Blech, wie sie in großen Generatoren
und Motoren verwendet werden, angedeutet. Die Sektoren sind aus einem großen Blech 20 herausgestanzt,
und zwar so, daß die Zähne 28, die die Einschnitte zur Aufnahme der Wicklungen 30 festlegen,
wesentlich parallel zur Walzrichtung des Bleches liegen und daher nahezu parallel zur Richtung
22 der leichtesten Magnetisierbarkeit, während der Rücken 32 nahezu parallel zur anderen Richtung 24
der leichtesten Magnetisierbarkeit verläuft. Deshalb werden sehr gute magnetische Eigenschaften durch
den Einsatz solcher magnetischer Blechsektoren 26 erlangt.
A b b. 4 zeigt einen L-Stanzteil 40, wie er gewöhnlich
in Transformatoren eingesetzt wird. Diese Bleche sind so gestanzt, daß ein Schenkel 42 parallel
zu der leichtesten Richtung 48 der Magnetisierbarkeit liegt, während der andere Schenkel 44 parallel
zur anderen Richtung 46 der leichtesten Magnetisierbarkeit liegt. Folglich wird dieser L-Stanzteil sehr
gute magnetische Eigenschaften besitzen.
Des weiteren wird ein E-Stanzteil 50 in A b b. 5 von der Form gezeigt, wie er in Transformatorenkerne
Anwendung findet. Das Kernblech ist aus einem Blech mit Würfeltextur herausgestanzt; auch
hier liegt wieder der Rücken 52 parallel zu einer der Richtung 60 leichtester Magnetisierbarkeit, während
die Schenkel 54, 56 und 58 parallel zur anderen Richtung 62 der leichtesten Magnetisierbarkeit liegen.
Abgesehen von den Kernblechmustern, wie sie in A b b. 2 bis 5 gezeigt werden, lassen sich zweifellos
noch andere Muster mit solchen maximalen magnetischen Güteeigenschaften herstellen.
Grundsätzlich wurde gefunden, daß in magnetischen Blechen, die in Übereinstimmung mit der üblichen
Praxis entweder gestapelt oder gewickelt einer Schlußglühung zur Erzielung der sekundären Rekristallisation
unterworfen wurden, der Sauerstoffgehalt nicht 0,0035 Gewichtsprozent überschreiten
sollte, und für die besten Ergebnisse sollte der Sauerstoffgehalt zu dem Zeitpunkt des Beginnens
der Schlußglühung 0,0015% nicht überschreiten. Für magnetische Bleche, die einzeln entweder in
Form von Stanzteilen oder langen Bändern geglüht werden müssen, ist die zulässige obere Grenze des
Sauerstoffgehaltes etwas höher, aber in keinem Fall sollte der Sauerstoffgehalt 0,005% überschreiten,
wenn die Schlußglühung eingeleitet wird. Unter Sauerstoff wird hier der gelöste Sauerstoff verstanden.
Es ist gut bekannt, daß aus Gründen der Schmelzführung bzw. aus anderen Gründen einige grobe
Oxydeinschlüsse auftreten können und dadurch einen zu hohen Gesamtsauerstoffgehalt ergeben,
während der Hauptteil der Legierungsmasse einen Sauerstoffgehalt besitzt, der gut innerhalb der
speziellen Grenze liegt. Solche verhältnismäßig großen lokalen Oxydeinschlüsse gefährden die Umwandlung
zur Würfeltextur nicht ernstlich.
Hinsichtlich des Schwefelgehaltes des Legierungsbleches wird ein Minimum von 0,002%, Vorzugs-
5 6
weise ein Schwefelgehalt über 0,015% benötigt, um üblich ist, um verlustarme Siliziumstahlbleche herdie
Schlußglühung wirtschaftlich tragbar zu machen. zustellen. Der Kohlenstoffgehalt des Gußstückes
Die Gegenwart des Schwefels in diesem Spielraum oder des Barrens kann hoch sein und etwa bei 0,05%
sichert, daß der Prozeß der Umwandlung oder der liegen, denn mit den nachfolgenden Verarbeitungsdes
Kernwachstums zur Würfeltextur, der durch eine 5 schritten sinkt der Kohlenstoffgehalt. Der Mangangeeignete
Wärmebehandlung von Eisen-Silizium- gehalt kann bis zu 0,5% betragen, aber gewöhnlich
Legierungen mit einem tiefen Sauerstoffgehalt ein- wird er bei nicht mehr als 0,2% gehalten. Der
geleitet wird, nicht vorzeitig zum Stillstand kommt, Betrag von Titan und Bor, diese Elemente werden in
ehe denn der Hauptteil des Blechvolumens sich dieser diesen Legierungen als schädlich angesehen, sind
Umwandlung unterzogen hat. Ein Maximum von io herkömmlicherweise unter 0,005% zu halten. Zur
0,03% Schwefel kann noch geduldet werden. Erzielung der besten Ergebnisse sollte der AIu-Der
Mindestschwefelgehalt von 0,002% ist, wie miniümgehalt gewöhnlich nicht 0,006% überschreioben
festgestellt, ein Minimum, das in Verfahren ten, aber Aluminium kann bis zu einem Gehalt
angewandt werden kann, die mit einer verträglichen von 0,015% vorliegen. Legierungen, die einen
Wirtschaftlichkeit arbeiten. Der tatsächlich benötigte 15 Aluminiumgehalt von 0,02% oder gar 0,03% haben,
Schwefelgehalt während der Würfelwachstumsglü- ergeben zwar noch die Umwandlung, jedoch treten
hung liegt wenigstens bei 0,0005%. Unter Gleich- bei solch hohen Aluminiumgehalten andere nicht
gewichtsbedingungen, bei denen es keinen Schwefel- wünschenswerte Schwierigkeiten auf. Stickstoff sollte
verlust gibt, wird das würfelorientierte Korn wachs- 0,01% nicht überschreiten.
turn durch diesen unteren Schwefelgehalt noch 20 Die Erfindung hat gezeigt, daß der Sauerstoffgehalt
garantiert. Jedoch unter praktischen Glühbedin- der Gußstücke von Eisen-Silizium-Legierungen durch
gungen können Schwefelverluste mit solch einem nachfolgende Verfahrensschritte nicht wesentlich
Ausmaß auftreten, daß der Schwefelgehalt im kalt- reduzierbar ist. Zum Beispiel ausgedehntes Erwärmen
gewalzten Blech unter 0,002% liegt. Durch das von Legierungsblechen aus offenen Herdschmelzen
Festsetzen dieser unteren Grenze des Schwefel- 25 erbrachten einen Sauerstoffgehalt von 0,006%.
gehaltes bei einem Wert von 0,002% hat man im Oder: Eine Behandlung eines 1,27mm dicken
Endeffekt sichergestellt, daß der Schwefelgehalt Bleches bei 10~5 mm Hg im Vakuum und bei Temwährend
des Glühprozesses nicht unter 0,0005% peraturen höher als 12000C bis zu 50 Stunden gefallt,
halten, war nicht ausreichend, um den Sauerstoff-Eisen-Silizium-Legierungen, die einen Sauerstoff- 30 gehalt auf die benötigten Werte zu reduzieren,
und einen Schwefelgehalt innerhalb der kritisch Daher muß geschlossen werden, daß für ein wirtbezeichneten
Beträge besitzen, können durch an- schaftliches Vorgehen, bei dem reproduzierbare
gemessene Verfahrensschritte in Würfeltextur ge- Werte vorgeschrieben sind, die offene Herdpraxis
bracht werden. Die Verfahrensschritte umfassen modifiziert werden .muß oder andere Schmelzwenigstens
eine. Kaltverformung mit einem Ver- 35. verfahren angewandt werden müssen. Großer Erfolg
formungsgrad von mindestens 50%, Zwischen- wurde durch Anwenden eines Vakuums während
glühungen nicht höher als 11500C, wenn mehr als des Schmelzens erreicht. Beim Vakuumprozeß wird
ein Kaltverformungsschritt nötig ist, und eine das Schmelzen in Abwesenheit der silikatreichen
Schlußglühung bei Temperaturen zwischen 1100 und Schlacken ausgeführt, und dies ergibt nun sehr
13500C in einer stark reduzierenden Atmosphäre, 40 befriedigende tiefe Sauerstoffgehalte. Bei gleich
während einer zur Vervollständigung der sekundären tiefem Kohlenstoffgehalt können die Eisen-Silizium-Rekristallisation
genügenden Zeit. Dabei sind ge- Legierungen nach folgender Reaktion desoxydiert wisse Glühbedingungen aufrechtzuerhalten, wie sie werden:
weiter unten auseinandergesetzt werden.
Eisen-Silizium-Legierungen mit den unten ange- 45 Si + O (in Eisen gelöster Sauerstoff)
weiter unten auseinandergesetzt werden.
Eisen-Silizium-Legierungen mit den unten ange- 45 Si + O (in Eisen gelöster Sauerstoff)
führten Konzentrationsbereichen wurden erfolgreich >
SiO (gasförmig).
umgewandelt. Der extrem hohe Volumenanteil an
Würfeltextur konnte wiederholt und folgerichtig in Das Vakuum ermöglich eine schnelle Entfernung
Übereinstimmung mit dieser Erfindung erzielt werden. der Siliziummonoxyde aus dem geschmolzenen
Kohlenstoff 0,001 bis 0,01% 5° Mftal\v 1 n · u* · u a- d 1 ♦· u »
lv/io«™« λVw>
ui. λ%no/ Ι™ Vakuum vollzieht sich diese Reaktion schnell
Mangan 0,002 bis 0,20% , ... .. , „ T, ,, . «. ^
ο·,· ·,_, ->
-> u· το/ und quantitativ, so daß Kohlenstoff zur Desoxy-
Siuzium 2,2 bis 7"/o j *· · u* ··*· · * τ-· ο·ι· ¥
Ai11n,:,,--, πηπι κ;* ηήιςο/ dation nicht notig ist. Eisen-Silizium-Legierungen,
Schwefel 0 0005 bis 003% „ dJe T offenen "erd f ^hmolzen sind, sind deshalb
Sauerstoff 0,0005 bis 0,0035% 55 als Ausgangsmaterial fur eine Vakuumbehandlung
c;_e- O0Ct m geschmolzenem Zustand gebräuchlich. Um den
eisen j\.est .. , , · j · ο ± α· ι ι*. · γ>·
gewünschten niedrigen Sauerstoffgehalt in Eisen-
Die Angaben beziehen sich auf Gewichtsprozente Silizium-Legierungen zu erreichen, können ver-
zum Zeitpunkt unmittelbar vor der Schlußglühung. schiedene industrielle Verfahren angewandt werden,
Des weiteren sei auf andere Legierungselemente 6o die eine Vakuumbehandlung vorsehen. Unter diesen
der vorliegenden Erfindung eingegangen. Der SiIi- sind zu nennen:
ziumgehalt der Legierungen kann in dein Bereich Niederschmelzen in einem Vakuum mit einer
von 2 bis 70/0-hegen, aber vorzugsweise hai man verzehrbaren Elektrode,
diesen Bereich etwas enger von 2,25 bis 3,5% Sih-
diesen Bereich etwas enger von 2,25 bis 3,5% Sih-
zium. Der Kohlenstoffgehalt sollte unmittelbar vor 65 oderjnduktives Vakuumschmelzen,
der Schlußglühung klein sein, 0,01% nicht über- oder Vakuumentgasung der Schmelze in einer
schreiten und vorzugsweise unter 0,005% bleiben, Pfanne, in einem Gußstrahl bzw. in einer
wie es heutzutage in der magnetischen Stahlpraxis Kokille,
oder in einem doppelten Reinigungsverfahren, bei dem die silikatreiche Schlacke entfernt
wird und an ihrer Stelle eine inerte Gasatmosphäre über die Schmelze tritt.
Um den Effekt des Sauerstoffgehaltes bei Legierungen zu verfolgen, die in Übereinstimmung mit dieser Erfindung hergestellt wurden, wurde eine Vielzahl von Eisen-Silizium-Legierungen ausgewählt. Die Analysen dieser Legierungen in Gewichtsprozent sind in Tabelle I zusammengestellt, in der zugleich auch der Verfahrensabschnitt angegeben ist, bei dem die Analysenprobe entnommen wurde.
Um den Effekt des Sauerstoffgehaltes bei Legierungen zu verfolgen, die in Übereinstimmung mit dieser Erfindung hergestellt wurden, wurde eine Vielzahl von Eisen-Silizium-Legierungen ausgewählt. Die Analysen dieser Legierungen in Gewichtsprozent sind in Tabelle I zusammengestellt, in der zugleich auch der Verfahrensabschnitt angegeben ist, bei dem die Analysenprobe entnommen wurde.
Tabelle I
Chemische Zusammensetzung der Legierung
Chemische Zusammensetzung der Legierung
Probe | C | Mn | S | Si | Al | O | N | Ursprung der Proben |
BD-4 | 0,0097 | 0,002 | 0,0006 | 3,11 | 0,0045 | 0,0009 | 0,0003 | warmgewalztes Band |
8080 | 0,030 | 0,070 | 0,024 | 3,28 | 0,004 | 0,0009 | 0,0028 | geschmiedete Bramme |
8664 | 0,03 | 0,095 | 0,019 | 3,1? | 0,0072 | 0,0033 | 0,0028 | warmgewalztes Band |
7128 | 0,024 | 0,092 | 0,022 | .3,04 | 0,004 | 0,0042 | 0,0049 | warmgewalztes Band |
7130 | 0,021 | 0,076 | 0,023 | 3,08 | 0,0044 | 0,0062 | 0,0039 | warmgewalztes Band |
713OR | 0,014 | 0,006 | 0,0006 | 3,12 | 0,0062 | 0,0006 | 0,001 | Gußblock |
8103 | 0,012 | 0,065 | 0,0093 | 2,76 | 0,0015 | 0,0005 | 0,0011 | warmgewalztes Band |
acc-1 | 0,0095 | 0,070 | 0,0005 | 3,13 | 0,005 | 0,0041 | 0,0003 | kaltgewalztes Band |
In dieser Tabelle stellt Eisen den Restgehalt; zufallig vorkommende Verunreinigungen sind nicht
aufgeführt. Die Analysen nach Beendigung der Wärmebehandlung zeigen nur sehr geringe Abweichungen
in der Zusammensetzung, besonders wurden keine Veränderungen im Sauerstoff- und Schwefelgehalt
nach dem letzten Kaltwalzstich bzw. vor der Schlußglühung beobachtet.
Die Legierungen, die in Tabelle I verzeichnet sind, wurden nach folgenden Schmelzverfahren hergestellt:
BD-4 wurde von gepreßten Briketts aus Elektrolyteisen und Siliziumpulver mit einer Korngröße
entsprechend 0,177 mm Durchmesser und einer dem Aluminium ähnlichen Reinheit
hergestellt. Die Briketts wurden als Zylinderschnitte zusammengeschweißt, um eine Elektrode zu erstellen. Diese so geformte
Elektrode wurde mit einer großen Geschwindigkeit im Vakuumlichtbogenofen niedergeschmolzen.
8080 Vakuumlichtbogenschmelze. Als Ausgangsmaterial diente eine herkömmliche Schmelze,
die im offenen Herdverfahren erstellt wurde.
8664 Ausgewählte Schmelze nach dem offenen Herdverfahren mit einem besonders niedrigen
Sauerstoffgehalt.
7128 Ausgewählte offene Schmelze. ,
acc-1 Offene Herdschmelze.
7130 Offene Herdschmelze.
7130 R Induktive Vakuumschmelze. Ausgangsmaterjal war die Schmelze 7130.
8103 Vakuumlichtbogenschmelze aps Gußbarren, die von einer offenen Schmelze erhalten
wurden.
Die Proben BD-4 und 8080 wurden zu Brammen geschmiedet, um die Gußstruktur zu zerstören. Die
Proben 8664, 7128, 7130 und acc-1 wurden flachgewalzt und entsprechend der üblichen Stahlwalz-
werkpraxis verarbeitet. Die Legierungen in Tabelle I wurden übereinstimmend nach folgenden Beispielen
verarbeitet:
55
60
Der Gußblock BD-4 wurde zu einer Bramme geschmiedet und bei 10500C zu einem Band von
der Dicke von 1,27 mm warmgewalzt. Das warmgewalzte Band wurde 2 Stunden bei 10500C in
Wasserstoff geglüht und nach der Glühung zur Entfernung des Walzzunders gründlich gebeizt. Das
Band wurde dann in einem Schritt auf die Dicke von 0,30 mm kaltgewalzt. Das kaltgewalzte Blech
wurde dann in einem Vakuum von 10 3 mm Hg bei 12000C mit verschiedenen Zeiten schlußgeglüht,
um eine sekundäre rekristallisierte Textur zu erhalten. Das 0,30 mm dicke Blech wurde in die Schlußglühung
sowohl als Einzelstreifen als auch in Stapelform gebracht. Um ein Zusammenschweißen der Bleche
während der Schlußglühung zu verhindern, diente trockenes Aluminiumoxyd zwischen den verschiedenen
Blechen als Isolationsmittel.
Gußblock 8080 — eine einzelne Vakuumwiederholungsschmelze eines herkömmlichen Gußblockes —,
der nach dem offenen Herdverfahren geschmolzen wurde, wurde zu einer Bramme geschmiedet und
bei 10500C zu einem Band mit der Dicke von
1,27 mm warmgewalzt. Das warmgewalzte Band wurde für 2 Stunden bei 10500C geglüht, anschließend
gebeizt und dann zu einer Endabmessung von 0,30 mm in einem Schritt kaltgewalzt. Danach wurde
unter denselben Bedingungen wie im Beispiel I geglüht.
Die offenen Herdschmelzen 8664, 7128 und 7130 wurden in einer Brammenwalze ausgewalzt und zu
einem Band von 1,52 mm Dicke heißgewälzt. Das Band wurde für 2 Stunden bei 1050° C in Wasserstoff
geglüht, gebeizt und in einem Schritt zu einem Blech von 0,30 mm Dicke kaltgewalzt. Das kaltgewalzte
Material wurde dann wie im Beispiel I schlußgeglüht.
ίο
Ein Teil der offenen Herdschmelze 7130 wurde in einem Vakuuminduktionsofen wieder aufgeschmolzen
(diese Schmelze ist mit 7130 R bezeichnet).
Gußblock 713OR wurde bei 10000C zu einem Band von 1,27 mm Dicke warmgewalzt. Das warmgewalzte
Band wurde bei 10500C für 2 Stunden in Wasserstoff geglüht, anschließend gebeizt. Das Band
wurde in einem Schritt zu einer Endabmessung von 0,30 mm Dicke kaltgewalzt. Das kaltgewalzte Blech
wurde bei 1200° C in einem Vakuum kleiner als 10 ~3 mm Hg geglüht. Teile dieses Bleches wurden
mit trockenem Aluminiumoxyd als Isolationsmittel zusammengestapelt, um ein Verschweißen zu ver-
hindern. . '
Der Gußblock 8103 wurde zu einer Bramme geschmiedet und entsprechend der üblichen Stahlwalzwerkpraxis
zu einer Dicke von 3,42 mm warmgewalzt. Das warmgewalzte Blech gebeizt und offen
7 Minuten bei 950° C in Wasserstoff geglüht. Das Blech wurde dann auf 1,27 mm kaltgewalzt, für
20 Minuten bei 84O0C in feuchtem Wasserstoff rekristallisiert und 1 Stunde bei 11000C in trockenem
Wasserstoff (Taupunkt — 500C) wärmebehandelt.
Die geglühten 1,27 mm dicken Bleche wurden gebeizt und auf 0,30 mm kaltgewalzt. Die kaltgewalzten
Bänder wurden dann in Bleche geschnitten, gestapelt, mit trockenem Aluminiumoxyd isoliert und bei
1200'C in einem Vakuum kleiner als 10 3 mm Hg
geglüht. .
Die Legierung acc-1 wurde zu einer Bramme gewalzt und auf 3,81 mm warmgewalzt. Das Band
wurde bei 9000C offen geglüht und dann auf 1,27 mm kaltgewalzt. Dann wurde das Blech für 100 Stunden
bei 120O0C in einer trockenen Wasserstoff atmosphäre
(Taupunkt — 500C) kastengeglüht, anschließend bis auf 0,30 mm kaltgewalzt. Die Proben
wurden entsprechend Beispiel I geglüht.
In Tabelle II sind die Volumprozent der Umwandlung zur Würfeltextur nach bestimmten Glühzeiten
aufgeführt, wie sie den verschiedenen Legierungen der Tabelle I und den oben angeführten
Beispielen entsprechen. Tabelle II berücksichtigt nur die Glühbehandlung von Einzelstreifen. Zur Erleichterung
ist der Sauerstoffgehalt neben der Probenbezeichnung aufgeführt. Die Geschwindigkeit der
Umwandlung nimmt deutlich mit zunehmendem Sauerstoffgehalt ab. Die Bedeutsamkeit der 0,0035%-Sauerstoffgrenze
ist klar ersichtlich.
Tabelle II
Volumprozent der Würfeltextur in Einzelblechen nach der Glühzeit
Volumprozent der Würfeltextur in Einzelblechen nach der Glühzeit
Probe | BD-4 | O2 | 1 Stunde | 8 Stunden | 14 Stunden | 30 Stunden | 40 Stunden |
8080 | (0,0009) | 71% | 97% | 97% | 98,5% | 99% | |
8664 | (0,0009) | — | 95% | — | 95%' . | — | |
acc-1 | (0,0033) | 20% | — | 51% | 66% | — | |
7130 | (0,0041) | 7% | — | 28% | — | — | |
(0,0062) | — | — | — | — | 5% |
In Tabelle III sind die Volumprozent der Umwandlung für die Legierungen aufgeführt, falls ihre Glühung
in einer Stapelform mit Aluminiumoxyd als Isolationsmittel erfolgte.
Tabelle III
Volumprozent der Würfeltextur in Blechen, die in gestapelter Form geglüht wurden, nach der Glühzeit
Volumprozent der Würfeltextur in Blechen, die in gestapelter Form geglüht wurden, nach der Glühzeit
Probe | BD-4 | Oa | 1 Stunde | 4 Stunden | 8 Stunden | 30 Stunden | 40 Stunden |
8664 | (0,0009) | 26% | 38% | 95% | 950/0 | ||
8080 | (0,0033) | 0% | 3% | 33% | 78% | 80% | |
7130R | (0,0009) | — | — | °5% | — | — | |
8103 | (0,0006) | — | — | 86% | — | — | |
acc-1 | (0,0005) | — | — | 90% | — | — | |
7128 | (0,0041) | — | — | 3% | — | 5% | |
(0,0042) | — | — | — | — | 5% |
Die Angaben in Tabelle Il und III beziehen sich auf einen gleichzeitigen Schwefelgehalt in der Probe
von mindestens 0,0005 Gewichtsprozent Schwefel. Deshalb wurde die Glühung in einem eisenlegierten
Rohr ausgeführt, das in seiner Zusammensetzung einen entsprechenden Sehwefelgehalt aufwies. Bei
den angewandten erhöhten Temperaturen hielt der Schwefel aus dem Ofenrohr den Schwefelspiegel in
der Umgebung genügend hoch, so daß verhindert wurde, daß der Sehwefelgehalt der l· 3oen unter
den kritischen Wert fiel.
Aus den Tabellen II und III kann entnommen werden, daß der Sauerstoff sehr bedeutsam hinsichtlich
des Kornwachstums mit Würfeltextur ist und daß die Geschwindigkeit des Wachstums der Würfeltexturkörner
mit tieferem Sauerstoffgehalt zunimmt. Weiterhin kann entnommen werden, daß, wenn der
Sauerstoffgehalt wesentlich 0,0033% übersteigt, keine
709 708/268
befriedigende Umwandlung bei der Glühung von gestapelten Proben erlangt werden kann, und wenn
der Gehalt wesentlich über 0,0041% liegt, konnte auch keine befriedigende Umwandlung bei Proben
beobachtet werden, die in Form von Einzelblechen geglüht wurden.
Die Legierungen der Tabelle I wurden erfolgreich sowohl in einer Wasserstoffatmosphäre wie auch im
Vakuum geglüht. Für die Proben BD-4 und 8080 vollzieht sich die Umwandlung in die Würfeltextur
nach 24 Stunden bei 12000C in einem trockenen Wasserstoff mit einem Taupunkt von —600C nahezu
vollständig. Allgemein muß für ein Glühen mit trockenem Wasserstoff der Sauerstoffgehalt, und
zwar sowohl hinsichtlich des O2 und wie auch des H2O, unter 0,002 Volumprozent des trockenen Wasserstoffes
gehalten werden.
Die obigen Beispiele sollten veranschaulichen, aber nicht begrenzen. Es könnte festgestellt werden,
daß ein anderes Vakuum oder eine andere inerte Atmosphäre zur Erlangung eines tiefen Sauerstoffgehaltes
in Eisen-Silizium-Legierungen ebenso geeignet sein kann. Die Verfahrensschritte sind dahingehend
gerichtet, einen tiefen Sauerstoffgehalt in den Legierungen aufrechtzuerhalten bzw. den Sauerstoffgehalt
zu reduzieren, wenn er über dem zulässigen Spiegel liegt. Deshalb sollte Sorge getragen werden,
daß nicht übermäßig lange Glühungen in feuchtem Wasserstoff angewandt werden. Herkömmlicherweise
vermindert man mit solchen Glühungen den Kohlenstoffgehalt, doch können solche Glühungen Sauerstoff
in das Blech eindiffundieren lassen.
Der Effekt dieses Sauerstoffgehaltes bezüglich der mit Würfeltextur wachsenden Körner der Eisen-Silzium-Legierungen
dieser Erfindung, ist durch die Abb. 6, 7 und 8 deutlich veranschaulicht. Die
Werte, die in A b b. 6 angegeben sind, wurden durch Glühungen erlangt, die an Einzelblechen verschiedener
Legierungen ausgeführt wurden, wobei jedes Blech sorgfaltig in eine Schutzhülle eines Stahles
der gleichen Konzentration eingekapselt wurde, so daß das Blech im wesentlichen im Gleichgewicht mit
seiner Umgebung sich befand. Die Glühtemperatur war 12000C. Die Proben, die einen Sauerstoffgehalt
von 0,001% besaßen, unterzogen sich einer raschen Umwandlung in die Würfeltextur, so daß 50% der
Proben in Würfeltextur nach einer Stunde umgewandelt waren. Die Umwandlung ist im wesentlichen
von der Glühzeit linear abhängig, so daß nach 2 Stunden 100% erreicht sein würden. In der Probe,
die 0,0033% Sauerstoff enthält, ist die Umwandlungsgeschwindigkeit beträchtlich reduziert, so daß nur
ungefähr 20 Volumprozent nach einer Stunde umgewandelt waren, jedoch waren über 80% des Volumens
nach einer 4stündigen Glühung in Würfeltextur umgewandelt. Auf der anderen Seite waren
die Proben, die einen Sauerstoffgehalt von 0,0042% enthielten, in ihrer Umwandlungsgeschwindigkeit so
scharf herabgesetzt, daß nur ungefähr 15% des Volumens nach einer Glühdauer von 4 Stunden in
Würfeltextur vorlag. Die Proben, die einen Sauerstoffgehalt von 0,0059% hatten, zeigen kein abschätzbares
Würfeltexturwachsen, und auch nach 4 Stunden Glühzeit war keine namhafte Umwandlung
festzustellen.
A b b. 7 zeigt Werte auf, wie sie unter betrieblichen Bedingungen erhalten werden. In diesem Verfahren
sind die Legierungsbleche in Stapeln angeordnet, die drei bis fünf Bleche enthalten und die voneinander
durch geglühtes Aluminiumoxyd zur Verhinderung eines Verschweißen der Bleche isoliert sind. Die
Glühung wurde bei 12000C in einem Vakuum von 10"5 mm Hg ausgeführt. Aus dieser Darstellung
kann entnommen werden, daß die Bleche in dem Stapel, die einen Sauerstoffgehalt von 0,001%
besaßen, nach 8 Stunden Glühdauer eine Umwandlung von mehr als 60 Volumprozent in Würfeltextur
erfahren hatten. Die Legierungen, die 0,0033% Sauerstoff besaßen, benötigen für einen gleichen
Betrag eine 30stündige Glühzeit. Die Stapel, die Bleche mit einem Sauerstoffgehalt von 0,0042 und
0,0059% enthielten, waren nicht in der Lage, nach 30stündiger Glühzeit eine Umwandlung auszuführen,
die höher als 5 Volumprozent betrug. Diese letzten beiden rechtfertigen keine Überlegungen hinsichtlich
einer wirtschaftlichen Verwertbarkeit.
A b b. 8 ist besonders deshalb interessant, weil sie die Wirkung des Sauerstoffgehaltes in Abhängigkeit
von der Geschwindigkeit des würfelorientierten Wachstums zeigt, und zwar sowohl für Einzelglühung
als auch für Stapelglühung. Die Kurven zeigen den Bruchteil des Blechvolumens an, das sich
pro Stunde bei 12000C in einem Vakuum von 10 5 mm Hg in würfelorientierte Körner umwandelt.
Für höhere und tiefere Glühtemperaturen dreht die Geschwindigkeitskurve um die Nullachse und ist
bei höheren Temperaturen steiler. Die Änderung der Geschwindigkeit des würfelorientierten Wachstums
nimmt sehr rasch bei einzelgeglühten Proben ab.
A b b. 8 erklärt vielleicht bis zu einem gewissen Grad die Schwierigkeiten, wie sie sich beim übergang
vom Laboratoriumsversuch zum betriebsmäßigen Einsatz ergaben. Doch zeigt Kurve II, daß
für Stapelglühung und genügend kleine Sauerstoffgehalte die Geschwindigkeit des würfelorientierten
Kornwachstums genügt, um das Verfahren wirtschaftlich tragbar zu gestalten.
Eine sorgfältige Studie wurde auch von den Legierungen gemacht, die einen tiefen Sauerstoffgehalt
und verschiedene Schwefelgehalte aufweisen, und zwar unter solchen Bedingungen, daß keine
spezielle Vorrichtung getroffen wurde, um einer Verringerung des Schwefelgehaltes vorzubeugen, wie
er normalerweise bei der Glühung in einer Ofenatmosphäre auftritt. Tabelle IV zeigt für Legierungen
aus Tabelle I den Kohlenstoff-, Schwefel- und Sauerstoffgehalt nach der ersten Glühung und
einem Kaltwalzschritt bzw. nach mehreren Schritten. Die Zwischenbehandlungen und die Proben sind
dieselben, wie vorher beschrieben wurde. Die Beträge der anderen Elemente der Legierungen werden durch
diese Behandlung nicht berührt, und die Werte dieser Elemente bleiben im wesentlichen, wie sie in der
Tabelle I angegeben wurden, bestehen.
Teilweise chemische Zusammensetzung der Legierungen
Probe | C | S | O |
8080 8103 BD-4 |
0,017% 0,012% 0,01% |
0,019% 0,0093% 0,0006% |
0,0009% 0,0005% 0,001% |
Die Sauerstoffge halte der Legierungen dieser Tabelle liegen bei einem befriedigenden tiefen Spiegel
hinsichtlich der Würfeltexturumwandlung.
Jedoch wenn die Probe BD-4 mit 0,0006% Schwefel als Einzelblech zur Schlußglühung gelangt,
wandelt sich weniger als 50 Volumprozent des Bleches in Würfeltextur um. Andererseits Probe 8080
— mit 0,019% Schwefel und als Einzelblech vorliegend — wandelt 90% ihres Volumens in Würfeltextur
während der Schlußglühung um.
Die Proben wurden ebenso in gestapelter Form mit AI2O3 als Isolationsmittel in trockenem Wasserstoff
oder Vakuum bei 12000C einer 17- bis 24stündigen
Schlußglühung unterworfen. Die Ergebnisse werden in der folgenden Tabelle gezeigt.
Ausbildung der Würfeltextur nach einer Glühung
in H-2 oder Vakuum bei unterschiedlichen
Schwefelgehalten
IO
20
Probe | Schwefel Gewichtsprozent |
Würfeltextur Volumprozent |
8080 8103 BD-4 |
0,019 0,009 0,0006 |
90 85 50 bis 90 |
25
30
Hieraus ist zu entnehmen, daß der Schwefelgehalt oberhalb einer kritischen Grenze das Material
zuverlässig in eine Würfeltextur überführt, wobei wenigstens 70 Volumprozent der würfelorientierten
Körner innerhalb eines Winkels von 6° zur Walzrichtung fallen. Der Grad der Umwandlung hängt
in starkem Maße vom anfanglichen Schwefelgehalt ab, der sich vor der Schlußglühung im Blech befindet.
Ein höherer anfanglicher Schwefelgehalt sichert, daß genügend Schwefel über den ganzen Verlauf
der Glühperiode gegenwärtig ist, so daß eine Unterbrechung der Umwandlung nicht auftreten wird.
Auf Grund eines Vergleiches der erlangten Ergebnisse mit der Probe BD-4 unter den Bedingungen,
wie sie in Tabelle II, III und V gegeben sind, mag, soweit es den Schwefelgehalt betrifft, entnommen
werden, daß diese Zusammensetzung der Probe einen Grenzwert darstellt, wenn eine vollständige
Umwandlung in Würfeltextur erreicht werden soll. Wenn die Atmosphäre des Glühofens angenähert
einem Gleichgewicht hinsichtlich des festgesetzten Schwefels entspricht, kann ein hoher Volumprozentsatz
von Würfeltexturkörnern erlangt werden; aber in Verfahren mit wirtschaftlichem Maßstab,
bei dem die Gleichgewichtsbedingungen nicht vorherrschen und die sorgfältige kontrollierte Aufsicht
nicht praktisch ist, wird die Umwandlungsfähigkeit der Legierung mit solch einem tiefen Schwefelgehalt
sehr unterschiedlich sein und mag nicht mehr als 50 Volumprozent oder noch weniger an Würfeltexturkörnern
ergeben.
A b b. 9 zeigt, unter Nichtgleichgewichtsbedingungen
bei einer Vakuumglühung von 12000C ν on
schwefelhaltigen Eisen-Silizium-Legierungen in der Form von Blechen, die rasche Geschwindigkeit,
mit der der Schwefel von der Legierung abgezogen wird. Die Kurven zeigen, daß die Geschwindigkeit
der Beseitigung des Schwefels im wesentlichen gerade davon abhängt, ob die Glühung eines Einzelbleches
vorgenommen wurde oder ob eine Stapelglühung erfolgte. Bei der Einzelblechglühung erfolgt
die Reduzierung des Schwefelgehaltes stärker.
Während ein einzelnes Blech individuell geglüht werden kann, zwingen wirtschaftliche Praktiken zu
einer Massenglühung, entweder in gewickelter Form oder in einer Vielzahl von gestapelten Blechen.
Zwischen den einzelnen Oberflächen der Bleche sollte bei solch einer Massenglühung ein inertes
anorganisches Material gebracht werden, um einerseits ein Verschweißen der Legierung zu verhindern
und andererseits ein Entweichen von Gasen aus dem Metall zu ermöglichen, wie aber auch der ausgewählten
Glühatmosphäre zu gestatten, alle Oberflächen zu erreichen. Das inerte anorganische Isoliermaterial
kann aus einem überzug eines feinen gesiebten Pulvers bestehen oder in irgendeiner
anderen Weise auf die Oberfläche jeden Bleches des Stapels aufgebracht werden. Ein fein unterteiltes
Pulver, wie z. B. Aluminiumoxyd, Zirkonoxyd oder hochreines, wasserfreies Magnesiumoxyd, wird gute
Resultate ergeben. Dieses Isoliermaterial sollte z. B. durch Kalzinieren bei hohen Temperaturen vorbehandelt
sein, so daß es während der Glühung keine Feuchtigkeit, Sauerstoff oder andere schädliche
Substanzen wie Kohlendioxyd od. ä. abgibt. Gute Resultate wurden auch mit einer Blechisoliersubstanz
erlangt, die aus einem Aluminiumoxydpulver mit einer Korngröße von 0,074 bis 0,044 mm Durchmesser
bestand, das bei Temperaturen von 1000 bis 14000C kalziniert oder gebrannt war und dann in
versiegelten Behältern gelagert wurde, bis es zum Verbrauch gelangte.
Zur Schlußglühung wird das Massengut oder der Stapel von kaltverformten Blechen in einen Glühofen
mit einer nicht aufkohlenden Atmosphäre gebracht, die im wesentlichen vollständig von Wasserstoff,
Sauerstoff und anderen oxydierenden Komponenten frei sein muß, so daß das Blech während der Glühung
nicht oxydiert wird und irgendwelche Oberflächenoxyde rasch entfernt oder zersetzt werden. Siliziumdioxyd
wird den Hauptbestandteil der Oberflächenoxyde ausmachen, und deshalb sollten Temperaturen
von 1100 bis 13000C, trockener Wasserstoff oder hohes Vakuum angewendet werden, die dann die Reaktion
des Siliziumdioxydes mit Silizium des Bleches begünstigen und dabei Siliziummonoxyd bilden, das
von der Oberfläche verdampft. Würfeltexturkörner werden gegenüber anderen Korntexturen mit Vorzug
während der sekundären Rekristallisation wachsen, wenn die Oberfläche frei von irgendwelchen festen
kontinuierlichen Filmen ist. In der Praxis wird der Ofen kontinuierlich durch einen Strom von sehr
trockenem, hochreinem Wasserstoff ausgespült. Dabei soll der Wasserstoff einen Taupunkt unter —60 bis
-700C bei 11000C und unter -400C bei 13000C
besitzen. Gute Resultate sind ebenso mit einem Vakuum erzielt worden, das genügend klein war, um
eine gleichmäßig glänzende Oberfläche aufrechtzuerhalten.
Ein Vakuum von wenigstens 101 mm Hg ist bei 13000C anzustreben, während ein Vakuum von der
Größenordnung 10~3 mm Hg bei 11000C vorzuziehen
ist, obgleich offenbar auch höhere Vakua angewendet werden können. Im allgemeinen wird ein Vakuum
von 50 Mikron oder 50 · 103 mm Hg in dem be-
Claims (5)
- zeichneten Temperaturbereich zufriedenstellend sein; tiefe Wasserstoffdrücke oder inerte Gase, wie Argon, die frei von Sauerstoff sind, können während des Glühens angewendet werden. Die erste Voraussetzung ist die, daß die Atmosphäre eine solche ist, die eine Entfernung von Silikaten von der Oberfläche der Bleche bei der Glühtemperatur schnell verursacht. Unter diesen notwendigen Bedingungen werden die Bleche bald eine glänzende metallische Oberfläche erlangen, die frei von kontinuierlichen Filmen ist.Die Glühung sollte bei Temperaturen zwischen 1100 und 13000C mit hinreichender Zeit ausgeführt werden, um eine nahezu vollständige Sekundärrekristallisation zu gewährleisten. Es ist bekannt, daß die primäre Rekristallisation in Abhängigkeit vom Betrag der vorangegangenen Kaltverformung sehr rasch in der anfanglichen Phase einsetzt, so daß sie in den meisten Fällen bei Temperaturen zwischen 600 bis 10000C vonstatten gehen kann; die Sekundärrekristallisation benötigt eine weit längere Zeit und höhere Temperaturen. Bei 1100 C und höher kann, bevor noch die Primärrekristallisation vollständig abgelaufen ist, die Sekundärrekristallisation beginnen. Zur Sicherung eines würfelorientierten, zweiten Kornwachstums dürfen keine kontinuierlichen Filme zu Beginn der Sekundärrekristallisation auf dem Blech sein. Die Glühzeiten, die für einen vollständigen Ablauf der Sekundärrekristallisation benötigt werden, hängen von der Temperatur ab, bei der die Glühungen ausgeführt werden. Allgemein, je höher die Temperatur, je kürzer die Zeit. Natürlich, wie es aus einem Vergleich der Tabelle II und III entnommen werden kann, benötigen die Stapelglühungen länger als Einzelglühungen, wenn man vergleichbare Ergebnisse erlangen will. Die Glühtemperatur braucht während der Glühung nicht konstant zu sein, sondern kann bis zu einem gewissen Betrage variieren.Die vorliegende Erfindung dient dazu, doppelt orientierte magnetisierbare Eisen-Silizium-Bleche in Abmessungen von 0,025 bis 0,508 mm oder noch didker zu produzieren. Wertvoll ist dieses Verfahren jedoch hinsichtlich der wirtschaftlichen Produktion von magnetischen Blechen in der Dicke zwischen 0,127 bis 0,508 mm. Besonders im Hinblick auf die letzten Abmessungen sind bekannte Verfahren dieser Art fehlgeschlagen, um folgerichtig zu Produkten magnetischen Blechmaterials zu kommen, die über 70 Volumprozent (100) [001] orientierte Körner enthalten.Das magnetische Blechmaterial vor der Schlußglühung ist ebenso ein kommerzielles Produkt, weil es in einigen Fällen vorzuziehen ist, zunächst die Stanzteile herzustellen und diese dann anschließend zu glühen. Die Bleche können also einschließlich des letzten Kaltwalzschrittes innerhalb eines Werkes hergestellt werden, dann in Form von aufgewickelten Bändern versandt werden, wobei dann das Stanzen und das Schlußglühen in einem zweiten Werk vorgenommen werden.net durch die gemeinsame Anwendung folgender, an sich bekannter Maßnahmen:a) Warmwalzen der Eisen-Silizium-Legierung zu einem Blech von 1,01 bis 3,8 mm Dicke, wobei von einer Bramme ausgegangen wird, die 2 bis 7% Silizium, weniger als 0,015% Aluminium, bis 0,5% Mangan, weniger als 0,01% Stickstoff, bis 0,05% Kohlenstoff, Rest Eisen mit geringen Verunreinigungen enthält;b) Glühen des warmgewalzten Bleches in einer nichtoxydierenden Atmosphäre bei einer Temperatur von 700 bis 1100 C;c) ein ein- oder mehrmaliges Kaltwalzen des Bleches auf eine Enddicke von 0,12 bis 0,5 mm;d) Zwischenglühungen des Bleches zwischen den Kaltwalzschritten bei einer Temperatur, die nicht über 11500C liegt;e) Schlußglühen des kaltgewalzten Bleches, dessen Sauerstoffgehalt 0,0035% nicht überschreiten und dessen Schwefelgehalt zu Beginn der Schlußglühung 0,002 bis 0,03% und während des Verlaufs der Schlußglühung nicht unter 0,0005% betragen soll, wobei das kaltgewalzte Blech bei einer Temperatur von 1100 bis 13500C in stark reduzierender Atmosphäre solcher Art geglüht wird, daß Oxyde an der Oberfläche des Bleches verschwinden unter Einhalten einer solchen Glühdauer, bis eine im wesentlichen vollständige sekundäre Rekristallisation erzielt wird, in dem Sinne, daß wenigstens in 70% des Blechvolumens Würfeltextur erhalten wird.
- 2. Verfahren zur Erzeugung von Würfeltextur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Maßnahme a) von einer Eisen-Silizium-Bramme ausgegangen wird, die 2,25 bis 3,5% Silizium, weniger als 0,006% Aluminium, bis 0,2% Mangan, weniger als 0,01% Stickstoff, bis 0,01% Kohlenstoff, Rest Eisen mit geringen Verunreinigungen enthält.
- 3. Verfahren zur Erzeugung von Würfeltextur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für Maßnahme a) von einer Eisen-Silizium-Bramme ausgegangen wird, die 2,25 bis 3,5% Silizium, weniger als 0,015% Aluminium, bis 0,5% Mangan, bis 0,01% Stickstoff, bis 0,01% Kohlenstoff, Rest Eisen mit geringen Verunreinigungen enthält.
- 4. Verfahren zur Erzeugung von Würfeltextur nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Maßnahme e) in einem Vakuum von · 10~3 mm Hg oder besser vorgenommen wird.
- 5. Verfahren zur Erzeugung von Würfeltextur nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Maßnahme e) in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von —40 bis — 700C vorgenommen wird.P ' In Betracht gezogene Druckschriften:1. Verfahren zur Erzeugung von Würfeltextür Deutsche Auslegeschriften Nr. 1009 214,1029 845,Eisen-Silizium-Blechen, gekennzeich-65 1 058 529.Hierzu 2 Blatt Zeichnungen709 708/26S 12.67 © Bundesdruckerei Berlin
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US8543261A | 1961-01-27 | 1961-01-27 |
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---|---|
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ID=42797077
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