DE1433708B2

DE1433708B2 - Verfahren zur herstellung eines nichtalternden, eine schonung weiterverarbeitender stanzwerkzeuge gewaehrleistenden siliciumstahlbleches

Info

Publication number: DE1433708B2
Application number: DE19641433708
Authority: DE
Inventors: Victor W. Franklin; Jackson John M. Middletown; Squibb Robert W. Zanesville; Ohio Carpenter (V.StA.). EOIb 11-36
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1963-08-14
Filing date: 1964-07-24
Publication date: 1972-07-06
Also published as: BE651456A; US3196054A; ES302116A1; DE1433708A1; SE327719B

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nichtalternden, eine Schonung weiterverarbeitender Stanzwerkzeuge gewährleistenden Siliciumstahlbleches, bei dem eine Silicium-Stähl-Legierung durch Auswalzen und Beizen auf die gewünschte Enddicke gebracht und anschließend einer zweistufigen Glühbehandlung unterworfen wird, wobei die erste, feuchte, entkohlende Glühung bei einer Temperatur von 650 bis 815° C durchgeführt wird, an die sich die zweite, trockene, nichtentkohlende Glühung anschließt.

Aus der deutschen Patentanmeldung A15 044/ VI a 18 c ist bereits ein Verfahren zur Herstellung von Siliciumstahlblechen für magnetische Zwecke bekannt, bei dem das unter Einschaltung einer Beizung auf Endmaß gebrachte Blech einer zweistufigen Glühbehandlung unterworfen wird. Diese besteht aus einer ersten, feuchten, entkohlenden Glühung bei 815° C und einer sich daran anschließenden Schlußglühung, die bei mindestens 1095° C unter trockenem ■ Wasserstoff in einem abgeschlossenen Ofen durchgeführt wird. Dieses Verfahren eignet sich zwar für die Herstellung von magnetischen orientierten Elektroblechen, für die Herstellung eines für viele Anwendungszwecke erwünschten nichtalternden, nichtorientierten Siliciumstahlbleches ist es jedoch ungeeignet.

Aus der USA.-Patentschrift 2 287 467, der deutschen Auslegeschrift 1 111225 und aus »Neue Hütte«, 3. Jahrgang, Heft 6, sowie aus »Iron and Steel Engineer«, August 1960, ist es auch bereits bekannt, daß Siliciumstahlbleche nach der Beizung einer Entkohlungsglühung in feuchter Atmosphäre und einer Abschlußglühung in trockener Atmosphäre unterworfen werden können. Bei allen diesen Verfahren erhält man jedoch stest orientierte Siliciumstahlbleche, die für bestimmte Anwendungszwecke nicht erwünscht sind.

Aufgabe der Erfindung ist es nun, ein Verfahren anzugeben, mit dessen Hilfe nichtorientierte Siliciumstahlbleche hergestellt werden können, die nicht altern und die Schonung weiterverarbeitender Stanzwerkzeuge gewährleisten.

Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe dadurch gelöst werden kann, daß die sich an das Auswalzen und Beizen der Siliciumstahlbleche anschließende zweistufige Glühbehandlung unter ganz bestimmten Bedingungen durchgeführt wird.

Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Herstellung eines nichtalternden, eine Schonung weiterverarbeitender Stanzwerkzeuge gewährleistenden Siliciumstahlbleches, bei dem eine Silicium-Stahl-Legierung durch Auswalzen und Beizen auf die gewünschte Enddicke gebracht und anschließend einer zweistufigen Glühbehandlung unterworfen wird, wobei die erste, feuchte, entkohlende Glühung bei einer Temperatur von 650 bis 815° C durchgeführt wird, an die sich die zweite, trockene, nichtentkohlende Glühung anschließt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß zur Herstellung von nichtorientiertem Siliciumstahlblech beide Glühungen in einem Muffelofen in Offen-Bundform durchgeführt werden, wobei die erste Glühstufe unter einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 32 ± 11° C und die zweite Glühstufe bei einer Temperatur von 760 bis 1038° C und einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von unter 10° C durchgeführt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Verfahren der Erfindung in der Weise durchgeführt, daß die erste Glühstufe in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 650 bis 732° C und einer Glühzeit von 1 bis 8 Stunden durchgeführt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die zweite Glühstufe in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 760 bis 870° C und einer Glühzeit von ¹Zs bis 3 Stunden durchgeführt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird das Glühgut nach der abschließenden Glühung in üblicher Weise einer Glättungsglühung bei niedriger Temperatur unterworfen.

Nach dem Verfahren der Erfindung ist es möglich, nichtalternde, weiterverarbeitende Stanzwerkzeuge schonende Siliciumstahlbleche auf verhältnismäßig wirtschaftliche Art und Weise herzustellen, wobei während der Entkohlung das unerwünschte Kornwachstum infolge der angewendeten, verhältnismäßig niedrigen Temperatur minimal gehalten werden kann. Das Verfahren der Erfindung hat den Vorteil, daß die Verwendung von Durchlaufofen überflüssig wird, wodurch wesentlich geringere Investitionskosten entstehen und das Verfahren allgemein auch wirtschaftlicher gestaltet werden kann, weil die Kosten für die erfindungsgemäß für die Glühung geforderten

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Spezialatmosphären geringer sind als die Kosten für Abschlußglühung überlappen, die Abschlußglühung die in Durchlaufofen erforderlichen Spezial- aber normalerweise bei einer höheren Temperatur atmosphären, die auch schwieriger aufrechtzuerhalten als die Entkohlung durchgeführt wird. Die angesind. Darüber hinaus besteht ein weiterer Vorteil des gebenen Zeiten sind solche, wie sie sich in der Regel Verfahrens der Erfindung darin, daß es, ohne daß 5 als zufriedenstellend erwiesen haben; die Dauer, Änderungen vorgenommen werden müssen, sowohl während welcher das Blech bei der Entkohlung der auf dicke als auch auf dünne Siliciumstahlbleche angegebenen Temperatur gehalten wird, kann jedoch (etwa 0,06 mm und weniger) angewendet werden variieren und je nach dem Anfangs-Kohlenstoffgehalt kann. _ ' / ■ des Bleches und dem gewünschten End-Kohlenstoff-

Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel io gehalt verlängert oder abgekürzt werden. Bei der näher erläutert. Abschlußglühung in trockener Atmosphäre ent-

Beispiel wickeln sich seine endgültigen magnetischen Eigen

schaften. Obwohl in verschiedenen magnetischen

Ein Siliciumstahl wird zu Rohblöcken vergossen Materialien verschiedene Permeablitäten gewünscht und dann auf einem kontinuierlichen Warmband- 15 oder geduldet werden können, je nach dem bewalzwerk zu einer mittleren Blechstärke warm aus- absichtigten Verwendungszweck, hängen auch hier gewalzt. Das gewalzte Material wird dann sand- die Temperatur und die Durchwärmzeit voneinander bestrahlt und/oder zur Entfernung des bei der Warm- ab, indem eine bestimmte magnetische Verbesserung walzung gebildeten Zunders gebeizt und anschließend bei längerer Durchwärmzeit bei niedriger Temperatur auf die gewünschte Stärke von 0,06 mm oder mehr 20 innerhalb des angegebenen Bereiches und umgekehrt warm ausgewalzt. Das warmgewalzte Blech wird zu erzielt werden kann. Zur Erhöhung der Permeabilität einem offenen Bund geformt. Dieses offene Bund des Bleches können die angegebenen Zeiten verkommt in einen Muffelofen, in dem eine Kontroll- längert werden, wobei man annimmt, daß dabei die atmosphäre erzeugt und in Zirkulation gehalten wird, gewünschten Korngrößen nicht überschritten werden, so daß alle Teile der Bundoberfiäche mit dieser 25 Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erAtmosphäre in Berührung kommen. haltene Produkt hat ein leicht silbriges Aussehen. Es

Der Muffelofen wird so erhitzt, daß die Tempera- wird beim Erhitzen in einer offenen Flamme sehr tür des Metalls in der Offen-Bundform auf 732° C leicht blau, was eine Eisenoberfläche anzeigt. Die erhöht wird. Die Atmosphäre in dem Muffelofen Oberflächenhaut des Bleches löst sich durch wiederkann, mindestens bis das Blech bei der Entkohlung 30 holtes Abbiegen desselben nicht ab. Gleichzeitig ist die gewünschte Temperatur erreicht hat, aus Wasser- die dunkle Linie, die in Mikrophotographien des stoff oder dissoziiertem Ammoniak bestehen, die Produktes im Mittelabschnitt der Oberflächenhaut durch Zugabe von Wasserdampf auf einen Taupunkt sichtbar ist, nicht sehr ausgeprägt bzw. kann mit von etwa 32 ± H⁰C gebracht worden ist. Die Ent- bloßem Auge überhaupt nicht wahrgenommen kohlungsbehandlung in einer solchen Atmosphäre 35 werden.

kann bei der gewünschten Temperatur so lange fort- Wird das gemäß der Erfindung hergestellte

geführt werden, bis der Kohlenstoffgehalt des Bleches Produkt, wie oben beschrieben, entkohlt, so nimmt auf den gewünschten Gesamtwert von etwa 0,005 °/o man an, daß die langsamere und allmählicher er- oder weniger herabgesetzt ist. folgende Entkohlung zur Bildung von feinteiligerer

Dann wird die Atmosphäre in dem Muffelofen so 40 Kieselsäure oder anderen hochschmelzenden Oxyden verändert, daß sie aus Wasserstoff oder dissoziiertem in der Oberflächenhaut führt, im Unterschied zu einer Ammoniak mit einem Taupunkt von nicht über sonst auftretenden, fest haftenden Schicht von zu-10° C besteht. Das kann durch Einführung von so sammenhängender Kieselsäure oder anderen hochviel trockener Atmosphäre in den Muffelofen ge- schmelzenden Oxyden auf der Oberfläche des schehen, daß die feuchte Atmosphäre herausgespült 45 Metalls. Eine bloße Entkohlung des Produktes in wird; vorzugsweise erfolgt dies vor einer Temperatur- Offen-Bundform in einem Muffelofen, wie hier beerhöhung für die zweite Glühung, d. h. vor einer schrieben, ergibt kein Produkt mit optimalen ma-Temperaturerhöhung auf etwa 871° C. gnetischen Eigenschaften. Die erfindungsgemäß vor-

Unter den vorstehend angegebenen Bedingungen gesehene Abschlußglühung in einer trockenen Atmokann eine wirksame Entkohlung bei Temperaturen 50 sphäre ist nicht nur zur Verbesserung der magnetizwischen 650 und 815° C durchgeführt werden, wo- sehen Eigenschaften erforderlich, sondern auch zur bei die Zeit, um das Blech auf diese Temperatur zu Gewährleistung einer ausgezeichneten Schonung der bringen, etwa 1 bis 8 Stunden beträgt und Vorzugs- weiterverarbeitenden Stanzwerkzeuge,
weise umgekehrt mit der Temperatur variiert. Wenn die Entkohlungsglühung und die Abschluß-

Die Abschlußglühung kann bei Temperaturen zwi- 55 glühung in einer feuchten, entkohlenden Atmosphäre sehen 760 und 1038° C bei Durchwärmzeiten von durchgeführt würden, wäre die Lebensdauer der etwa Vs bis 3 Stunden erfolgen. Auch hier variieren weiterverarbeitenden Stanzwerkzeuge sehr gering, die Zeiten umgekehrt mit den Temperaturen. Je nach Das ist wahrscheinlich auf die starke Oxydationsden Eigenschaften des Muffelofens und seiner Er- wirkung einer feuchten Atmosphäre bei der Temhitzung ergibt sich eine in dem jeweiligen Ofen er- 60 peratur der Abschlußglühung zurückzuführen. Inzielbare praktische obere Temperaturgrenze. folgedessen soll die Atmosphäre in dem Muffelofen

Nach der Abschlußglühung wird das Blech in dem so bald wie möglich nach Erzielung des gewünschten Muffelofen abgekühlt. Anschließend kann es je nach Entkohlungsgrades von feucht auf trocken umgeseinem Zustand einer üblichen Glättungsglühung schaltet werden,
unterworfen werden. 65 Obwohl die vorstehend für die Entkohlung und

Unter Bezugnahme auf das vorstehende Beispiel die Abschlußglühung angegebenen, sich überlappensei betont, daß sich zwar die angegebenen Tempera- den Temperaturen die Vorstellung erwecken könnten, turbereiche für die Entkohlungsglühung und die daß beide Behandlungen bei der gleichen Temperatur

durchgeführt werden könnten, führt dies in der Regel nicht zu optimalen Ergebnissen. Auch ergibt eine allmähliche Umstellung der Atmosphäre des Muffelofens von feucht auf trocken verhältnismäßig schlechte Ergebnisse. Dies mag daran liegen, daß bei dem Verbleib von so viel Feuchtigkeit in der Atmosphäre, daß sie für Silicium, Aluminium oder in einigen Fällen Eisen oxydierend wirkt, zuviel Oxyd bei der höheren Temperatur gebildet wird. Ferner erscheint es notwendig, daß die Abschlußglühung in einer Atmosphäre erfolgt, die eine sehr beträchtliche Menge, wenn nicht das gesamte wäh-

^,..rend der Behandlung gebildete Eisenoxyd reduziert.

Daraus "folgte daß die in den beiden Behandlungsstufen angewendeten Atmosphären verschieden sein sollen und daß die Umstellung von einer Atmosphäre auf die andere so rasch und so gründlich wie möglich erfolgen sollte.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines nichtalternden, eine Schonung weiterverarbeitender Stanzwerkzeuge gewährleistenden Siliciumstahlbleches, bei dem eine Silicium-Stahl-Legierung durch Auswalzen und Beizen auf die gewünschte Enddicke gebracht und anschließend einer zweistufigen Glühbehandlung unterworfen wird, wobei die erste, feuchte, entkohlende Glühung bei einer Temperatur von 650 bis 815° C durchgeführt wird, an die sich die zweite, trockene, nichtentkohlende Glühung anschließt, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung von nichtorientiertem Siliciumstahlblech beide Glühungen in einem Muffelofen in Offen-Bundform durchgeführt werden, wobei die erste Glühstufe unter einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von 32 + 11° C und die zweite Glühstufe bei einer Temperatur von 760 bis 1038° C und einer Atmosphäre mit einem Taupunkt von unter 10° C durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Glühstufe in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 650 bis 732° C und einer Glühzeit von 1 bis 8 Stunden durchgeführt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Glühstufe in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 760 bis 870° C und einer Glühzeit von V2 bis 3 Stunden durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Glühgut nach der abschließenden Glühung in üblicher Weise einer Glättungsglühung bei niedriger Temperatur unterworfen wird.