DE1583349B1

DE1583349B1 - Verfahren zur Verbesserung der Ver lust und Magnetisierungseigenschaften von einfach oder doppelt orientierten Eisen Silizium Blechen

Info

Publication number: DE1583349B1
Application number: DE1583349A
Authority: DE
Inventors: Pierress Couderchon Georges Brissonneau
Original assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS
Current assignee: CREUSOT-LOIRE PARIS
Priority date: 1966-08-09
Filing date: 1967-08-08
Publication date: 1973-09-27
Also published as: GB1189696A; SU393834A3; BE701460A; JPS4623816B1; DE1583349C2; DE1583349A1; SE339373B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Verlust- und Magnetisierungseigenschaften von einfach oder doppelt orientierten Eisen-Silizium-Blechen durch nachträgliche Eindiffusion von Aluminium, Silizium, Kobalt oder Germanium, bei dem das Blech schließlich in dem Bereich zwischen 600 und 300"C einer Magnetfeldabkühlung in einem Magnetfeld von 50 Oersted parallel zu tier im Gebrauch bevorzugten Magnetisierungsrichtung unterzogen wird.

Die ständig steigenden Forderungen der Konstrukteure von elektrischen Anlagen hinsichtlich der Leistung der elektrischen Maschinen, wie Transformatoren, Wechselstromerzeuger usw., haben Anlaß gegeben, die für die magnetischen Kreise solcher Maschinen verwendeten dünnen Stahlbleche, insbesondere im Sinne möglichst niedriger Wattverluste, ständig weiterzuverbessern.

Dieser Eigenschaft kommt besondere Bedeutung zu, da gerade die Wattverluste von magnetischen Kreisen, die sich während der gesamten Verwendungszeit einer elektrischen Maschine durch Umwandlung der elektrischen Leistung in Wärme auswirken, den Wirkungsgrad der Maschine herabsetzen.

Die Gesamtwattverluste solcher Bleche weren üblicherweise durch Hysteresis oder durch Wirbelströme verursacht. Die Richtigkeit einer solchen Aufteilung ist jedoch von einem theoretischen Gesichtspunkt aus bestreitbar.

Wenn berücksichtigt wird, daß sämtliche ferromagnetischen Stoffe aus nebeneinanderliegenden elementaren »Weiss'sehen Magneten« zusammengesetzt sind, kann kein Unterschied zwischen der Art der Hysteresisverluste und der der Verluste durch Wirbel-•ströme begehen, weil beide Arten von Verlusten auf der Wirkung von induzierten Strömen beruhen.

Um diese Verluste zu verringern, müssen diese induzierten Ströme so schwach als irgend möglich gehalten werden. Die hierfür in Betracht zu ziehenden Maßnahmen sind die, daß entweder der spezifische Widerstand des Metalls erhöht oder die Bildung von Weiss'schen Bezirken in günstigem Sinne modifiziert wird.

Die erste dieser beiden Möglichkeiten wird in der einschlägigen Technik bereits seit Anfang dieses Jahrhunderts angewendet, indem dem Eisen Silizium. Kobalt, Germanium und, oder Aluminium, das geeignet ist, den spezifischen Widerstand des dadurch erhaltenen Werkstoffes zu erhöhen, zugesetzt v,erden. Die zweite erst auf eine jüngere Entwicklung zurückgehende Maßnahme besteht darin, daß dem Metall eine planmäßig orientierte Textur erteilt wird. Im Falle von industriell verwendeten Werkstoffen mit gut orientierter Textur ist die Ausbildung der elementaren Weiss'schen Magneten bestrebt, sich der in Monokristallen vorhandenen anzupassen, ohne daß sie jedoch jemals deren Einfachheit und Vollkommenheit erreicht.

Für einen homogenen Stoff von gegebenem spezifischen Widerstand spielt die möglichst ausgeprägte Orientierung eine erhebliche Rolle, weil sie sich unmittelbar auf die Gestaltung der Weiss'schen Bezirke auswirkt. Demzufolge bestimmt diese Orientierung sämtliche magnetischen Eigenschaften des Werkstoffes und insbesondere die Größe der in ihm auftretenden Wattverluste.

Von den möglichen Orientierungen bieten zwei Typen von diesen, nämlich die sogenannte Goss-Textur (110 [001], Würfel auf Kante) und die Würfeltextur mit der Orientierung (100 [001], Würfel auf Fläche) unbestreitbar besondere technische Vorteile. Die vorstehend zur Definition der in Betracht kommenden Textur benutzten Indices sind die »Miller«-! ndices.

Es ist heute in der Metallurgie möglich, planmäßig magnetische Werkstoffe mit der einen oder der anderen dieser beiden Texturen herzustellen, von denen insbesondere die mit der ersten dieser Texturen, der Goss-Textur, in den letzten Jahren zu erheblichen Fortschritten für die Konstruktion von elektrischen Maschinen allgemein geführt hat.

In der USA.-Patentschrift 3 224 909 ist ein Ver-

3 4

fahren zum Auftragen und Eindiffundieren von zuerst beide Seiten des Bleches mit einer dünnen Silizium in ein magnetisches Material beschrieben. Schicht des eindiffundierenden Elementes überzogen Bei diesem Verfahren wird von einem magnetischen werden, diese Schicht durch Glühen bei einer Tem-Matenal ausgegangen, welches bereits bis zu 3,5% peratur zwischen 750 und 1050^c C unter trockenem Silizium enthalt. Wie dieser Patentschrift zu ent- 3 Wasserstoff während einer Dauer von höchstens nehmen ist, stellt em Gehalt von 3,5° ₀ Silizium die 100 Stunden eindiffundiert, daß Blech in der Wärme oberste Grenze dar, da ein Material mit einem größeren unter Spannung geglättet wird und die Magnetfeldab-Siliziumgehalt nur sehr schwer oder gar nicht mehr kühlung schließlich in trockenem Wasserstoff erfolgt, warm und kalt verformt werden kann. Gemäß dem Bei einer bevorzugten Ausführungsform des VeY-in der USA.-Patentschrift beschriebenen Verfahren io fahrens nach der Erfindung liest die Abkühlgeschwinsoll nun ein in die endgültige Form gebi achtes Blech digkeit des Bleches während der Magnetfeldabkühlung aus einem magnetischen Material mit 3,5% Silizium- zwischen 5 und 300 C je Minute,
gehalt einem Diffusionsverfahren unterzogen werden, Bei einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens mit welchem der Siliziumgehalt bis auf annähernd nach der Erfindung wird nach der im Magnetfeld er-7° ₀ gebracht werden kann. Hierbei v. ird das Aus- 15 foteten Abkühlung eine Temperaturbehandlung bei gangsblech m einem nicht oxydierenden und SiCl₁ 800^£C während 1 bis 3 Minuten ohne Schutzgasenthaltendem Schutzgas bei einer Temperatur zwi- atmosphäre durchgeführt, und an diese Temperaturschen HCO und 1250^cC geglüht, so daß das Silizium behandlung schließt sich eine zweite Abkühlung im in das Blech hineindiffundiert und das Blech über den Magnetfeld an, deren Bedinauneen denen der ersten gesamten Querschnitt siliziert wird. Anschließend ao Abkühlung im Magnetfeld gleich sind,
wen'en die silizierten Bleche durch Glühen bei Tem- Bei der Vervsendung von" Aluminium oder Kobalt pe· τη zwischen Π 50 und 13C0 C homp^^cWt _a]_s Überzugsmaterial liegt die Gesamtmenge des auf An>ci ließend können die so homogenisierten Bleche das Blech aufgetragenen Materials höchstens bei auf eine Temperatur von 8C0 C gebracht und danach 3 Gewichtsprozent und vorzugsweise bei etwa 0,5 Gein einem magnetischen Feld abgekühlt werden Das 25 wichtsprozent, bezogen auf das Gewicht des Bleches. magnetische Feld sollte dabei eine Stärke von Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform 10 Oersted haben. des Verfahrens wird bei der Behandlung von Blechen

In der USA.-Patentschrift 2 105 888 ist ein Ver- mit einer Dicke von 0,35 mm die Diffusionsbehand-

falren beschrieben, mit welchem Silizium in einen lung nach der Gleichung D-1 — \0^A bis 10 ⁶cm^s

Eisenkörper mit verhältnismäbig großer Masse hinein- 30 durchgeführt, wobei D der Diffusionskoeffizient in

diffundiert werden soll. Das Eisenmaterial ueist je- cm² see des zu diffundierenden Materials bei der Be-

doch keine magnetischen Eigenschaften auf. Dieses handlungstemperatur und t die Dauer der Behandlung

Verfahren hat zweifelsohne nur den Zweck, die in Sekunden ist.

Korrosionsgefahr des behandelten Eisenkörpers herab- Bei dem Verfahren nach der Erfindung wird beizusetzen. Bei dem in dieser USA.-Patentschrift be- 35 spielsweise von Siliziumstahlblechen ausgegangen, die suiriebenen Verfahren handelt es sich um eine Diffu- bereits Goss- oder Würfeltextur aufweisen. Um zu version eines Materials in einen Eisenkörper mit einer hinde-n, daß dieses Kristallgefüge zerstört wird, müsverhältnismäßig großen Dicke. In diesem Fail wird sen die oben abgegebenen charakteristischen Tempeeine von der Zeit und der Temperatur abhängige raturbereiche der Glühbehandlung genau eingehalten homogene Verteilung des Siliziums nach dem Fick- 40 werden,
sehen Gesetz erzielt. Das Verfahren nach der Erfindung führt zu einer

In der deutschen Patentschrift 896 812 ist ein Ver- Verbesserung der magnetischen Eigenschaften der an

fahren zum Herstellen von Dauermagnetlegierungen sich bereits magnetischen Bleche. Das orientierte

auf der Basis Eisen-Nickel-Aluminium mit eventuellem Kristallgefüge der Bleche wird nicht zerstört, und

Zusatz von Kobalt und/oder Titan beschrieben, bei 45 über den Querschnitt des Bled es wird eine Verteilung

welchem das Aluminium mindestens teilweise nach des eindiffundierenden Elementes erreicht, die von der

Beendigung der Warm- oder Kaltverformung der Vor- Oberfläche zur Mitte des Bleches abnimmt. Eine ?weck-

legierung durch Diffusion in den Formkörper einge- entsprechende Verteilung des in den Blechkörper

führt wird. Das Aluminium wird nach der Verformung hineindiffundierten Elementes kann auch unter Be-

der Vorlegierung durch Diffusion in den Formkörper 50 rücksichtigung der Beschaffenheit und der Art dieses

eingeführt, um die Koerzitivkraft und die Remanenz- Elementes sowie der Dicke des Blechkörpers erreicht

Induktion der legierung zu vergrößern und die werden.

MaL-neteigenschaften zu stabilisieren. Das Verfahren nach der Erfindung wird in der

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, die Weise durchgeführt, daß in einer ersten Stufe jede

magnetischen Eigenschaften von Stählen /u ver- 55 Fläche des zu behandelnden Bleches bzw. Bandes aus

bessern und insbesondre die Wattverluste gegenüber magnetischem Werkstoff nach bekannten auf das im

den der bisher für magnetische Zwecke verwendeten Einzelfall aufzubringende Element zugeschnittenen

Stähle zu verringern. Verfahren mit einer dünnen Schicht des oder der zu-

Die Erfindung betrifft daher ein Verfahren zur Ver- sätzlichen Elemente überzogen wird. Das erfolgt z. B.

besserung der Verlust- und Magnetisierungseigen- 60 durch Niederschlagen einer flüchtigen Verbindung des

schäften von einfach oder doppelt orientierten Eisen- aufzubringenden Elementes oder durch Aufdampfen

Silizium-Blechen durch nachträgliche Eindiffusion desselben im Vakuum.

von Aluminium, Silizium, Kobalt und/oder Germa- In einer anschließenden Arbeitsstufe erfolgt die nium, bei dem das Blech schließlich in dem Bereich Diffusion des dem Blechstreifen aus magnetischem zwischen 6CO und 3C0°C einer Magnetfeldabkühlung 65 Werkstoff einzuverleibenden auf dessen Flächen aufin einem Magnetfeld von 50 Oersted parallel zu der gebrachten Elemente in diesem dadurch, daß das im Gebrauch bevorzugten Magnetisierungsrichtung Blech in reduzierender Atmosphäre einer Erhitzung unterzogen wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf eine Temperatur und während einer Zeitdauer

unterworfen wird, die Funktion der Art des auf das . . „ .. .. _D .

Band aufgetragenen Elements, der beabsichtigten Das Ausgangsmatenal ist imFalle dieses Beispiels Eindringtiefe bdm Diffusionsvorgar.g sowie der Re- ein Metall, und zwar ein m ubhcher Weise hergestelltes

standteile der reduzierenden Atmosphäre sind. Blech entweder mit Goss-Textur (110) [OCl] oder

Die Erhitzung des Blechband« erfolgt auf eine 5 Würfeltextur (100) [001] von einer Dicke von zvvi-

Temperatur von 750 bis 1050⁰C während einer Zeit- sehen 0,25 und 0,4 mm, welches nacheinander den

dauer von höchstens 100 Stunden. folgenden Behandlungen unterworfen wrd:

Während dieser Erhitzung erfolgt die Diffusion des Zunächst erfolgt ein Beizen des Metalls, um hieraufgetragenen Elemente, in den Blechkörper und _durch die Schicht aus Magnesiurasihkat zu entfernen, demgemäß eine Anreicherung des magnetischen Aus- io die sich bei dem vorhergehenden abschließenden Regangsmaterials - des Bleches - an diesem vorteil- kristallisationsglühen gebildet hat. Fur diesen Zweck haft wirkenden Element, wobei die in dieser Phase kann ein aus einem Gemisch von Salpetersäure und erfolgende Anreicherung einerseits den spezifischen Fluorwasserstoffsäure, das z.B. 15/p Salpetersäure Widerstand erhöht und andererseits die Wirksamkeit und 4% Fluorwasserstoffsäure enthalt bestehendes einer folgenden Behandlung mit dem Ziele der Rieh- 15 Bad von 60 C verwendet werden. Nach dem Beizen tungsänderung innerhalb der Textur steigert und im wird das Metall gewaschen und getrocknet
Ergebnis zu einer Verringerung der Wattverluste ge- Der folgende Arbeitsvorgang besteht dann, daß genüber denen des Ausgangsmaterials unter Aufrecht- auf die derart gereinigte Oberflache des Metalls der erhaltung der während des normalen Herstellungsvor- gewählte Stoff, im FaJIe des Ausfuhrungsbeispiels ganees des magnetischen Werkstoffes erhaltenen Re- 20 Aluminium, aufgebracht wird. Zu diesem Zwecke kristallisationscharakteristika führt. wird das Metall in einem unter Vakuum stehenden

Die Goss-Textur wird bekanntlich durch sekundäre Gehiuse nach dem bekannten Verfahren durch AufRekristallisation bei einer oberhalb von 1100 C lie- dampfen so behandelt, daß auf jede der Flachen des genden Temperatur erhalten und ergibt ein Gitter mit Bleches eine gleiche Menge an Aluminium aufgetragen sehr wenig Fehlern, das demzufolee völlia stabil ist, 25 wird. Die Gesamtmenge an Aluminium, die auf die so daß die Diffusion des Aluminiums oder]edes andc- beiden Flächen des Bleches aufgebracht wird, beträgt ren günstig wirkenden Elementes im Sinne der Er- zweckmäßig höchstens 3 Gewichtsprozent des zu befindung unter Erhaltung dieser orientierten Textur handelndes Bleches. Vorzugsweise liegt sie in der Näiie erfolgen kann. von 0,5 Gewichtsprozent.

Durch die Diffusion können außerdem die folgen- 30 Nach erfolgtem Auftragen dieser Aluminiumschidu

den zwei sehr wesentlichen Vorteile erzielt werden: erfolgt die oben bereits im einzelnen beschriebene

\ τ— · j /^ 1 · . · Diffusionsbehandlune durch Glühen des Bleches ini

a) Fur jede Gesamtkonzentrat.on an Legierung*- £™~f_u^_nd _{m einer} Atmosphäre von trockeelementen besteht ein optimaler Verteilungszu- *™^_{sserstofr bei e}iner Temperatur von 900 C stand des durch das Niederschlagen und die ".." ?._,.,. ,„,_ „,xRpnnrHrmnocmiK;-, folgende Diffusion zugesetzten Elements, der 35 wahrend einer Zeitdauer von großenordnungsmaß.g

nicht einer gleichmäßigen Konzentration des- ^βΐ-κ wird das Blech in einem magnetischen

selben in der Gesamtdicke des Blechstre.fens ent- *™ _m _und _m<_{c y d}

spricht, obwohl auch eine solche bereits zu einer i_^{CIU UC1} ^ ■ ;„ oinom nurrSi^r.r.r^

χ, L. r--i τ-· , -ι ,s Temperatur vorzugsweise in einem Durcnlaulolen,

ersten Verbesserung fuhrt. Eine höhere Konzen- lempcidiui, »-"^s» , _w„._tai. ~

j. ?-, „.. , , r> 4.0 unter einer Atmosphäre von trockenem Wasserstoff

tration an diesem Element im flachennahen Be- ⁴ " , , ' " . ^V _A. .- , ■ _t- . „ . . _..„.■ ,

• u λ πι ι. r j· LJ r behandelt, wobei die Feldstarke des magnetischen

reich des Blechstreifen, die nach dem Inneren z. ,7 ' , ..„· _ςΓί ^ _taA «,Γ,..=,,, α

j η, .... L-L- · iL c Feldes erößenordnungsmaßig 50 Oersted betragt und

des Blechkorpers hin abnimmt, ist vorteilhafter, *, ,: K^IUUC11"^IU"""8 ^b η,;,.,;.,,,,,. _f

■ j- .,· L₁ j · j · . c ·· das Feld Darallel zu der vorzugsweisen Orientierunc der

weil die wesentlichsten der induzierten Strome in "7 r , . u %i„i„j„r. hi^v,^ _n-_r, .i,t»_t

j /-IL n·· L i_ L an j · ι η Maenetisieruns des zu behandelnden Bleches gerichtet

den Oberflachenbereichen fließen und sich außer- vwyicuMuuugu«^ u«. &

, j . j· vw · > i_ η · 1 ι . 4S ist Im Falle beispielsweise von Blechen mit Goss-Tex-

dem dort die Weiss sehen Bezirke von komplexer *^{Ä lbU} „ΐ „ 7 . . „_ot- „l._ p„m„_c ^r 11 1

Form finden, die durch sämtliche Unvollkommen- ^tu,^{r muß die Ric},^{htung deS} TfSJl ^Pn

heiten der Orientierung und der Beschaffenheit °Jer im wesentlichen parallel zu der Walznchtung des

der kristallinen Flächen hervorgerufen werden Bleches sein.

und unter dem Namen »geschlossene Bezirke« be- ^Diese Behandlung im magnetischen Feld kann ent-

kannt sind. Vorzugsweise weroen durch _die 5° weder wahrend der der D.ffus,onsbehand,un_g folgen-

Diffusionsbehandlumt von Blechstreifen von ^de" ^K _uf^Iun,8 ^{oder ur} «eh durchgeführt werden^ Die

0.35 mm Dicke die günstigsten Ergebnisse dann Abkühlgeschw.nd.gkeit wahrend dieser Behandlung

erzielt, wenn ein Erzeugnis *Dt; in CGS-Ein- ^so11 mischen 5 und 300 C je Minute, je nach den

heiten ausgedrückt, einen Wert von zwischen angestrebten Ergebnissen und der Art des behandelten

10-" und 10 ^e cm² besitzt, wobei D den Diffu- ⁵⁵ Metalls hegen.

sionskoeffeienten in cm' Sek. des diffundierenden _u ^Diese Behandlung im magnetischen Feld kann in

Elements bei der Behandlungstemperatur und «^hr g^unstlf^r Weise mit der in der Warme unter

t die in Sekunden ausdrückte Dauer der Diffu- Spannung durchgeführten Glattungsbehandliing die

sionsbehandlung bezeichnet. ^der statischen D.ffus.onsgluhung unbedingt folgen

b) Die Anreicherung in den oberflächennahen Be- ^{b0 muß}· kombiniert werden. Eme solche Glattungsbereichen ermöglicht eine Modifikation der Ober- handlung in der Wärme ist in der franzos.schen Paflächenkräfte," die derart mit Vorteil ausgenutzt tentschnft 426 093 beschrieben

werden können, um in neuartiger Weise orien- Gemäß einer Ausfuhrungsfom des neuen Verfahrens

tierte Kristallisation zu erzeugen ^wird eine optimale Verbesserung der mechanischen

65 Eigenschaften des Bleches nach seiner Formung un-

Das Verfahren nach der Erfindung wird im folgen- mittelbar vor seiner Verwendung dadurch erzielt' den an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels daß in diesem Zeitpunkt eine weitere thermische Beim einzelnen erläutert. handlung in einem Durchlaufofen bei einer Tempera-

tür von 800° C, während einer Zeitdauer von zwischen 1 und 3 Minuten, die nicht in einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird, erfolgt, der sich eine Kühlung in einem magnetischen Feld von etwa 50 Oersted Feldstärke von 600 bis auf 300⁰C herunter anschließt, wobei die Richtung dieses magnetischen Feldes parallel oder im wesentlichen parallel zu der vorzugsweisen Richtung der Magnetisierung des zu behandelnden Bleches ist.

Durch Behandlung des Bleches nach dem Verfahren gemäß der Erfindung werden dessen Wattveriuste um 0,10 bis 0,20 Watt je Kilogramm bei einer Induktion von 1,5 Tesla im Falle eines Wechselstroms mit einer Frequenz von 50 Hertz verringert.

Im folgenden Vergleichsbeispiel wird der gegenüber dem Stand der Technik erzielte technische Fortschritt dargelegt.

Vcrgleichsbeispie!

a) Der nach der USA.-Patentschrift 3 224 909 durchgeführte Versuch ergab folgende Ergebnisse

Metall: Eisen-Silizium (°/₀ Si = 3,18),
Goss-Textur (110) [001].

Es wurde zum Entfernen das Glasfilms gebeizt.

Die Ausscheidung des Siliziums erfolgte mit folgendem Gasgemisch:

H₂ -f SiHCl₃

Es wurde SiHCl₃ verwendet, da diese Verbindung flüchtiger ist und sich leichter reduziert als SiCl bei 800° C; Temperatur des Bleches 770° C.

10 Gasmenge H₂ + SiHCl₃ = 250 l/h.
SiHCl₃ _ _1_
H₂ 10 '

Der mittlere Siliziumgehalt des Metalls betrug

3,72°/₀.

.

Diffusionserwärmung

Es wurden mehrere Diffusionserwärmungen durchgeführt, und zwar stufenweise zwischen 1000 und 122O⁰C sowie zwischen 30 und 4 Stunden.

Ergebnisse

Metallblech

H₁

1000° C 6 bis 24 h
+ HOO⁰C 6 h

Erwärmung

H₂

1000⁰C 30 h
+ HOO⁰C 30 h
+ 1170"C 2 h

H₂

HOO⁰C 30 h + HOO=C 30 h + 1170³C 2 h -!-1220⁰C 4 h

Si Gesamt (im Mittel)

Wattverluste (50 Hz)

1 Tesla

1,5 Tesla

Coercitif-Feld

Hc in mOe für B m = 1 T

3,12

0,45
1,02

67,5

3,72

0,45 1,02

74 3,72

0,46
1,01

72

3,72

0,45
1,02

71

Diese Ergebnisse sind gleich, wenn nicht besser als die, welche^n Spalte 3, Zeile 35 bis 43 der USA.-Patentschrift angegeben sind.

Trotz einer Erhöhung von 0,6°/₀ Silizium konnte im η Η

keine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften 50 ^von ^w Uersted. festgestellt werden.

iviagnctisierungsbehandlung

Die Magnetisierungsbehandlung erfolgte durch Abkühlen der Bleche von 600 bis 300⁰C in einem Feld

Ergebnisse

b) Versuch nach der vorliegenden Anmeldung

Metall: Eisen-Silizium mit 3°/₀ Silizium, Goss-Textur (110) [001].

Es wurde zur Entfernung des Glasfilms gebeizt Ausscheidung des Aluminiums

Diese wurde durch Einschieben einer Aluminiumfolie von 10 μ Dicke zwischen die Bleche aus Eisen-Sflizium erreicht.

Diffusionserwärmung

Die Diffusionserwärmung auf 105O⁰C erfolgte während 24 Stunden unter Wasserstoff.

55

60

°/_eSi

•/•Al

65 Wattverluste (W/kg) bis 1,5 Tesla (50Hz)

Nach der vorliegenden Anmeldung behandeltes

Metall

Erwärmung 1050°C h H,

3,0 1,1

0,83

Erwärmung 1050° C 24 t + Magnetisierungsbehandlung

3,0
1.1

0,81 309 539/19

Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß, gleichgültig, in welcher der beschriebenen Ausführungsformen der Erfindungsgedanke Anwendung findet, immer eine erhebliche Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von für magnetische Verwendungsbereicne bestimmten Stählen und überhaupt der Erzeugnisse, welche durch das neue Verfahren hergestellt werden, erzielt wird, die verglichen mit den durch dem gleichen Zweck dienenden bekannten Verfahren herstellbaren Erzeugnisse mit magnetischen Eigenschaften vor allem darauf beruht, daß das neue Verfahren es ermöglicht, Stahlbleche für magnetische

io

Verwendungszwecke herzustellen, die einen höheren Gesamtgehalt an Aluminium und/oder Silizium und/ oder Kobalt und/oder Germanium aufweisen, als er bisher erreichbar war, wodurch der spezifische Widerstand der nach der Erfindung hergestellten Bleche seKr erheblich erhöht und dementsprechend deren Wattverluste verringert werden und gleichzeitig die Wirksamkeit einer richtenden bzw. orientierenden Behandlung gesteigert wird, ohne daß hierdurch die anderen Eigenschaften der Bleche, wie deren mechanische Festigkeit und Bruchfestigkeit im Fertigerzeugnis, geändert werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der Verlust- und Magnetisierungseigenschaften von einfach oder doppelt orientierten Eisen-Siüzium-Blechen durch nachträgliche Eindiffusion von Aluminium, Silizium, Kobalt und/oder Germanium, bei dem das Blech schließlich in dem Bereich zwischen 600 und 300° C einer Magnetfeldabkühlung in einem Magnetfeld von 50 Oersted parallel zu der im Gebrauch bevorzugten Magnetisierungsrichtung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst beide Seiten des Bleches mit einer dünnen Schicht des einzudiffundierenden Elementes überzogen werden, uicac Schicht durch Glühen bei einer Temperatur zwischen 750 und 1050 C unter trockenem Wasserstoff während einer Dauer von höchstens 100 Stunden eindiffundiert, das Blech in der Wärme unter Spannung geglättet wird und die Magnetfeldabkühlung schließlich in trockenem Wasserstoff erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlgeschwindigkeit des Bleches während der Magnetfeldabkühlung zwischen 5 und 300C je Minute liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der im Magnetfeld erfolgten Abkühlung eine Temperaturbehandlung bei 800C während 1 bis 3 Minuten ohne Schutzgasatmosphäre durchgeführt wird und daß sich an diese Temperaturbehandlung eine zweite Abkühlung im Magnetfeld anschließt, deren Bedingungen denen der ersten Abkühlung im Magnetfeld gleich sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Aluminium oder Kobalt als Überzugsmaterial die Gesamtmenge des auf das Blech aufgetragenen Materials höchstens 3°/„, vorzugsweise 0,5"_/0, bezogen auf das Gewicht des Bleches, ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Behandlung von Blechen mit einer Dicke von 0,35 mm die Diffusionsbehandlung nach der Gleichung D ■ t = 10"⁴ bis 10-^ecm² erfolgt, wobei D der Diffusionskoeffizient in cm²/sec des zu diffundierenden Materials bei der Behandlungstemperatur und t die Dauer der Behandlung in Sekunden ist.