DE1276071B - Verfahren zur Verformung von Blechen oder Baendern aus Eisen-Silizium-Legierungen mit Wuerfeltextur - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C21d

Deutsche KL: 18 c-1/78

Nummer: 1276 071

Aktenzeichen: P 12 76 071.3-24 (V 13356)

Anmeldetag: 9. November 1957

Auslegetag: 29. August 1968

Die Anmeldung betrifft ein Verfahren zur Verformung von Blechen oder Bändern aus Eisen-Silizium-Legierungen mit 2 bis 5 %> Silizium mit Würfeltextur. Unter Würfeltextur wird verstanden, daß eine Würfelfläche der Elementarwürfel der Kristalle parallel zur Walzebene liegt und je eine Würfelkante in der Walzrichtung sowie senkrecht dazu.

Eisen-Silizium-Legierungen mit Würfeltextur weisen in der Blechebene in zwei zueinander senkrechten Richtungen besonders günstige magnetische Werte auf. Bisher hat man in der Elektrotechnik Eisen-Silizium-Legierungen verwendet, die entweder ein ungeordnetes Gefüge aufweisen oder die sogenannte Gosstextur, bei der in Walzrichtung eine magnetische Vorzugsrichtung liegt, die Magnetisierung quer zur Walzrichtung jedoch nur schwer erfolgt. Derartige Werkstoffe wurden vorwiegend für Bandringkerne verwendet. Sie waren weniger geeignet beispielsweise zum Aufbau von Kernen für Transformatoren, Drosseln od. dgl. aus Stanzteilen. Wenn man derartige Kerne beispielsweise aus U-förmigen Stanzteilen aus Material mit Gosstextur aufbaut, dann liegen nur entweder die Schenkel der U-Bleche in der Vorzugsrichtung, aber nicht die quer dazu liegenden Jochteile oder umgekehrt. Will man daher auch in diesem Falle die guten Werte der Vorzugsrichtung ausnutzen, dann muß man zu einem komplizierten Aufbau der Schichtkerne übergehen oder erheblichen Stanzabfall und magnetische Verluste an Stoßstellen der Stanzteile in Kauf nehmen.

Diese Nachteile würden vermieden werden, wenn man für den Aufbau solcher Kerne Bleche aus Eisen-Silizium-Legierungen mit Würfeltextur zur Verfügung hätte.

Ein nicht zum Stande der Technik gehörender Vorschlag zur Erzeugung von Würfeltextur in Eisen-Silizium-Legierungen geht dahin, die Legierungen nach einer Warmverformung ein- oder mehrfach kalt zu verformen, wobei die letzte Kaltverformung vorzugsweise 50 bis 75% beträgt, mit etwaigen Zwischenglühungen bei 750 bis 950° C und mit Schlußglühung oberhalb 950° C, vorzugsweise zwischen 1100 und 1350° C, mit der Maßgabe, daß bei der Schlußglühung der Sauerstoffpartialdruck der Glühatmosphäre unmittelbar an der Oberfläche des zu glühenden Gegenstandes mindestens so niedrig gehalten wird, daß die Glühatmosphäre bei Glühtemperatur auf der Oberfläche des zu glühenden Gegenstandes kein Siliziumoxyd bildet und etwa dort vorhandenes Siliziumoxyd verschwindet. Weiterhin sollen nach diesem älteren Vorschlag dabei die Glühdauer und die Glühtemperatur aufeinander und auf Verfahren zur Verformung von Blechen oder
Bändern aus Eisen-Silizium-Legierungen mit
Würfeltextur

Anmelder:

Vacuumschmelze

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

6450 Hanau, Grüner Weg 37

Als Erfinder benannt:

Dr.-Ing. Klaus Detert, 6451 Hohe Tanne

die Glühatmosphäre so abgestimmt werden, daß sekundäre Rekristallisation praktisch vollständig in die Würfellage erfolgt.

ao Weitere nicht vorveröffentlichte Vorschläge sind darauf gerichtet, wie der niedrigere Stauerstoffpartialdruck eingestellt werden kann, z. B. durch Abdekken der zu glühenden Gegenstände bei der Schlußglühung mit Gettersubstanzen oder solchen Stoffen,

as die katalytisch auf die Umwandlung von molekularem in atomaren Wasserstoff wirken.

Bekannt ist der durch die deutsche Auslegeschrift 1009 214 gemachte Vorschlag, Würfellage in Eisen-Silizium-Legierungen dadurch zu erzielen, daß man nach dem Warmwalzen siliziumhaltiger Eisen-Legierungen diese einer Reinigungsglühung ohne Nachbehandlung unterwirft und anschließend ein- oder mehrmals kaltwalzt und schlußglüht, wobei bei mehrfachem Kaltwalzen mindestens eine Zwischenglühung eingeschaltet wird. Über die Schärfe der auf diese Weise ausgebildeten Würfeltextur ist nichts Genaues bekannt.

Es war weiterhin bekannt, zur Erzeugung anderer Texturen als der Würfellage in Eisen-Silizium-Legierungen diese um 60 bis 9O°/o kaltzuverformen und anschließend bei 650 bis 1200° C zu glühen.

Für Legierungen anderer Zusammensetzung, nämlich für Aluminium-Eisen-Legierungen, war bekannt, daß man Würfellage durch Kaltverformen um 70 °/o und Glühen bei 1000° C erzeugen kann. Es war aber nicht bekannt, ob die gleichen Werkstoffe nach erneuter Kaltverformung um den gleichen Betrag und nochmaliger Glühung wieder eine Textur aufweisen würden und welcher Art diese Textur sein würde.

Es wurde gefunden, daß man in Eisen-Silizium-Legierungen mit 2 bis 5 % Silizium mit Würfeltextur,

809 598/363

diese Würfeltextur bei einer weiteren Verformung nur wenig zerstört oder sogar noch verstärken kann, wenn man gewisse Bedingungen beim Kaltwalzen und Glühen einhält.

Nach dem, was man bisher wußte, war es nicht naheliegend, sondern durchaus überraschend, daß durch Weiterverformung mit anschüeßender Glühung eines Materials mit Würfeltextur wieder ein Material mit Würfeltextur erhalten werden kann.

Bisher war es nämlich nur bekannt, daß nach Kaltverformung und anschließender Glühung die Textur von Eisen-Silizium-Legierungen in der Regel eine andere ist als die des Ausgangsmaterials. Insofern steht das erfindungsgemäße Verfahren im Gegensatz zu dem bekannten.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die Verformung von Blechen oder Bändern aus Eisen-SiHzium-Legierungen mit 2 bis 5% Silizium mit Würfeltextur zu dünneren Blechen oder Bändern, die wiederum Würfeltextur aufweisen, und hat das Kennzeichen, daß die der Verformung zu unterwerfenden Bleche eine mindestens 50% betragende Würfeltextur besitzen und aus Körnern, deren Durchmesser größer ist als die Blechdicke, bestehen, und daß diese Bleche um 50 bis 90% kaltverformt werden, wobei bei mehrfacher Kaltverformung Zwischenglühungen eingeschaltet werden und daß die Schlußglühung oberhalb 850° C unter Schutzgas, Wasserstoff, Vakuum oder Luftabschluß vorgenommen wird.

Die erhaltene Würfeltextur des nach der Erfindung verformten Bleches wird um so besser, je höher die Glühtemperatur und je sauberer die Glühatmosphäre ist, jedoch ist das keine prinzipielle Voraussetzung. Weiterhin wird der Grad der zulässigen Kaltverformung der Bleche oder Bänder um so höher, je geringer der Gehalt an Legierungsbeimengungen und Verunreinigungen ist.

Die Kaltverformung der Eisen-Silizium-Legierungen kann beispielsweise in einem Schritt durchgeführt werden, wobei der Verformungsgrad mindestens 60 bis 75 % beträgt. Günstige Ergebnisse hinsichtlich der Schärfe der Würfeltextur werden hierbei erhalten, wenn die auf die Kaltverformung folgende Schlußglühung oberhalb 1100° C vorgenommen wird. Für den Fall, daß in mehreren Schritten kaltgewalzt wird, ist es zweckmäßig, daß mit dem letzten Kaltwalzschritt eine Verformung von 60 bis 75 % erfolgt. Die zwischen den einzelnen Kaltwalzschritten einzulegenden Zwischenglühungen sind hierbei im Temperaturbereich von 800 bis 1000° C in Wasserstoff, Schutzgas, Vakuum oder unter Luftabschluß durchzuführen.

Gemäß der Erfindung wird für das als Ausgangsmaterial dienende Würfellageblech ein verhältnismäßig grobkörniges Material gewählt, wobei unter grobkörnig verstanden wird, daß der Korndurchmesser größer als die Banddicke des Ausgangsmaterials ist.

Beispielsweise diente als Ausgangsmaterial ein Würfeltexturblech aus einer Eisen-Silizium-Legierung mit einer Bandstärke von 0,35 mm, in dem Würfellage durch sekundäre Rekristallisation gemäß dem Verfahren nach einem älteren Vorschlag hergestellt worden war. Das Material war im Vakuum geschmolzen und heiß gewalzt worden bis auf 2,7 mm, dann auf 1,8 mm kaltgewalzt, geglüht bei 800° C in Wasserstoff, dann kaltgewalzt auf 0,8 mm, geglüht bei 800° C in Wasserstoff, kaltgewalzt auf 0,35 mm, geglüht bei 1200° C in trockenem Wasserstoff.

Das so hergestellte Ausgangsblech in Stärke von 0,35 mm hatte eine Induktion von 18 kG in den magnetischen Vorzugsrichtungen bei einer Feldstärke von 10 Oersted.

Dieses Ausgangsmaterial wurde auf 0,1 mm, d. h. 70 % kaltverformt und etwa 3 Stunden bei 1100° C in Wasserstoff geglüht. In den Vorzugsrichtungen wurde eine Induktion von 17,5 kG bei einer Feldstärke von 10 Oersted gemessen. Das Gefüge war verhältnismäßig feinkörnig.

Die Würfeltextur in dem Ausgangsmaterial, d. h. demjenigen, das der geschilderten Kaltverformung und Schlußglühung unterworfen wird, kann dabei auf beliebige Weise erzeugt werden, z. B. durch das eingangs geschilderte Verfahren, das auf sekundärer Rekristallisation beruht und durch ältere Vorschläge der Anmelderin geschildert ist.

Man kann das Ergebnis aber auch erzielen, wenn die Würfeltextur, als Ausgangsmaterial nicht so ausgeprägt ist, wie sie in dem vorstehenden Beispiel durch die Arbeitsschritte, die zu dem Material von 0,35 mm Blechstärke geführt haben, hervorgerufen wird.

Es genügt z. B., daß kristallographisch eine Texturkomponente mit Würfeltextur in hinreichendem Maße vorhanden ist. Dabei darf die Streuung dieser Komponente mit Würfeltextur verhältnismäßig groß sein. Unter Streuung ist sowohl die Abweichung einer Würfelfläche von der Walzebene als auch die Abweichung einer Würfelkante von der Walzrichtung verstanden. Verhältnismäßig große Streuung bedeutet, daß magnetisch keine bevorzugten Werte in Walzrichtung und Querrichtung gemessen werden können, die den Einsatz des Materials in der eingangs angedeuteten Weise beispielsweise für Kerne aus Stanzteilen, empfehlenswert erscheinen lassen, daß aber trotzdem kristallographisch das Vorhandensein einer Komponente mit Würfeltextur in überwiegendem Maß erkennbar ist.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verformung von Blechen oder Bändern aus Eisen-Silizium-Legierungen mit 2 bis 5% Silizium mit Würfeltextur zu dünneren Blechen oder Bändern, die wiederum Würfeltextur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die der Verformung zu unterwerfenden Bleche eine mindestens 50% betragende Würfeltextur besitzen und aus Körnern, deren Durchmesser größer ist als die Blechdicke bestehen, und daß diese Bleche um 50 bis 90% kalt verformt werden, wobei bei mehrfacher Kaltverformung Zwischenglühungen eingeschaltet werden, und daß die Schlußglühung oberhalb 85O⁰C unter Schutzgas, Wasserstoff, Vakuum oder Luftabschluß vorgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eisen-Silizium-Legierung mindestens einmal um 60 bis 75% kaltverformt wird.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlußglühung oberhalb 1100° C vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrmaliger

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Kaltverformung mit dem letzten Stich eine Ver- Iⁿ Betracht gezogene Druckschriften:

formung von 60 bis 75 % erfolgt. Deutsche Auslegeschrift Nr. 1009 214;

5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, da- belgische Patentschrift Nr. 512 625;

durch gekennzeichnet, daß die Zwischenglühun- USA.-Patentschrift Nr. 2158 065;

gen bei 800 bis 1000° C in Wasserstoff, Schutz- 5 »Zeitschrift für Metallkunde«, 1957, S. 341;

gas, Vakuum oder unter Luftabschluß durch- Buch von R. M. B ο ζ ο r ο t h, »Ferromagnetism«,

geführt werden. 1951, H. 53/55, S. 216 bis 220.

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