DE1408980B2 - Verfahren zur Herstellung von zweifach orientierten Siliciumstahlblechen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von zweifach orientierten Siliciumstahlblechen

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DE1408980B2
DE1408980B2 DE19611408980 DE1408980A DE1408980B2 DE 1408980 B2 DE1408980 B2 DE 1408980B2 DE 19611408980 DE19611408980 DE 19611408980 DE 1408980 A DE1408980 A DE 1408980A DE 1408980 B2 DE1408980 B2 DE 1408980B2
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Satoru; Sakakura Akira; Takechi Hiroshi; Takashima Hironori; Yawata Pukuoka Taguchi (Japan)
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    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
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    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C21D—MODIFYING 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
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    • C21D8/12—Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zweifach orientierten Siliciumstahlblechen, nach welchem ein Rohsiliciumstahl, der 2,0 bis 4,0% Silicium und 0,01 bis 0,05% Aluminium enthält und im übrigen aus Eisen besteht, zu Blech von 0,7 bis 13 mm Dicke warmgewalzt wird, das weiterhin nach einer Vorglühbehandlung erst in eine Richtung mit einer Querschnittsabnahme von 30 bis 80%, darauf in einer sich mit dieser Walzrichtung im rechten Winkel ± 20" kreuzenden Richtung mit einer Querschnittsabnahme von 20 bis 70% e'n zweites Mal kaltgewalzt, ferner nach erfolgtem Zwischenglühen bei 750 bis 1200° C gegebenenfalls noch in einer der Richtungen, die einer der beiden Kaltwalzbehandlungen entspricht, mit einer Querschnittsabnahme von 50 bis 84% abschließend kaltgewalzt und bei Temperaturen zwischen 900 bis 1300° C schlußgeglüht wird.
Es ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumstahlblechen mit (100)[001]-Textur bekannt, bei dem ein Siliciumstahl mit 2,0 bis 4,0% Silicium, 0,02 bis 0,06% C, 0,01 bis 0,05% Aluminium, Rest Eisen, auf eine Dicke von 0,7 bis 13 mm warmgewalzt, das warmgewalzte Blech abgebeizt und mit einem Verformungsgrad von 30 bis 60% kaltgewalzt, das kaltgewalzte Blech danach im rechten Winkel ± 20" zur vorherigen Walzrichtung mit einem Verformungsgrad von 20 bis 50% erneut kaltgewalzt, dieses kreuzgewalzte Blech daraufhin bei 850 bis 1200' C zwischengeglüht, das zwischengeglühte Blech anschließend bis zum Fertigmaß in einer der beiden Kaltwal/.-richtungen mit einem Verformungsgrad von 50 bis 84% kaltgewalzt und das fertiggewalzte Blech bei 1000 bis 13000C 5 bis 40 Stunden lang schlußgeglüht wird (deutsche Patentschrift 1 259 368).
Derartig hergestellte Bleche haben jedoch noch den Nachteil, daß sehr viele kleine Körner mit Durchmessern unter 5 mm vorhanden sind, deren Orientierung nicht in der Richtung der (100)[001]-Achsen liegt, was sich wiederum nachteilig auf die magnetischen Eigenschaften auswirkt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, das Kornwachstum so zu steuern, daß die sekundäre Rekristallisation der Kristalle bei Erreichen der (100)[001]-Orientierung vollständig beendet wird.
Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die Vorglühbehandlung in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre mit einem Gehalt von wenigstens 10% Stickstoff entweder binnen 40 Stunden bei 700 bis 10000C oder aber binnen 5 Stunden bei 1000 bis 1200°C zur Erzielung eines Aluminiumnitridgehaltes von mindestens 0,002% durchgeführt wird.
Diese Vorglühbehandlung und die dafür entsprechend eingestellten Zustände bringen den Vorteil, daß die magnetische Flußdichte der hergestellten zweifach orientierten Siliciumstahlbleche beachtlich verbessert wird.
Zweckmäßigerweise geht man so vor, daß die erste Kaltwalzung mit einer Querschnittsabnahme von 30 bis 60% erfolgt und darauf mit einer Quer- '·ο schnittsabnahme von 20 bis 50% kaltgewalzt, dann bei 850 bis 12000C zwischengeglüht,"anschließend mit einer Querschnittsabnahme von 50 bis 84"/,, fertiggewalzt und dann zwischen 1000 und 1300 C schlußgeglüht wird.
Es hat sich jedoch auch als vorteilhaft erwiesen, wenn der 0,01 bis 0,04% Aluminium enthaltende Siliciumstahl zuerst zu einer Dicke von 1 bis 4 mm warmgewalzt wird, das erste Kaltwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 40 bis 80% und das zweite Kaltwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 30 bis 70% erfolgt und sich daran eine Glühung zwischen 750 und 10000C anschließt, ohne daß noch das letzte Kaltwalzen und die Schlußglühung erfolgen.
Dadurch ist es möglich, ebenfalls hohe Werte für die magnetische Flußdichte zu erzielen, wobei jedoch das Verfahren weiter vereinfacht ist.
An Hand der Zeichnung, in der verschiedene Kristallgefüge dargestellt sind, wird die vorliegende Erfindung näher veranschaulicht. Dabei werden die einzelnen Proben folgendermaßen behandelt:
Behandlung A
Die auf eine Dicke von 1I bis 4 mm warmgewalzte Rohprobe wird nach erfolgtem Vorglühen in der gleichen Richtung wie beim Warmwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 60% kaltgewalzt, dann in einer dazu in etwa senkrechten Richtung mit einer Querschnittsabnahme von 50% kaltgewalzt, worauf 4 Minuten bei 800"C und schließlich 15 Stunden bei 115O0C geglüht wird.
Behandlung B
Die auf eine Dicke von 0,7 bis 13 mm warmgewalzte Rohprobe wird nach erfolgtem Vorglühen in der gleichen Richtung wie beim Warmwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 40% und dann in einer etwa dazu senkrechten Richtung mit einer Querschnittsabnahme von 40% kaltgewalzt, 10 Minuten bei 800" C entkohlend ausgeglüht, anschließend 5 Stunden unter Aufrechterhaltung einer maximalen Temperatur von 1100" C weitergeglüht, worauf in der gleichen Richtung wie beim vorhergehenden Kaltwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 70";,, kaltgewalzt und abschließend 15 Stunden lang bei 1150 C geglüht wird.
In der nachstehenden Tabelle'l sind Analysenergebnisse und die magnetischen Eigenschaften der Proben zusammengestellt, die sich durch die Behandlung A ergeben. Die Abhängigkeit der Vorglühtemperatur von der Glühzeit und der Einfluß auf die magnetische Flußdichte B10 ist für die Proben C und C in Tabelle 2 aufgeführt. In Tabelle 3 sind nachstehendAnalysenergebnis.se und die magnetischen Eigenschaften der Proben, die gemäß B behandelt sind, aufgeführt. Die Abhängigkeit der Vorglühtemperatur von der Zeit und der Einfluß auf die magnetische Flußdichte B10 ist für die Proben CC und CC in Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle
l'robcn
. — In Luft Nr. Vorglüheii keine Si Zusammensetzung Gewichtsprozent) Gesamt .ils Magnetische »;,<„
SchniL'l/- (in sä u re N ΛΙΝ Eigenscharten
verfahren bei 900 ^ 3.00 lösliches 0,0040 .0.0008
1 Tür 5 Minuten, N, 3.06 Gesamt _ Al 0.0043 0.0010 Bin 1.90
Ί keine /M _ 0.002 1.83
Im Vakuum 3.02 0.005 0.002 0.0055 0.020 1.95
3 800 C, 0.005 15 180 1.85
20 Stunden, N, 3,02 0.002 0.0008 0.1)000 15 270
1 0.005 15 200 2.01
2 keine 3.00 0.002 0.0010 0.0000 15210 2.10
In Luft 0.004 1.94
3 bei 800 C 3.01 0.002 0.0030 0.020 14 020 1.96
für 20 Stunden. N2 3.02 0.004 0.0050 0.0030 14 130
1 0.002 15 020 1.31
■>. keine 3.02 0.004 0.011 0.0089 0.0043 15 100 1.33
Im Vakuum 0.014 1,19
3 bei 900 C 3.01 0.011 0.0090 (I.II050 17 780 1.21
für 5 Minuten, N, 3.01 0.014 0,0006 O.ilOOO 17 570
1 2,99 0.011 0,0006 ' 0.0000 17 900 2.12
1 keine 0.015 0.012 17850 2.11
In Luft 0.015 0.011 1.51
3 800 C. 2,90 0.014 0.0041 0.0035 14010 1.52
20 Stunden. N, 2,95 0.0060 0.0040 14 050
1 0.012 16 800 0.98
Ί keine 2.99 0.015 0,018 0.0090 D.0061 16910 1.06
Im Vakuum 0.024 0.99
3 bei 900 C 2.94 0,018 0.0090 (IO068 18 430 1.01
für 5 Minuten. N2 3.01 0.023 0.0012 Oi)OOO 18 050
! 3.00 0.019 0.0010 IHiI)OO 18 800 2.11
■> keine 0.025 0.020 18 850 2.23
In Luft 0,025 0.019 1.31
3 800 C. 2.98 0,023 0.0050 (π i()45 14020 1.32
20 Stunden. N2 3.05 0.0062 u ,1)41 14 100
1 0.020 17 840 1.50
1 keine 3.10 0,024 0.034 0.0078 O.D070 17-490 1.77
Im Vakuum 0,040 1.35
3 bei 900 C 3.02 0.033 0.0080 0.1X178 16 830 1.33
für 5 Minuten. N2 3,01 0,040 0,(K)11 0.0(M)O 16 200
1 3.02 0,034 0,0060 0.(KKX) 17 400 2,36
1 keine 0.039 0,034 17 250 2.19
In Luft 0.038 0,034 1.46
3 800 C, 3,01 0.039 0,0051 0,0045 14 120 1,45
20 Stunden, N2 2,98 0,0089 0,0052 14 050 .-
1 0,035 17 010 1,86
-) 2,89 0.039 0,045 0,0092 0,(K)60 17 120 1.97
2,92 0,051 0,0098 0.0067 1,85
3 0,042 15 270 1,84
0,050 0,043 15.140
0,052 15 6(K)
15 650
Temperatur [ C] Zeit
Weniger als IO Minuten Weniger als 1 Stunde .. Weniger als 5 Stunden . Weniger als 20 Stunden Weniger als 40 Stunden 40 Stunden oder mehr .
Tabelle 2 Probe C
0 mx)> 6(K) 7(K) 8(K) 9(K) KH)O IKM) 1200
0 0 0 0 (O 0 (·) (O (·)
0 0 0 0 (·) (■) (■) (·) (■)
0 0 0 0 0 (O 0 0 0
0 0 0 0 0 (·) 0 X X
0 0 0 0 (·) 0 0 X X
0 0 0 0 0 0 0 X X
Probe C
Temperatur [ C]
Weniger als 10 Minuten Weniger als 1 Stunde Weniger ajs 5 Stunden Weniger als 20 Stunden Weniger als 40 Stunden 40 Stunden oder mehr
0 600 > 6(X) 7(K) 800 9(X) KKK) IKX) 12(K)
0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 (O (■) (·) (·) (·)
0 0 0 0 (·) (O (·) 0 0
0 0 0 • (·) (·) 0 (O X X
0 0 0 0 (0 (·) (·) X X
0 0 0 0 0 0 0 X X
0 Keine Erhöhung der magnetischen FluOdichte im Vergleich zur Behandlung ohne VorglUhung. θ Sehr starke Erhöhung der magnetischen FluOdichte ß,„. X Der fl,0-Wert wird kleiner.
Tabelle 3
Proben
AA'
BB'
Schmelzverfahren
In Luft
Im Vakuum
Nr.
Im Vakuum
Vorglühen
keine
8(X) C.
20 Stunden. N,
keine
8(X) C.
20 Stunden. N,
keine
bei 9(X) C
für 5 Minuten. N,
keine
! 8(X) C. 20 Stunden. N,
Zusammensetzung Gewichtsprozent) Gesamt als Magnetische W
15 JU
(in säure N AIN Eigenschaften
lösliches 0.0030 0.0005
Si Gesamt Al 0.0035 O.()(X)8 Bio 1.99
Al 0.002 1.87
3.01 0.005 O.(X)2 ().(X)49 0.(X)IO 2.00
3.05 ().(X)5 15 2(X) 2.01
O.(X)2 0.0(X)8 0.(XXX) 15 250
3.02 O.(X)5 0.(XX)S 0.(XXX) 15 KX) 1.99
O.(X)2 15 250 2.20
3.01 O.(X)5 O.(X)2 O.(X)2() 0.(X)IO 1.97
3.02 0.005 14 200 2.13
O.(X)2 0.0035 0.(X)18 14 320
3.02 ().(X)5 0.0045 O.(X)22 15 050 1.41
0.010 14 1(X) 1.44
2.99 0.015 0.010 O.(X)49 ().(X)29 .— 1.35
3.(X) 0.015 17 2(X) 1.36
0.0 IO O.(XX)6 (UXXX) 17 350
3.01 0.015 O.(XX)9 0.(XXX) 17 6(X) 2.10
0.012 17 450 2.09
2.89 0.016 0.011 O.(X)35 ().(X)32 1.42
2.88 0.015 14 200! 1.50
0.012 .14210
2.89 0.015 16 9(X)
I7O5O
Fortsetzung
Schmelz Nr. Vorglühen Si Zusammensetzung Gewichtsprozent) Gesamt als Magnetische W
verfahren (in säure N AlN Eigenschaften
Proben 3.03 lösliches 0,0040 0.0021
I 3.01 Gesamt Al 0,0051 0.0040 B10 1,00
2 keine AI 0.027 1.01
3.02 0.034 0.026 0.0055 0,0045 __ 0,99
In Luft 3 bei 900 C 0,032 18 300 0,98
CC für 5 Minuten, N2 2.95 0,027 0,0010 0,0000 18 250 ...
1 2.94 0.033 0.0011 0.0000 19 200 2,01
■) keine 0,030 19 250 2,11
2.95 0,036 0,030 0,0050 0,0045 1,00
Im Vakuum 3 800 C. ' 0,035 15 000 1,05
cc 20 Stunden. N2 3.01 0,030 0.0050 0,0035 14 950
1 3.05 0.035 0,(K)60 0,(K)41 18 900 1,45
ι keine 0,045 18 840 1,50
3,03 0.049 0.045 0,0062 0,0049 1,38
In. Luft. 3 bei 9(K) C 0,050 17 200 1,35
DD für 5 Minuten, N2 3.00 0,044 0,0011 0,0000 17 350
I 3.01 0,049 0.(K)IO 0,0000 17 600 2,10
2 keine 0,044 17 400 2,12
3.01 0,048 0,044 0,0052 0,0046 1,30
Im Vakuum 3 800 C. 0,049 15 010 1,32
DD' 20 Stunden. N2 3.01 0,044 0,0080 0,0050 14 8(X)
1 3.01 0,048 0,0095 0,(X)62 17 700 1,61
r keine 0.069 17 350 1,84
3.00 0.076 0.067 0,0102 .0,0070 :_ 1,91
In Luft 3 bei 9(X) C 0.075 16 0(K) 1,89
Hi-: für 5 Minuten. N2 2.95 0,067 0,(K)20 0,0001 15 080
I 2.94 0.072 0.(K)18 0.(KX)I 15 700 2,10
1 keine 0.066 15210 2,21
2.96 0.070 0.065 O.(K)99 0.0070 1,81
Im Vakuum 3 8(K) C. 0.071 15 0(X) 1,89
IiH' 20 Stunden. N, 0,068 15 1(K)
0.073 16010
15 800
Tabelle 4 Probe CC
"—■—^___ Temperatur j C]
Zeit
Weniger als 10 Minuten
1 Stunde >
5 Stunden >
20 Stunden >
40 Stunden >
40 Stunden <
0 WX) > 6(K) 7(X) 8(X) 9(X) KXX) 1100 12(X)
0 0 0 0 (·) 0 0 θ 0
0 0 0 0 (■) (·)■ (·) θ. θ
0 0 0 0 (·) 0 (·) 0 0
0 0 0 0 (·) 0 0 X X
0 0 0 (·) (·) 0 0 X X
0 0 0 0 0 0 0 X X
X . 009 518/123
Probe CC
10 Minuten >
1 Stunde > .
5 Stunden >
20 Stunden >
40 Stunden >
40 Stunden <
0 0 0 0 0 0
6(M) > 600 700
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
0 0 0
8(M)
9(M)
0
(·) ■
0
0 0
)()()() !100 1200
0 0 0
0 (·) (·)
0 0 0
0 X X
0 X X
0 X X
1201) <
0 Keine Erhöhung der magnetischen FluBüichtc im Vergleich zur Behandlung ohne Vorgliihung. (■) Sehr starke Erhöhung der magnetischen Flußdichte Ö,„. X Der ß|()-Wert wird kleiner.
In der Zeichnung sind die Makrostrukturen folgender Proben dargestellt:
F i g. 1 a: Probe A (Tabelle 1) Behandlung A ohne Vorglühen.
Fig. Ib: Probe C (Tabelle 1) Behandlung A ohne Vorglühen.
Fig. Ic: Probe CC (Tabelle 3) Behandlung B ohne Vorglühen.
Fig. Id: Probe CC (Tabelle 3) Behandlung B mit Vorglühen, nämlich 5 Minuten bei 900rjC.
Aus der letzten Figur ist zu ersehen, daß praktisch alle großen Körner mit Durchmessern über 10 mm Orientierungen in der Nähe der (100)[001]-Orientierung haben. Diese Kristalle, deren Ausbildung erwünscht ist, wachsen auf Grund der sekundären Rekristallisation durch das Ausglühen selektiv. Die meisten kleinen Körner mit Durchmessern unter 5 mm haben eine Orientierung, die stark von der angestrebten Richtung der (100) [001]-Achsen abweicht.
Wenn das warmgewalzte Blech vor dem Kaltwalzen kein Al und AlN enthält, dann haben die Proben diese unerwünschten Kristalle, wie sie in F i g. 1 a zu sehen sind. Hat das warmgewalzte Blech vor dem Kaltwalzen jedoch einen Gehalt an Al und AIN durch das Vorglühen bereits erhalten, dann haben die Proben die gewünschte Kristallstruktur, wie sie in F i g. I d dargestellt ist. Ist der Gehalt des warmgewalzten Bleches an Al und AlN mengenmäßig ausreichend, und es liegt noch nicht die gewünschte Größe und Verteilung für das AlN vor, dann haben die Proben gemischte Kristalle, wie es in den Fig. Ib und 1 c gezeigt ist.
Wie erwähnt, soll die Vorglühbehandlung binnen 40 Stunden bei 700 bis 1000" C oder binnen 5 Stunden bei 1000 bis 1200"C ausgeführt werden. Im ersteren Fall führt eine Überschreitung des Temperaturbereichs nach oben dazu, daß das normale Kornwachstum der primären Rekristallisation so stark wird, daß beim Ausglühen die sekundäre Rekristallisation der Kristallkörner bezüglich der (100)[001]-Orientierung nicht eintritt. Wird der Temperaturbereich im ersten Fall unterschrittenjedoch über der Rekristallisierungstemperatur gearbeitet, so ist für die vollständige primäre Rekristallisation eine unwirtschaftlich lange Glühzeit erforderlich.
Wird im zweiten Fall die obere Temperaturgrenze überschritten, so stellt man keine weitere Verbesserung der Kristallstruktur fest. Bei Unterscheidung der Temperaturgrenze im zweiten Fall wird die Güte des Endproduktes schlechter, da die Kristalle nicht vollständig wachsen können.
An Hand der nachstehenden Beispiele 1 bis 4 wird die vorliegende Erfindung näher erläutert.
B e i s ρ i c I I
Ein Siliciumstahlmatcrial, das in einem Vakuumschmelzofen geschmolzen wurde, enthielt 3,00"/() Si und 0,033% Gesamtaluminium, und das Material wurde zu einem Blech von 1,6 mm Dicke warmgewalzt. Das warmgewalzte Blech wurde in zwei Teile aufgeteilt. Bei der Analyse eines Teils ergab sich ein Gehalt von 2,98"/,, Si, 0,033% Gesamtaluminium (0.029% säurelösliches Aluminium) und 0,0000" „. N als AlN. Die andere Hälfte des Probestücks wurde 20 Stunden lang bei 800 C in einer Atmosphäre von N2 geglüht und analysiert, und es wurde festgestellt, daß, obwohl sich der Gehalt von Si und Al nicht verändert hatte, N als AlN auf 0,0048% angestiegen war. Dann wurden die beiden Sorten warmgewalzter Bleche mit einer Quersciinitlsverminderung von 60% in der gleichen Richtung wie beim Warmwalzen kalt ausgewalzt und mit einer Querschnittsverminderung von 50% in einer Richtung, die im wesentlichen im rechten Winkel zur vorherigen Richtung war, auf Bleche von 0,33 mm Dicke ausgewalzt. Diese Bleche wurden bei 800 C 1 Minute lang geglüht, so daß sie primär rekristallisierten, und sie wurden abschließend bei 1150 C 15 Stunden lang ausgeglüht. Epstein-Proben wurden in "der abschließenden Walzrichtung und in einer dazu im rechten Winkel verlaufenden Richtung genommen, wurden durch Glühen entspannt und dann magnetisch geprüft. Bei den nicht vorgeglühten Proben erhielt man folgende Werte:
B10
(in Gaui3) · 		"1.1,Jn
(in W'kg)
In Richtung des ab
schließenden Walzens		 14 200 2,20
Im rechten Winkel
hierzu 		14 220 2,10
Es ergeben sich nur die Eigenschaften des zweifach orientierten Siliciumstahlblechcs, während man bei dem vorgeglühten Blech folgende Werte erhält:
In Richtung des abschließenden Walzens
(in GauU)
18 300
HI, M1
(in W'kg)
1,10
Winkel 11
Fortsetzung		 ^»15,50
(in W kg)
1.01
[m rechten
hierzu ..
(in Gauß)
18 450
15
Hier erhält man ausgezeichnete Eigenschaften, und die Kristalle sind aus sekundär rekristallisierten Körnern in der (100) [O()l]-Richtung orientiert.
- Beispiel!
Ein Siliciumstahlmaterial wurde in einem elektrischen Ofen so hergestellt, daß es 3.00" „ Si und 0.028" ι, Gesamtaluminium enthielt, und es wurde in üblicher Weise zu einem 1,6 mm dicken Band warmgewalzt. Das Band wurde in zwei kleine Stahlbänder aufgeteilt. Eine Analyse eines dieser Bänder ergab einen Gehalt von 3,01% Silicium, 0,028% Gesamtaluminium (0,021% säurelösliches Aluminium) und 0.0056" „ Stickstoff als AlN. Wenn das andere kleine Stahlband 5 Minuten lang bei 900 C vorgeglüht wurde, dann blieb sein Gehalt an Si und Al unverändert, jedoch entstand etwas AlN. und der Gehalt von N als AlN nahm auf 0,0064% zu. Diese beiden Arten von kleinen Stahlbändern wurden mit einer Querschnittsverminderung von 60",, in der gleichen Richtung kaltgewalzt, in der warmgewalzt wurde, so daß das kaltgewalzte Stahlband 0,64 mm stark war. Diese Stahlbänder wurden dann in Stücke mit vorbestimmter Breite zerschnitten. Die Stücke Wurden aneinandergeschweißt, so daß sie Stahlbänder bildeten, bei denen die Längsrichtung praktisch im rechten Winkel zur Richtung des vorhergehenden Kaltwalzens verlief. Diese Bänder wurden dann mit einer Querschnittsverminderung von 50% zu kaltgewalzten Stahlbändern von 0,33 mm Stärke kalt ausgewalzt. Sie wurden 4 Minuten lang kontinuierlich bei XOO C entkohlt und geglüht und wurden dann 20 Siunden lang bei 1150''C abgeschlossen geglüht. Es wurden von diesen Stahlbändern Epstein-Proben in Längsrichtung und in einer Richtung im rechten Winkel hierzu genommen. Die Proben wurden durch Glühen entspannt und wurden auf ihre magnetischen Eigenschaften untersucht. Als Ergebnis erhielt man für die nicht vorgeglühten Proben folgendes:
In der abschließenden
Wal/richtung ......
Im rechten Winkel
hier/u
(in Gauß)
18 450
18 100
(in W kg)
1.05
1.13
während man für die vorgeglühte Probe erhielt:
In der abschließenden
Wal/richtung
Im rechten Winkel
hierzu
Beispiel 3
Ein Siliciumstahlmaterial wurde in einem Vakuumschmelzofen so geschmolzen, daß der Gehalt an Si 3.00"■„ und der Gehalt an Al 0.036% betrug, worauf das Material zu einem Blech von 3 mm Dicke warmgewalzt wurde. Das warmgewalzte Blech wurde in zwei Hälften aufgeteilt. Bei der Analyse der einen Hälfte ergab sich ein Geha-lt von 2,95% Si, 0,036%.· Gesamtaluminium (0,030% säurelösliches Aluminium) und 0,0000% N als AlN. Die andere Hälfte wurde bei 800 C 20 Stunden in einer Atmosphäre von N, geglüht, und es wurde festgestellt, daß sich, obwohl sich der Gehalt an Si und Al nicht verändert hatte, eine große Menge von AlN entstanden war. indem N aus der Atmosphäre während des Glühens aufgenommen wurde, und N als AlN hatte auf 0,0045" (, zugenommen. Dann wurden diese beiden Sorten der warmgewalzten Bleche mit einer Querschnittsverminderung von 40" ü in der gleichen Richtung wie beim Warmwalzen kaltgewalzt und dann mit einer Querschnittsverminderung von 40" „ im wesentlichen im rechten Winkel hierzu, so wie bei den Stahlblechen mit mittlerem Kaliber. Sie wurden bei 800 C IO Minuten lang geglüht, so daß eine primäre Rekristallisation erfolgte, und sie wurden dann weiterhin 5 Stunden lang bei IHK) C geglüht. Die Stahlbleche wurden dann nochmals mit einer Querschnittsverminderung von 70%, in einer Richtung kaltgewalzt, die mit der Richtung des letzten Walzens beim vorhergehenden Kreuzwalzen übereinstimmte, und sie wurden schließlich 15 Stunden lang bei 1150 C geglüht. Epstein-Proben wurden in der abschließenden Walzrichtung und in der Richtung im rechten Winkel hierzu genommen, sie wurden zur Spannungsverminderung geglüht und dann auf ihre magnetischen Eigenschaften untersucht. Als Ergebnis erhielt man für die nicht vonieulühten Proben:
In der abschließenden
Walzrichtung
Im rechten Winkel
hierzu
V lin Oiauß)
I 5 000 14 950
»',5 5Π
lin W kg)
2.01 2.11
Es ergaben sich keine anderen Eigenschaften als bei zweifach orientierten Siliciumstahlblechen, während man für die vorgeglühten Proben folgende Werte erhielt:
In der abschließenden
Walzrichtung
Im rechten Winkel
hierzu
"in
lin (iauB)
18 900 18 840
(in W kg)
1,00 1,05
Es ergeben sich also ausgezeichnete Eigenschaften. B e i s ρ i e 1 4
Ein Siliciumstahlmaterial wurde in einem Siemens-Martin-Ofen so hergestellt, daß es 3,00% Si und 0,033% Gesamtaluminium enthielt, und es wurde in üblicher Weise zu einem Siliciumstahlband von 3.0 mm Dicke warmgewalzt. Das Band wurde in
zwei Streifen unterteilt. Iiin Streifen wurde bei 960 C 5 Minuten in N, vorgeglüht. Der andere Streifen wurde ohne Glühen analysiert. Obwohl der Siliciumgehalt 3.05",) und der Gehalt an Gesamtaluminium 0.033" ι, (der säurelösliche Aluminiumgehalt betrug 0.026" „) in jedem der beiden Bänder betrug, so war der Gehalt an AIN 0.0046" „ in der erstcren Probe, jedoch 0.040",, (N als AIN) in der letzteren Probe. Diese beiden Arten von Stahlbändern wurden mit einer Querschnittsverminderung von 40",, in der gleichen Richtung wie beim Warmwalzen zu Stahlbändern von 1.3 mm Dicke kaltgewalzt. Sie wurden in Stücke mit bestimmter Breite zerschnitten.
Die Stücke wurden so aneinandergcschweißt, daß man Stahlbänder erhielt, bei denen die Längsrichtung einen rechten Winkel mit der Richtung des vorhergehenden Kaltwalzens betrug. Sie wurden mit einer Querschnittsverminderung von 40" „ kaltgewalzt, wie dies beim Kaltwalzen von Stahlbändern gemacht wurde, die ein mittleres Kaliber von 1.03 mm hatten. Sie wurden dann bei 8(X) C K) Minuten in feuchtem Wasserstoff entkohlt und weiterhin bei einer maximalen Temperatur von IHK) C 10 Stunden lang geglüht. Die Stahlbänder wurden dann neuerdings bei einer Querschnittsverminderung von 72"„ in der Längsrichtung kaltgewalzt, wobei sie ihr endgültiges Kaliber erhielten, und sie wurden abschließend bei einer maximalen Temperatur von 1200 C 20 Stunden lang geglüht, so daß die Körner der sekundären Rekristallisation in der (KK)) [(X)I]-Orientierung entwickelt wurden. Hs wurden Epstein-Proben in Längsrichtung und in der Richtung im rechten Winkel hierzu von beiden Stahlbändern entnommen, diese Proben wurden durch Glühen entspannt und dann magnetischen Prüfungen unterworfen. Die Proben. die nicht vorgeglüht waren, ergaben
In der abschließenden
Walzrichtung
Im rechten Winkel
hier/u .ι
(in CiauU)
18 300
18 2(X)
(in W
1.02
1.08
40
während man für die vorgeglühten Proben erhielt:
In der abschließenden
Walzrichtung
Im rechten Winkel
hierzu
«Hl
(in (iautil
19 2(X)
19 250
(in Wk
I.(X)
0.9X
so
ss
Man erhält also eine merkliche Verbesserung der magnetischen Eigenschaften.
Die zweifach orientierten Stahlbleche haben aKo eine hohe Magnetisierungskapazität (darunter soll verstanden werden, daß ß„, hoch ist) in jeder der <ό beiden Richtungen des abschließenden Walzens und der Richtung im rechten Winkel hierzu, und diese Bleche sind sehr gut als Eisenkerne für Transformatoren, große Generatoren und Dynamos brauchbar. Wie oben beschrieben wurde, wurde festgestellt, daß solche Materialien durch ein Verfahren erhalten werden können, bei dem ein warmgewalztes Siliciumstahlblech. das Aluminium enthält, vorgeglüht und dann einem Kaltwalzverfahren unterworfen wird, bei dem aus kreuzgewalzt wird.

Claims (3)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung von zweifach orientierten Siliciumstahlblechen. nach welchem ein Rohsiliciumstahl. der 2,0 bis 4.0",, Silicium und 0.01 bis 0.05",, Aluminium enthält und im übrigen aus Eisen besteht, zu Blech von .0.7 bis 13 mm Dicke warmgewalzt wird, das weiterhin nach einer Vorglühbchandlung erst in eine Richtung mit einer Querschnittsabnahme von 30 bis 80",,, darauf in einer sich mit dieser Walzrichtung im rechten Winkel ±20 kreuzenden Richtung mit einer Querschnittsabnahme von 20 bis 70" „ ein zweites Mal kaltgewalzt, ferner nach erfolgtem Zwischenglühen bei 750 bis 1200 C gegebenenfalls noch in einer der Richtungen, die einer der beiden Kaltwalzbehandlungen entspricht, mit einer Querschnittsabnahme von 50 bis 84" „ abschließend kaltgewalzt und bei Temperaturen zwischen 9(X) bis 1300 C schlußgeglüht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorglühbehandlung in einer neutralen oder reduzierenden Atmosphäre mit einem Gehalt von wenigstens K)" „ Stickstoff entweder binnen 40 Stunden bei 700 bis KXX) C oder aber binnen 5 Stunden bei 1000 bis 1200 C zur Erzielung eines Aluminiumnitridgehaltes von mindestens 0.002" „ durchgeführt wird.
2. Verfahren zur Herstellung von zweifach orientierten Siliciumstahlbleehen nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die erste Kaltwalzung mit einer Querschnittsabnahme von 30 bis 60" „ erfolgt und darauf mit einer Querschnittsabnahme von 20 bis 50" 0 kaltgewalzt, dann bei 850 bis 12(X) C zwischengeglüht, anschließend mit einer Querschnittsabnahme von 50 bis 84",, fertig kaltgewalzt und dann zwischen KXX) und 13(X) C schlußgeglüht wird. ,
3. Verfahren zur Herstellung von zweifach orientierten Siliciumstahlblechen nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der 0.01 bis 0.04",, Aluminium enthaltende Siliciumstahl zuerst zu einer Dicke von 1 bis 4 mm warmgewalzt wird, daß das erste Kaltwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 40 bis 80",, und das zweite Kaltwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 30 bis 70",, erfolgt und daß sich daran eine Glühung zwischen 750 und KXX) C anschließt, ohne daß noch das letzte Kaltwalzen und die Schlußglühung erfolgen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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