DE1814303B2 - Verfahren zur herstellung eines elektrisch isolierenden films auf einem blech bzw. einer platte aus orientiertem, kaltgewalztem siliciumstahl - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines elektrisch isolierenden films auf einem blech bzw. einer platte aus orientiertem, kaltgewalztem siliciumstahl

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Description

Orientierte, kaltgewalzte Siliciumstahlbleche werden für geschichtete oder gewickelte Eisenkerne verwendet. Derartige einzelne Siliciumstahlbleche werden mit elektrisch isolierenden Filmen überzogen, damit sie untereinander elektrisch isoliert sind.
Unter »orientiertes, kaltgewalztes Siliciumstahlblech« ist vorliegend ein Siliciumstahlblech bzw. eine Siliciumstahlplatte, die aus 2 bis 3,5 Gew.-% Si und restlich Fe und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht oder zusätzlich eine oder mehrere der Komponenten Al (0,01 bis 0,09 Gew.-% lösliches Al), S, V und Se zu der obigen Stahlzusammensetzung enthält, ein einfach orientiertes, kaltgewalztes Siliciumstahlblech mit einer Struktur (110) (001) oder ein doppelt orientiertes, kaltgewalztes Siliciumstahlblech mit einer Struktur (100) (001) zu verstehen.
Ein elektrisch isolierender Film auf einem orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahlblech muß starke Haftung zeigen, damit e. im Betrieb nicht abgelöst wird, und einen hohen Füllfaktor sowie ausgezeichnete Wärmebeständigkeit besitzen. Andererseils soll ein solcher <>o isolierender Film die magnetischen Eigenschaften des Stahlbleches nicht ungünstig beeinflussen.
Im allgemeinen wird das Siliciumstahlblech einer abschließenden Glühbehandlung unterworfen, bei der es für eine lange Zeitspanne bei einer Temperatur von <>s etwa 12000C behandelt wird. Um ein Aneinanderkleben der Stahlbleche aufgrund der Wärme zu verhindern, wird ein Glühseparator verwendet. Dieser soll eine trennende Wirkung besitzen und gleichzeitig einer glasartigen, elektrisch isolierenden Film bilden, indem ei bei der Glühtemperatur mit einem Oxyd auf dei Oberfläche des Stahlbleches reagiert
Derartige Separatoren sind beispielsweise aus der US-Patentschriften 23 54 123, 23 85 332, 24 92 682 unc 25 33 351 bekannt.
Es war jedoch erforderlich, verschiedene Schritte zui Verbesserung der Filmeigenschaften der Separatorer zu unternehmen.
Beispielsweise ist ein Verfahren bekannt, bei dem bei einer Entkohlungsglühbehandlung, wenn Si auf dei Stahlblechoberfläche selektiv zu SiO2 oxydiert wird diese Stahlblechoberfläche mit einer aus MgO, Mg(OH); und H2O bestehenden Suspension überzogen und getrocknet wird. Das Stahlblech wird dann bei einei hohen Temperatur in einer reduzierenden Atmosphäre einer Endglühbehandlung unterworfen. Hierbei wirk) unter anderem MgO als Glühseparator und verhindert das Verkleben der Stahlbleche. Gleichzeitig reagiert ein Teil davon mit dem erwähnten SiO2 unter Bildung eines glasartigen, elektrisch isolierenden Films.
Für jedes dieser bekannten, einen elektrisch isolierenden Film bildenden Mittel wird MgO verwendet. Wenn es auf ein Stahlblech aufgebracht werden soll, wird es im allgemeinen mit Wasser zu einer Emulsion vermischt. Dabei ist nachteilig, daß MgO mit Wasser unter Bildung von Mg(OH)2 reagiert, das, wenn es erhitzt wird, Hydratationswasser abgibt und das Stahlblech oxydiert und versprödeL Diese Versprödung macht große Schwierigkeiten beim Schneiden, Durchbohren und Aufwickeln von Stahlblechen.
Es sind demzufolge bereits verschiedene Versuche unternommen worden, um den auf der Anwendungsform des MgO, das als einen glasigen Film bildendes Mittel ausgezeichnete Eigenschaften besitzt, beruhenden obigen Nachteil zu beseitigen und außerdem die Sprödigkeit von Stahlblechen positiv zu verbessern.
Aus der US-Patentschrift 25 33 351 ist ein Verfahren zur Bildung eines glasartigen Überzugs auf einem sehr dünnen Siliciumstahlblech mit einer Stärke von 0,005 mm oder weniger bekannt, bei dem das Stahlblech einem kontinuierlichen Glühen unterzogen wird, da das Kastenglühen nicht geeignet ist. Gemäß diesem Verfahren werden die Entkohlung unter Bildung des glasartigen Überzugs gleichzeitig während einer kurzen Zeit durch das kontinuierliche Glühen in einer nassen Atmosphäre durchgeführt, nachdem man das kaltgewalzte Stahlblech mit MgO oder einem Oxyd oder Hydroxyd der Erdalkalimetalle überzogen hat.
Die US-Patentschrift 29 06 645 betrifft die Herstellung eines glasartigen Überzugs auf der Oberfläche von Siliciumstahl, bei dem man versuchte, die Bildung eines ungleichmäßigen Überzugs bzw. die Versprödung des Stahlblechs zu vermeiden, die dadurch verursacht wird, daß eine größere Menge Wasser aus der Hydratation der Erdalkalimetalloxyde in den Heizofen eingebracht werden. Zur Behebung der vorstehenden Mängel wird ein Auftragsverfahren empfohlen, in dem Magnesia mit Wasser gemischt wird, welches lediglich als Beförderungsmittel für den Auftrag der Magnesia auf dem Stahlblech dient und welches in kurzer Zeit abdestilliert wird, damit die Hydratation nicht fortschreitet. Ebenso wie das vorgenannte Verfahren gestattet auch dieses Verfahren nicht die Erzielung eines elektrisch isolierenden Films auf einem Blech bzw. einer Platte aus orientiertem, kaltgewalzten Siliciumstahl mit guter Stabilität, Wärmebeständigkeit und verbesserter
Sprödigkeit.
Es ist auch bekannt, bei der Herstellung eines adhäsiven isolierenden Films auf der Oberfläche eines Siliciumstahlbleches durch selektive Oxydation SiO2 zu bilden, um für die spätere Bildung eines glasartigen Films eine Grundierung zu erhalten. Eine derartige Grundierung wird im allgemeinen zur Zeit der Entkohlungsglühbehandlung gebildet. Jedoch wird im allgemeinen die Grundierungszusammensetzung durch die Temperatur, Zeit, Atmosphäre und den Taupunkt so empfindlich beeinflußt, daß es schweirig ist, mi ι einem bekannten Glühseparator und Filmbildungsmittel einen stabilen glasartigen Film mit hoher Qualität zu erhalten. So wird oft ein Film mit nur niedriger Adhäsion erzeugt
Insbesondere wird, wenn Aluminium in dem Silicium- ι s stahlblech enthalten ist, bei der Behandlung der erwähnten Grundierung auch Aluminium unter Bildung von Al2O3 partiell oxydiert, das die Stabilität des glasartigen Films beeinträchtigt und die Bildung eines Films mit annehmbaren Eigenschaften erschwert.
Außerdem wird das Wasser, das in dem Glühseparator als einem einen isolierenden Film bildenden Mittel enthalten ist, bei der Endglühbehandlung abgegeben. Dieses oxydiert das Stahlblech und verhindert die Bildung eines glasartigen Films hoher Qualität bei einer 2s Temperatur von insbesondere oberhalb 10000C.
Aufgabe der Erfindung ist somit die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung eines stabilen, gleichmäßigen Films mit guter elektrischer Isolierwirkung und Wärmebeständigkeit, der hohe Adhäsion besitzt und gleichzeitig die Sprödigkeit des orieniicrtcn, kaltgewalzten Siliciumstahlbleches verbessert.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Films auf einem Blech bzw. einer Platte aus orientiertem, kaltgewalzten Siliciumstahl, bei dem man zur Bildung von SiO: auf der Oberfläche des zur Endstärke gewalzten Blechs eine Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 700 bis 9000C durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend das Stahlblech bzw. die Stahlplatte mit einer Mischung, die durch Mischen von 0,5 bis 40 Gew.-Teilen einer Titanverbindung mit 100 Teilen einer Magnesiumverbindung hergestellt wird, oder mit einer derartigen Mischung, die zusätzlich 0,5 bis 50 Gew.-Teile einer Manganverbindung enthält, wobei die Titanverbindung in einer Menge von 0,5 bis 80 Gew.-Teilen vorliegt, überzieht und das Stahlblech bzw. die Stahlplatte oberhalb 11000C in einer reduzierenden Atmosphäre glüht.
Die Erfindung umfaßt somit eine kurzseitige Wärmebehandlung eines orientieren, in die gewünschten Abmessungen kaltgewalzten Si-Stahlbleches, beispielsweise in einer Atmosphäre, die feuchten Wasserstoff enthält, so daß auf der Oberfläche des Stahlbleches selektiv eine Oberflächenschicht gebildet werden kann, ss die SiO2 enthält. Dann w;rd diese mit dem einen isolierenden Film bildenden Mittel überzogen, das auch einen Glühseparator darstellt. Hierfür kommt eine Mischung eines Magnesiumoxyds oder Magnesiumhydroxyds oder einer solchen Magnesiumverbindung, die <>o beim Erhitzen in MgO übergeht wie MgCO3 mit einer Titanverbindung, die beim Erhitzen in TiO2 übergehl wie TiO2, TiO3 · H2O, TiO · (OH)2 oder Ti(OH)4 in Frage. Dann wird in einer Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre eine weitere Wärmebehandlung durch- <>■> geführt, so daß ein glasartiger isolierender Film gebildet werden kann. Die gleichzeitige Funktion der filmbildenden Zusammensetzung als Glühseparator bei der Endglühbehandlung stellt einen wirtschaftlichen Vorteil dar.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend im einzelnen erläutert.
Ein orientiertes, kaltgewalztes Siliciumstahlblech wird kontinuierlich für eine kurze Zeitspanne unter solchen Bedingungen, beispielsweise in einer feuchten reduzierenden Atmosphäre, geglüht, daß die Oxydation des Eisens soweit wie möglich verhindert wird, die Oxydation von Silicium in dem Stahl jedoch so abläuft, daß SiO2 aus der Grundeisenzusammensetzung auf der Oberfläche gebildet werden kann. Zwar ist eine geringe Oxydation des Eisens nicht immer schädlich, doch vermindert eine übermäßige Oxydation die Qualität des glasartigen Films und muß deshalb vermieden werden.
Für die Wärmebehandlung zur Bildung von SiO2 wird im allgemeinen eine reduzierende Atmosphäre von Wasserstoff allein oder von dissoziierten» Ammoniak verwendet, wobei der Taupunkt 55 bis 700C und die Temperatur 700 bis 9000C betragen. Je langer die Behandlungszeit andauert, um so dicker ist die oxydierte Schicht, war für die Bildung eines glasartigen isolierenden Films vorteilhaft ist. Die Verweilzeit bei der genannten Temperatur beträgt mindestens 1 Min. oder mehr als 1 Min. Es ist selbstverständlich, dab, wenn zur Bildung der SiO2 enthaltenden Schicht anstelle der kurzzeitigen Behandlung eine Kastenglühung mit offenen Wicklungen durchgeführt wird, das gleiche Ergebnis erhalten wird. In diesem Fall liegt jedoch der Taupunkt vorzugsweise unter 55°C.
Gleichzeitig mit der Wärmebehandlung zur Bildung von SiO, kann die Entkohlung des orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahlbleches durchgeführt werden.
Werden weniger als 0,5 Teile TiO2 eingemischt, so hat die Titanverbindung keinen Einfluß, und das Ziel der Erfindung kann nicht erreicht werden. Wenn andererseits bei der manganfreien Mischung mehr als 40 Teile der Titanverbindung eingemischt werden, so wird kein glasartiger Film mit hoher Qualität erhalten. In diesem Fall kann sich die filmbildende Mischung nach dem Trocknen von dem Blech ablösen, wobei die Oberfläche des Stahlbleches mit einem metallischen Glanz in Erscheinung tritt und kein gleichmäßiger glasartiger Film erzeugt wird. Es wird auch dann kein Film mit hoher Adhäsion erhalten, wenn außerdem eine Phosphatbehandlung angewendet wird.
Die Titanverbindung in der filmbildenden Mischung hat außerdem eine günstige Wirkung in Hinblick auf die Sprödigkeit des Stahlbleches. Diese Wirkung tritt in Erscheinung, wenn 0,5 Teile der Titanverbindung mit 100 Teilen der Magnesiumverbindung gemischt werden. Liegt die eingemischte Menge über der oberen Grenze, so tritt keine wesentliche Verbesserung ein. Werden 5 bis 20 Teile der Titanverbindung eingemischt, so ist die Wirkung am ausgeprägtesten.
Das für die filmbildende Mischung verwendete MgO kann entweder ein bei hoher oder ein bei niedriger Temperatur getrocknetes Produkt sein. Das bei niedriger Temperatur getrocknete MgO ist jedoch für die Erreichung des Zieles der Erfindung wirkungsvoller. Seine Körnigkeit kann eine Feinheit bis zu etwa 0,044 mm erreichen, um ein günstiges Ergebnis zu erhalten.
Das TiO2 kann entweder vom Rutil- oder Anastastyp sein, oder es kann durch Entwässerung von Metatitansäure bei niedriger Temperatur oder durch Brennen von Metatitansäure bei hoher Temperatur erhalten werden.
Seine Körnigkeit kann ebenso wie beim MgO eine Feinheit bis zu etwa 0,044 mm erreichen, um ein günstiges Ergebnis zu erhalten.
Je höher die Reinheit der Fümmittelzusammensetzung ist, desto besser ist das Ergebnis. Jedoch kann auch mit einem Reagens, das ungefähr der ersten Qualitätsstufe entspricht, oder einem handelsüblichen industriellen Produkt das Ziel der vorliegenden Erfindung erreicht werden.
Das filmbildende Mittel der genannten Zusammensetzung wird mit Wasser unter Bildung einer Aufschlämmung gemischt und auf die Oberfläche eines orientierten, kaltgewalzten Siliciunistahls aufgebracht, auf dem SiO2 infolge selektiver Oxydation gebildet wird.
Die aufgebrachte Menge ist hierbei zweckmäßigerweise derart, daß die Menge des Filmmittels nach dem Trocknen 2 bis 10 g/m2 beträgt. Wenn die als Überzug aufgebrachte Menge 4 bis 8 g/m2 beträgt, wird das beste Ergebnis erhalten.
Nach dem Oberziehen wird das Blech getrocknet und dann in einer reduzierenden Atmosphäre erhitzt, so daß ein glasartiger isolierender Film gebildet werden kann. Es ist am wirtschaftlichsten, diese Behandlung zur Bildung des glasartigen isolierenden Films zum Zeitpunkt der Endglühbehandlung durchzuführen.
Das mit dem filmbildenden Mittel überzogene und dann getrocknete orientierte, kaltgewalzte Siliciumstahlblech wird in Form einer Wicklung aufgewickelt oder in Form von in geeigneten Abmessungen geschnittenen Platten aufgeschichtet und einer Endglühbehandlung unter solchen Bedingungen unterworfen, daß es für mehr als 5 Std. in einem Glühofen in einer reduzierenden Atmosphäre, beispielsweise aus reinem Wasserstoff, bei einer Temperatur oberhalb 11000C, beispielsweise 12000C, gehalten wird. Hierbei reagiert auf der Oberfläche des orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahls vorhandenes SiOj mit der Filrnmittelzusammensetzung unter Bildung eines schwärzlichglänzenden, kompakten, wärmebeständigen, säurefesten, glasartigen, isolierenden Films eines SiO2-MgO-TiO2-Systems, der hohe Qualität besitzt.
Bei der Endglühbehandlung ist die Bildung eines Films mit hoher Qualität um so leichter, je höher die Temperatur und je niedriger der Taupunkt der Atmosphäre ist. Das auf die Oberfläche des orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahlblechs aufgebrachte filmbildende Mittel ist in der Endglühbehandlung auch ein Glühseparator. Das heißt, nur ein Teil des aufgebrachten filmbildenden Mittels reagiert mit auf der Oberfläche des Stahlblechs gebildetem SiO2 unter Bildung eines glasartigen Films. Der größte Teil jedoch bleibt als Glühseparator auf dem der Stahlblechoberfläche gebildeten glasartigen Film zurück. Um aus dem Stahlblech ein fertiges Produkt herzustellen, ist es deshalb notwendig, das Pulver beispielsweise durch Bürsten oder Beizen zu entfernen.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielbaren Ergebnisse werden darauf zurückgeführt, daß die während der Behandlung erzeugte Mischung von MgO und TiO2 mit SiO2 auf der Oberfläche des orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahlblechs unter Bildung eines kompakten, glasartigen Films mit hoher Qualität reagiert, weshalb das Siliciumstahlblech durch die Glühatmosphäre nicht beeinflußt wird. Die Titanverbindung übt hierbei in Hinblick auf die Verunreinigungen in dem orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahlblech eine direkte reinigende Wirkung aus.
Im Falle der selektiven Oxydation eines Aluminium enthaltenden orientierten, kaltgewalzten Silisiumstahlblechs unter Bildung von SiO2 auf der Oberfläche ist das filmbildende Mittel wirksam, auch wenn Aluminium unter Bildung von Al2O3 oxydiert wird. Die Anwesenheit von AI2O3 erschwert jedoch die Erreichung eines gleichmäßigen, glasartigen Films und bei den geringsten Schwankungen der Behandlungsbedingungen wird die Bildung des glasartigen Films so beeinflußt, daß dieser instabil und die Adhäsion schlecht wird.
Es wurde gefunden, daß die vorstehenden Probleme analog wie beim aluminiumfreien Siliciumstahlblech gelöst werden können, indem man als fiimbildende Mischung ein Magnesiumverbindung/Titanverbindung/ Manganverbindung-System verwendet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Films auf einem Blech bzw. einer Platte aus orientiertem, kaltgewalzten Siliciumstahl, der mindestens 0,01 Gew.-% einlegiertes Aluminium enthält, bei dem man zur Bildung von SiO2 auf der Oberfläche des heißen Stahlbleches eine Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 700 bis 9000C durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend das Stahlblech bzw. die Stahlplatte mit einer Mischung überzieht, die durch Mischen von 0,5 bis 80 Teilen einer Titanverbindung und 0,5 bis 50 Teilen einer Manganverbindung mit 100 Teilen einer Magnesiumverbindung hergestellt wird und das Stahlblech bzw. die Stahlplatte in einer reduzierenden Atmosphäre oberhalb 1100°C glüht.
Die bei dieser Verfahrensvariante verwendete Mischung wird hergestellt, indem man ein Manganoxyd oder -hydroxyd wie MnO2, Mn2O5, Mn(OH)2 oder MnO · OH oder MnCO3, woraus beim Erhitzen MnO entsteht, zu einer filmbildenden Mischung gibt, die aus einer Magnesium- und einer Titanverbindung besteht. Mit dieser Mischung kann auf der Oberfläche eines orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahlblechs in stabiler Weise ein gleichmäßiger, glänzender glasartiger Film mit hoher Adhäsion gebildet werden.
Es wird angenommen, daß in der genannten filmbildenden Mischung die Manganverbindung als ein Einstellungsmittel für die Stahlblechoberfläche während der Wärmebehandlung wirkt. Beim Erhitzen geht die Manganverbindung in MnO über, das durch die Atmosphäre weiter reduziert wird und in den Stahl eintritt. Es wird angenommen, daß die Reaktion in einem solchen Fall bei der Bildung eines Films wirksam wird. Es wird auch angenommen, daß der durch die Zersetzung der Manganverbindung in der reduzierenden Atmosphäre unter 10000C erzeugte Sauerstoff in wirksamer Weise zur Geltung kommt. Insbesondere für MnO2 ist bekannt, daß es eine Sauerstoff abgebende Verbindung darstellt und billig erhältlich ist. Für günstige Ergebnisse hat seine Körnigkeit eine Feinheit von etwa 0,044 mm.
Ein Versuch hat ergeben, daß beim Überziehen eines orientierten, kaltgewalzten Siliciumstahlblechs, erzeugt aus einem heißgewalzten Siliciumstahlblech, das 0,030% gelöstes Al enthält, mit einem erfindungsgemäßen Glühseparator, anschließender Hitzebehandlung und Entnahme, die Analyse des Glühseparators einen AI2O3-Gehalt von 1,1 bis 21,1% zeigt.
Vorzugsweise werden zur Herstellung der filmbildenden Mischung für ein Aluminium enthaltendes Siliciumstahlblech 2 bis 40 Teile einer Titanverbindung und 2 bis 25 Teile einer Manganverbindung bei 100 Teilen einer Magnesiumverbindung verwendet.
Bei der vorstehend erwähnten Zusammensetzung
wird, wenn die Titanverbindung unter dem genannten Bereich liegt, nicht die gewünschte Wirkung erhalten und andererseits wird, wenn die Titanverbindung 80 Teile überschreitet, das filmbildende Mittel nach dem Trocknen bei Berührung oder Erschütterung abblättern, so daß die Bildung des isolierenden Films erschwert wird.
Wenn die Manganverbindung in einer Menge unterhalb des oben erwähnten Bereichs eingemischt wird, ist sie unwirksam. Wenn sie andererseits in einer Menge über 50 Teilen eingemischt wird, wird die Menge des während der Wärmebehandlung freigesetzten Sauerstoffes so groß, daß die Atmosphäre oxydierend wird und die Bildung des glasartigen isolierenden Films ungünstig beeinflußt wird.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung weiter veranschaulichen und außerdem die Unterschiede in den Eigenschaften zeigen, die erhalten werden, wenn bekannte, MgO enthaltende filmbildende Mittel und die erfindungsgemäß verwendeten filmbildenden Mittel verglichen werden, wobei die anderen Bedingungen gleich gehalten werden.
Beispiel 1
Ein orientiertes, kaltgewalztes Stahlblech mit 3,25% Si wird für die kurze Zeitspanne von 5 Min. bei einer Temperatur von 800°C in einer feuchten Atmosphäre von dissoziiertem Ammoniak, die einen Taupunkt von 61°C besitzt, geglüht, so daß SiO2 selektiv auf der Stahlblechoberfläche gebildet werden kann. Dann wird es getrocknet und mit einem Filmbildungsmittel (das auch ein Glühseparator ist) mit jedem der Mischverhältnisse gemäß Tabelle I überzogen, so daß die als Oberzug aufgebrachte Menge 6 g/m2 beträgt. Dann wird in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre 20 Std. lang bei einer Temperatur von 12000C eine Endgiühbehandlung durchgeführt. Die Eigenschaften der so gebildeten glasartigen isolierenden Filme sind in Tabelle II gezeigt. Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Filme sind kompakter und von viel höherer Adhäsion als die der bekannten Verfahren.
In Tabelle III sind die Ergebnisse von Biegetests nach der ASTM-Methode wiedergegeben, um die verbessernde Wirkung im Hinblick auf die Sprödigkeit der Stahlbleche nach der Bildung der glasartigen Filme zu zeigen. Es ist klar ersichtlich, daß die Sprödigkeit bei den durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellten Filmen ausgeprägt verbessert ist.
Tabelle 1
Zusammensetzungen von verwendeten filmbildenden Mitteln
Zusammensetzung MgO TiOz Wasser
1 10Og Og 1 1 Vergleichsprobe
2 100 £ 10 g 11 Erfindungsgemäßes
Filmmittel (A)
3 100 g 25g 1 1 desgl.
4 100 g 40 g 1 1 desgl.
5 100 g 100 g 1 1 Vergleichsprobe
(SiO2 wird nicht
gebildet)
Tabelle Il
Eigenschaften des glasartigen Films
Probe
Nr.
Eigenschaften
Schichtbcstandigkeil
(bei 35 kg/cm2 gemäß
ASTM-Methode2)
Adhäsion nach Phosphat-Überzugsbehandlung, gebogen um 180° auf einem Durchmesser von 20 mm
4,30Q-CmVBIeCh
11,5 Q-cm2/Blech
19,4 Ω-cmVBIech
9,28 Ω-cmVBIech
0,20 Q-cmVBIech
teilweises Abblättern
kein Abblättern
wenig Abblättern
geringes Abblättern
wenig Abblättern
Anmerkung:
Der Phosphatüberzug wird erhalten, indem Magnesiumphosphat auf den glasartigen Film aufgebracht und 30 Sek. lang in N2-Gas auf 8000C erhitzt wird. Die als Überzug aufgebrachte Menge des Films beträgt 3 g/m2.
Tabelle III
Sprödigkeit von Stahlblechen, auf denen glasartige Filmegebildet sind
Probe Nr.
Zahl der Probestirke
(A)
Eigenschaften
Biegehäufigkeit (ASTM-Methode)
(weniger als 10 χ )
Zahl der Stücke, worin %
Bruch entstanden ist (B) (B)/(A)
1 (40 Stücke)
2 (40 Stücke)
3 (39 Stücke)
4 (39 Stücke)
5 (20 Stücke)
20
0
2
1
17
Beispiel 2
50
2,5
85
Ein orientiertes, kaltgewalztes Stahlblech mit 0,032% Gesamt-Al und 2,9% Si wird für die kurze Zeitspanne von 4 Min. kontinuierlich bei einer Temperatur von 8500C in einer feuchten Atmosphäre aus dissoziiertem Ammoniak, die einen Taupunkt von 65° C besitzt, geglüht, so daß SiO2 auf der Oberfläche selektiv gebildet werden kann. Dann wird das Blech auf der Oberfläche mit einem filmbildenden Mittel mit jedem der Mischverhältnisse der in Tabelle IV gezeigten Zusammensetzungen überzogen, so daß die als Überzug aufgebrachte Menge des filmbildenden Mittels nach dem Trocknen 5,5 g/m2 beträgt. Es wird getrocknet und dann bei einer Temperatur von 1200° C in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre 15 Std. lang eine Endglühbehandlung durchgeführt, so daß ein glasartiger Film gebildet werden kann.
Tabelle IV
fi Zusammensetzungen der filmbildenden Mittel
Probe
Nr.
Zusammensetzung MgO T1O2 MnO2 Wasser
100 g Og 1 g 1 1 Vergleichs
probe
100 g Og 25 ε 1 1 Vergleichs
probe
709514/171
985
Fortset/une
Zusammensetzung
MgO I'iOj MnO: Wasser
100 g 20 g Og
100 g
100 g
100 g
100 g
100 g
100 g
100 g
20 g 20 g 27 g 30 g 36 g 40 g 20 g
6g 13g
7g Hg
7g 15g
6g
erfindungsgemäßes filmbildendes Mittel desgl. desgl. desgl. desgl. desgl. desgl.
S1O2 wird nicht gebildet
Tabelle V
Eigenschaften des glasartigen Films
Probe Nr.
2 3 4 5 6 7 8 9 10
l-.igensehaften
Schiehlbcsiändigkeit (bei 35 kg/cm2 gemäß ASTM-Melhodc 2)
0.49 n-c
0,91 n-cm2/Blech
10,5 15,8 15,1 24,3 20,4 18,4
Q-cnWBIech Ω-cm-VBIech Ω-cnWBlech
O-cm2/B!ech Ω-cm2/Blech
0,13n-cm2/Blech
Adhäsion nach Phosphatiiberzugsbehandlung. gebogen um 180° auf einem Durchmesser von 20 mm
Abblättern teilweises Abblättern geringes Abblättern geringes Abblättern wenig Abblättern geringes Abblättern wenig Abblättern wenig Abblättern wenig Abblättern wenig Abblättern
Beispiel
Aus orientiertem, kaltgewalztem Siliciumstahl mit 0,03% Gesamt-Al und 2,85% Si wird ein Blech mit einer Dicke von 0,15 mm hergestellt und für die kurze Zeitspanne von 4 Min. kontinuierlich bei einer Temperatur von 850° C in einer feuchten dissoziierten Ammoniakatmosphäre mit einem Taupunkt von 65° C geglüht, so daß S1O2 selektiv auf der Oberfläche gebildet werden kann. Dann wird die Oberfläche mit einem filmbildenden Mittel bei jedem der nachfolgend
Tabelle VI
erwähnten Mischverhältnisse überzogen, so daß die als Überzug aufgebrachte Menge des getrockneten Filmmittels 6 g/m2 beträgt. Es wird getrocknet und in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre bei einer Temperatur von 1200°C 20 Std. lang einer Endglühbehandlung unterzogen, so daß ein glasartiger Film gebildet werden kann. Es werden ausgezeichnete elektrisch isolierende Filme erhalten, wie aus der nachfolgenden Tabelle VI deutlich wird.
Zusammensetzung MgO TiO
100% -
20 g Ig
Schichtbeständigkeil Oberflächenaussehen nach
nach der Entfernung von der Entfernung von Pulver MnO2 von Pulver in Q-cm2/Blech
(bei 35 kg/cm2)
0,5 g 0,41
3,95
Es wird kein glasartiger Film erzeugt Es wird ein gleichmäßiger, glänzender, glasartiger Film erzeugt

Claims (2)

Patentansprüche:
1. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Films auf einem Blech bzw. einer Platte aus orientiertem, kaltgewalztem Siliciumstahl, bei dem man zur Bildung von SiO2 auf der Oberfläche des zur Endstärke gewalzten Blechs eine Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 700 bis 9000C durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend das Stahlblech bzw. die Stuhlplatte mit einer Mischung, die durch Mischen von 0,5 bis 40 Gew.-Teilen einer Titan verbindung mit 100 Teilen einer Magnesiumverbindung hergestellt wird, oder mit einer derartigen Mischung, die zusätzlich 0,5 bis 50 Gew.-Teile einer Manganverbindung enthält, wobei die Titanverbindung in einer Menge von O^ bis 80 Gew.-Teilen vorliegt, überzieht und das Stahlblech bzw. die Stahlplatte oberhalb 1100° C in einer reduzierenden Atmosphäre glüht.
2. Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Films auf einem Blech bzw. einer Platte aus orientiertem, kaltgewalztem Siliciumstahl, der mindestens 0,01 Gew,-% Aluminium enthält, bei dem man zur Bildung von SiCh auf der Oberfläche des :> heißen Stahlbleches eine Hitzebehandlung bei einer Temperatur von 700 bis 9000C durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß man anschließend das Stahlblech bzw. die Stahlplatte mit einer Mischung überzieht, die durch Mischen von 0,5 bis 80 Teilen einer Titanverbindung und 0,5 bis 50 Teilen einer Manganverbindung mit 100 Teilen einer Magnesiumverbindung hergestellt wird, und das Stahlblech bzw. die Stahlplatte in einer reduzierenden Atmosphäre oberhalb 1100" C glüht.
DE19681814303 1967-12-12 1968-12-12 Verfahren zur Herstellung eines elektrisch isolierenden Films auf einem Blech bzw. einer Platte aus orientiertem, kaltgewalztem Siliciumstahl Expired DE1814303C3 (de)

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JP7924367 1967-12-12
JP42079243A JPS5112451B1 (de) 1967-12-12 1967-12-12

Publications (3)

Publication Number Publication Date
DE1814303A1 DE1814303A1 (de) 1969-07-24
DE1814303B2 true DE1814303B2 (de) 1977-04-07
DE1814303C3 DE1814303C3 (de) 1977-11-24

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0047129B1 (de) * 1980-08-27 1985-04-24 Kawasaki Steel Corporation Kornorientierte Siliciumstahlbleche mit geringen Eisenverlusten und Verfahren zum Herstellen dieser Bleche

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EP0047129B1 (de) * 1980-08-27 1985-04-24 Kawasaki Steel Corporation Kornorientierte Siliciumstahlbleche mit geringen Eisenverlusten und Verfahren zum Herstellen dieser Bleche

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Publication number Publication date
US3627594A (en) 1971-12-14
SE347298B (de) 1972-07-31
GB1251827A (de) 1971-11-03
FR1594432A (de) 1970-06-01
JPS5112451B1 (de) 1976-04-20
BE725245A (de) 1969-05-16
DE1814303A1 (de) 1969-07-24

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