Verfahren zur Behandluhg von Magnetblechen Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zur Behandlung von mit einer glühfesten Isolationsschicht versehenen
1:Iagnetblechen nach den mechanischen Trennprozessen. s:agnetbleähe zum Aufbau von
lammelierten Magnetkernen für Wechselflüsse müssen an ihrer Oberfläche eine Is olierschicht
tragen. Dieben den Verfahrens wo auf mechanischem Wege eine Is alierschicht aufgebracht
wird!. zB, durch Aufkleben von Papier oder durch Überziehen mit einer zusammenhängenden
Sohehtt die an der Oberflache der Magnetbleche haftet' sind auch Verfahren bekannt,
bei denen die Isolierschicht durch eine chemische Reaktion zwischen einer Lösung.Method for treating magnetic sheets The invention relates to
a method for the treatment of provided with a heat-resistant insulating layer
1: Magnetic sheets after the mechanical separation processes. s: agnetblenah to build
Laminated magnetic cores for alternating fluxes must have an insulating layer on their surface
wear. Thieves in the process where an insulating layer is applied by mechanical means
will!. for example, by gluing paper on or by covering with a coherent one
Sohehtt that sticks to the surface of the magnetic sheets are also known processes
where the insulating layer is produced by a chemical reaction between a solution.
und der zu isolierenden Oberfläche erzeugt wird. So ist es bekannt,
auf die Magnetbleche .eine Phosphorsäurelösung aufzubringen und diese bei etwa 5oooC:
einzubrennen. Ferner ist es bekannte zur Erzeugung von Isolationsschichten auch
Manganphosphatbäder oder Zinkphosphatbäder anzuwen,-den. Diese Phosphatschichten
sind aber höchstens
bis 6oooC als wärmebeständig anzusehen. Dagegen
lassen sich auch wärmebeständigere j?hosphatschichten erzeugen, wenn man in ebenfalls
bekannter Weise als schichtbildende Hauptkomponente Erdalkaliphosphate anwendet.
Dabei soll die Lösung zur Behandlung der Magnetbleche wenigstens einen Gehalt von
6 g/1 Phosphorpentoxid ( P205? aufweisen und maximal 6 g/1 Eisen enthalten: Als
Erdalkalimetall ist Galzium angegeben worden, welches beispielsweise in Form von
Doppelsuperphosphat, ev. mit Zusatz von Calziumnitrat gelöst wird. Die Massen der
in das Bad einzugebenden Chemikalien sind dabei so gewählt' daß die Lösung 24 bis
25 g/1 Calzium, 2o g/3 Phosphorsäure und 58 g/1 , Nitrat enthält. Eine derartige
Lösung muß bei et-Wa 6ooC l o Linüten auf das LIagnetblech cinwir::en und erzeugt
eine etwa. 8 bis
tarkef fein -kristalline Schicht, aie an Luft kurzzeitig einer Temgeratur von höchstens
8oooC aAsüesetzt ererden kann. Na aber die bei dem Bearbeitungsprozeß und auch bei
dem lachgl!Jhprozeß von kornorientierten Blechen erforderlichen Teitlperzturen über
800°C liegen' haben sich bei diesen Blechen Isolierschichten durchgesetzt, die als
Keramiküberzüge aufgebracht werden und z.B, unter dem Namen Car! lite-Is olation
bzw. Surahammer bekanntgeworden sind* Biese Isolierachichten werden hinlänglich
dünn
r#iugetrz:.,gen, s o daß ein gü us tiger Füllfaktor erreicht wird. Sie sind elektrisch
gut isolierend und halten die bei dem Bearbetungs- und Nachglühprozeß eintretenden
Temperaturen gut aus. Allerdings zeigt sich bei der Bearbeitung voll derart. isolierten
kiagnetblecheng die meist in hollis angeliefert werden und zunächst auf Ldngsteilanlagen
mittels Rollenscheren geschnitten werden müssen, daß die Isolation im Bereich der
Schnittkanten teilweise abplatzt* Ferner ist die Isolation auch nicht gleichbleibend
gleichmäßig auf das Blech aufgetragen; vielmehr kommen immer wieder Chargen vors
wo-die Isolation Poren aufweist. Derartige Fehler in der Isolation führen aber zu
einer Erhöhung der Wirbelstromverluste in dem LIagnetkern. :. Es ist Zweck der Erfindung,
die durch Vlirbelströme verursachten Eisenverluste in Magnetkernen, in denen V'iechselflüsse
auftreten, so gering wie möglich zu halten.and the surface to be insulated is generated. It is known to apply a phosphoric acid solution to the magnetic sheets and to burn them in at about 500oC. It is also known to use manganese phosphate baths or zinc phosphate baths for producing insulation layers. However, these phosphate layers are to be regarded as heat-resistant up to a maximum of 600oC. On the other hand, it is also possible to produce more heat-resistant phosphate layers if alkaline earth phosphates are used as the main layer-forming component in a likewise known manner. The solution for treating the magnetic sheets should have a content of at least 6 g / 1 phosphorus pentoxide (P205?) And contain a maximum of 6 g / 1 iron: Galzium has been specified as the alkaline earth metal, for example in the form of double superphosphate, possibly with the addition of calcium nitrate The masses of the chemicals to be added to the bath are chosen so that the solution contains 24 to 25 g / l calcium, 20 g / 3 phosphoric acid and 58 g / l nitrate Pin lo lines onto the magnetic sheet and create an approx. 8 to Tarkef, finely crystalline layer, which can briefly be exposed to a temperature of 8oooC or less in air. Well, however, the Teitlperzturen required in the machining process and also in the laughing! Jhd process of grain-oriented sheets are above 800 ° C 'have established with these sheets insulating layers that are applied as ceramic coatings and, for example, under the name Car! lite insulation or surah hammer have become known. They have good electrical insulation and can withstand the temperatures occurring during the machining and afterglow process. However, this is fully evident in the processing. insulated kiagnetblecheng which are mostly delivered in hollis and first have to be cut on longitudinal part lines using roller shears so that the insulation partially flakes off in the area of the cut edges * Furthermore, the insulation is not evenly applied to the sheet metal; rather, batches always occur where the insulation has pores. However, such faults in the insulation lead to an increase in the eddy current losses in the magnet core. :. It is the purpose of the invention to keep the iron losses caused by vortex currents in magnetic cores in which animal fluxes occur as low as possible.
Aufgabe der Erfindung ist es, durch fehlerhafte Isolation verursachte
1'lirbelstromverluste zu senken, . Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst g indem
das
Iviagnetblech vor dem Glühprozeß einem i'hosphatierbad, welches auf der .Basis von
Calziumphosphaten arbeitety ausgesetzt wird. Durch diesen Prozeß wird das I4agnetblech-nach
den mechanischen Trennprozessen mit einer Nachisolationsschicht überzogen, die ev,
vorhandene Fehler in der Keramikisolation überdeckt und vor allem die metalliscl
blanken Stellen in dem Bereich der Schnittkanten insbesondere aber die nicht gtnz
vermeidbaren Grate nachträglich wieder oder überhaupt isoliert. Um diesen Nac his
olierprozeß sogleich zwischen Trennprozeß und Glühprozeß vollziehen zu können' muß
eine rasch arbeitende Phosphatierlösung Anwendung finden' weil sonst die Badlängen
bei den gegebenen Durchlaufgeschwindgkeiten unvertretbare Abmessun-
gung annehmen. Außerdem müssen die fhöspha tschich-
ten die.. Temperaturen aushalten, die bei dem NachglUhprozeü auftreten. Zwar könnte
z#u ch prinzipiell die Nachisolation im Anschluß an den Glühprozeß aufgebracht werden
m das hätte aber den Nachteil, daß ein weiterer Einbrennprozeß nötig märe. Gelingt
es hingegen, die Isolationsschichten so temperaturfest zu machen, daß sie den Temperaturen
des Nachglühprozesses widerstehen; so kann der Nachglühprozeß sogleich als Einbrennprozeß
ausgenutzt werden® Diese zusätzlichen Bedingungen werden erfüllt y wenn gemäß einer
Weiterbildung
der :rfndztug die Badlösungen ca.. 2oo g/1
2 es -CG lziumphos,phat und 15o g/1 Ortho-;Phö.sph.ors#iure -aufweisen. zr*Jur-Beschleunigung
des Prozesses können auch noch bekannte Beschleuniger eingesetzt werden, wozu sich
Galziumnitrat eignet! welches in irrengen von mindestens 13- gjl beigegeben
wird. Um das IUachis olierverfahmeri kost enginstig betreiben zu .können.. werden
besonders preis.-günstige Chemikalien eingesetzt, Da aber primäres Calziumphosphat
verhältnismäßig teuer ist, wird dasselbe unmittelbar in der Anlage erzeugt, indem
das relativ billige Calziumcarbonat mit 'Wasser aufgeschwemmt und-anschließend Ortho-
Phosphorsäure zugegeben wird« Wrd das Bad 3.n der angegebenen Zusammensetzung betrieben,
so ergibt sich auch daß nur geringe Mengen von Beschleunigern -nämlich ca.
13 g/l Galzfumnitrat optimale Ergebnisse erzielen, was mit Rücksicht auf
die-Preise von Galziumnitrat sich besonders kostenaUns tig auswirkt, ,Die angegebene
Rezeptur e=öglioht es die Bauer des Tauchprozesses auf 2o - C a s abzuktrzenDie
erzeugte Phosphatschicht hält kurzzeitig eine Temperatur bis zu 9oo:°C ohne Anwendung
einer iz.erten. Atmosphäre beim Glühprozeß aus. Während dieser kurzen Tauchzeit
bildet sich in der liösung eine wenige Angström-starke amorphe Calzium-Rsen# rhösphatschicht
auf der freiliegenden Eisenfläche.
Auf dieser sowie auf der vorhandenen
Isolierung bleibt ferner eine etwa oll bis 0l3 mm starke Nachisolierschicht zurück,
die z.B. durch Abquetact walzen auf 1o bis 3o
reduziert wird. Nach Durchlauf durch den Glühofen bei c a. 82o0 G und einer Zeit
von 2o bis 6o Sekunden ist die Nachisolierschicht eingebrannt und weist jetzt eine
Stärke von weniger als
auf. Das ist wichtigi um durch die Nachisolierung nicht den Füllfaktor maßgeblich
zu beeinflussen. Die an den Schnittkanten verbleibenden dickeren Nachfis olierschiehten
beeinflussen dagegen- den Füllfaktor nicht Ja sie sich in dem Bereich anlagern!
wo keine Keramikschicht vorhanden ist. Durch den Einbrennprozaß hat sich eine Calzium-Phosphatschicht
gebildetl, die sowohl Wasser als auch Transformatorenöl unlöslich ist,The object of the invention is to reduce eddy current losses caused by faulty insulation. According to the invention, this object is achieved in that, prior to the annealing process, the metal sheet is exposed to a phosphating bath which is based on calcium phosphates. As a result of this process, the magnetic sheet is covered with a post-insulation layer after the mechanical separation process, which covers any existing defects in the ceramic insulation and, above all, the bare metal areas in the area of the cut edges, but especially the unavoidable burrs, afterwards or at all. In order to be able to carry out this curing process immediately between the separating process and the annealing process, 'a rapidly working phosphating solution must be used' because otherwise the bath lengths at the given throughput speeds are unacceptable. accept it. In addition, the fhöspha Tschich-
Tend to withstand the temperatures that occur during the afterglow process. In principle, the post-insulation could be applied after the annealing process, but this would have the disadvantage that a further baking process would be necessary. If, on the other hand, it is possible to make the insulation layers so temperature-resistant that they withstand the temperatures of the afterglow process; werden® so the post annealing may immediately utilized as a burn-in process, these additional conditions are fulfilled if y according to a further development of the: it -CG lziumphos, phosphate rfndztug the bath solutions ca .. 2oo g / 1 2 and 15o g / 1 ortho; Phö.sph .ors # iure. zr * Jur acceleration of the process, known accelerators can also be used, for which galcium nitrate is suitable! which is added in errors of at least 13 gjl. In order to be able to operate the IUachis olierverfahmeri at low cost ... chemicals are used that are particularly inexpensive, but since primary calcium phosphate is relatively expensive, it is produced directly in the plant by flooding the relatively cheap calcium carbonate with water and then using Ortho - phosphoric acid is added "Wrd the bathroom 3.n the composition given operated, the result is also that only small amounts of accelerators -namely about 13 g / l Galzfumnitrat best results, what with regard to the prices of Galziumnitrat particularly The specified recipe e = Öglioht the builder of the immersion process to shorten it to 2o - C as The phosphate layer that is produced briefly maintains a temperature of up to 900: ° C without the use of an icing. Atmosphere during the annealing process. During this short immersion time, a few Angstrom thick amorphous calcium carbonate oxide layer forms on the exposed iron surface. On this as well as on the existing insulation there remains an approximately oll to 0.13 mm thick post-insulation layer, which is rolled down to 1o to 3o, for example by Abquetact is reduced. After passing through the annealing furnace at c a. 82o0 G and a time of 20 to 60 seconds, the post-insulating layer is burned in and now has a thickness of less than on. This is important so that the post-insulation does not significantly influence the fill factor. On the other hand, the thicker Nachfis olierschiehten remaining on the cut edges do not affect the fill factor. Yes, they are deposited in the area! where there is no ceramic layer. As a result of the baking process, a calcium phosphate layer has formed, which is insoluble in both water and transformer oil,