DE1489620C3

DE1489620C3 - Magnetisierbares Eisenblech und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1489620C3
Application number: DE1489620A
Authority: DE
Inventors: Victor William Franklin Carpenter; Martin Frederick Middletown Littmann; Chester Earl Ward
Original assignee: Armco Inc
Current assignee: Armco Inc
Priority date: 1964-01-20
Filing date: 1965-01-19
Publication date: 1973-11-15
Also published as: SE325286B; US3347718A; DE1489620A1; GB1089892A; BE658357A; DE1489620B2

Description

Die Erfindung betrifft ein magnetisierbares Eisenblech mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,13 μπα oder weniger sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Es ist bekannt, daß die magnetischen Eigenschaften, insbesondere die Permeabilität und andere magnetische Eigenschaften, von magnetisierbaren Eisenblechen mit der Zusammensetzung und anderen wesentlichen Eigenschaften des Materials, beispielsweise der Korngröße, der Art und dem Grad der Kornorientierung (falls vorhanden), variieren.

Bisher versuchte man auf dem Gebiet der ferromagnetischen Materialien Verbesserungen der Permeabilität und anderer Eigenschaften durch Änderung der wesentlichen Eigenschaften des verwendeten Eisenbleches zu erzielen. Es gibt bereits eine große Anzahl von Patentschriften, welche die Zusammensetzung und die Bearbeitungsbedingungen, z. B. die Art und Weise der Warmwalzung, den Grad und die Art der Kaltreduktion sowie die Anzahl, die Temperatur und die Atmosphäre von Warmbehandlungen zur Beeinflussung der Korngröße und die Art und den Grad der Korn- und Kristallorientierung betreffen. Dadurch war es möglich, in bezug auf die Permeabilität und die Kernverluste bei magnetisierbaren Eisenblechen wesentliche Verbesserungen zu erzielen. Gleichzeitig ließ sich dadurch eine günstige Kostengestaltung der Herstellung solcher Bleche erzielen, so daß bereits ein sehr großer Anteil des verwendeten Blechmaterials aus magnetisierbarem Armco-Eisen, schwach legierten Stählen und Siliciumeisen hergestellt wird.

Bisher nahm man an, daß der Grund für die schlechteren Kernverlustfaktoren bei aufeinandergestapelten Blechen dieser Art auf die starke Oberflächenrauhheit der bisher bekannten magnetisierbaren Bleche zurückzuführen sei. Es war bisher jedoch nicht möglich, magnetisierbare Eisenbleche mit einer Oberflächenrauhheit eines erwünschten niedrigen Wertes herzustellen. Die bisher bekannten magnetisierbaren Eisenbleche weisen Oberflächen auf, die rauher sind als 0,25 bis 0,5 μπι. Die Ursache dafür ist folgende:

a) Ein auf eine bestimmte Dicke warm heruntergewalztes Blech weist eine Oberflächenrauhigkeit in der vorstehend angegebenen Größenordnung auf, unabhängig davon, ob der beim Warmwalzen erzeugte Zunder, beispielsweise durch Beizen, entfernt worden ist oder nicht;

b) beim Beizen selbst kann die Rauhigkeit der Oberfläche verstärkt werden;

c) die Oberfläche eines kaltgewalzten Bleches nimmt die Oberflächeneigenschaften der zum Kaltwalzen verwendeten Walzen an; die Bleche wurden bisher mit solchen Walzen heruntergewalzt, die auf Grund ihrer Herstellung rauhe Oberflächen aufweisen, was sich mit zunehmender Abnutzung

noch verstärkt;

d) außerdem war man bisher der Ansicht, daß eine rauhe Oberfläche für ein magnetisierbares Eisenblech günstig sei, da unter bestimmten Umständen dadurch das Walzen und die Zuführung kleiner ausgestanzter Rohlinge in automatische Pressen erleichtert wird und die Neigung zum Zusammenkleben während der auf das Stanzen folgenden Glühbehandlung minimal gehalten wird, so daß in den Kaltwalzwerken zum Teil absichtlich aufgerauhte Walzen, sogenannte Pangborn-Walzen, oder mit einem Sandstrahlgebläse behandelte Walzen verwendet werden.

Es sind bisher nur zwei Typen von f erromagnetischen Eisenblechen mit verhältnismäßig glatten Oberflächen bekannt. Dies sind zum einen extrem dünne Bleche, die wegen ihrer Dünne auf Präzisionswalzwerken mit sehr kleinen Walzen hergestellt werden müssen, die in der Regel mit hochpolierten Oberflächen ausgestattet sind, und zum anderen Siliciumeisenbleche mit Würfeltextur, d. h. mit einer (100)[001]-Kornorientierung nach den Millerschen Indizes. Derartige Siliciumeisenbleche mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,13 μπι und weniger sind beispielsweise in der USA.-Patentschrift 3 090 711 beschrieben. Bei der Herstellung solcher Bleche wird in dem Ausgangsmaterial eine bestimmte Anzahl von Kristallen mit Würfeltextur erzeugt, dann wird das Material unter Anwendung einer Glühung einer sekundären- Rekristallisation unterworfen. Dadurch wird während der Endglühung das sekundäre Kornwachstum auf Grund von Oberflächenenergie gefördert mit dem Ziel, den Grad der Würfelflächenorientierung des Endproduktes zu erhöhen und damit die magnetischen Eigenschaften des Endproduktes zu verbessern. Die bei diesen bekannten magnetisierbaren Eisenblechen erzeugte sekundäre Rekristallisation ist allein auf die Würfelflächenorientierung, nicht jedoch auf die Rauhigkeit der Oberfläche des Bleches zurückzuführen.

Es hat sich nun aber gezeigt, daß die magnetischen Eigenschaften von Eisenblechen auf vorteilhafte und nicht vorhersehbare Weise durch Änderung ihrer Oberflächenrauhigkeit verbessert werden können, wobei der Grad der Verbesserung nicht nur von der Art des verwendeten Ausgangsmaterials, sondern auch von der Blechstärke abhängt. Aufgabe der Erfindung ist es, ein magnetisierbares Eisenblech mit verbesserten magnetischen Eigenschaften sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung anzugeben.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung geht nun von einem magnetisierbaren Eisenblech mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,13 μπι oder weniger aus und ist dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens

0,25 mm dick ist und aus Armco-Eisen, schwach legiertem Stahl, nichtorientiertem Siliciumeisen, Siliciumeisen mit Goss-Struktur, Nickel-Eisen-Legierungen oder aus orientierten Aluminium-Eisen-Legierungen mit bis zu etwa 20 % Aluminium besteht.

Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen des vorstehend gekennzeichneten magnetisierbaren Eisenbleches, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das Blech zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit von 0,13 μΐη oder weniger, vorzugsweise von weniger als 0,025 μπα, und einer Enddicke von mindestens 0,25 mm in einem Walzwerk mit glatten Walzen mit einer Profilometerablesung von 0,13 μπι oder weniger kaltgewalzt wird.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung wird das Blech nach dem letzten Kaltwalzvorgang einer Schlußglühung unterworfen.

Die sich erfindungsgemäß ergebenden Vorteile bezüglich der magnetischen Eigenschaften des Eisenbleches aus einem bestimmten Material und einer bestimmten Stärke treten bei höheren Induktionen am stärksten in Erscheinung, beispielsweise bei den Betriebsbedingungen eines Kerns bei Induktionen zwischen dem Knick der Magnetisierungskurve und der Sättigung. Bleche mit Goss-Struktur werden in der Regel bei hohen Induktionen im Bereich von 14 bis 19 Kilogauß eingesetzt, während der Knick der Kurve für nichtorientierten Siliciumstahl bei etwa 11 Kilogauß liegt. Magnetische Eisenblöcke, schwach legierter Stahl und nichtorientiertes Nickel-Eisen mit einem Nickelgehalt von 48% weisen Knicke bei etwa 6 Kilogauß auf. Kornorientiertes Nickeleisen besitzt dagegen einen Knick bei etwa 14 Kilogauß. Diese Werte können nicht genauer angegeben werden, da sie mit dem Orientierungsgrad des Materials, dem Grad der Restspannung und anderen bekannten Faktoren variieren.

Die erfindungsgemäß erzielte Verbesserung der magnetischen Eigenschaften umfaßt eine Verbesserung der Permeabilität und eine Verringerung des Kernverlusts bei hohen Induktionen. Diese Phänomene waren bisher unbekannt.

Wie bereits gesagt, verwendete man bisher zur Herstellung von magnetischen Eisenblechen der in den Rahmen der Erfindung fallenden Art rauhe Oberflächen (die in den meisten Fällen mit Absicht aufgerauht wurden). Die Kostenersparnis und andere Vorteile während des Walzens sowie die Erzielung von während der beim Abnehmer erfolgenden Glühung nicht zusammenklebenden Stapeln oder Schichtgebilden wogen bei weitem jeden Vorteil auf, der auf Grund eines verbesserten Füllfaktors zu erwarten war, wenn ein solcher verbesserter Füllfaktor überhaupt erzielbar war.

Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, darf man annehmen, daß die bei den erfindungsgemäßen Materialien beobachteten ausgeprägten Verbesserungen bei hohen Induktionen in erster Linie auf eine verbesserte Bereichsorientierung und eine leichtere Erregung zur Erzielung eines magnetischen Flusses nahe an der Oberfläche zurückzuführen sind. Wenn die Oberfläche der einzelnen Schichtungen in einem Kern rauh sind, neigen die Flußlinien an der Nähe der Oberflächen der einzelnen Schichten bei einer Magnetisierung des Kerns dazu, dem Umriß der Oberflächen zu folgen. Das bedingt längere Flußwege sowie eine gedrängte und ungleichmäßige Flußdichte entlang der Metallachse. Wo die Querschnittsfläche eines Metallblechs am kleinsten ist, d. h. an der die Täler auf den Oberflächen verbindenden Stelle, tritt daher eine Einschnürung auf, welche den Fluß hindert; insbesondere bei hohen Induktionen versucht der Fluß den Luftspalt zwischen erhöhten Stellen der rauhen Oberflächen zu überbrücken, was eine Erregung erschwert. Unregelmäßigkeiten der Oberflächenschichten bei einem Gut mit rauher Oberfläche bedingen ungünstige Bereichsstrukturen (infolge Entmagnetisierungseffekten), welche den Hysteresisverlust erhöhen und auch einen erhöhten Kernverlust ergeben, außer den durch Einschnürungen des magnetischen Flusses bedingten erhöhten Verlusten.

Obwohl durch eine glattere Oberfläche auch bei einem Gleichstrombetrieb gewisse Vorteile erzielt werden, eignet sich die Erfindung hauptsächlich für einen Wechselstrombetrieb. Bei niedriger Frequenz von beispielsweise 60 Hz sind die Einflüsse auf den Kernverlust, bei Induktionen oberhalb des Knicks

ao der Magnetisierungskurve am ausgeprägtesten. Mit zunehmender Frequenz werden die Induktionen, bei denen die Effekte noch eintreten, wegen des Skineffekts niedriger.

Kurz ausgedrückt werden erfindungsgemäß magnetische Eisenmaterialien der beschriebenen Arten mit einer sehr glatten Oberfläche versehen. Das kann in jedem Stadium ihrer Herstellung erfolgen, vorausgesetzt, daß spätere Behandlungen nicht wieder eine rauhe Oberfläche ergeben, wie nachstehend noch näher ausgeführt wird. Aus ebenfalls später angegebenen Gründen erfolgt die Erzeugung der glatten Oberflächen auf den magnetischen Eisenblechen in der Regel vor der Behandlung, bei welcher die endgültigen magnetischen Eigenschaften entwickelt werden.

Die mit der Erfindung erzielten neuen und überraschenden Wirkungen beruhen auf der glatten Oberfläche des magnetischen Materials in seinem Endzustand. Soweit bekannt, beeinflußt oder variiert die Oberflächenglätte keine anderen Eigenschaften, die durch andere Verfahrensstufen, z. B. Walzvorgänge oder Glühbehandlungen zur Entwicklung der endgültigen magnetischen Eigenschaften oder zur Erzielung oder Verbesserung einer Orientierung in orientierten Materialien, entwickelt werden. Mit anderen Worten können die neuen Wirkungen theoretisch durch Glätten der Oberflächen des bereits als Endprodukt vorliegenden Guts erzielt werden. Dagegen spricht in erster Linie das Auftreten von Spannungen, welche die magnetischen Eigenschaften

infolge unerwünschter Änderungen des kristallographischen Gitters oder der Kornstrukturen bleibend zerstören.

Die Empfindlichkeit der magnetischen Eigenschaften gegenüber durch Spannungen bedingten Änderungen in der Gitter- oder Kornstruktur bedingt weitgehend die Verfahrensstufe, in welcher die Glättung durchgeführt werden kann. Die erforderliche Oberflächenglätte kann im Laboratorium für die extrem empfindlichen Materialien mit Goss-Struktur sogar noch nach Entwicklung der Kornorientierung erzielt werden.

Verschiedene Oberflächenzustände für die Walzen

von Kaltwalzwerken sind in der Industrie anerkannt.

Polierte Walzen besitzen eine Oberflächenrauhigkeit von etwa 0,005 bis 0,025 μπι, gemessen auf dem Profilometer. Ein Schleifen der Walzen mit einer mit Kork oder Schellack gebundenen Schleifscheibe, wie sie dem Fachmann bekannt sind, ergibt eine Oberflächenrauhigkeit von etwa 0,025 bis 0,13 μπι auf dem

Profilometer. Die Walzen können auch mit einer feinkörnigen Schleifscheibe geschliffen werden; die Körner sollen jedoch durch ein 170 Sieb (USA.-Standardsiebreihe) mit einer Maschenweite von 0,088 mm hindurchgehen. Körner mit höheren Siebzahlen von 300 bis 400 werden in der Regel zur Herstellung von Schleifscheiben verwendet, welche der Walzenoberfläche eine Rauhigkeit von 0,05 μπι oder weniger verleihen.

Wenn ein magnetisches Eisenblech im wesentlichen warm auf seine Enddicke heruntergewalzt und zur Entfernung des dabei gebildeten Zunders gebeizt wurde, hat sich in der Regel eine Kaltverformung um weniger als 10 % zur Erzielung der gewünschten Oberflächenrauhigkeit als ausreichend erwiesen. Wird das Gut kalt auf die Enddicke heruntergewalzt, brauchen lediglich bei dem oder den letzten Walzenstichen sehr glatte Walzen zur Anwendung zu kommen. Der Grad der zur Überführung einer rauhen Oberfläche in eine im Sinne der Erfindung glatte erforderlichen Kaltverformung hängt natürlich in einem gewissen Ausmaß von dem Rauhigkeitsgrad der ursprünglichen Oberfläche ab; in jedem Falle ist er nur gering. Im allgemeinen ergibt eine Kaltwalzung mit den beschriebenen glatten Walzen bei Abwalzgraden von weniger als 5 % die gewünschte Oberflächenrauhigkeit. Es sei bemerkt, daß der mit den glatten Walzen erforderliche Abwalzgrad in der Größenordnung liegen kann, wie er beim oberflächlichen Walzen mit geringem Druck, dem sogenannten »Dressieren« oder dem Glätten erzielt wird. Der Abwalzgrad ist in der Regel etwas geringer als beim Kaltwalzen zur Erzielung kritischer Reckspannungen, wie es manchmal für das Wachstum großer Körner angewendet wird.

Bei der Herstellung von nichtorientierten Blechen, • die zu Paketen gestanzt werden, könnte nach Entwicklung der endgültigen magnetischen Eigenschaften ein Glätten mit glatten Walzen erfolgen, da die übliche, vom Abnehmer durchgefühlte Glühung des Guts nach dem Stanzen ausreichen würde, um die beim Glätten aufgetretenen Spannungen sowie die vom Stanzen herrührenden Spannungen aufzuheben. Jedoch auch hier ist die Anwendung einer zusätzlichen Verfahrensstufe wegen der entstehenden Kosten unerwünscht, und aus diesem Grund wird die Behandlung zur Erzeugung einer glatten Oberfläche vorzugsweise vor der abschließenden Glühung durchgeführt, und zwar werden zweckmäßig für einen abschließenden Teil einer sowieso zur Anwendung kommenden Kaltwalzung glatte Walzen verwendet. Bei einem Gut mit einer starken Goss-Orientierung empfiehlt es sich außerdem, die Oberflächenglättung vor der abschließenden Glühung, welche die vollständige Orientierung gewährleistet, durchzuführen, da die spätere Entstehung von Kaltwalzspannungen in dem Material die Perfektion der Orientierung ungünstig beeinflussen könnte.

Die Erfindung ist auf magnetische Eisenbleche mit einer Dicke von über etwa 0,25 mm der folgenden, dem Fachmann geläufigen »Sorten« anwendbar:

a) Magnetisches Armco-Eisen,

b) schwach legierter Stahl,

c) nichtorientiertes Siliciumeisen,

d) Siliciumeisen mit Goss-Struktur,

e) magnetische Nickel-Eisenlegierungen mit einem Nickelgehalt von 20 bis 80%, besonders gleiche Teile Nickel und Eisen enthaltende Legierungen,

f) orientierte Aluminium-Eisenlegierungen mit einem Aluminiumgehalt bis zu etwa 20%·

Wie bereits gesagt, stellt die Zusammensetzung des Eisenmetalls oder der Legierung keine Beschränkung dar, da die mit der Erfindung erzielten Vorteile nicht von einer bestimmten Zusammensetzung abhängen.

Die Erfindung ist somit auf alle vorstehend angegebenen Eisensorten oder Eisenlegierungen, wie sie dem Fachmann geläufig sind, anwendbar. Zur Erläuterung wird nachstehend eine Liste von prozentualen Zusammensetzungen für die obigen Sorten angegeben, die jedoch nur typisch und keineswegs beschränkend sind:

Orientiertes Siliciumeisen

Si 2 bis 4

C 0,015 bis 0,303

Mn 0,05 bis 0,15

S 0,03 max

Al 0,01 max

Magnetische Eigenschaften entsprechen den AISI-Normen für Sorten M 5 bis M 8.

Nichtorientierter Siliciumstahl

Si 0,5 bis 5

C 0,03 bis 0,10

Mn 0,3 max

S 0,03 max

Al 0,5 max

Die magnetischen Eigenschaften entsprechen den AISI-Normen für Sorten M14 bis M43.

Schwachlegierter Stahl

C 0,05 bis 0,10

Mn 0,15 bis 1,0

Si 0,1 max

S 0,03 max

P 0,15 max

Magnetisches Armco-Eisen

C 0,015

Mn 0,03

Si 0,003

S 0,025

P 0,005

Das Vorstehende ist eine typische Analyse. Der Gesamtwert von anderen Elementen als Eisen liegt unter 0,1%.

Nickel-Eisen

Ni 47 bis 49

C 0,03 max

Mn 0,3 bis 1,0

Si 0,70 max

S 0,02 max

P 0,02 max

Al 0,05 max

Auch Nickel-Eisen-Legierungen mit größeren und kleineren Nickelgehalten und mit anderen Legierungselementen werden durch die Erfindung verbessert.

De rAusdruck »Siliciumeisen« findet allgemein auf etwa ¹J₂ % bis etwa 5 % Silicium enthaltendes Eisen-

material Anwendung. Die erfindungsgemäßen Materialien können Silicium bis zur praktischen Grenze der Bearbeitbarkeit enthalten, die für warm auf die Enddicke gewalztes Gut bis zu 5% betragen kann. Ein Gut, das kalt auf die Enddicke gewalzt werden soll, kann Silicium bis zu der praktischen Grenze der Kaltbearbeitbarkeit enthalten, und zwar etwa 3,5 %·

Das erfindungsgemäße magnetische Eisenmaterial kann nichtorientiert (willkürlich orientiert) sein oder das Silicium-Eisen kann die Goss-Struktur oder Variationen derselben aufweisen, wobei die Würfelfiächen zwar noch unter einem beträchtlichen Winkel zur Ebene der Blechoberfläche liegen, jedoch um mehr oder weniger als 45° von dieser Oberfläche abweichen; das Eisenmaterial kann auch im Fall von Nickel-Eisen eine Würfeltextur aufweisen, wobei Nickel-Eisen diese Textur sogar ohne sekundäre Rekristallisation annimmt. Orientierungen der beschriebenen Art für die angegebenen Materialien oder das Fehlen jeder bevorzugten Orientierung beeinflußt nicht das Eintreten der erfindungsgemäßen Vorteile.

Im großen und ganzen erzielt man bei orientierten Materialien größere magnetische Verbesserungen als bei nichtorientierten, da unter anderem orientierte Materialien höhere Permeabilitäten besitzen. Die Dicke des magnetischen Eisenblechs ist ein anderer Faktor, da natürlich für einen bestimmten Rauhigkeitsgrad das Volumen des durch die Glättungsoperation betroffenen Materials größer ist, wenn die Anzahl der in einem Kern bestimmter Dicke anwesenden Schichten erhöht wird.

Die mit der Erfindung verbundenen Vorteile hängen auch nicht von dem Verfahren ab, nach welchem das magnetische Eisenblech hergestellt wird, mit Ausnahme der Art, wie der Oberflächenzustand des Endprodukts erreicht wird. Das Blech kann warm auf die Enddicke gewalzt oder es kann auf eine mittlere Dicke warmgewalzt und dann in einer oder mehreren Stufen mit oder ohne zwischenzeitliche Glühung kalt auf die Enddicke heruntergewalzt werden. In der Regel erhält ein magnetisches Eisenblech eine abschließende Glühung.

Kurz ausgedrückt ist die Erfindung auf alle üblichen Verfahren zur Herstellung von magnetischem Eisenblech der angegebenen Sorten anwendbar, und das erfindungsgemäße Verfahren schließt nicht die Anwendung von Verfahrensstufen aus, die bisher zur Verbesserung der Eigenschaften solcher magnetischen Bleche bekannt waren, einschließlich der Art und Temperatur beim Warmwalzen und Wickeln, der Anzahl und des Ausmaßes der Kaltwalzbehandlungen und der Art, Atmosphäre und Temperatur bei sämtlichen Glühungen, unabhängig davon, ob sie dem Weichmachen, Entkohlen, der primären oder sekundären Rekristallisation oder einem anderen Zweck dienen.

Die Art und der Grad der mit der Erfindung erzielten Vorteile wird am besten durch einige Beispiele erläutert. Die Beispiele I und II betreffen nichtorientiertes Eisenblech bzw. ein Silicium-Eisenblech mit einer ausgeprägten Goss-Struktur.

Beispiel I

Proben von magnetischem Eisenmaterial wurden nach einem Verfahren erhalten, bei welchem ein 0,05 bis 0,1% Kohlenstoff enthaltender Stahl warm gewalzt, das noch warme Material bei einer Temperatur von nicht über etwa 621⁰C aufgewickelt, gebeizt, einer Entkohlungsglühung bei 677 bis 871° C unter Herabsetzung des Kohlenstoffgehalts auf nicht über 0,005% unterworfen und dann kalt um etwa 40 bis 80 % abgewalzt wurde. Das magnetische Eisen enthielt im wesentlichen kein Silicium (nicht über etwa 0,1 %) und besaß einen Kohlenstoffgehalt von nicht über etwa 0,005%· Die Proben stammten alle aus der gleichen Schmelze und wurden identisch behandelt, einschließlich der Kaltwalzung auf die gewünschte Dicke mit Pangbornwalzen. Ein Teil der Proben wurde dann zur Erzielung einer glatten Oberfläche bearbeitet. Profilometermessungen ergaben Rauhigkeitswerte von etwa 1,4 μπι für die erste Gruppe von Proben und von etwa 0,13 μπι für die zweite Gruppe von Proben. Die Proben waren 0,635 mm dick.

Die Kurve der scheinbaren Sättigungsinduktion des rauhen Materials lief bei etwa 21 250 Gauß flach aus, während die Induktion bei den Proben mit den glatten Oberflächen 21475 Gauß vor dem Flachauslaufen erreichte. Die folgenden Tabellen zeigen die magnetischen Eigenschaften des Materials.

Tabelle I

Einfluß der Oberflächenrauhigkeit auf die magnetische Induktion in siliciumfreiem, magnetischem Material

bei gegebenen Werten der magnetischen Feldstärke

	Innere Induktion, Bi)*	97,4	99,4	Gesamtinduktion, Bt)*	auhigkeit, μπι 1,4	0,13	Differenz auf Grund der Oberfläche
	(Gauß)	Pangborn	geschliffen	(Gauß)	Oberflächenart
Magnetische Feldstärke H	Oberflächenr 1,4 I 0,13	18 100	18 100	97,4	99,4
(Oersted)	Füllfaktor, %,	19 370	19 380	Pangborn	geschliffen
	20 590	20 710	18 200	18 200	0
	21120	21240	19 570	19 580	10
100	21 200	21330	20 990	21110	120
200	21240	21430	21820	21940	120
400	21250	21460	22 200	22 330	130
700	23 240	23 430	190
1000	24 250	24 460	210
2000
3000

309 516/114

Tabelle II

Einfluß der Oberflächenrauhigkeit auf die magnetische Feldstärke, die für die gleichen Materialien bei gegebenen Induktionswerten erforderlich ist

	Magnetische Feldstärke	Jim	Oberfläche	Differenz der	%
	H (Oersted)		99,4	magnetischen	0
	Oberflächenrauhigkeit,	. 0,13	geschliffen	Feldstärke	1
		Füllfaktor, %	152	auf Grund	5
Gesamt		Art der	244	der Oberfläche	14
induktion,	1,4	97,4	380		11
.Br(Gauß)	Pangborn	730		8
	152	1580	Oersted
	246	2780	0
	400		2
19 000	830		20
20 000	1750	100
21000	2560	170
22 000	220
23 000
24 000

Beispiel II

Ein etwa 3% Silicium enthaltendes Material mit Goss-Struktur wurde nach einem gängigen Verfahren hergestellt, wobei man auf eine mittlere Dicke warmwalzte, kaltwalzte, glühte, wieder kaltwalzte und dann die endgültigen magnetischen Eigenschaften des Materials durch eine abschließende Hochtemperaturglühung entwickelte. Die Einzelheiten der Verfahrensstufen sowie weiterer in dem Verfahrensgang vorkommender Stufen sind hier nicht wichtig, da alle untersuchten Proben aus der gleichen Schmelze stammten und auf genau die gleiche Weise behandelt wurden, abgesehen von folgenden Ausnahmen:

a) Zwei Gruppen von Proben wurden hergestellt.

Die eine Gruppe wurde vor der abschließenden Glühung kalt auf 0,28 mm heruntergewalzt, und die andere Gruppe wurde kalt auf 0,23 mm heruntergewalzt, d. h., sie war dünner. Innerhalb jeder Gruppe von Proben wurden einige zwischen Pangborn-Walzen unter Erzielung einer rauhen Oberfläche gewalzt, während andere in einem Walzwerk mit glatten Walzen gewalzt wurden. Man erhielt somit für Vergleichszwecke rauhe und glatte Proben sowohl mit der größeren als auch mit der kleineren Dicke.

b) Die erzielten Ergebnisse sind die folgenden:

Tabelle III

Enddicke*)

Ga**)

Glatte Walzen
PlO; 60 I P15;60 I P17; 60

Perm.***)

Pangborn-Walzen
Ga**) I PlO; 60 I P15;60 I P17;60

Perm.

11
9

10,7
9,1

0,214
0,199

0,487
0,461

0,695
0,693

10,3
8,5

0,216
0,198

0,511
0,481

0,766
0,747

*) Mikrometermessung.
**) Gewicht.
***) Permeabilität bei H= 10 Oersted.

180
178

Die Kernverluste sind bei verschiedenen Induktionen und Frequenzen gemessen; z. B. bedeutet P10; 60 eine Meßinduktion von 10 Kilogauß bei einer Meßfrequenz von 60 Hz.

Nimmt man die gewichtsmäßige Enddicke als Maß zur Schätzung des Einflusses der Enddicke auf die Permeabilität, so zeigen die Meßwerte, daß die Proben mit den rauheren Oberflächen eine um etwa 10 Punkte niedrigere Permeabilität bei H= 10 Oersted aufweisen. Mißt man bei 10 Kilogauß, so ist kein merklicher Unterschied zwischen den rauhen und den glatten Proben iestzustellen. Mißt man jedoch die verschiedenen Proben bei 17 Kilogauß, so zeigen die rauhen Proben unter Berücksichtigung der Dicke einen um 0,143 Watt/kg (9,4 %) größeren Kernverlust als die glatten Proben. Mißt man bei 15 Kilogauß, so zeigen die rauhen Proben einen um 0,057 Watt/kg (5,3%) höheren Kernverlust als die glatten' Proben.

Die Unterschiede der Oberflächeneigenschaften der

Proben wurden mit dem Profilometer gemessen. Die rauhen Proben ergaben einen Wert von etwa 1,3 μΐη, während die glatten Proben einen Wert von etwa 0,13 μηι ergaben.

Claims

Patentansprüche:

1. Magnetisierbares Eisenblech mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,13 μπι oder weniger, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens 0,25 mm dick ist und aus Armco-Eisen, schwach legiertem Stahl, nichtorientiertem Siliciumeisen, Siliciumeisen mit Goss-Struktur, Nickel-Eisenlegierungen oder aus orientierten Aluminium-Eisenlegierungen mit bis zu etwa 20 % Aluminium besteht.

2. Verfahren zum Herstellen des magnetisierbaren Eisenbleches nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech zur Erzielung einer Oberflächenrauhigkeit von 0,13 μΐη oder weniger und einer Enddicke von mindestens 0,25 mm abschließend in einem Walzwerk mit glatten Walzen mit einer Profilometerablesung von 0,13 μΐη oder weniger kaltgewalzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech nach dem letzten Kaltwalzvorgang einer Schlußglühung unterworfen wird.