DE1293180B

DE1293180B - Verfahren zur Herstellung von Eisen-Silicium-Blech mit (100)[hkl]-Textur

Info

Publication number: DE1293180B
Application number: DEA41362A
Authority: DE
Inventors: Littmann Martin Frederick; Kohler Dale Martin
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1959-06-11
Filing date: 1962-10-11
Publication date: 1969-04-24
Also published as: DE1277287B; BE622386A; CH485857A; FR1272943A; US3130094A; GB950082A; CH432566A; GB974686A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Eisen-Silicium-Blech mit (100)-[hkl]-Textur, d. h. Würfeltextur, und stellt eine weitere Ausbildung des in der deutschen Patentanmeldung A 34859 VI a / 18c (deutsche Auslegeschrift 1277 287) beschriebenen Verfahrens dar.
In der genannten Patentanmeldung wird ein Verfahren zur Herstellung von Eisen-Silicium-Blech mit Würfeltextur beschrieben, wobei 0,015 bis 0,030% Kohlenstoff, 2,5 bis 4% Silicium, 0,03 bis 0,15% Mangan, 0,015 bis 0,030 % Schwefel, weniger als 0,040% Oxydeinschlüsse, höchstens 0,004% Aluminium und Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen enthaltendes Silicium-Eisen zu einer mittleren Stärke warm heruntergewalzt, dann zwischen 760 und 982° C geglüht, anschließend gebeizt, kalt auf die Endstärke heruntergewalzt und bei einer Temperatur zwischen 1093 und 1260° C einer primären und sekundären Rekristallisationsglühung in Kästen unterworfen wird. Dieses Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß man dieses Blech vor der Kastenglühung mit einer Verformung von 55 bis 800/a kaltwalzt, dann bei einer Temperatur zwischen 1204 und 1288° C 30 bis 90 Stunden lang einer reinigenden Hochtemperaturglühung aussetzt und mit einer Verformung von 75 und 90% auf die Enddicke kalt herunterwalzt.
Durch die vorliegende Erfindung wird das vorstehend beschriebene Verfahren derartig abgewandelt, daß die reinigende Hochtemperaturglühung nach der ersten Kaltwalzstufe bei 1093 bis 1204° C und das Kaltwalzen auf die Enddicke mit einer Verformung von 55 bis 75% erfolgt. Auf diese Weise wird ein Blech mit etwas geringerer Permeabilität in der Walzrichtung, jedoch verbesserten Permeabilitäten in dazwischenliegenden Richtungen erhalten. Ein derartiges Blech besitzt bei der Verwendung in sich drehenden elektrischen Maschinen bestimmte Vorteile. Das erfindungsgemäß hergestellte Eisen-Silicium-Blech zeichnet sich durch eine größere Streuung der azimutalen Orientierung als ein echtes kubisches Material aus. Es wird nachstehend als ein Blech mit Würfeltextur oder modifizierter kubischer Textur bezeichnet, obwohl unter den Begriff »Würfeltextur« in der Regel auch die echte kubische Orientierung fällt. -_ Wie bereits erwähnt, besteht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Eisen-Silicium-Blech mit (100) [hkl]-Textur; wobei ein 0,015 bis 0,030% Kohlenstoff, 2,5 bis 4% Silicium, 0,03 bis 0,15% Mangan, 0,015 bis 0,030% Schwefel, weniger als 0,040% Oxydeinschlüsse, höchstens 0,004% Aluminium und Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen enthaltendes Eisen-Silicium-Blech nach dem Warmwalzen auf mittlere- Stärke, einer Glühung zwischen 760 und 982° C und einer Beizung zunächst mit einer Verformung von 55 bis 80% kaltgewalzt, dann 30 bis 90 Stunden lang einer reinigenden Hochtemperaturglühung ausgesetzt, danach auf die Enddicke kaltgewalzt und schließlich in Kästen bei 1093 i bis 1260° C schlußgeglüht wird, darin, daß die reinigende Hochtemperaturglühung nach der ersten Kaltwalzstufe bei 1093 bis 1204° C und das Kaltwalzen auf die Enddicke mit einer Verformung von 55 bis 75% erfolgt. i Ein Problem bei der Herstellung eines am stärksten orientierten Blechs besteht darin, während der zweiten Kaltwalzung den während der ersten Kaltwalzung erzielten verhältnismäßig hohen Grad der azimutalen Orientierung zu bewahren. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine gewisse Streuung der azimutalen Orientierung zulässig.
Die bei der Warmwalzung erzielte Blechdicke kann in Abhängigkeit von der gewünschten Enddicke und der gewünschten prozentualen Verformung bei den beiden Kaltwalzungen variieren, wie nachstehend erläutert wird.
Bei einer beispielsweisen Ausführung der Erfindung kann ein warmgewalztes Blech mit einer Dicke von 2,8 mm bei der ersten Kaltwalzung auf 0,83 mm heruntergewalzt werden, was einer Verformung um 70% entspricht.
Beträgt der Oxydgehalt in dem Ausgangsmaterial wesentlich weniger als 0,4%, dann kann die zwischenzeitliche Glühung bei einer Temperatur bis herab zu 1093° C erfolgen. Die zwischenzeitliche Glühung bewirkt auch eine Herabsetzung des Schwefelgehalts des Eisen-Silicium-Blechs. Nach der zwischenzeitlichen Glühung beträgt der Schwefelgehalt vorzugsweise nur noch 0,005% oder weniger, wodurch die für die sekundäre Rekristallisation bei der abschließenden Glühung erforderliche Zeit herabgesetzt wird.
Aus den vorstehenden Ausführungen wird ersichtlich, daß die Temperatur der zwischenzeitlichen Glühung sowie die Glühdauer je nach der in dem Gut enthaltenen Menge an Verunreinigungen variiert werden können. Enthält das Blech von Anfang an infolge von Schmelz- und Raffinationsverfahren nur geringe Mengen an Verunreinigungen, dann kann eine einige Stunden dauernde Glühung in Kästen bei 1093° C ausreichen. In der Regel ist jedoch ein in einem Siemens-Martin-Ofen behandeltes Material verhältnismäßig oxydreich und erfordert dann eine Glühtemperatur von 1204° C oder darüber, wobei die Glühdauer bis zu 90 Stunden beträgt, damit die Verunreinigungen auf den gewünschten Gehalt herabgesetzt werden können.
Wie eingangs bereits erwähnt, wird nach dem in der deutschen Patentanmeldung A 34859 VI a / 18 c beschriebenen Verfahren ein sehr hoher Grad an kubischer Orientierung in dem Endprodukt erzielt. Das Verfahren kann derart gesteuert werden, daß man Permeabilitäten in der Kristallrichtung und quer zu der Kristallrichtung von über 1800 erzielt. Man kann jedoch auch die nachstehend beschriebene Arbeitsweise einhalten, wobei man durch eine ähnliche Folge von Kristallveränderungen eine unvollständigere kubische Orientierung erzielt. Bei dieser abgeänderten Methode sind die ersten Verfahrensstufen, einschließlich der Herstellung des warmgewalzten Blechs, der ersten. Kaltwalzung und der zwischenzeitlichen Glühung die gleichen wie vorstehend beschrieben. Da der Grad der Verformung bei der zweiten Kaltwalzung etwas geringer ist, kann man mit einer geringeren Blechdicke nach der Warmwalzung beginnen und dennoch zu den gleichen Enddicken gelangen. Wird beispielsweise das Eisen-Silicium-Blech auf 2,8 mm warm heruntergewalzt und dann bei der ersten Kaltwalzung um 70% verformt, d. h. auf 0,83 mm heruntergewalzt, dann erzielt man bei einer zweiten Kaltwalzung mit einer 73%igen Verformung eine Blechdicke von 0,22 mm. Soll die Enddicke 0,35 mm betragen, dann ist nur eine 58%ige Verformung erforderlich. Das nachstehend beschriebene abgeänderte Verfahren ist nicht auf die Verwendung eines warmgewalzten Materials mit einer bestimmten Blechdicke beschränkt. Es betrifft vielmehr eine erste Kaltwalzung mit einer Verformung um mindestens 55% und eine zweite Kaltwalzung mit einer Verformung von mindestens 550/0. Das abgeänderte Verfahren kann derartig gesteuert werden, daß man Permeabilitäten in der Kristallrichtung und quer zur Kristallrichtung von mindestens 1700 erzielt. Diese Permeabilität macht das Blech zur Herstellung von ausgestanzten Teilen, die in Transformatorkernen verwendet werden, weniger geeignet. Vielmehr ist dieses Blech, da es in der Blechebene weniger vollständig ausgerichtet ist, für die Verwendung in rotierenden elektrischen Vorrichtungen gut geeignet. Dies bedeutet jedoch nicht, daß das Blech nicht gerichtet ist. Im Gegenteil ähnelt seine Struktur derjenigen eines echten kubischen Materials, wobei es sich jedoch durch eine größere Streuung der azirnutalen Orientierung auszeichnet.
Bei der Herstellung dieses Materials werden die abschließende primäre Rekristallisation und die sich daran anschließende sekundäre Rekristallisation in der vorstehend beschriebenen Weise durchgeführt.
Ohne sich an eine bestimmte Theorie binden zu wollen, nimmt man an, daß eine stärkere Verformung bei der zweiten Kaltwalzung zwar für die Beibehaltung der bei der ersten Kaltwalzung erzielten, verhältnismäßig weitgehenden azimutalen Orientierung erforderlich ist, eine etwas geringere Verformung bei der zweiten Kaltwalzung eine Neigung der Kristallite oder Kristalle bewirkt, so daß deren Flächen zu den Oberflächen des Blechs paralleler verlaufen, jedoch gleichzeitig die azimutale Orientierung weniger ausgeprägt beibehalten wird. Es sei bemerkt, daß die sekundäre Rekristallisation eine Oberflächenenergie-Rekristallisation ist. Man nimmt an, daß unter diesen Bedingungen die Kristallite, deren Würfelflächen parallel zu den Blechoberflächen ausgerichtet sind (oder um weniger als 5° zur Parallelen geneigt sind), während der sekundären Rekristallisation dazu neigen, auf Kosten von nicht in dieser Weise orientierten Kristalliten zu wachsen. Man erhält somit ein Produkt mit einer sehr weitgehenden Flächenorientierung, jedoch einer etwas größeren Streuung der azimutalen Orientierung.

Claims

Patentanspruch: Verfahren zur Herstellung von Eisen-Silicium-Blech mit (100) [hkl] -Textur (Würfeltextur), wobei ein 0,015 bis 0,030% Kohlenstoff, 2,5 bis 4% Silicium, 0,03 bis 0,15% Mangan, 0,015 bis 0,030% Schwefel, weniger als 0,040% Oxydeinschlüsse, höchstens 0,004% Aluminium und Rest Eisen mit den üblichen Verunreinigungen enthaltendes Eisen-Silicium-Blech nach dem Warmwalzen auf mittlere Stärke, einer Glühung zwischen 760 und 982° C und einer Beizung zunächst mit einer Verformung von 55 bis 80% kaltgewalzt, dann 30 bis 90 Stunden lang einer reinigenden Hochtemperaturglühung ausgesetzt, danach auf die Enddicke kalt heruntergewalzt und schließlich in Kästen bei 1093 bis 1260° C schlußgeglüht wird, nach Patentanmeldung A 34859 VI a / 18c (deutsche Auslegeschrift 1277287), dadurch gekennzeichnet, daß die reinigende Hochtemperaturglühung nach der ersten Kaltwalzstufe bei 1093 bis 1204° C und das Kaltwalzen auf die Enddicke mit einer Verformung von 55 bis 75% erfolgt.