DE1258884B - Verfahren zur Herstellung von Siliziumeisenblech mit (110)[001]-Orientierung - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Siliziumeisenblech mit (110)[001]-Orientierung

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DE1258884B
DE1258884B DE1963A0044650 DEA0044650A DE1258884B DE 1258884 B DE1258884 B DE 1258884B DE 1963A0044650 DE1963A0044650 DE 1963A0044650 DE A0044650 A DEA0044650 A DE A0044650A DE 1258884 B DE1258884 B DE 1258884B
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casting
final
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DE1963A0044650
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John Martin Jackson
Dale Martin Kohler
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Armco Inc
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Armco Inc
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    • 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
    • C21D8/1216Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties the working step(s) being of interest
    • C21D8/1233Cold rolling

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Siliziumeisenblech mit (110)[001]-Orientierung Die Erfindung bezweckt die Herstellung von Siliziumeisenblech mit guter Permeabilität in der Walzrichtung. Diese Permeabilität ist das Ergebnis einer bevorzugten Kristallorientierung, der sogenannten »Goßstruktur«, oder, ausgedrückt in Millerschen Indizes, einer Orientierung vom (110)[001]-Typ.
  • Es ist bekannt, z. B. aus dem Buch von E. H o u -d r e m o n t, »Sonderstahlkunde«, Bd. II, S. 1192, daß der Siliziumgehalt einer Fe-Legierung für Phasenänderungen sowie die anwendbaren Glühtemperaturen verantwortlich ist und daß Legierungen mit Si-Gehalten von 2,5 bis 4% Si nicht mehr umwandeln und bei höheren Temperaturen bis zu 950° C ohne störende Vergrößerung der Wattverluste geglüht werden können.
  • Die vorliegende Erfindung geht nun von solchen Eisen-Silizium-Legierungen zur Herstellung von Siliziumeisenblech mit Goßstruktur aus. Die Herstellung von Blechen mit Goßstruktur ist an sich bekannt, z. B. aus dem Buch von F. P a w 1 e k, »Magnetische Werkstoffe«, 1952, S. 160 bis 162, wonach eine Schmelze unter derartigen Gieß- und Erstarrungsbedingungen vergossen und abgekühlt wird, daß in dem betreffenden Block eine gerichtete Erstarrung vor sich geht, worauf das Gußstück mehreren, von Zwischenglühungen unterbrochenen Verformungen mittels Walzen unterworfen und schließlich abschließend geglüht wird. Dabei wird jedoch stets mindestens eine Walzung als kostspielige Warmwalzung durchgeführt, und die maximal erzielbaren Blechstärken betragen 0,25 mm. Außerdem darf bei diesen bekannten Verfahren der Kohlenstoffgehalt 0,005 % nicht übersteigen.
  • Weitere bekannte Verfahren zur Erzielung einer magnetischen Vorzugslage in Eisenblech sehen vor, die letzten Kaltwalzstiche senkrecht oder schräg zueinander auszuführen. Diese Verfahren bieten jedoch noch nicht überwundene technische Schwierigkeiten.
  • Die vorliegende Erfindung vermeidet die angegebenen Nachteile und Beschränkungen und kennzeichnet sich dadurch, daß bei einem Verfahren der vorstehend beschriebenen Art das Gußstück eine Dicke von 2,54 bis 12,7 mm mit wesentlich größerer Breite und Länge erhält und daß das Walzen in kaltem Zustand erfolgt, wobei das erste und zweite Kaltwalzen mit einer Dickeverminderung von je 40 bis 80 % vorgenommen werden, sowie dadurch, daß ein drittes, abschließendes Kaltwalzen mit einer Dickeverminderung von 40 bis 70 % vorgenommen wird, worauf das Schlußglühen bei einer Temperatur oberhalb von 982° C durchgeführt wird. Es ist klar, daß der Fortfall von Warmwalzstufen und der dadurch bedingten Beizungen zur Entfernung des Walzzunders sowie der dafür benötigten kostspieligen technischen Einrichtungen, wie Kokillen, Tieföfen, Vorwalzwerke und Band-Heißwalzwerke, das Verfahren abkürzt, technisch vereinfacht und seine Kosten wesentlich herabsetzt, was zweifellos einen beachtlichen technischen Fortschritt bedeutet.
  • Die Erfindung wird zur Erläuterung nachstehend beispielsweise beschrieben.
  • Es war bisher die Ansicht, daß, wenn Siliziumeisen zu dünnen Blöcken vergossen wird, seine Struktur sich durch säulenförmige, von den Oberflächen des Blocks nach innen wachsende Körner auszeichnet. Bei Gußstücken mit der vorstehenden Struktur liegen die Flächen der kubischen Kristalle im wesentlichen parallel zu den breiten, flachen Seiten des Gußstücks; die azimutale Orientierung war jedoch völlig willkürlich. Durch sorgfältige Anwendung von Verminderungen und Glühungen auf solche Gußstücke kann ein Blech erhalten werden, welches sich durch eine solche willkürliche azimutale Orientierung oder »Wagenrad«-Orientierung auszeichnet; ein solches im wesentlichen nicht orientiertes Material eignet sich für einige elektrische Gebiete, einschließlich der Herstellung von Kernen für rotierende elektrische Maschinen. Das Beste dieser Materialien besaß eine Permeabilität in Kornrichtung bei Hm = 10 Örsted von 1550 und eine Permeabilität quer zur Kornrichtung von 1520 sowie eine gute Permeabilität in Winkeln zwischen diesen Richtungen. Es wurde bisher nicht gefunden, daß dünne Gußstücke aus Siliziumeisen eine andere Verwendbarkeit als für die Bildung eines solchen im wesentlichen nicht orientierten Materials hätten.
  • Ein großer Vorteil der Erfindung liegt nun darin, daß sie die billige Herstellung von Material mit Goßstruktur aus dünnen Gußstücken gestattet.
  • Es existieren bereits zahlreiche Vorschläge zum direkten Gießen von dünnem Eisenmaterial. Die Erfindung ist auf keine dieser Methoden beschränkt. Eine Methode und eine dazu verwendbare Einrichtung sind in der USA.-Patentschrift 2 640 235 beschrieben. Natürlich besitzt ein dort beschriebener kontinuierlicher Gußvorgang einen technischen Vorteil; für die erfindungsgemäßen Zwecke genügt es jedoch vollständig, dünne Gußstücke mit Blechbreite und Blechlänge oder mehr in einer Form herzustellen, welche einander gegenüberliegende, für die Temperatur von geschmolzenem Siliziumeisen unempfindliche flache Teile aufweist. Solche Formen können aus hochschmelzenden Materialien hergestellt, jedoch auch aus Metallen erhalten werden, welche von dem geschmolzenen Siliziumeisen nicht angegriffen werden und gute Wärmeleitfähigkeit besitzen; die letzteren Formen sind bevorzugt. Ein Ende einer solchen Form kann in das geschmolzene Siliziumeisen eingetaucht werden, und das geschmolzene Metall kann dann zwischen den Teilen der Form hindurchgepreßt werden entweder durch Anlegung eines Vakuums innerhalb der Form oder durch Ausübung von Druck auf das Metall, welches dadurch in das Innere der Form gepreßt wird.
  • Unter »Siliziumeisen« wird im Hinblick auf die Erfindung ein Eisenmaterial verstanden, welches eine zur Verhinderung einer Phasenänderung ausreichende Siliziummenge enthält. Das erfordert für gewöhnlich einen Siliziumgehalt des Metalls von 2,5 Gewichtsprozent Siliziumgehalte, über 3,5% sind in der Regel nicht erwünscht, da das Metall dann schwieriger zu bearbeiten ist. Die obere Grenze des Siliziumgehalts bestimmt sich indes durch die technische Verarbeitbarkeit des Metalls in der zur Verfügung stehenden Einrichtung.
  • Beispielsweise - ohne jedoch darauf beschränkt zu sein -enthält das Siliziumeisen vorzugsweise 2,90 bis 3,30% Silizium, 0,01 bis 0,04% Kohlenstoff (vorzugsweise 0,02 bis 0,03%), 0,06 bis 0,12% Mangan und etwa 0,015 bis 0,0401/o Schwefel (vorzugsweise 0,02 bis 0,0311/o), der Rest besteht im wesentlichen aus Eisen mit lediglich den in Siliziumeisen üblichen Verunreinigungen. Das Metall kann im Siemens-Martin-Ofen, nach einem Sauerstoff-Blasverfahren oder auf andere Weise vergütet werden. So kann es z. B. in einem elektrischen Ofen geschmolzen werden, obwohl sich die Kosten eines solchen Verfahrensschritts in der Regel nicht lohnen.
  • Bei Durchführung der Erfindung ist die Art des Gußstücks wichtig. Das Produkt wird auf die endgültige Blechdicke im Verlauf von drei reduzierenden Kaltwalzungen gebracht, wie dies nachstehend erläutert wird. Je nach der gewünschten Enddicke bedingt dies eine Begrenzung der Dicke des Gußstücks. Die Gußstücke sollen im frisch hergestellten Zustand 2,54 bis 12,7 mm dick sein, sind jedoch vorzugsweise 5,1 mm dick.
  • Innerhalb der vorstehend angegebenen Grenzen kann die tatsächliche Dicke des Gußstücks vom Arbeiter im Hinblick auf die gewünschte Enddicke bestimmt werden. Die seitlichen und die Längsabmessungen des Gußstücks sind im Gegensatz zu seiner Dicke erfindungsgemäß keiner Beschränkung unterworfen und können je nach der zur Verfügung stehenden Form oder der für den Direktguß verwendeten Einrichtungen variieren.
  • Die vorstehend beschriebenen Gußstücke werden in einem Verhältnis von etwa 3 : 1 einer reduzierenden Kaltwalzung unterworfen. Dann werden sie einer zwischenzeitlichen GIühung bei -704- bis 982° C, bevorzugt 816° C, unterworfen.
  • Dann folgt eine zweite Kaltwalzung unter erneuter Reduzierung des Materials in einem Verhältnis von etwa 3:1. Es schließt sich eine zweite zwischenzeitliche Glühung der vorstehend beschriebenen Art an.
  • Nach einer dritten oder abschließenden Kaltwalzung wird das Material in einem Verhältnis von etwa 2:1 reduziert. Es schließen sich eine Entkohlung und eine abschließende Hochtemperaturglühung bei einer Temperatur oberhalb 982° C und bis zu oder oberhalb 1204° C an.
  • Bei den ersten beiden, vorstehend beschriebenen Kaltwalzungen kann der Grad der Reduzierung zwischen 40 und 80 % variiert werden, und die abschließende Kaltwalzung kann zwischen 40 und 700/ö variiert werden. Obwohl diese Variierungen möglich sind, sind doch die bei der Kaltwalzung erzielten Dickeverminderungen anderweitig wesentlich für die Erfindung. Die Atmosphäre für die beiden zwischenzeitlichen Glühungen soll neutral oder reduzierend sein. Verschiedene Gase können verwendet werden, einschließlich gekracktes Ammoniak, partiell verbrannte Gase u. dgl. Gegebenenfalls kann auch reiner Wasserstoff verwendet werden. Die Atmosphäre bei der abschließenden Glühung oder mindestens im letzten Teil dieser Glühung soll eine Wasserstoffatmosphäre sein.
  • Während einer Wärmebehandlung in dem Verfahren erfolgt für gewöhnlich die Entkohlung des Materials. Die Entkohlung kann gemäß der USA: Patentschrift 2 287 467 in Form einer Durchlaufglühung oder einer Strangglühung erfolgen. Eine Entkohlung unmittelbar vor der abschließenden Glühung ist bevorzugt.
  • Die hier in Betracht kommende sekundäre Rekristallisation ist eine durch Korngrenzenergie verlaufende Rekristallisation. Eine solche sekundäre Rekristallisation erfolgt bei Temperaturen oberhalb 982° C, insbesondere bei einem nach dem Schmelzen hochreinen Material, z. B. einem im Vakuum erschmolzenen Gut, das bei einer Glühung bei dieser Temperatur maximale magnetische Eigenschaften erlangt. Eine Glühung bei höheren Temperaturen, d. h. bei Temperaturen bis zu und über 1204° C, bewirkt in der Regel eine Reinigung des Metalls und wird deshalb für im Siemens-Martin-Ofen und nach anderen üblichen Verfahren gereinigte Materialien empfohlen: Der Mechanismus der Kristalländerung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird wie folgt angenommen: Die Art der in den Gußstücken erhaltenen Orientierung wurde bereits beschrieben. Es wurde gefunden, daß, wenn ein Material mit dieser Orientierung einer ersten reduzierenden Kaltwalzung und einer zwischenzeitlichen Glühung in der beschriebenen Form unterworfen wird, überraschenderweise seine Kornstruktur und Orientierung sowie die Verteilung von Verunreinigungen gleich sind wie bei den besten bisher zur Herstellung eines Materials mit Goßstruktur verwendeten warmgewalzten Materialien. Die zweite Kaltwalzung und die zweite zwischenzeitliche Glühung, wie sie vorstehend beschrieben sind, verleihen dem Material eine »Würfelecken«-Orientierung. Bei der abschließenden Kaltwalzung und der sich anschließenden Rekristallisation wird diese Orientierung unter guter azimutaler Ausrichtung in die Goßstruktur umgewandelt. Die sekundäre Rekristallisation verursacht ein Wachsen nahezu perfekt orientierter Kristalle mit Goßstruktur auf Kosten anderer Kristalle in dem Material.

Claims (5)

  1. Beispiel Ein 4,8 mm dickes Gußstück wurde durch Einziehen von geschmolzenem Metall mittels eines Vakuums in das Innere einer Form hergestellt; die Form bestand aus Platten mit einem Abstand von 5,1 mm. Nach Füllung der Form wurde sie aus dem geschmolzenen Metallbad entnommen und sehr rasch abgekühlt. Bei einer ersten Kaltwalzung wurde das Gußstück auf ein 2,5 mm dickes Blech heruntergewalzt, und bei der zweiten Kaltwalzung wurde seine Dicke auf 0,64 mm verringert. Jede der beiden ersten Kaltwalzungen war von einer zwischenzeitlichen Glühung bei 816° C gefolgt. Bei der dritten Kaltwalzung erhielt das Material seine Enddicke von 0,32 mm. Es wurde dann in feuchtem Wasserstoff bei 816° C auf die beschriebene Weise entkohlt und dann bei 1204° C einer abschließenden sekundären Rekristallisationsglühung unterworfen. In dem vorstehenden Beispiel waren die beiden zwischenzeitlichen Glühungen sowie die Entkohlungsglühung Durchlaufglühungen. Die abschließende Glühung war eine Kistenglühung. Gegebenenfalls hätte das Gußstück noch vor der ersten Kaltwalzung geglüht werden können; dies ist in der Regel jedoch nicht erforderlich. Das wie vorstehend beschrieben behandelte Material besaß eine Permeabilität in der Korn- oder Walzrichtung bei H. = 10 örsted von 1800. Patentansprüche: 1. Verfahren zum Herstellen von Siliziumeisenblech mit (110)[001]-Orientierung, das eine zur Verhinderung einer Phasenänderung ausreichende Siliziummenge enthält, wobei die Eisen-Silizium-Legierung zu einem Gußstück vergossen und dieses nach rascher Abkühlung einem mehrstufigen, jeweils von Zwischenglühungen unterbrochenen Walzvorgang unterzogen wird, dem sich ein Abschlußglühen anschließt, d a d u r c h gekennzeichnet, daß das Gußstück eine Dicke von 2,54 bis 12,7 mm mit wesentlich größerer Breite und Länge erhält und daß das Walzen in kaltem Zustand erfolgt, wobei das erste und zweite Kaltwalzen mit einer Dickeverminderung von je 40 bis 80% vorgenommen werden, sowie dadurch, daß ein drittes, abschließendes Kaltwalzen mit einer Dickeverminderung von 40 bis 700/9 vorgenommen wird, worauf das Schlußglühen bei einer Temperatur oberhalb von 982° C durchgeführt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußstück vor der ersten Kaltwalzung ausgeglüht wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Material nach Erhalt der Endstärke entkohlt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten beiden vermindernden Kaltwalzungen in einem Verhältnis von 3 : 1 und die dritte Kaltwalzung unter einer Verminderung von einem Verhältnis von 2:1 erfolgen.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gußstück 5,1 mm dick ist, während der ersten Kaltwalzung auf eine Dicke von 2,54 mm, während der zweiten Kaltwalzung auf eine Dicke von 0,64 mm und während der dritten Kaltwalzung auf Endstärke von 0,32 mm vermindert wird. In Betracht gezogene Druckschriften: »Handbuch der Sonderstahlkunde« von H o u d r em o n t, 1956, Il. Band, S. 1192; »Magnetische Werkstoffe« von F. Pawlek, 1952, S.160 bis 162.
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EP0449289A2 (de) * 1990-03-30 1991-10-02 Nippon Steel Corporation Verfahren zum Herstellen von Legierungen mit hoher Permeabilität aus dem Metallsystem Fe-Ni

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0449289A2 (de) * 1990-03-30 1991-10-02 Nippon Steel Corporation Verfahren zum Herstellen von Legierungen mit hoher Permeabilität aus dem Metallsystem Fe-Ni
EP0449289A3 (en) * 1990-03-30 1992-12-02 Nippon Steel Corporation Method of manufacturing high permeability fe-ni system alloy

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