DE1954773A1

DE1954773A1 - Verfahren zur Herstellung von orientierten Magnetstahlblechen mit niedrigen Eisenverlusten

Info

Publication number: DE1954773A1
Application number: DE19691954773
Authority: DE
Inventors: Fumio Matsumoto; Kunihide Takashima; Osamu Tanaka; Toshiya Wada; Takaaki Yamamoto
Original assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 1968-11-01
Filing date: 1969-10-30
Publication date: 1971-01-28
Also published as: SE358413B; DE1954773B2; GB1287424A; FR2022396A1; BE741061A; DE1954773C3

Description

Verfahren zur Herstellung von orientierten Magnetstahlblechen mit niedrigen Eisenverlusten.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Eisenverluste eines orientierten Siliciumstahlbleches oder insbesondere eines einfach orientierten Magnetstahlbleches von hoher magnetischer Induktion. Ein einfach orientiertes Siliciumstahlblech ist ein magnetisches Stahlblech, bei dem die den Stahl bildenden Kristalle eine Orientierung haben, die nach dem Miller-Index durch (llo) /ooi/ dargestellt ist. Ein derartiges Blech ist in Walzrichtung leicht zu magnetisieren.

Die bei einem einfach orientierten Siliciumstahlblech geforderten magnetischen Eigenschaften sind eine hohe magnetische Induktion und ein niedriger Eisenverlust. Der Eisenverlust ist dadurch eine bedeutende Eigenschaft, daß er den Wirkungsgrad eines Transformators, Generators oder Motors beeinflußt, der aus einem solchen einfach orientierten Siliciumstahlblech nerge-stell* wird, Als. den EisenTBrlast beeinflussende Faktoren

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BAD ORtGtMAL

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sind die Stärke, der spezifische Widerstand, die: Verunreinigung, die Orientierung und die Kristallkörnigkeit des Eisenbleches zu einmahnen. Von diesen Faktoren sind di.e Verunreinigung und die Orientierung regulierbar. Bezüglich der Verunreinigung ist zu sagen, daß das für· die großtechnische Verwendung heutzutage hergestellte einfach orientierte Siliciumstahlblech üblicherweise so gut gereinigt erzeugt wird, daß eine sehr kleine Menge an Verunreinigungen in dem Endprodukt

^ enthalten ist. Bezüglich der Orientierung strebt man selbstverständlich an, daß die Kristalle in sehr hohem Grade einfach orientiert sind. Der Einfluß der Kristallkörnigkeit auf den Eisenverlust ist kompliziert. Durch die Untersuchung des Eisenverlustes weiß man, daß er aus zwei Komponenten besteht, nämlich dem Wirbelstromverlust und dem Hystereseverlust. Wenn die Kristallkörnigkeit größer wird, nimmt der llystereseverlust ab. Andererseits hat im Gegensatz dazu der Wirbelstromverlust die Tendenz anzusteigen, wenn das Kristallkorn größer wird. Insbesondere dann, wenn das Kristallkorn über ein bestimmtes Ausmaß größer wird, steigt der Wirbelstromverlust schnell an, so daß die Verringerung des Hystereseverlustes dadurch überschritten wird und der Gesamteisenverlust wesentlich höher

ψ wird. Zur Erzielung eines einfach orientierten Siliciumstahl-" bleches von niedrigem Eisenverlust ist es deshalb nötig, die Kristallkörner in passender Weise klein zu erzeugen.

Es ist bekannt, ein einfach, orientiertes Silxciumstahlblech durch Nutzbarmachung der Erscheinung einer Sekundärrekristallisation herzustellen. Der Mechanismus für die Erzeugung der Sekundärrekristallisationskristalle besteht darin, daß, wenn ein mittels einer Kombination von Kaltwalzen und Glühbehandlung ,behandeltes Material abschließend bei einer hohen Temperatur geglüht wird, Körner mit einer besonderen Orientierung, d. h. einer (llo) Loa\f oder wenig davon abweichenden Orientierung

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BADORiGINAL

dor Primärrekrisi allisierungskörner mit verschiedenen KristaI 1orientioiungen schnell wachsen und auf das Grundgofüge c! inwirk eil , bis das Stahlblech im wesentlichen völlig von nur diescMi Kürnern besetzt ist. In diesem Fall ist es deshalb nicht tauglich, herkömmliche Maßstäbe anzulegen, die iibl ichcrviTisc i'ür die Regulierung der Kris t allkörni gkeit, be i spie 1 swe i se die Einstellung- der Querschnittsveränderung bzw. Reduktion beim Kaltwalzen, die Glühtemperatur und der Zusatz von Verunreinigungen, für wirksam erachtet werden. Außerdem ist bis jetzi kein wirksames Verfahren zur Regulierung der Körnigkeit bei der Sekun lärrekristaLlisierung bekannt. Es ist eine bekannte Tatsache, daß es für die Einleitung der Sekundärrekrista 11isation erforderlich ist, eine Verunreinigunji b/.w. Beimengung wie MnS, MnSe₁ AlN oder VN dem Stahl zuzugeben, so daß eine abgelagerte Ausscheidimgsphase gebildet werden kann. Die Aulgabe einer derartigen Verunreinigung besteht darin, das Wachstum der Primärrekristallisationskörner des Grundgi· füges au unterbinden, so daß das Grundgefüge auf einer Mikrokornstruktur gehalten und leicht von ilen Sekundärrekri s t a 1 1 isa t lonskörnei-n beeinträchtigt werden kann. Sie ist doshalb hinsichtlich der Verhinderung des Wachstums der Sekundärrekristal 1isationskörner nicht wirksam· Weiterhin werden diese Ausscheidungen nach der Bildung der Sekundärrekristallisationskrista 1-1 e aufgelö-st und in dem Stahl fest gelöst oder von der Oberfläche des Stahlbleches durch Diffusion entfernt.

Das oben bezüglich der Wirbelstromverluste erwähnte ist bereits bekannt. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung hat man jedoch gefunden, daß ein weiterer Faktor vorhanden ist, der in bedeutendem Maße auf Stahlbleche mit einer hohen magnetischen Induktion wirkt, wie es beispielsweise aus der US-Patentschrift 3 -87 183, der Britischen Pa tentschrilt 1 063 o'i9, der Deutschen Patentschrift 1 252 22o, der

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Französischen Patentschrift 1 koG 'l99 und der Belgischen Patentschrift 6^6 073 bekannt ist. Dieser Faktor tritt als ein glasartiger FiJm zutage, der auf der Oberfläche eines Stahlbleches durch die Reaktion des Stahlbleches mit einem Glühbe'handlungsausscheidungsmittel bzw. Glühbehandlungstrennmittel gebildet wird, wenn das Stahlblech mit dem Glühbehandlungstrennmittel bestrichen ist und abschließend bei einer hohen Temperatur geglüht wird, was bei der Ilerstellung eines einfach orientierten Silicxumstahlbleeh.es üblich ist.

Ein derartiger, durch die Reaktion eines Stahlbleches mit einem Glühbehtind luiigstrennmittel beim abschließenden Glühen erzeugter glasartiger Film wird weitläufig als Isolierfilm für einfach orientierte Siliciumstahlbleche verwendet. Als weiterer Effekt dieses glasartigen Films ist neben der Isolierung die Verringerung der Magnetostriktion bekannt. Infolge des Unterschieds der Warmeausdehnurig zwischen dem glasartigen Film und Stahl gibt der glasartige Film dem Stahlblech eine Spannung, wodurch die Magnetostriktion verringert wird. Dieser glasartige Film beeinflußt den Eisenverlust bei einem derartigen einfach orientierten Siliciumstahlblech, wie es heute üblicherweise auf dem Markt ist, d. h. mit einem B von etwa l8ooo Gauss, fast überhaupt nicht. Man fand.'jedoch, daß bei einem einfach orientierten Siliciumstahlblech mit einer sehr hohen magnetischen Induktion von B über 19ooo Gauss der glasartige Film auf den Eisenverlust einen sehr großen Einfluß hat. Obwohl dieser Einfluß abhängig von der Stärke der Stahlplatte unterschiedlich ist, ist es möglich, den Gesamteisenverlust um mehr als 3o % zu verringern.

Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß der Eisenverlustvrert eines einfach orientierten Magnetstahlbleches insbesondere mit- einer hohen magnetischen Induktion verbessert

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BADORfGlNAL

wird, Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß ein . .besondei*es Element wie Bor oder eine Bor enthaltende Verbindung dem Gluhbehandlungstrennmittel zugesetzt wird oder daß Schwefel oder eine Schwefelverbindung, Selen oder eine Selenverbindung zusammen mit Bor oder einer Bor enthaltenden Verbindung bei der Durchführung der Endglühung zugesetzt werden. Bei der Durchführung der erfindungsgemäßen Behandlung erhält man geeignet kleine Sekundärrekristallisationskörner, der glasartige Film kann gleichförmig erzeugt werden und sein Effekt kann maximal und sehr stabil erzielt werden, .so daß der Eisenverlust in weitem Rahmen verringert werden kann.

Der Mechanismus, durch den Bor oder eine Borverbindung die Sekundärrekristallisationskörner klein gestalten, ist theoretisch nicht völlig geklärt. Man nimmt jedoch an, daß das Bor in den Stahl von der Oberfläche während der Endglühbehandlung diffundiert, in dem Stahl ein Borid bildet und daß sogar bei der Glühbehandlung bei höher Temperatur dieses Borid nicht zersetzt wird und das Wachstum der Sekundärrekristallisationskörner verhindert. Bezüglich der Korngröße sind die Sekundärrekristallisationskörner groß und es ist für sie eigentümlicherweise schwierig, zu wachsen, weil die Orientierung zwischen ihnen gering ist. Man nimmt an, daß es auf diese Schwierigkeit zurückzuführen ist, daß das Wachstum selbst durch die geringste Unreinheit verhindert wird.

Was die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Erzielung der Kristallfeinkörnigkeit des Produkts angeht, so ist es möglich, durch Zusetzen von o,2 % Bor ein Produkt mit einer Kömigkeit zu erzielen, die um zwei Klassen gemäß ASTM kleiner ist als die irgendeines herkömmlichen Produktes. Dies wird durch das nachstehende Beispiel gezeigt:

009 8 8 5/1352 .

BAD ORlGlNAt.

Zugesetzte Donnenge _{o ;} an _in o/_o ο·² ο»^;* o,6 c,8

ASTM Nr. (X 1) 5 6,5 9 H

Der Mechanismus, bei dem Bor iri Richtung einer Verbesserung ur-d Stabilisierung der Eigenschaften eires Filmes wirkt, besteht weiterhin dar Ln, daß außer dem in den Stahl diffundier- ^ ten Bor das verbleibende Bor an der Ausbildung eines glasar-. tigen Filmes teilhat, d. h. durch den Zusatz von Bor nimmt der Zwiscbenlagewiderstand bzw. Puff erlag'ewiderstand des glasartigen Films zu, so daß er etwa zweimal so hoch ist. Markierungen durch Gas und dergleichen verschwinden., die Qualitätsschwankungen des Glases aufgrund der Schwankungen der Eigenschaften des Glühbehandluiigstrenninittels wie MgO werden verhindert und zusätzlich dazu wird ein dünner, anhaftender, gleichmäßiger· Film über der gesamten Oberfläche gebildet . Daraus ist klar zu ersehen, daß das Bor in Richtung einer Verringerung des Eisenverlustes über die Körnigkeit u&r Sekundärrekristallisationskris talle oder die Bildung des glasartigen Films hoher Qualität, wie oben erwähnt, wirkt, jedoch können ■ weiterhin außer den oben erwähnten Funktionen des Bors möglicherweise noch andere vorhanden sein. Es ist jedoch klargestellt worden, daß, wenn eine festgelegte Menge von Bor oder einer Borverbindung oder S oder Se oder ihrer Verbindungen zusätzlich zu dem Bor oder der Borverbindung in das Glühbehandlungstrennmittel bei der Durchführung der Endglühung zugesetzt wird, ein einfach orientiertes Siliciumstahlblech mit niedrigem Eisenverlust möglicherweise durch die kombinierten Wirkungen des Bors, wie oben erwähnt, erzielt werden kann. Wenn S oder Se oder ihre Verbindungen zusammen mit Bor oder dessen Verbindungen in das Glühbehandlungstrennmittel zugegeben werden, wird die Wirkung des Bors verstärkt und man erhält auf eine beständiger bleibende Art und Weise ein Stahlblech mit niedrigem Eisenverlust.

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BAD ORIGINAL ·'

Man nimmt nn, daß die Wirkungen von S oder Se, die zusammen mit dom Hör vorhanden sind, die folgenden beiden sini. Die eine besteht darin, daß die Diffusion des Bors in den Stahl J)OH it i ν bzw. zwangsweise beschleunigt und sichergestellt ist. Auf dei'· Oberfläche* eines Si licium.st a'hlbleches bildet sich nach dor Entkohlung und der Glühbehandlung eine Schicht aus Oxyden von Si₁ Fo und dergleichen. Wenn das Bor enthaltende Glühholuuidlung.st reniimit tel auf diese Oxydschicht aufgebracht wird, diffundiert Bor· in den Stahl durch diese Oxydschicht und die Diffusion von Bor in den Stahl wird in starkem Ausmaße von der Stärke der Schicht dieser Oxyde gehemmt. S, Se oder-11,,S oder If₀Se, die durch die Kombination mit Wasserstoff in der Atmosphäre erzeugt werden, reagieren mit diesen Oxyden und machen die Schicht der Oxyde dünn, wodurch das Bor leicht in den Stahl diffundieren kann.

Die andere Wirkung von S oder Se besteht darin, daß der glasnrtige-Film nach dem Schlußglühen dünn und gleichmäßig gemacht wird. Die Schicht der Oxyde nach dem Entkohlungsglühen und das Glühbehnndluugstrennmitte1 reagieren miteinander unter Bildung eines glasartigen Films zur Zeit des Schlußglühens. Wie oben ex-wälmt , ist zu erwarten, daß im Falle des herkömmlichen orientierten §iliciumstahlblechs die Wirkungen d«s glasartigen Films dahingehen, daß der Isolierwiderstand und die Veri-ingerung der Magnetostriktion erreicht werden, während im Falle eines orientierten Stahlbleches von hoher magnetischer Induktion der glasartige Film auf den Stahl infolge des Unterschieds der Wärmeausdehnung zwischen dein Film und dem Stahlblech eine Spannung ausübt, wodurch der Eisenverlust des orientierten Stahlblechs von hoher magnetischer Induktion beträchtlich verringert werden kann. Der glasartige Film mit einer derartigen bedeutenden Wirkung auf den Eisenverlust muß gleichförmig und dünn und so beschaffen sein, daß er auf den Stahl eine starke

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Spannung ausüben kann. Wenn dem Gluhbchandlungstrennmittel Bor zugesetzt wird, kann ein glasartiger Film erreicht werden, der diesen Erfordernissen genügt. In der Praxis treten jedoch folgende Situationen ein: Die oxydierte Schicht auf der Oberfläche des Stahlbleches nach der Entkohlung ist nicht immer gleichförmig. Weiterhin kann abhängig von der in der Schlußglühatmosphäre enthaltenen Feuchtigkeitsinenge ein glasartiger Film zusammen mit einer teilvreisen dicken Unterzuiiderung oder W überhaupt kein glasartiger Film erzeugt werden. Wenn dann S oder Se dem Trennmittel gleichzeitig mit Bor oder H₀S oder H₀Se zugesetzt werden, die durch die Reaktion von S oder Se mit in dem Trennmittel oder der Glühbehandlungsatmosphäre enthaltenem H₀ erzeugt werden, so können überschüssige Oxyde ent-

ferrit, und eine dünne gleichmäßige Oxydschicht erzeugt werden. Dementsprechend kann auch der glasartige Film, der durch die Reaktion des Trentimittels mit der oben erwähnten Oxydschicht erzeugt werden soll, dünn und gleichmäßig sein. Wenn auch noch ein Oxyd des Bors vorhanden ist, kann darüber hinaus ein glasartiger Film bei vergleichsweise niedriger Temperatur gebildet werden, die Diffusion von S oder Se in den Stahl kann ^ gehemmt und die Verringerung der Orientierung verhindert werden. Als Folge kann ein Produkt mit niedrigem Eisenverlust erzielt werden, ohne daß eine Verringerung der magnetischen Induktion hervorgerufen wird.

Von den oben erwähnten Wirkungen nimmt man an, daß sie durch das Zusammenwirken von Bor und S oder Se erzielt werden.

Im folgenden werden die' Besonderheiten der vorliegenden Erfindung erläutert. Das Siliciumstahlmaterial, welches das Ausgangsjjiaterial für die vorliegende Erfindung darstellt, ist ein Stahlblock, der durch Verfestigen einer nach irgendeinem Gießverfahren hergestellten Stahlschmelze hergestellt ist,

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BAD ORiGfNAL

wobei die Schmelze nach einem bekannten Stahlherstellungsver- - fahren erzeugt wird, beispielsweise mit einem Siemens- Martin-Ofen, einem Elektroofen oder Konverter oder nach irgendeinem bekannten Schmelzprozeß, wie beispielsweise mit einem mit Hochfrequenz betriebenen Elektroofen oder einem Vakuumschmelzofen. Es kann auch ein brammenförmiger Stahlblock als erfindungsgemäßes Ausgangsmaterial verwendet werden, den man nach einem kontinuierlichen Gießverfahren herstellt, das heutzutage oft angewendet wird. Die Atmosphäre im Falle des Gießens ist üblicherweise Luft, kann jedoch Vakuum oder ein Inertgas sein. ■Der Rohblock gemäß der vorliegenden Erfindung kann, wie gesagt, nach irgendeinem Stahlherstellungs-, Schmelz- oder Gießverfahren erzeugt werden.

Für das orientierte Siliciumstahlblech, auf das das erfindungsgemäße Verfahren angewendet wird, ist es erwünscht, daß die Zusammensetzung des Gußblocks beispielsweise weniger als 4,o % Silicium, ο,οΐο bis 0,065 % säurelösliches Al, weniger als 0,085 % C und 0,005 bis o,05 % S enthält. Der Gußblock, der nach dem Gießen durch Vorwalzen zu einer Bramme verarbeitet ist oder der zu einer Bramme gegossen ist, wird durch kontinuierliches Warmwalzen zu einem warmgewalzten Bund geformt. Der warmgewalzte Bund wird durch kombinierte Kaltwalz- und Glühbehandlungsschritte behandelt. Es ist"jedoch nötig, daß die Behandlungsstufen und Bedingungen denen entsprechen, die man für die Erzielung von einfach orientierten Siliciumstahlblechen hoher magnetischer Induktion verwendet.

Das bedeutet, daß die abschließende Blechstärke durch ein- oder mehrmaliges Kaltwalzen erreicht wird. Im Falle eines Kaltwalzens ist die Querschnittsverringerung beim Kaltwalzen 8l bis 95 % und im Falle von zwei- oder mehrmaligem Kaltwalzen

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- Io -

ist die abschließende Querschnittsveränderung durch Kaltwalzen 8l bis 95 %i nachdem ein- oder mehrere Male Ziiischenglühbehandlungen durchgeführt wurden. In dem Fall, daß entweder ein einmaliges oder mehrmaliges Kaltwalzen durchgeführt wird, soll das Blech in einem Temperaturbereich von looo bis I2oo C 3o Sekunden bis Io Minuten lang nach dem Warmwalzen oder zwischen den Kaltwalzschritten geglüht werden, so daß m AlN abgeschieden werden kann. Nach dieser Glühbehandlung für die Ablagerung kann es nötigenfalls von dem Temperaturbereich von 75o bis 95° C auf 4oo C während 2 bis 2oo Sekunden abhängig von dem Gehalt an C und Si abgeschreckt werden.

Das Stahlblech, das seine Enddicke durch das Abschlußkaltwalzen erhält, sollte einen Kohlenstoffgehalt von weniger als o,005 % durch das Entkohlungsglühen erhalten. Die Oberfläche des Stahlbleches nach der Entkohlung wird mit einem Glühbehandlungstrennmittel bestrichen, um zu verhindern, daß das Stahlblech durch Brennen bzw. Festsintern beim Schlußglühen anklebt. Deshalb mischt man Bor oder eine Borverbindung, die einen Zusatz für ein Erzielen eines niedrigen Eisenverlusts ™ als ein Charakteristikum der vorliegenden Erfindung bilden, oder S oder Se, das zusammen damit zugesetzt werden soll, in das Trennmittel ein, das auf die Oberfläche des Stahlblechs aufgebracht werden soll. Als Glühbehandlungstrennmittel kann einer der Stoffe MgO, CaO, Al O und TiO oder eine Kombination davon verwendet werden.

Bor oder eine Borverbindung oder S (oder eine S-Verbindung) oder Se (oder eine Se-Verbindung), die zusammen damit zugesetzt werden sollen, werden in Form eines Pulvers oder einer wässrigen Lösung dem Glühbehandlungstrennmittel zugegeben. Setzt man dem Glühbehandlungstrennmittel weniger als o,ol % Bor zu, so kann man keine Wirkung erkennen. Andererseits wird

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BAD

195A773

bei einem Zusatz, von mehr als 2 % Bor die Entwicklung von Sekundärrekris(a 11isationskristalIen dadurch beeinflußt und ein eininch orientiertes Si 1iciumstahlblech mit 'einer hohen magnet i .seilen -In luktion kann nicht hergestellt werden. Die bevor/.ugtc Zuiiabemenge von Bor liegt deshalb zwischen o,o2 im· I ο, 5 %' Be/,üplich der Zugabe von S oder einer S—Verbindungoder von Se bzw. einer Se-Verbindmig zu dem Glühbehandlungstre-nnmitte] hat sich herausgestellt, daß bei weniger als o,c>5 % S oder Sc keine Wirkung erkennbar wird. Andererseits werden bei mehr als 5 % die Sekundärrekristallisationskristivlle selbst beeinflußt, so daß man nur ein orientiertes Stahlblech mit niedriger magnetischer Induktion erhält. Deshalb liegt der Optimalbereich von S oder Se zwischen o,5 und k ,o %. Verwendet man 5 kg Glühbehandlungstrennniittel pro t Stahl, so ist die erforderliche Iiormenge überraschend klein, nämlich o,ool bis o,oo25 Gewichtsprozent. Mit dieser Menge kann eine ausreichende Wirkung erzielt werden.

Das Schlußglühen sollte bei einer Temperatur und über einen Zeitraum durchgeführt werden, die für eine gute Entwicklung von (llo) /öo_lJ^-Sekuiidärrekristallisations-kristaileii und für ein Verschwinden von Unreinheiten infolge der Reinigung und der Glühung genügen. Für diesen Zweck ist es erforderlich, das Blech bei über looo C mehr als fünf Stunden in einer Wasserstoff- oder Stickstoffatmosphäre zu glühen.

Die vorliegende Erfindung wurde im vorstehenden hauptsachlich unter Bezugnahme auf ein orientiertes Siliciumstahlblech, das Aluminium enthält, erläutert. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfaßt im weiten Rahmen Verfahren zur Herstellung von einfach orientierten Magnetstahlblechen. Dies wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert«

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BEISPIEL 1

Durch Blockvortiralzen und Warmwalzen eines Siliciuinstahlbloekes mit o,o47 % C, 2,8o % Si, o,o3o % Al und o,o3o % S wird ein Blech hergestellt, das bei 113o C geglüht, entzundert j auf eine Endblechstärke von o,35 nim kaltgewalzt und dann zur Entkohlung in einer Wasserstoffatmosphäre bei &5o C drei Minuten lang geglüht wird. Wenn dieses Blech mit einem Glühbehandlungstrennmittel (MgO) bestrichen wird, dem O₄Ol bis o,7 Gewichtsprozent Bor in Form eines pulverigen Ferrobors entsprechend einer lichten Maschenweite von weniger als o, o7^t nun (2oo mesh) zugesetzt wurden, und abschließend bei I2oo C geglüht wird, erhält man die nachstehend aufgeführten Ergebnisse:

BorZusatz zu
dem Glühbe-

Eisenverlust

Verbesserung
des Eiseriver-

W W
handlungstrenn- 15/5o 17/5° lustes um

mittel in %

in W/kg

^Wl5/5o ^W17/5o

Magnetische Induktion

B, in kG Io

Herkömmliches O
Verfahren

o,o5

o,2

o,96

ö,9o ο ,88 0,85

1,25

1,18 1,16 1,13

o,06 0,07 o,08 o,o9 o,ll o,12

■19,^7

I932

19,37 19,36

Aus diesen Ergebnissen ist klar ersichtlich, daß, wenn ein Glühbehandlungstrennmittel verwendet wird, das Bor in dem erfindungsgemäßen Bereich enthält, ein Stahlblech mit niedrigem Eisenverlust hergestellt werden kann.

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BAD

BEISPIEL 2 ·

Durch Walzen eines Siliciumstahlblockes mit einer Zusammensetzung von o,o4 Ji-C₁ 2,8 % Si, o,o34 % Al und o,o27 % S₁ Rest Fe, werden zwei Arten von Blechen mit Endblechstärken von o,35 bzw. o,23 mm nach den gleichen Arbeitsstufen und unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt und zur Entkohlung geglüht. Darauf werden sie mit einem Glühbehandlungstrennmittel (MgO) in Form einer Aufschlämmung bestrichen, der o,2 Gewichtsprozent Bor in Form von Borax,. Borsäure oder einfachem Bor zugesetzt wurden und abschliessend geglüht. Die Ergebnisse sind nachstehend verglichen mit den Ergebnissen des herkömmlichen Verfahrens aufgeführt. Daraus ergibt sich, daß die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Stahlbleche einen geringeren Eisenverlust haben.

Blech- Zusatz zu stärke dem Glüh-

behandlungsin mm trennmittel

Eisenverlust ^W15/5o ^W17/5o

in W/kg

,Verbesserung Magnetische des Eisenver- Induktion

B.

lustes um

^W15/5o ^W17/5o
in W/kg

lo

O,35	kein Zusatz (herkömm liches Ver fahren)	o,95	1,24	-	-	19,51
	Borax	o,87	1,15	0,08	o, 09	19,49
	Borsäure	0,85	1,12	0, Io	0,12	19,49
	Bor	ο, 85	1,13	0, Io	O₁Il	1-9,47
0,23	Kein Zusatz (herkömm liches Ver fahren)	o,77	I,o8	-	-	19,36
	Borax	o,68	o,96	o,o9	0, 12	19,32
	Borsäure	o, 66	o,94	0,11	o,l4	19,34
	Bor	0,67 00988	o,94 5/1352	0, Io	o, i4	19,33

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BEISPIEL 3 -

Ein Siliciumstahl mit o,o46 % C, 2,95 % Si, o,o31 % Al und o,o25 % S wird vorgewa Lzt und auf eine Stärke von 2,5 nun warmgewalzt, darauf kontinuierlich bei I130 C zwei Minuten lang geglüht und dann entzundert. Danach wird das Stahlblech auf eine Endblechstärke von 0,23 mm kaltgewalzt und in einer nassen Wasserstoffatmosphäre bei 850 C zwei Minuten lang entkohlungsgeglüht. Dieses Stahlblech wird mit einem Glühbehandlungstrennniittel bestrichen, das durch Zusatz von Io Gewichtsteilen TiO₀ u_nd 5 Gewichtsteilen MnO₀ zu l.oo Gewichtsteilen MgO hergestellt ist und dem zusätzlich o,1 bis 3 % Borsäure mit 2 % S oder ohne Schwefel zugesetzt sind, und dann bei I2oo C 2o Stunden geglüht.

Weiterhin wird das gleiche Material zu Vergleichszwecken mit einem Trennmittel bestrichen, das dadurch hergestellt wird, daß man nur MgO verwendet, dem 2 % S zugesetzt sind. Das Schlußglühen erfolgt wie bei dem Verfahren gemäß der US-Patentschrift 3 333 991. Die Ergebnisse der Messungen des Magnetismus der Proben sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Wie aus diesen Ergebnissen bei einem Vergleich des Falles, wo S dem Borsäure enthaltenden Glühbehandlungstrennmittel zugesetzt ist> mit dem Fall, bei welchem S nicht zugegeben wird, zu ersehen ist, zeigt der Eisenverlust durch den Zusatz von 2 % S einen stabilisierten Wert, da seine Schwankung in weitem Rahmen verringert wird, obwohl er nicht wesentlich in seinem MinLmalwert variiert.

Weiterhin findet man, daß im Falle, wo Schwefel ohne Zusatz von Borsäure zugegeben wird, der Eisenverlust an sich hoch ist und auch der B -Wert beträchtlich verringert ist. Die Glühbehandlung mit MgO allein zeigt dagegen ein besseres Ergebnis.

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BAD

Tabelle 1

Borsäure-	Schwefel	min	,73	^W15/50	,88	*1U-	,78	Γ Diff.	,15	min	,18	;^wi	,28
zusatz in %	zugabe in %	0	,83	max	,95	0	,88	0	,12,	1	,99	max	,38
	⁰A	0	,68	0	,Öl	0	,73	0	,13	1	,96	1	,π
o_ro	,2,0	0	,63	0	r⁷*	0		0	,12.	0	,9G	1	₇03
0,1	O₁O	0	,63	0	I⁷·⁴	0	,63	0	,11	0	,°3	1	7°7
0,5	0,0	0	*I¹²*	0		0	f⁷⁶	0	V¹¹	0	,00	1	,18
¹I⁰	0,0	0	_n69	0	r⁷⁹	0	f⁷¹	0	7¹⁰	1	,9.1	1	₇09
3,0	0,0	0	,64	0	_f6«	0	;⁶⁵	0	,04	1		1	₇oo
o_ri	2,0	0		0	,GH	0	_;66	0		0		3.	7⁰³
0,5	*²I⁰*	0	,6··	0	,71,	0	r71	0	,0G	0		1
^rf°	²I⁰	0.		0	0		0		0	1
3,0	2,0	ο				1

BEISPIEL k

Das gleiche Material wie das des Beispiels 3 wird unter· genau den gleichen Bedingungen behandelt mit der Ausnahme, daß die Eiidblechstäi~ke o,275 nun beti'ägt, wonach das Blech entkohlungsgeglüht wird. Danach wii*d das Stahlblech mit einem Glühbehandlungstrennmittel bestrichen, das durch Mischen von 5 Teilen TiO und 2,5 Teilen MnO₀ zu loo Teilen MgO, jeweils "Gewichtsteile, hergestellt ist, wobei dazu O₁ I₁ 3> b¹ oder Io % S zugegeben sind. Danach wird bei I2oo C 2o Stunden schlußgeglüht. Die Ergebnisse der Messung des Magnetismus der Proben nach der Glühung sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Das Ergebnis ist, wie in Beispiel 1 gezeigt, daß durch Zugeben von S sich der Eisenverlust in seinem Minimalwert nicht ändert, jedoch in seiner Schwankung beträchtlich verringert wird. Daraus ist klar, daß, wenn der Zusatz von S mehr als 5 % beträgt, der Einfluß auf die Sekundärrekristallisationskristalle und die B. -Eigenschaft nachteilig wird.

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BAD OFH0JNAU Tabelle

Borsäure-
aasatz ,
in %

Schwefel
zugabe
in %

^w15/50

min

max·

Mit- ■
tel... '

Diff.

^W17/50

min

max

Mit
tel

Diff

min

max ·

Mit- ■
tel

Diff

1,0
¹I⁰ '
ι.,ο
I₇O

0
1
3
5
10 ' '

0_;76
0_;76
0_f76
0,78
0,87

0,89
0_r82
0_f81
0,85
1,01

0,83
0,77
0,77
0,80
0,96

0,13
OjO6
•0_f05
0_?07
0,14

l_f06
1,04
l_T04
1,09
1,26

1,21
1,15
1,11
1,19
1,47

1,18
1,07
1,Q6
1,12
■1,41

0,15
O₁Il
0,07
0,10
0,21

19jl5
19,10
19,21'
18,83
18,36

19,51
19 _?48
19_?48
19,25
18,58

19,33
19,35
19,37
19,00
18,44

0,36
0 38
0,27
0,42
0.-22

Claims

P ATENTANS PRUCI IE

1. Verfahren zur Herstellung eines orientierten Magnetstahlbleches mit hoher magnetischer Induktion und niedrigem Eisenverlust, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stahlblech vorgegebener Stärke dadurch hergestellt wird, daß ein Stahl mit weniger als k,o Gewichtsprozent Silicium und einer geringen Menge an säurelöslichem Aluminium warmgewalzt, einmal oder mehrere Male kaltgewalzt und glühbehandelt, wird, daß dieses Stahlblech mit einem Glühbehandlungstrennniittel bestrichen wird, dem Bor oder eine Borverbindung in einer Menge von o,ol bis 2,ο Gewichtsprozent an Bor zugesetzt ist, und dann schlußgeglüht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Glühbehandlungstrennmittel Bor oder eine Borverbindung in einer Menge von o,ol bis l,o Gewichtsprozent zugesetzt wird und zusätzlich dazu wenigstens eines der Elemente Schwefel oder Selen oder ihre Verbindungen in einer Menge von ο,o5 bis 5 Gewichtsprozent an Schwefel oder Selen zugegeben wird und darauf das Schlußglühen folgt.

009885/1352

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