DE2146344A1

DE2146344A1 - Gut stanz- und schweißbares Stahlblech zur Verwendung in lameliierten Eisenkernen

Info

Publication number: DE2146344A1
Application number: DE19712146344
Authority: DE
Inventors: Minoru; Nakamura Motoharu; Matsui Kiyoshi; Okada Hiroshi; Himeji Hyogo Kitayama (Japan)
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1970-09-17
Filing date: 1971-09-16
Publication date: 1972-03-23
Also published as: US3793073A; DE2146344B2; AU471045B2; CA964533A; AU3364271A; SE380050B

Description

Qipl.-lng. H. Sauenland ■ Dr.-lng. R. König · Dipi.-lng. K. Bergen

Patentanwälte · 4000 Düsseldorf ■ Cecilienallee 7b . Telefon 43273s

Unsere Akte: 26 934 15· September 1971

NIPPON STEEL CORPORATION, No β 6-3, 2-chome, Ote«*machi, Chiyoda-ku, Tokio, Japan

"Gut stanz- und schweißbares Stahlblech zur Verwendung in lamellierten Eisenkernen"

Die Erfindung bezieht sich auf Elektrostahlblech in Form von Tafeln oder Streifen zum Herstellen lamellierter Eisenkerne, und zwar um Blech, das sich durch ausgezeichnete Stanzeigenschaften beim Herstellen der Eisenkerne und durch ausgezeichnete Schweißeigenschaften beim Zusammenschweißen der gestanzten Tafeln oder Streifen in lameliierte Eisen« kerne auszeichnete

Um Eisenkerne für Motoren und Transformatoren, insbesondere für die Verwendung in elektrischen Haushaltsgeräten, zu erzeugen, werden Elektrostahlbleche und -streifen fortlaufend gestanzt, gestapelt und sodann an ihren Kanten verschweißte

Da das Polieren und Auswechseln des Stanzwerkzeuges erhebliche Zeit in Anspruch nimmt, wird in solchen Fällen verlangt, daß zwischen zwei polierenden Bearbeitungen des Werkzeuges eine möglichst große Anzahl einzelner Stanzvorgänge durchgeführt werden können, daß also die Stanzeigenschaften des Materials möglichst gut sind_e Um lamellierte Eisenkerne durch Zusammenschweißen des Stapels gestanzter Stahlbleche oder -»streifen zu erhalten, wird außerdem zwecks Erhöhung des Arbeitswirkungsgrades verlangt, daß das Schweißen mit einem bestimmten elektrischen Strom und einem bestimmten Schraubdruck so schnell wie möglich durchgeführt

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werden kann, ohne daß dabei Schaden am geschweißten Werkstück, etwa Blaslöcher, entstehen_β Demgemäß sollen die Schweißeigenschaften des Stahles gleichfalls möglichst gut sein.

Während die Stanzeigenschaften von der Qualität des ElektroStahlbleches oder «-Streifens abhängen, hat der Isolierfilm, der auf die Oberfläche der Bleche oder Streifen aufgebracht wird, ebenfalls einen bemerkenswerten Einfluß«, Als Material für einen solchen Isolierfilm hat man bisher einen anorganischen Überzugfilm verwendet, beispielsweise vom sauren Phosphortyp, Chromtyp oder eine Kombination daraus β Ohne auf die Schweißeigenschaften einzugehen, kann man sagen, daß nur 50 000 bis 150 000 Stanzvorgänge bei solcher Behandlung der Bleche oder Streifen ausführbar sind, bis die Höhe des Grates 50 Mikron erreicht, wenn mit einem Stanzwerkzeug aus Stahl gearbeitet wird.

Um die Stanzeigenschaften zu verbessern, ist in jüngerer Zeit ein organischer Überzugfilm verwendet worden. Dadurch werden die Stanzeigenschaften in bemerkenswerter Weise verbessert,, Eine Million bis drei Millionen Stanzvorgänge können durchgeführt werden, bis beim Stanzen mit einem stählernen Stanzwerkzeug die Höhe des Grates 50 Mikron erreicht. Dies entspricht der Stanzcharakteristik bei Verwendung eines superharten Stanzwerkzeugs in dem Falle, daß der Film aus anorganischem Stoff besteht» Im Ergebnis ist der wirtschaftliche Vorteil beträchtlich, da die Zeit für das Auswechseln des Werkzeugs in der Stanzmaschine sowohl wie auch die Zeit zum Polieren des Werkzeugs verkürzt werden. Andererseits wird jedoch der organische Film durch die Schweißhitze zersetzt und erzeugt flüchtige Gase, wenn der Stapel gestanzter Stahlbleche oder -streifen im nächsten Arbeitsgang geschweißt wird. Das Gas dringt in die Schweißraupen ein und tritt in Form von Blasen aus den Sohweißraupen aus, so daß sich im geschweißten Teil in beträchtlichem Maße Blaslö-

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eher ergeben, was ein ernstes Prqblem für den Schweißvor·* gang bedeutet»

^In Fig« 1 ist graphisch ein Beispiel für die Beziehung zwischen der Menge organischen Films und den Stanz- und Schweißeigenschaften für den Fall dargestellt, daß es sich um eine zweischichtige Oberflächenbehandlung handelte

Uberzugbedingung;

Untere Schicht:

Obere Schicht:

Zink-BichromatwTyp in einer Menge, die einem Film von 1,5 g/m entspricht β

Veränderliche Mengen eines Films, der aus einer Mischung von Polyvinylformal, Phenolharz und Melamin« harz besteht«,

Testbedingungen:

Stanzen:

Schweißen:

Stanzwerkzeug aus Stahl mit 5% Spiel unter Verwendung von leichtem öl als Stanzöl,

Schweißstrom 120 Ampere, Schraubdruck 100 kg/cm , Schweißgeschwindigkeit 20 cm/min und 60 cm/min ·

Beurteilung der Schweißeigenschaften:

0 : Kein Blasloch,
Einige Blaslöcher,

Blaslöcher bilden sich auf der Hälfte aller Schweißnähte,

Blaslöcher entstehen auf der Gesamtheit der Schweißraupen,

13/1 6Ö2"

Aus Figo 1 ist ersichtlich, daß wirklich ausgezeichnete Stanzeigenschaften mit mehr als 1 500 000 Stanzvorgängen möglich sind, bis der Grat 50 Mikron erreicht, wenn die Menge des oberen (organischen) Überzugfilms größer ist als 1,5 g/m _o Betrachtet man andererseits die Schweiß« eigenschaften nach dem Stapeln der gestanzten Stahlbleche und -streifen beim Schweißen unter Standardbedingungen, also einem Schweißstrom von 120 Ampere und einer Schweiß« geschwindigkeit von 60 cm/min, während die Stahlbleche und «streifen mit einem oberen Überzugfilm von 0,25 g/m versehen sind, so ist das Ergebnis noch brauchbar, obwohl die Bildung einiger Blaslöcher beobachtet wird» Im Gegen— satz hierzu kann ein oberer Film von mehr als 0,25 g/m nicht verwendet werden, weil dann die Bildung von Blaslöchern übermäßig groß wird_e Wird die Schweißgeschwindigkeit auf 20 cm/min heruntergesetzt, so erhält man noch brauchbare Ergebnisse bei einer Dicke des oberen Films bis zu 1 g/m ο Der Verbraucher ist aus Sicherheitsgründen jedoch gehalten, Schweißbedingungen mit einem bemerkenswert niedrigen Wirkungsgrad einzuhalten, also beispielsweise mit einer Schweißgeschwindigkeit von 5 bis 15 cm/min zu arbeiten.

Wie vorstehend dargelegt, bestehen miteinander unverträgliche Beziehungen zwischen den Stanzeigenschaften und den Schweißeigenschaften des Stapels gestanzter Stahlbleche und «streifen, sofern Überzugfilm aus organischem Stoff verwendet wird. In der betroffenen Fachwelt hat demgemäß seit langem der dringende Wunsch nach lamellierten Eisen« kernen mit ausgezeichneten Eigenschaften sowohl in bezug auf das Stanzen als auch auf das Schweißen des Stapels aus gestanzten Stahlblechen und «streifen bestanden«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ElektroStahlbleche und «streifen zu schaffen, die zum Erzeugen lamellierter Eisenkerne geeignet sind und die beiden vorstehend an-

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gegebenen Eigenschaften haben_o Tatsächlich ist es mittels der Erfindung gelungen, ElektroStahlbleche und -streifen mit organischen Überzugfilmen auf ihren Oberflächen zu entwickeln, welche die beiden verlangten Eigenschaften be·» sitzen, also ausgezeichnete Schweißeigenschaften beim Schweißen des Stapels gestanzter Stahlbleche und -streifen zeigen_o

Bei den der Erfindung entsprechenden Elektrostahlblechen und -streifen, die ausgezeichnete Stanz- und Schweißeigenschaften haben, ist die Oberfläche der Stahlbleche und -streifen rauher gemacht als diejenige gewöhnlicher Stahlbleche und -streifen. Genauer gesagt ist die Oberfläche rauher als 20 Hr_em_os_e Mikrozoll, und ein Überzugfilm, der aus verschiedenen Arten organischen Materials, wie es weiter unten angegeben ist, wird auf die Bleche oder Streifen aufgebracht« (Unter "Zoll" soll hier und in der nachstehenden Beschreibung stets die britische Längeneinheit verstanden werden, die gleich 25,4 mm ist)_e

Beruhend auf der Überlegung, daß die Bildung von Blaslöchern im Schweißbereich lamellierter Eisenkerne auf dem Phänomen beruht, daß das flüchtige Gas unter der Wirkung der Schweißhitze aus dem organischen Überzugfilm austritt und in die Schweißraupen eintritt, bevor diese verfestigt sind, und daß das in dieser Weise okkludierte Gas in den Schweißraupen verbleibt oder in Form von Blasen austritt, ist erfindungsgemäß versucht worden, der Oberfläche der Stahlbleche und -streifen bewußt oder absichtlich eine geeignete Rauhigkeit zu erteilen, um dadurch Zwischenräume oder Spalte zu schaffen, durch die das Gas hindurchtreten kann, womit sich die Möglichkeit ergibt, das flüchtige Gas, das aus dem Überzugfilm austritt, leicht aus der Umgebung des geschweißten Bereiches zu entfernen, wenn der organische Überzugfilm im Verlauf des Schweißens des Stapels gestanzter Stahlbleche und -streifen, die mit dem Film über-

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zogen sind, zersetzt wird_e Im Ergebnis wird auf diese Weise ein geschweißtes Produkt ohne Blaslöcher erhalten, das in dieser Beziehung somit' das erstrebte Ziel verkörperte

Die Rauhigkeit der Oberfläche üblicher Elektrostahlbleche und -streifen mit Isolierfilm (sogenannter Glättegrad) betrug in der Regel 5 bis 15 Hr.m_es_e Mikrozoll» Der Stand der Technik liefert keine Information, was die Wirkung der Regelung der Rauhigkeit der Oberfläche ·νοη Stahlblechen in bezug auf die Verbesserung der Schweißeigenschaften nach dem Stapeln der Stahlbleche und -streifen betrifft. Außerdem sind bei Anwendung von Isolierfilmen vom anorganischen Typ keine Stahlbleche und «streifen verwendet worden, deren Oberfläche rauher als oben angegeben ist, und zwar mit Rücksicht darauf, daß die Isoliereigenschaften und die Antikorrosionseigenschaften mangelhaft sind«,

Als Ergebnis von Untersuchungen der Beziehung zwischen den Schweißeigenschaften und der Oberflächenrauhigkeit von Stahlblechen und -streifen nach dem Stapeln der gestanzten Stahlbleche und -streifen unter Verwendung eines organischen Überzugfilms wurde gefunden, was in Fig. 2(a) dargestellt ist« Bei den Versuchen, deren Ergebnis in Figβ 2(a) dargestellt ist, handelte es sich durchweg um Stahl und Überzugfilm der gleichen Zusammensetzungen sowie um die stets gleiche Überzugmenge. Keine Bildung von Blaslöchern wurde selbst bei hohen Schweißgeschwindigkeiten beobachtet, wenn die Rauhigkeit der Stahloberfläche größer als 20 Hr.m.s. Mikrozoll betrug. Insbesondere wurde bei einer Rauhigkeit von mehr als 25 Hr_em.s. Mikrozoll überhaupt keine Bildung von Blaslöchern beobachtet, wenn mit der erstaunlich hohen Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min gearbeitet wurde, einem Betrag, der weit oberhalb der im allgemeinen als Standardgeschwindigkeit betrachteten Geschwindigkeit von 60 cm/min liegt.

Die Schweißeigenschaften von Stahlbleohen und -streifen

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mit einer doppelten Schicht aus Überzugfilm aus anorganischem und organischem Material sind in Fig_o 2(b) wiedergegeben«. Ähnlich dem in Fig. 2(a) dargestellten Ergebnis haben gemäß Fig. 2(b) die Stahlstreifen mit einer Oberflächenrauhigkeit von mehr als 20 Hr_em.s_e Mikrozoll gleichfalls ausgezeichnete Schweißeigenschaf ten_o Das Gleiche gilt auch für Fälle der Verwendung einer einzigen Schicht aus Überzugfilm, die aus einem Gemisch von anorganischem und organischem Material besteht« Der Grund hierfür liegt möglicherweise in der Bildung einer hinreichenden Menge von Durchlässen für die flüchtigen Gase, die bei der Zersetzung des organischen Überzugfilms infolge der Schweiß-· liitze beim Schweißen des Stapels gestanzter Stahlstreifen in der Umgebung des geschweißten Bereichs entstehen, Durchlässe, die sich aus der bewußt groß gewählten Rauhigkeit der Stahloberfläche ergeben. Der Grund kann aber auch in dem bestehenden Vorhandensein einer genügenden Menge von Durchlässen gesucht werden, durch die das flüchtige Gas während des Schweißens austreten kann, also Durchlässen, deren Entstehung auf der Rauhigkeit der Oberfläche des organischen Überzugfilms beruht, die sich also durch den Einfluß der Oberflächenrauhigkeit der Stahlstreifen bilden.

Die Erfindung bezieht sich aber auch auf ElektroStahlbleche und -streifen mit ausgezeichneten Stanz- und Schweiß— eigenschaften, bei denen die Oberfläche eines organischen Überzugfilms, der auf die Oberfläche der Stahlbleche und •!•streifen aufgebracht wird, rauher ist als bei den üblichen organischen Überzugfilmen_e

Im Ergebnis kann auch auf diese Weise ein geschweißtes Produkt erfolgreich erzeugt werden, das keine Blaslöcher enthält, wobei die Schweißgeschwindigkeit in überraschendem Maße erhöht werden kann.

Die Oberfläche eines auf die Oberfläche eines Elektrostahl-

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bleches oder «Streifens aufgebrachten organischen Films ist bisher sehr glatt gemacht worden, beispielsweise geringer als 1 MfL₁ (1 ItIT₀^ =10 H»_em_es. Mikrozoll)«, Fig_o 3 zeigt die Beziehung zwischen der Oberflächenrauhigkeit ..;< eines aufgebrachten organischen Überzugfilms und den Schweißeigenschaften für den Fall eines doppelschicKtigen Überzuges, der sowohl anorganische als auch organische Überzugfilme enthalte Wie aus diesem Beispiel deutlich her« vorgeht, werden die Schweißeigenschaften wesentlich verbessert, wenn die Oberflächenrauhigkeit des organischen Überzugfilms größer ist als 2 A^H _χβ Der Grund hierfür liegt möglicherweise in der Tatsache, daß das flüchtige Gas, das während des Schweißens entwickelt wird, sich leicht aus der Umgebung des geschweißten Bereichs entfernt«, Es wurde bewiesen, daß durch Erhöhen der Oberflächenrauhigkeit über den Betrag von 2/iH_max hinaus keine Blaslöcher überhaupt entstehen konnten, selbst wenn die erstaunlich hohe Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min angewendet wird, eine Geschwindigkeit, die weit oberhalb der als Standardgeschwindigkeit von 60 cm/min liegt»

Entsprechende Ergebnisse wurden auch in den Fällen eines einschichtigen organischen Überzuges und eines Überzuges erreicht, der aus einem Gemisch aus anorganischen und organischen Stoffen bestand.

Obwohl die genannte Oberflächenrauhigkeit der Stahlbleche oder -streifen,20 Hr_em,s. Mikrozoll, als auch die Oberfläohenrauhigkeit des Überzugfilms, 2 yilH_max in bezug auf die Methode und die Bedingungen ihrer Messung etwas voneinander abweichen, so versteht es sich doch von selbst, daß der Bereich einer solchen Abweichung den Umfang der Erfindung solange nicht beeinflußt, wie der mit der Erfindung verfolgte Zweck erreicht wird. Die Tatsache, daß die Sohweißeigenschaften in bedeutendem Maße verbessert werden, wenn man die Oberflächenrauhigkeit der Stahlbleche oder

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-streifen und/oder auch diejenige des Überzugfilms heraufsetzt, womit eine Tendenz der Verminderung des Grades der einander überdeckenden Oberflächen verbunden ist, sollte bei der praktischen Durchführung der Erfindung die Grundlage bilden«,

Da der Isolierfilm beim Gegenstand der Erfindung vorzugsweise aus organischem Material besteht, so sind die Oberflächenspannung klein, die Eigenschaften in bezug auf Benetzung und Adhäsion ausgezeichnet und darüber hinaus der Korrosionswiderstand des Überzugfilms als solchem anderen Filmen überlegen. Aus diesem Grunde können durchaus zufriedenstellende Ergebnisse, soweit es sich um die Isolierfestigkeit und die Korrosionsfestigkeit handelt, ohne weiteres auch dann erhalten werden, wenn die Stahloberfläche ziemlich rauh ist.

Da die Erfindung im Vergleich mit dem Stande der Technik überlegene Schweißeigenschaften liefert, und zwar selbst dann, wenn die Menge an organischer Substanz in dem Gemisch aus anorganischen und organischen Stoffen als auch die Menge an Überzugmaterial groß sind, so ist es nicht notwendig, diese letztere Menge überhaupt zu reduzieren, um gute Bchweißeigenschaften unter Verlust in der Güte der Stanzeigenschaften zu erhalten, wie dies der üblichen Methode entspricht. Die günstigsten Stanzeigenschaften können somit ohne Verlust an den vorzüglichen Schweiß« eigenschaften aufrechterhalten werden.

Es ist möglich, sowohl beide Seiten als auch eine Seite der Stahloberfläche sowie des Überzugfilms rauh zu gestalten. Es genügt, die Oberfläche etwas rauher zu machen, wenn nur eine Seite gerauht wird, als in dem FaIl₁ wenn beide Seiten rauh gestaltet werden. Es ist wünschenswert, die rauhe Oberfläche mit der glatten Oberfläche in Berührung zu bringen, wenn die gestanzten Stahlbleche oder -»streifen

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gestapelt werden, wenn es sich um den Fall handelt, daß nur eine Seite rauh gestaltet ist«

Um eine Stahloberfläche rauh zu machen, sind Verfahren anwendbar, bei denen das Blech mittels Walzen von rauher Oberfläche hergestellt wird_e Ebenso kann die Rauhigkeit durch Ätzen oder durch Anwendung einer schruppend wirkenden Walze hergestellt werden,,

Was das Verfahren zum Herstellen einer rauhen Oberfläche des Filmüberzugs betrifft, so sind gleichfalls verschiedene Möglichkeiten vorhandene Beispielsweise kann der noch nicht hart gewordene Überzugfilm mittels einer Walze be~ handelt werden, die eine rauhe Oberfläche hat und während des Backens einen organischen Überzugfilm behandelt, der gleichförmig an ihr anliegt_o Ebenfalls ist es möglich, den Überzugfilm, der auf die Fläche des Stahlbleches oder -Streifens aufgebracht wird, mit streifenförmig verlaufenden Nuten zu versehen, und zwar beispielsweise durch Verv» wenden einer Auftragwalze, die mit Nuten versehen ist, und hierauf die Nuten auf den noch nicht gehärteten Überzugfilm mittels einer Stahlrolle während des Backens zu schneiden. Endlich ist die Anwendung einer Behandlungslö·· sung möglich, die organische Teilchen mit einer Partikelgröße von nicht mehr als 2 Mikron enthalte

Als Teilchen, die geeignet sind, die Oberfläche eines organischen Films oder eines Films aus anorganischen und organischen Bestandteilen rauh zu machen, eignen sich Bake·· lit, Melaminharz u„dgl. mit einer Partikelgröße, die 2 Mikron nicht übersteigt.

Nachstehend soll beschrieben werden, wie erfindungsgemäß organische Überzugfilme herstellbar sind.

Ein Verfahren besteht darin, einen organisohen überzugfilm

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ti

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direkt auf das Stahlband oder den Stahlstreifen aufzubringen„ Ein zweites Verfahren besteht darin, den Überzugfilm doppelschichtig zu gestalten, indem ein organischer Überzugfilm auf die Oberfläche des Stahlblechs oder -Streifens aufgebracht wird, das zuvor mit einem oder mehreren Schichten aus Überzugmaterial vom Phosphorsäuretyp oder Chromsäuretyp überzogen worden ist« Eine dritte Möglichkeit besteht darin, ein Gemisch einer oder mehrerer Überzugstoffe vom Phosphorsäuretyp oder Chromsäuretyp in Verbindung mit organischem Harz zu verwenden, um einen Überzugfilm zu erhalten, der organischen Stoff enthält«

L·»

Um einen solchen Überzugfilm aufzubringen, können übliche Methoden angewendet werden, beispielsweise eine Walze oder ein Sprühverfahren, ebenso aber auch Elektrolyse oder elektrisches Niederschlagen. Der Überzugfilm wird getrocknet und schließlich- durch Heißblasen oder Behandlung bei einer Temperatur von 200 bis 700⁰C gebacken,.

Da bei Anwendung der Erfindung die Schweißeigenschaften wesentlich verbessert werden, so kann die Menge des Über«· zugmaterials im Vergleich mit der Menge organischen Materials bei den herkömmlichen Verfahren vergrößert werden. Der Bereich der Menge des Überzugmaterials liegt bei 0,5 bis 10 g/m².

Als organisches Material für den Überzugfilm, der in Verbindung mit der Erfindung besonders geeignet ist, sind Stoffe der nachstehend aufgeführten Polargruppen vorzugsweise brauchbar: Kalziumlignitsulfonat, Polyvinylalkohol, Anhydridesmaleinsäureharz, aminosaures Harz und dessen denaturierte Produkte, Phenolharz und dessen denaturierte Produkte, Akrylsäureharz und dessen Kopolymere, Vinylacetat und dessen Kopolymere, Alkydharz, Vinylchlorid und dessen Polymere, Polyvinylacetat, Epoxydharz und dessen denaturierte Produkte und Gemische aus diesen Stoffen,

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Der Überzugfilm enthält eines oder mehrere Stoffe vom Phosphorsäuretyp oder Chromsäuretyp» Insoweit entspricht die Erfindung den üblichen anorganischen Typen von Überzugfilmen. Als Material, das unter den Phosphorsäuretyp fällt, sind beispielsweise Kalziumsulfat, Magnesium, Aluminium und Zink zu nennen« Dazu gehören aber auch Oxyde, Hydroxyde und Karbonate zweiwertiger oder dreiwertiger Metalle, wie Kalzium, Magnesium, Aluminium und Zink, gelöst in Phosphorsäure, sowie ein Gemisch aus diesen Stoffen. Titanoxyd, kolloidale Kieselerde, kolloidale Tonerde, Borsäure u_edgl. können diesen Stoffen beigegeben werden₉

Was Stoffe vom Chromsäuretyp betrifft, so seien Kalzium— bichromat, Magnesiumbichromat und Zinkbichromat genannt, ferner Oxyde, Hydroxyde und Karbonate zweiwertiger Metalle wie Kalzium, Magnesium und Zink in wäßriger Lösung wasserfreier Chromsäure und schließlich ein Gemisch aus diesen Stoffen genannt. Eine oder mehrere Mengen von Titanoxyd, kolloidaler Kieselerde, kolloidaler Tonerde, Borsäure und organischem reduzierend wirkendem Mittel können diesen Stoffen beigefügt werden«,

Als organisches Harz, das mit anorganischem Filmmaterial mit Vorteil gemischt werden kann, seien die folgenden Stoffe erwähnt: Akrylsäureharz und dessen Kopolymere in wasserlöslicher Emulsionsform, Vinylacetatharz und dessen Kopolymere, Butadienstyrolkopolymere, Aminoacetatharz, Alkydharz, Phenolharz, wasserfreies Maleinsäurekopolymer, Epoxydharz und dessen denaturierte Produkte, sowie eine Mischung aus diesen Stoffen. Einige Beispiele für die Durchführung der Erfindung werden nachstehend beschrieben.

Beispiel 1

Ein Elektrostahlblech mit 0,796 Silizium und einer Breite von 980 mm wurde in einem Walzwerk gewalzt, dessen Walzen eine rauhe Oberfläche hatten, um einen Blechstreifen von

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0,5 mm Dicke und einer Oberflächenrauhigkeit von 35 Hr_om.s. Mikrozoll zu erzeugen,,

Das erzeugte Stahlblech wurde mit der Lösung 1 mittels einer Walze überzogen und bei 500⁰C für eine Dauer von 20 Sekunden behandelte Die damit erhaltene Menge an Überzugmaterial betrug.6,5 g/m .

Stahlstreifen mit diesem Überzugfilm wurden gestapelt und nach dem TIG-Verfahren geschweißt. Selbst bei hohen Schweißgeschwindigkeiten, wie 100 cm/min mit einem Schweißstrom von 120 Ampere wurden einwandfreie Schweißraupen ohne die Bildung von Blaslöchern erzielte Gesondert von dieser Behandlung wurde der Streifen aus Stahlband mittels einer aus Stahl gefertigten Stanze mit einem Spalt von 6% gestanzt. Es ergab sich, daß 1 750 000 Stanzungen durchgeführt werden konnten, ohne daß die Höhe des beim Stanzen entstehenden Grates 50 Mikron überstieg«

Im Vergleich hierzu wurde ein Streifen aus Stahlband der gleichen Qualität wie oben, jedoch mit der üblichen Oberflächenrauhigkeit (7 Hr.m.s. Mikrozoll) mit der Behandlungslösung 1 mittels einer Walze behandelte Die Menge an aufgebrachtem Überzugmaterial betrug 6,4 g/m .

Bei dem Schweißversuch mit dem Stahlstreifen unter Anwendung einer Schweißgeschwindigkeit von 20 cm/min ergaben sich Blaslöcher ungefähr auf der Hälfte der Schweißraupen. Bei einer Schweißgeschwindigkeit von 10 cm/min wurde ein zwar noch immer brauthbares Produkt erhalten, obwohl die Bildung von Blaslöchern in gewissem Umfange beobachtet wurde. Bei Verwendung eines Stanzwerkzeuges aus Stahl konnten 1 800 000 Stanzungen durchgeführt werden, bifc der Grat eine Höhe von 50 Mikron erreichte.

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Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit 1:

Kalziumlignitsulfonat 30 kg

Polyvinylalkohol 30 kg

Polyacrylsäure 2 kg

Wasser 300 kg.

Beispiel 2

Ein Elektrostahlblech mit 0,3# Silizium und einer Breite von 1000 mm wurde unter Steuerung der Walzgeschwindigkeit so gewalzt, daß Streifen aus Stahlblech mit veränderlicher Oberflächenrauhigkeit von 5, 7, 13, 20, 25, 30, 40, 55, 80 und 160 Hr_em_os· Mikrozoll erzeugt wurden,.

Sämtliche Streifen aus Stahlblech wurden mit der Lösung 2 behandelt und bei 400°C auf die Dauer von 60 Sekunden ge·* backen. Die Überzugmenge betrug, bezogen auf die einzel— nen Proben, 2,5, 2,4, 2,4, 2,5, 2,5, 2,5, 2,5, 2,4, 2,6 und 2,5 g/m _β

Die so erzeugten Streifen aus Stahlblech wurden gestapelt und mit einem Schweißstrom von 120 Ampere und einem Schraub-* druck von 100 kg/cm geschweißt, wobei die Schweißgeschwindigkeit zwischen 10 und 100 cm/min schwankte„ Die Ergebnisse sind in Fig. 2(a) dargestellte Aus ihnen geht hervor, daß wenn die Oberflächenrauhigkeit größer ist als 20 Hr_em_os_e Mikrozoll und insbesondere größer ist als 25 Hr.m_es, Mikrozoll, ein in jeder Hinsicht zufriedenstellendes Ergebnis erzielbar ist, selbst wenn mit ungewöhnlich hohen Schweißgeschwindigkeiten gearbeitet wird_e

In Fig. 4(a). (b). (c). (d). (e) und (f) sind fotografische Aufnahmen der geschweißten Teile dargestellt, die mit verschiedenen Schweißgeschwindigkeiten in den Beispielen erzielt wurden, bei denen die Sohweißgesohwindigkeit

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40 Hr_em_eSo Mikrozoll, und ebenso in dem Falle, daß es sich um eine glatte Oberfläche handelte

Bei dem Stanztest in den Beispielen mit einer Rauhigkeit von 5 Hr.m.s. Mikrozoll und 40 Hr_em_es„ Mikrozoll unter Verwendung einer Stahlstanze mit 7% Spiel konnten 2 500 bzw«, 2 650 000 Stanzvorgänge durchgeführt werden, bevor der Grat das Maß von 50 Mikron erreichte,, Die Stanzeigenschaften konnten als ausgezeichnet im Vergleich mit denen bezeichnet werden, die mit dem üblichen anorganischen Isolierfilm erreicht werden_β

Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit 2:

Wasserfreie Chromsäure 20 kg

Zinkoxyd 7,5 kg

Harz in Emulsionsform 10 kg

(50J&Lge Lösung aus Methylmetacrylat-s. Äthyl-Metacrylat-Kopolymer)

Wasser 100 kg

Beispiel 5

Ein Elektrostahlblech aus unberuhigtem Stahl von 970 mm Breite wurde in einem Walzwerk mit einer Walze rauher Oberfläche gewalzt, um ein Band von 0,5 mm Dicke und in seiner Rauhigkeit wie im Beispiel 2 variierenden Oberfläche zu erzeugen. Diese Streifen aus Stahlband wurden mit der unten angegebenen Lösung 3 behandelt, auf eine Dauer von 50 Mi·« nuten bei 4OO°C gebacken und sodann mit der Behandlungs« flüssigkeit 4 überzogen, worauf sie erneut bei 400⁰C auf die Dauer von 10 Minuten gebacken wurden, um auf diese Weise eine doppelschichtige Auflage aus Überzugfilm zu erzeugen. Die auf die Unterseite des Bleches aufgebrachte Überzugmenge betrug 1,5 g/m und diejenige auf der oberen Seite lag zwischen 2,0, 2,0, 2,1, 2,3, 2,1, 2,2, 2,0 und 2,2 g/m².

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Die so erhaltenen Streifen aus Stahl wurden gestapelt und nach dem TIGWVerfahren unter Bedingungen geschweißt, bei denen der Schweißstrom 120 Ampere und der Schraubdruck 100 kg/cm betrug, wobei verschiedene Schweißgeschwindigkeiten zwischen 10 und 100 cm/min angewendet wurden,, Die Ergebnisse sind in Figo 2(b) dargestellt„

Es ist aus den erzielten Ergebnissen ersichtlich, daß, wenn die Oberflächenrauhigkeit größer ist als.20 Hr_em,s. Mikrozoll, ein ausgezeichnetes Ergebnis bei bemerkenswert hoher Schweißgeschwindigkeit erhalten werden kann«

Bei den Stanztests mit den Versuchs stücken von einer Oberflächenrauhigkeit von 5 bis 40 Hr_em.s_e Mikrozoll unter Verwendung eines stählernen Stanzwerkzeugs konnten 1 950 0Ö0 und 2 100 000 Stanzungen ausgeführt werden, abhängig davon, wann der beim Stanzen entstehende Grat das Maß von 50 Mikron erreichte«

Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit 3:

Wasser 100 kg

Wasserfreie Chromlösung 20 kg Kalziumhydroxyd 3 kg Borsäure 2 kg

Triäthanolamin 2 kg

Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit 4: 1, 5#> Melaminharz

(gemischte Lösung) 1,596 Alkydharz

Andere Eigenschaften des Überzugfilms sind in den Beispielen 2 und 3 nach Tafel 1 dargestellt« Aus dieser Tafel dürfte klar hervorgehen, daß die isolierenden und der Korro sion entgegenwirkenden Eigenschaften eines erfindungsgemäß

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gestalteten Überzugfilms mindestens denjenigen gleichwertig oder ihnen sogar überlegen sind, die aus anorganischem Film mit glatter Oberfläche bestehen, und daß die Adhäsionsfähigkeit beim Schmelzen eines erfindungsgemäß gestalteten Films derjenigen überlegen ist, die sich bei Verwendung eines Materials mit glatter Oberfläche ergibt«,

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Tafel 1 Eigenschaften des Films

Beispiel 2

(organisches

Material

enthaltender

Film)

Beispiel 3 (doppelschichtiger Film)

Üblicher anor-

?anischer Film
Chromsäure-Zinkoxyd- Typ )

Hr.m.s	5 (glatt)	40	5 (glatt)	40	5 (glatt)	40
Widerstand max. (JIS zweite min. Methode) _{im mti}	150.2 92.0 ;el 101.0	105.0 55.5 65.0	121.0 98.5 111.0	98.5 45.5 55.5	45«5 35.5 42.0	5.2 1.2 3.5
Haftfähigkeit	10	10	10	10	30	10
Korrosions widerstand	keine Rost bil dung	Bildg. von Rost flecken	keine Rost bil dung	Bildg_o von Rost flecken	Bildg. von Rost flecken	Rostbildg. auf ge samter Oberfläche
Nadellöcher	keine	keine	keine	keine	- keine	zahlreich
Haftfähigkeit nach 2-stündigem Erhit- zen bei 750 ⁰C in 100#igem Stickstoff	O		O	©	O	©

Überzugmenge, g/m

2.5

untere Schicht 1.5 1.5

2.2

1.5

obere 2.0

Schicht 2.2

cr>

OJ

Beispiel 4

Ein Elektrostahlblech mit 0,5% Siliziumgehalt und 980 mm Breite wurde in einem Walzwerk gewalzt, dessen Unterwalze rauh gestaltet war_e Die erzeugten Stahlstreifen waren 0,5 mm dick.

Die Oberflächenrauhigkeit des Stahlstreifens betrug an der Oberseite 5 Hr_em.s, Mikrozoll und an der Unterseite 60 Hr_em_Qs. Mikrozoll_β

Die genannten Streifen wurden mit der Behandlungslösung 5 überzogen, und zwar unter Verwendung einer Gummiwalze, und bei 500⁰C auf die Dauer von 10 Sekunden gebacken,, Die Menge der aufgebrachten Schicht betrug 2,3 g/m _β Beim Stanzen zum Erzeugen von Kernen für Motoren von 85 mm Durchmesser konnten 2 300 000 Stanzungen durchgeführt werden, bis die Höhe des Grates 50 Mikron erreichte_β Bei MIG-Schweißen der genannten Streifen nach dem Stapeln mit einem Schweißstrom von 130 Ampere und einem Schraubdruck von 45 kg/cm und einer Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min konnte eine glatte Schweißung ohne die Bildung von Blaslöchern erhalten werden.

Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit 5:

Wasser	100 kg
Wasserfreie Chromsäure	20 kg
Kalziumhydroxyd	7 kg
Glyzerin	1 kg

Vinylacetat-wAcrylsäure-

Kopolymeremulsion

(50%ige Lösung) 10 kg

Beispiel 5

Streifen aus Elektrostahlblech mit 0,7<X> Siliziumgehalt und 970 mm Breite sowie einer Oberflächenrauhigkeit von

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7 Hr_em.s₀ Mikrozoll wurde mit der Behandlungslösung 1 (also wie im Beispiel 1) mittels einer Gummiwalze überzogen. Während des Backens bei 500⁰C auf eine Dauer von 20 Sekunden wurden die genannten Streifen der Einwirkung einer gerauhten Stahlwalze unterworfen. Die Überzugmenge betrug 6,5 g/m und die Rauhigkeit der fertiggestellten Fläche betrug 4»

Stahlstreifen mit diesem Überzug wurden gestapelt und TIG-geschweißte Selbst bei der hohen Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min bei einem Schweißstrom von 120 Ampere wurden keine Schweißraupen -unter Bildung von Blaslöchern erhalten_o Außerdem wurden die genannten Streifen mittels eines Stanzwerkzeugs aus Stahl mit 6% Spiel gestanzt. 1 950 000 Stanzungen konnten ausgeführt werden, bis die Höhe des Grates 50 Mikron erreichte,,

Zum Vergleich wurden Stahlstreifen der gleichen Qualität wie oben mit der Behandlungslösung 1 unter Verwendungeiner Gummiwalze überzogen₀ Nach dem Backen unter üblichen Bedingungen bei einer Uberzugmenge von 6,4 g/m betrug die Rauhigkeit der Oberfläche weniger als

Wenn diese Stahlstreifen dem Schweißtest bei einer Schweißgeschwindigkeit von 25 cm/min unterzogen wurden, so bildeten sich Blaslöcher.ungefähr auf der Hälfte der Schweißraupen₀ Bei einer Schweißgeschwindigkeit von 10 cm/min war das Erzeugnis noch brauchbar, obwohl einige Bildung von Blaslöchern beobachtet wurde„ Unter Verwendung eines stählernen Stanzwerkzeugs wurden 1 800 000 Stanzvorgänge durchgeführt, bis der Grat eine Höhe von 50 Mikron erreichte g

Beispiel 6

Streifen aus Elektrostahlblech mit 0,3% Siliziumgehalt, 1000 mm Breite und einer Oberflächenrauhigkeit von

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7 Hr_em.s_# Mikrozoll wurden mit der Behandlungslösung 2 (also wie im Beispiel 2) mittels einer Gummirolle überzogen. Während des Backens bei 400 C auf eine Dauer von . 60 Sekunden wurden diese Streifen der Einwirkung einer gerauhten Stahlwalze unterworfen,, Die Oberflächenrauhigkeit des Überzugfilms betrug 3,5 ^UEL_Q__ und die Überzugmenge 3,2 g/m _β

Wenn die genannten Streifen gestapelt und mit einem Schweißstrom von 120 Ampere geschweißt wurden, und zwar unter An— wendung von 100 kg/cm Schraubdruck und einer Schweißge^· schwindigkeit von 100 cm/min, so wurden feine Schweißrau-* pen ohne Blaslöcher erhalten.

Zum Vergleich wurden dieselben oben angegebenen Streifen mit einer üblichen Behandlungslösung behandelt« Die Ober·* flächenrauhigkeit betrug 0,6 HLEund die aufgebrachte Menge 3,1 g/m .

Wenn diese Streifen mit einem Schweißstrom von 120 Ampere, einem Schraubdruck von 100 kg/cm und einer Schweißgeschwindigkeit von 20 cm/min geschweißt wurden, so entstanden Blaslöcher auf etwa der Hälfte der Schweißraupen_β

Beim Stanztest der der Erfindung entsprechenden Stahlstreifen unter Verwendung eines stählernen Stanzwerkzeugs mit 7% Spiel waren in diesem Beispiel 2 650 000 Stanzvorgänge ausführbar, bis der Grat eine Höhe von 50 Mikron erreichte, woraus folgt, daß das Ergebnis wirklich ausgezeichnet im Vergleich mit dem Stahlstreifen ist, der mit einem herkömmlichen anorganischen überzugfilm versehen ist₀

Beispiel 7

Streifen aus Elektrostahlblech (unberuhigter Stahl, Breite 970 mm und Oberflächenrauhigkeit 7 Hr,m_es« Mikrozoll)

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wurden mit der Überzuglösung 3 (also wie in Beispiel 3) überzogen, bei 400°C auf die Dauer von 50 Sekunden gebacken und sodann mit der Überzuglösung 4 (also wie in Beispiel 3) überzogen,, Während des Backens bei 400°C auf die Dauer von 10 Sekunden wurden diese Stahlstreifen der Einwirkung einer gerauhten Stahlwalze unterworfen, um eine Oberflächenrauhigkeit des endgültigen Films von 2,

3, 4 und 5 ^fL,^ zu erhaltene Die Menge an Überzugmaterial / majc P

an der Unterseite betrug 1,5 g/m und diejenige des Überzugs an der Oberseite 2,9, 3,3 bzw«, 3,2 g/m „

Diese Stahlstreifen wurden gestapelt und TIG~geschweißt, und zwar mit einem Schweißstrom von 120 Ampere, einem Schraubdruck von 100 kg/cm und bei einer variablen Schweißgeschwindigkeit von 10 bis 100 cm/min_o Die Ergebnisse sind in Figo 4 dargestellt«, In dieser Figur sind auch die Ergebnisse bei einer Oberflächenrauhigkeit des fertigen Films von 0,5/H^ (3,0 g/m²) und 1/H^_08x (3,1 g/m²)

zum Vergleich angegeben.

Es ist ersichtlich, daß wenn die Oberflächenrauhigkeit des fertigen Films größer als 3UH₀₁ ist, ein ausgezeichnetes Ergebnis bei Anwendung einer bemerkenswert hohen Schweißgeschwindigkeit erzielt wird.

Beim Stanztest der Proben mit einer Oberflächenrauhigkeit von 0,5 und ^OytLEL unter Verwendung eines stählernen Stanzwerkzeugs konnten 1 950 000 und 2 100 000 Stanzvorgänge durchgeführt werden bis der Grat eine Höhe von 50 Mikron erreichteβ

Beispiel 8

Streifen aus Elektrostahlblech mit 0_t5% Siliziumgehalt, einer Breite von 980 mm und einer Oberflächenrauhigkeit von 7 Hr_#m_es, Mikrozoll wurden mit der Behandlungslösung 6

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!inter Verwendung einer Gummiwalze überzogen„ Während des Backens "bei 500⁰C auf eine Dauer von 10 Sekunden wurden diese Stahlstreifen durch ein Walzwerk mit Stahlwalzen geleitet, dessen obere Walze gerauht war» Die Oberflächenrauhigkeit der einen Seite des Überzugfilms betrug 6/iH_max und diejenige auf der anderen Seite 0,5/Ί-Ή _β Die gesamte Überzugmenge betrug 6,4 g/m ₀ Beim Stanzen zum Erzeugen eines Motorkerns (85 mm Durchmesser) konnten 2 300 000 Stanzvorgänge durchgeführt werden, bis die Höhe des Grates 50 Mikron erreichte_β Beim MIG-Schweißen der Streifen nach dem Stapeln unter Verwendung eines Schweißstromes von 130 Ampere, einem Schraubdruck von 45 kg/cm und einer Schweiß geschwindigkeit von 100 cm/min ergab sich eine glatte Schweißung ohne die Bildung von Blaslöchern.

Zusammensetzung der Behandlungsflüssigkeit 6:

Wasser 100 kg

Polyvinyl-Alkohol 10 kg Melamin-Alkyd-Harz . 5 kg_Q

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Claims

Patentansprüche;

ο Gut stanz- und schweißbares Elektrostahlblech zur Herstellung lameliierter Eisenkerne, gekennzeichnet durch einen Filmüberzug aus organischem Stoff, der auf mindestens eine Fläche des als Unterlage dienenden Bleches aufgebracht ist und eine Oberflächenrauhigkeit von mehr als 20 Hr.m.s, Mikrozoll hat«,

2_e Blech oder Blechstreifen nach Anspruch 1, dadur'ch gekennzeichnet , daß der Filmüberzug eine Oberflächenrauhigkeit von mehr als 2 JU-H hat.

/ Iflcä-Λ.

3β Blech oder Blechstreifen nach Anspruch 1 j gekennzeichnet durch eine Zwischenschicht zwischen dem organischen Film und dem Blech oder Blechstreifen aus einem oder mehreren Stoffen, die aus. der Gruppe ausgewählt sind, zu der Stoffe vom Phosphorsäuretyp und vom Chromsäuretyp gehöreng

4, Gut stanz- und schweißbares Elektrostahlblech zur Herstellung lamellierter Eisenkerne, gekennzeichnet durch einen Filmüberzug, der aus einem Gemisch eines oder mehrerer Stoffe besteht, die aus der Gruppe gewählt sind, zu der Stoffe vom Phosphorsäuretyp und vom Chromsäuretyp gehören, wobei auf das als Unterlage dienende Blech Kunstharz aus organischem Stoff mit einer Oberflächenrauhigkeit von mehr als 20 Hr.m.s_β Mikrozoll aufgebracht ist«,

5. Blech oder Blechstreifen nach Anspruch 4, dadurch

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gekennzeichnet , daß der Filmuberzug eine Oberflächenrauhigkeit von mehr als 2 A*-H _x hat.

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