DE2146344C3

DE2146344C3 - Electrical sheet for punched and welded lamellar cores

Info

Publication number: DE2146344C3
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: 1978-01-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Elektroblech zum Herstellen gestanzter und geschweißter Lamellenkerne, das mindestens auf einer Seite mit einem organischen Überzug versehen istThe invention relates to an electrical sheet for producing punched and welded lamellar cores, which is provided with an organic coating on at least one side

Beim Herstellen von Eisenkernen für Motoren und Transformatoren wird das betreffende Elektroblech zunächst gestanzt, wonach die Stanzzuschnitte gestapelt und an ihren Kanten miteinander verschweißt werden. Der mit dem Stanzen verbundene Werkzeugverschleiß erfordert von Zeit zu Zeit ein Polieren der Werkzeugschneideflächen. Dabei kommt aus wirtschaftlichen Gründen der Gesamtzahl möglicher Stanz- zuschnitte bis zu einem notwendigen Polieren eine wesentliche Bedeutung zu. Diese Zahl wird naturgemäß von dem Stanzverhalten des Bleches bestimmt Darüber hinaus bedürfen Lamellenkerne eines Verschweißens der Blechkanten eines unter Druck stehenden Stapels, ohne die Gefahr von Schweißfehlern, insbesondere Blasen.When manufacturing iron cores for motors and transformers, the electrical sheet in question is used first punched, after which the punched blanks are stacked and welded together at their edges will. The tool wear associated with punching requires polishing of the from time to time Tool cutting surfaces. For economic reasons, the total number of possible punching cuts to a necessary polishing. This number is natural determined by the punching behavior of the sheet metal. In addition, lamellar cores require welding the sheet metal edges of a pressurized stack without the risk of welding defects, in particular Blow.

Die Werkzeugstandzeit wird nicht nur von der Beschaffenheit des Elektroblechs bestimmt, sondern auch von dem üblicherweise aufgebrachten anorganisehen Isolierüberzug, beispielsweise auf BaSis Phosphor- und/oder Chromsäure. Bei solchen Blechen hat sich gezeigt, daß ein aus Stahl bestehendes Werkzeug nur 50 000 bis 150 000 Stanzschnitte erlaubt, bis die Grathöhe 50 μπι erreicht.The tool life is not only determined by the condition of the electrical steel, but also from the inorganic insulating coating usually applied, for example based on phosphoric and / or chromic acid. With such sheets it has been shown that a tool made of steel allows only 50,000 to 150,000 punch cuts until the Ridge height 50 μπι reached.

Es ist bekannt, die Werkzeugstandzeit durch Aufbringen eines organischen Überzugs auf das Blech wesentlich zu verbessern. Auf diese Weise erhöht sich die Zahl der Stanzschnitte eines aus Stahl bestehenden Werkzeugs bis zu einer Grathöhe von 30 μπι auf 1 bis 3 Millionen Stanzschnitte, d. h. auf eine Stanzzeit, wie sie sonst nur superharte Werkzeuge besitzen. Der damit verbundene wirtschaftliche Vorteil organischer Blechüberzüge läßt sich jedoch kaum ausnutzen, weil der organische Überzug beim Schweißen zwangsläufig zersetzt wird und dabei Gase bildet, die in das Schweißgut gelangen und dort Blasen bilden.It is known to increase the tool life by applying an organic coating to the sheet metal to improve significantly. In this way, the number of die cuts of a steel one increases Tool up to a burr height of 30 μπι on 1 to 3 Millions of die cuts, d. H. to a punching time that otherwise only super-hard tools have. The one with it associated economic advantage of organic sheet metal coatings can hardly be exploited because of the organic coating is inevitably decomposed during welding and forms gases that enter the Weld deposit and form bubbles there.

Die gegenseitige Abhängigkeit der genannten Eigenschaften von der die Erfindung ausgeht, ist aus der grafischen Darstellung in F i g. 1 ersichtlich. Diese zeigt die Abhängigkeit der Werkzeugstandzeit und der Schweißbarkeit von der Menge des organischen Überzugs bei der Verwendung von Blechen mit einem Zinkbichromat-Überzug in einer Menge von 1,5 g/m² und unterschiedlichen Mengen eines organischen Überzugs auf Basis Polyvinylformal, Phenolharz und Melaminharz. Die Werkzeugstandzeit findet dabei ihren Ausdruck in der Zahl der Stanzschnitte bis zu einer Grathöhe von 50 μπι, während die Schweißbarkeit in willkürlichen Einheiten dargestellt ist.The mutual dependence of the properties mentioned on which the invention is based can be seen from the graph in FIG. 1 can be seen. This shows the dependence of tool life and weldability on the amount of organic coating when using sheets with a zinc dichromate coating in an amount of 1.5 g / m ² and different amounts of an organic coating based on polyvinyl formal, phenolic resin and melamine resin. The tool life is expressed in the number of punch cuts up to a burr height of 50 μπι, while the weldability is shown in arbitrary units.

Bei den Stanzversuchen kam ein mit einem leichten Stanzöl geschmiertes Werkzeug aus Stahl mit einem Spiel von 5% zur Verwendung, während das SchweißenDuring the punching tests, a steel tool lubricated with a light punching oil came with a Game of 5% for use while welding mit 120A und einer Geschwindigkeit von 20 bis 60 cm/min bei einer Belastung von 100 bar erfolgte.with 120A and a speed of 20 to 60 cm / min at a load of 100 bar.

Im Diagramm der F i g. 1 kennzeichnen die Kurve a die Werkzeugstandzeit, die Kurve ft die Schweißbarkeit bei einer Geschwindigkeit von 20 cm/min und die Kurve c die Schweißbarkeit bei einer Geschwindigkeit von 60 cm/min. Danach ergibt sich, daß bei einer Überzugsdicke von mehr als 1,5 g/m² die Werkzeugstandzeit über 1,5 Millionen beträgt Andererseits ist die Schweißbarkeit im Falle einer Schweißgeschwindigkeit von 60 cm/min allenfalls bei einem Überzug von über 0,25 g/m² noch ausreichend, während sich eine eben noch ausreichende Schweißbarkeit bei der niedrigeren Schweißgeschwindigkeit von 20 cm/min noch bis zu einer Überzugsmenge von 1 g/m² ergibt Aus Sicherheitsgründen liegen die Schweißgeschwindigkeiten jedoch in der Praxis bei 5 bis 15 cm/min.In the diagram of FIG. 1, curve a characterizes the tool life, curve ft the weldability at a speed of 20 cm / min and curve c the weldability at a speed of 60 cm / min. It follows that with a coating thickness of more than 1.5 g / m ² the tool life is over 1.5 million. On the other hand, in the case of a welding speed of 60 cm / min. m ^{2 is} still sufficient, while at the lower welding speed of 20 cm / min there is still sufficient weldability up to a coating amount of 1 g / m ^2. For safety reasons, however, the welding speeds in practice are 5 to 15 cm / min.

Insgesamt macht das Diagramm der Fig. 1 deutlich, daß bei Blechen mit einem anorganischen Überzug und einer organischen Deckschicht die Werkzeugstandzeit und die Schweißbarkeit gegenläufige Eigenschaften darstellen. Mit dieser Schwierigkeit ist die Praxis bislang nicht fertiggeworden.Overall, the diagram in FIG. 1 makes it clear that that for sheet metal with an inorganic coating and an organic top layer, the tool life and weldability represent opposing properties. The practice so far has faced this difficulty not finished.

Aus der US-Patentschrift 30 90 711 ist ein Verfahren zum Herstellen von Elektroblech mit Würfeltextur bekannt Bei diesem Verfahren soll durch ein Kaltwalzen mit besonders glatten Walzen die übliche Oberflächenrauhigkeit des Elektroblechs von 0,25 bis 2,5 μπι verringert werden, um das Kornwachstum beim Rekristallisierungsglühen zu verbessern. Des weiteren ergibt sich aus »Stahl und Eisen«, 1965, Seite 161, daß die Oberflächenrauhigkeit je nach Oberflächenbeschaffenheit der Dressierwalzen 03 bis 2 μπι beträgt und daß das Haftvermögen eines Lacküberzugs mit zunehmender Rauhigkeit besser wird. Aus den US-Patentschriften 29 04 875 und 32 91 636 sind schließlich für Elektroblech geeignete Isolierüberzüge aus anorganischen und organischen Stoffen bekannt Über die Schweißbarkeit derart beschichteter Bleche unter Berücksichtigung des Stanzverhaltens ist jedoch nichts bekanntFrom US patent specification 30 90 711 is a method known for the production of electrical steel sheet with a cube texture Surface roughness of the electrical steel sheet can be reduced by 0.25 to 2.5 μπι to reduce the grain growth To improve recrystallization annealing. Furthermore, from »Stahl und Eisen«, 1965, page 161, the Surface roughness depending on the nature of the surface of the skin pass rollers 03 to 2 μπι and that the Adhesion of a lacquer coating becomes better with increasing roughness. From the US patents 29 04 875 and 32 91 636 are insulating coatings made of inorganic and suitable for electrical steel organic substances known about the weldability of sheet metal coated in this way, taking into account the However, nothing is known about the punching behavior

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Elektroblech zu schaffen, das sich beim Herstellen von Lamellenkernen sowohl durch eine ausgezeichnete Stanzbarkeit als auch durch eine hervorragende Schweißbarkeit auszeichnet. Die Lösung dieser Aufgabe basiert auf der Erkenntnis, daß sowohl die Rauhigkeit des Blechs als auch die Rauhigkeit des organischen Überzugs eine wesentliche Rolle beim Verschweißen der Blechkanten eines Blechstapels für Lamellenkerne spielen. Demzufolge besteht die Erfindung darin, daß die Rauhigkeit eines Blechs der eingangs genannten Art einen quadratischen Mittelwert über 0,5 μπι besitzt und/oder der Maximalwert der Rauhigkeit des organischen Überzugs über 2 μπι liegtThe invention is now based on the object of creating an electrical steel sheet that is used in the manufacture of Lamellar cores thanks to both excellent punchability and excellent Excellent weldability. The solution to this problem is based on the knowledge that both the roughness of the sheet metal and the roughness of the organic coating play an important role in welding play the sheet metal edges of a sheet metal stack for lamellar cores. Accordingly, the invention is that the The roughness of a sheet metal of the type mentioned has a root mean square value of over 0.5 μm and / or the maximum value of the roughness of the organic coating is above 2 μm

Unter dem quadratischen Mittelwert einer über eineBelow the root mean square one over one

Strecke a veränderlichen Größe h ist bekanntlich die GrößeSegment a of variable quantity h is known to be the quantity

Ir Ir

zu verstehen, wo //den quadratischen Mittelwert, a Gie betrachtete Strecke und h die Rauhigkeitstiefe an irgendeinem Punkt der in Betracht gezogenen Strecke bedeutet.to understand where // means the root mean square, a Gie distance considered and h the roughness depth at any point of the distance considered.

Obgleich eine theoretische Deutung für die bessere Schweißarbeit aussteht, ist zu vermuten, daß die größere Rauhigkeit in beiden Fällen den beim Schweißen aus dem organischen Oberzug entstehenden Gasen ein Entweichen erlauben, so daß diese Gase nicht in das Schweißgut gelangen.Although a theoretical interpretation for the better Welding work pending, it can be assumed that the greater roughness in both cases is the result of welding Allow the organic coating gases to escape so that these gases do not enter the Weld deposit.

Aus dem Diagramm der Fig.2a ergib, sich der Zusammenhang zwischen der Schweißgeschwindigkeit, der Rauhigkeit mit einem organischen Überzug versehener Bleche und der Schweißbarkeit aufgrund von Versuchen unter den im Zusammenhang mit Fi g. 1 erläuterten Bedingungen. Der Kurvenverlauf zeigt, daß sich bei einer Blechrauhigkeit über etwa 0,5 μπι selbst bei einer Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min keine Blasen im Schweißgut ergeben. Dasselbe zeigt der Kurvenverlauf im Diagramm der F i g. 2b, das sich auf Versuche an Blechen mit einer anorganischen Zwischenschicht bezieht Eine ähnlich gute Schweißbarkeit ergibt sich bei Überzügen aus einem Gemisch organischer und anorganischer Bestandteile. Offensichtlich ergeben sich auch bei derartigen Überzügen ausreichende Durchlässe für die aus der Zersetzung der organischen Bestandteile beim Schweißen entstehenden Gase. Dabei spielt offensichtlich auch die Oberflächenrauhigkeit des Überzugs eine wesentliche Rolle. Tatsächlich hängt die Schweißbarkeit außer von der Oberflächenbeschaffenheit des Blechs auch wesentlich von der Rauhigkeit des organischen Überzugs ab, wie das Diagramm der F i g. 3 zeigt, das auf Versuchen mit einer anorganischen Zwischenschicht basiert Dabei macht der Kurvenverlauf deutlich daß sich selbst bei einer Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min praktisch keine Schweißblasen bilden, wenn der Maximal- wert der Rauhigkeit des organischen Überzugs über 2 μπι liegt Ähnlich liegen die Verhältnisse bei einem lediglich mit einem organischen Überzug oder einem Überzug aus anorganischen und organischen Bestandteilen versehenen Blech.From the diagram of Fig.2a result, the Relationship between the welding speed and the roughness with an organic coating provided sheets and the weldability based on tests under the in connection with Fi g. 1 explained conditions. The curve shows that with a sheet roughness of about 0.5 μπι itself at a welding speed of 100 cm / min there are no bubbles in the weld metal. The shows the same Curve profile in the diagram of FIG. 2b, which relates to tests on sheets with an inorganic intermediate layer. A similarly good weldability in the case of coatings, results from a mixture of organic and inorganic components. Obviously, there are also coatings of this type sufficient passages for the decomposition of the organic constituents during welding Gases. Obviously, the surface roughness of the coating also plays an important role. In fact, the weldability also depends largely on the surface finish of the sheet metal on the roughness of the organic coating, as shown in the diagram in FIG. 3 shows this on trials with based on an inorganic intermediate layer a welding speed of 100 cm / min practically no welding bubbles form if the maximum The value of the roughness of the organic coating is above 2 μm. The ratios are similar for one sheet metal only provided with an organic coating or a coating of inorganic and organic constituents.

Somit zeigen die Diagramme der F i g. 1 bis 3, daß es sich mit einer Erhöhung der Rauhigkeit des Blechs und/oder des organischen bzw. anorganisch/organischen Überzugs die Schweißbarkeit gestapelter Blerhzuschnitte beim Herstellen von Lamellenkernen we- sentlich verbessern läßt Somit eröffnet die Erfindung die Möglichkeit, die Vorteile organischer Überzüge hinsichtlich des Stanzverhaltens voll auszuschöpfen. Hinzu kommen weitere Vorteile organischer Überzüge wie deren geringe Oberflächenspannung, gutes Benetzungs- und Haftvermögen sowie eine Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit. Von besonderem Vorteil ist dabei, daß die sich aus dem Verlauf der Kurven b und c im Diagramm der Fig. 1 ergebenden Abhängigkeiten von der Überzugsmenge angesichts der erfindungsgemäßen Rauhigkeiten keine Rolle mehr spielt. Demzufolge läßt sich im Rahmen der Erfindung die Überzugsmenge im Hinblick auf ein optimales StanzverhaltenThus, the diagrams of FIG. 1 to 3 that by increasing the roughness of the sheet metal and / or of the organic or inorganic / organic coating, the weldability of stacked blanks can be significantly improved when producing lamellar cores of the punching behavior to the full. There are also other advantages of organic coatings such as their low surface tension, good wetting and adhesion properties and an increase in corrosion resistance. It is particularly advantageous that the dependencies on the amount of coating resulting from the course of curves b and c in the diagram in FIG. 1 no longer play a role in view of the roughness according to the invention. Accordingly, within the scope of the invention, the amount of coating can be adjusted with a view to optimum punching behavior festlegen. Dabei reicht es völlig aus, wenn nur eine Seite des Blechs und/oder des organischen Überzugs die im Anspruch 1 angegebene Rauhigkeit besitzt In diesem Falle sollten die Kernbleche jedoch sii gestapelt werden, daß jeweils eine rauhe Oberfläche an einer glatten Oberfläche anliegtdetermine. Thereby completely it is sufficient if only one side of the sheet and / or the organic coating has the roughness defined in claim 1. In this case, however, the core sheets should be stacked sii that in each case a rough surface to a smooth surface abuts

Eine ausreichend rauhe Oberfläche läßt sich bei dem Blech beispielsweise mit Hilfe aufgerauhter Walzen oder durch Ätzen, bei dem organischen Oberzug durch ein Walzen des noch nicht durchgehärteten Oberzugs mittels rauher Walzen einstellen. Der organische Überzug kann jedoch auch auch mit Nuten versehen werden, wie sie bei der Verwendung genuteter Auftragswalzen und einem Nachwalzen entstehen. Schließlich kann das Blech auch mit einem Überzug versehen werden, dessen Teilchen einen Durchmesser über 2 μΐη besitzen. Hierfür eignen sich beispielsweise Teilchen aus Bakelit und Melaminharz.A sufficiently rough surface can be obtained with the Sheet metal, for example, with the help of roughened rollers or by etching, with the organic top layer cease rolling of the not yet fully hardened top coat by means of rough rollers. The organic one However, the coating can also be provided with grooves, as is the case with grooved ones Application rollers and a re-rolling arise. Finally, the sheet metal can also have a coating are provided whose particles have a diameter of over 2 μΐη. For example, are suitable for this Bakelite and melamine resin particles.

Die Überzugsmenge beträgt vorzugsweise 0,5 bis 10 g/m². Für den organischen Überzug eignen sich beispielsweise Kalziumlignitsulfonat Polyvinylalkohol, Maleinsäureanhydridharz, aminosaures Harz und dessen denaturierte Produkte, Phenolharz und dessen denaturierte Produkte, Acrylharz und dessen Copolymere, Vinylacetat und dessen Copolymere, Alkydharz, Vinylchlorid und dessen Polymere, Polyvinylacetat, Epoxyharz und dessen denaturierte Produkte sowie deren Gemische. Als anorganische Zwischenschicht eignen sich die üblichen Überzüge auf Basis von Phosphor- und Chromsäure wie beispielsweise Kalzium-, Magnesium-, Aluminium- und Zinkphosphat oder aus Lösungen der Oxide, Hydroxide und Karbonate 2- oder 3wertiger Metalle wie Kalzium. Magnesium. Aluminium und Zink gegebenenfalls mit Titanoxid, kolloidaler Kieselsäure, kolloidalem Aluminiumoxid und Borsäure jeweils einzeln oder nebeneinander.The amount of the coating is preferably 0.5 to 10 g / m ² . For the organic coating, for example, calcium lignite sulfonate, polyvinyl alcohol, maleic anhydride resin, amino acid resin and its denatured products, phenolic resin and its denatured products, acrylic resin and its copolymers, vinyl acetate and its copolymers, alkyd resin, vinyl chloride and its polymers, polyvinyl acetate, epoxy resin and its denatured products as well as are suitable their mixtures. The usual coatings based on phosphoric and chromic acid such as calcium, magnesium, aluminum and zinc phosphate or from solutions of oxides, hydroxides and carbonates of bivalent or trivalent metals such as calcium are suitable as the inorganic intermediate layer. Magnesium. Aluminum and zinc, optionally with titanium oxide, colloidal silica, colloidal aluminum oxide and boric acid, each individually or next to one another.

Des weiteren kann der organische Überzug aus Kalzium-, Magnesium- oder Zinkbichromat, wäßrigen Lösungen der Oxide, Hydroxide und Karbonate 2wertiger Metalle wie Kalzium, Magnesium und Zink mit Chromoxid gegebenenfalls unter Zusatz von Titanoxid, kolloidaler Kieselsäure, kolloidalem Aluminiumoxid, Borsäure und einem organischen Reduktionsmittel einzeln oder nebeneinander bestehen.Furthermore, the organic coating of calcium, magnesium or zinc dichromate can be aqueous Solutions of oxides, hydroxides and carbonates of bivalent metals such as calcium, magnesium and zinc with chromium oxide, optionally with the addition of titanium oxide, colloidal silica, colloidal aluminum oxide, boric acid and an organic reducing agent, individually or side by side.

Für anorganisch-organische Überzüge eignen sich wasserlösliche Akrylharze, Emulsionsakrylharze und deren Polymere, Vinylacetatharz und dessen Copolymere, Butadienstyrol-Copolymere, Aminosäureharz, Alkydharz, Phenolharz, Maleinsäureanhydrid-Copolymere, Epoxyharz und dessen denaturierte Produkte einzeln oder nebeneinander.For inorganic-organic coatings, water-soluble acrylic resins, emulsion acrylic resins and their polymers, vinyl acetate resin and its copolymers, butadiene styrene copolymers, amino acid resin, alkyd resin, phenol resin, maleic anhydride copolymers, epoxy resin and its denatured products individually or side by side.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele von Elektroblechen nach der Erfindung des näheren erläutert.Exemplary embodiments of electrical steel sheets according to the invention are explained in greater detail below.

Beispiel 1example 1

Mittels rauher Walzen wurde ein Elektroblech aus einem 0,7% Silizium enthaltenden Stahl mit einer Breite von 980 mm auf eine Dicke von 0,5 mm und eine Rauhigkeit von 0,9 μΐη ausgewalzt. Auf das Blech wurde alsdann mittels Walzen eine Lösung ausAn electrical sheet made of 0.7% silicon-containing steel with a width was formed by rough rolling rolled from 980 mm to a thickness of 0.5 mm and a roughness of 0.9 μm. Was on the sheet metal then a solution by means of rollers

30 kg Kalziumlignitsulfat, 30 kg Polyvinylalkohol,30 kg calcium lignite sulfate, 30 kg polyvinyl alcohol,

2 kg Polyakrylsäure, 300 kg Wasser2 kg polyacrylic acid, 300 kg of water

aufgetragen und 20 Sekunden bei 500°C gebrannt. Dabei ergab sich ein Überzug von 6,5 g/m².applied and baked at 500 ° C for 20 seconds. The result was a coating of 6.5 g / m ² .

Zuschnitte des überzogenen Blechs wurden gestapelt und nach dem WIG-Verfahren miteinander verschweißt, ohne daß sich selbst bei einer Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min und einer Stromstärke von 120 A Schweißfehler ergaben. Des weiteren wurde das beschichtete Blech mit Hilfe eines Werkzeuges aus Stahl und einem Stanzspiel von 6%, jeweils bezogen auf die Blechdicke, gestanzt. Dabei überstieg die Höhe des Grates auch bei 1 750 000 Stanzschnitten noch keineswegs 50 μπι.Blanks of the coated sheet metal were stacked and welded together using the TIG process, without itself at a welding speed of 100 cm / min and an amperage of 120 A resulted in welding defects. In addition, the coated sheet metal was removed with the aid of a tool Steel and a punching clearance of 6%, each based on the sheet thickness. The height of the Burrs by no means 50 μm even with 1,750,000 die cuts.

Im Rahmen eines Vergleichsversuches wurde Bleche derselben Qualität, jedoch mit einer üblichen Rauhigkeit von 0,18 μπι in einer Menge von 6,4 g/m² in der obenerwähnten 'Weise mit der Lösung überzogen, gestapelt und verschweißt. Schon bei einer Schweißgeschwindigkeii von 20 cm/min ergaben sich Blasen, während bei einer Schweißgeschwindigkeit von 10 cm/min die Schweißung gerade noch ausreichend war, wenngleich einzelne Blasen festgestellt wurden. Beim Stanzen waren 1 800 000 Stanzschnitte möglich, bis die Grathöhe 50 μπι erreichte.As part of a comparative experiment, sheets of the same quality, but with a customary roughness of 0.18 μm, in an amount of 6.4 g / m ^{2, were} coated with the solution in the above-mentioned manner, stacked and welded. Even at a welding speed of 20 cm / min, bubbles resulted, while at a welding speed of 10 cm / min the weld was just sufficient, although individual bubbles were found. During punching, 1,800,000 punch cuts were possible until the burr height reached 50 μm.

Example 2

Aus einem Stahl mit 0,3% Silizium wurden mit unterschiedlicher Geschwindigkeit 100 mm breite Bleche so gewalzt, daß diese eine Oberflächenrauhigkeit von 0,13,0,18,0,33,0,5,0,61, 0,75,1,0,1,38, 2,0 und 4,0 μπι erhielten. Auf diese Bleche wurde eine Lösung ausA steel with 0.3% silicon became 100 mm wide sheets at different speeds rolled in such a way that these have a surface roughness of 0.13.0.18.0.33.0.5.0.61, 0.75.1.0.1.38, 2.0 and 4.0 μπι received. A solution was made on these sheets

20 kg Chromoxid,
7,5 kg Zinkoxid,
10 kg Emulsionsharz (50%ige Lösung von20 kg chromium oxide,
7.5 kg zinc oxide,
10 kg emulsion resin (50% solution of

Methylmethacrylat-Äthyl-Methacrylat-Copolymer)
100 kg WasserMethyl methacrylate-ethyl-methacrylate copolymer)
100 kg of water

in einer Menge von jeweils 2,5; 2,4; 2,4; 2,5; 2,5; 2,5; 2,5; 2,4; 2,6 und 2,5 g/mm² aufgetragen und der Überzug 60 s bei 400⁰C gebrannt.in an amount of 2.5 each; 2.4; 2.4; 2.5; 2.5; 2.5; 2.5; 2.4; 2.6 and 2.5 g / mm ^{2 were} applied and the coating was ^{baked at 400 °} C. for 60 s.

Die Bleche wurden gestapelt und mit einer Stromstärke von 120 A unter einer Belastung von 100 bar bei einer Schweißgeschwindigkeit von 10 bis 100 cm/min miteinander verschweißt. Die Versuchsergebnisse sind aus dem oben bereits des näheren erläuterten Diagramm der F i g. 2a ersichtlich.The sheets were stacked and with a current of 120 A under a load of 100 bar at a Welding speed of 10 to 100 cm / min welded together. The test results are off the diagram of FIG. 1 already explained in more detail above. 2a can be seen.

Bei Stanzversuchen mit Blechen einer Rauhigkeit von 0,13 μπι und 1,0 μίτι unter Verwendung eines Werkzeuges aus Stahl mit einem Stanzspiel von 7% ergaben sich 2 500 000 bzw. 2 650 000 Stanzschnitte, bis die Grathöhe 50 μιτι erreichte.In punching tests with sheet metal with a roughness of 0.13 μπι and 1.0 μίτι using a tool from steel with a punching clearance of 7%, there were 2,500,000 or 2,650,000 punch cuts up to the burr height 50 μιτι reached.

Example 3

Ein unberuhigter Elektrostahl wurde mit einer BreiteAn unquenched electric steel was made with a width

ίο von 970 mm mittels rauher Walzen bis auf eine Dicke von 0,5 mm ausgewalzt und mit den im Zusammenhang mit Beispiel 2 erwähnten Rauhigkeit versehen. Auf die Bleche wurde eine Lösung ausίο of 970 mm by means of rough rollers up to a thickness of 0.5 mm rolled out and provided with the roughness mentioned in connection with Example 2. On the Sheet metal became a solution

100 kg Wasser,100 kg of water,

20 kg Chromoxid,
3 kg Kalziumhydroxid,
2 kg Borsäure,
2 kg Triäthanolamin20 kg chromium oxide,
3 kg calcium hydroxide,
2 kg boric acid,
2 kg of triethanolamine

in einer Menge von 1,5 g/m² aufgetragen. Die Überzüge wurden alsdann 50 Minuten bei 400°C gebrannt und mit einer Deckschicht aus einer 1,5% Melaminharz und 1,5% Alkydharz enthaltenden Lösung in einer Menge von jeweils 2,0; 2,0; 2,1; 2,3; 2,1; 22; 2,0 und 2,2 g/m² versehen.applied in an amount of 1.5 g / m ² . The coatings were then baked for 50 minutes at 400 ° C. and covered with a top layer of a solution containing 1.5% melamine resin and 1.5% alkyd resin in an amount of 2.0; 2.0; 2.1; 2.3; 2.1; 22; 2.0 and 2.2 g / m ² provided.

Die doppelt beschichteten Bleche wurden gestapelt und nach dem WIG-Verfahren bei einer Stromstärke von 120 A unter einer Belastung von 100 bar sowie einer Schweißgeschwindigkeit von 10 bis 100 cm/min miteinander verschweißt Die Schweißergebnisse sind aus dem weiter oben bereits erläuterten Diagramm der F i g. 2b ersichtlich.
Bei Stanzversuchen mit Blechen einer Rauhigkeit von 0,13 bis 1,0 μπι unter Verwendung eines Werkzeugs aus Stahl ließen sich 1 950 000 bzw. 2 100 000 Stanzschnitte durchführen, ohne daß der Grat 50 μπι erreichte.The double-coated sheets were stacked and welded to one another using the TIG process at a current strength of 120 A under a load of 100 bar and a welding speed of 10 to 100 cm / min . 2b can be seen.
In punching tests with sheet metal with a roughness of 0.13 to 1.0 μm using a tool made of steel, 1,950,000 or 2,100,000 punch cuts could be carried out without the burr reaching 50 μm.

In der nachfolgenden Tabelle I sind die Eigenschaften der Überzüge aus den Versuchen der Beispiele 2 und 3 zusammengestellt Die Daten der Tabelle zeigen, daß die Überzüge bei dem erfindungsgemäßen Elektroblech dieselbe Isolationswirkung und denselben Korrosionsschutz ergeben wie der Überzug eines herkömmlichen Stahls mit glatter Oberfläche. Außerdem besitzen die erfindungsgemäßen Elektrobleche ein besseres Haftvermögen der Überzüge als der Vergleichsstahl.Table I below shows the properties of the coatings from the experiments in Examples 2 and 3 The data in the table show that the coatings in the electrical steel sheet according to the invention result in the same insulation effect and the same corrosion protection as the coating of a conventional one Steel with a smooth surface. In addition, the electrical steel sheets according to the invention have better adhesion the coatings than the comparative steel.

Beispiel 2Example 2 2,52.5 1,01.0 2,52.5 Beispielexample 33 1,01.0 üblicher anorganischer überzugcommon inorganic coating 1,01.0 (Chromsäure-Zinkoxid)(Chromic acid zinc oxide) Blechrauhigkeit (μπι)Sheet roughness (μπι) 0,130.13 105,0105.0 0,130.13 98,598.5 0,130.13 5,25.2 Widerstand (Ohm/cm²)Resistance (Ohm / cm ² ) 55,555.5 45,545.5 1,21.2 max.Max. 150,2150.2 65,065.0 121,0121.0 55,555.5 45,545.5 3,53.5 min.min. 92,092.0 1010 98,598.5 1010 35,535.5 1010 im Mittelon average 101,0101.0 Rostrust 111,0111.0 Rostrust 42,042.0 Rost auf gesamterRust on the whole HaftvermögenAdhesion 1010 fleckenstains 1010 fleckenstains 3030th Oberflächesurface KorrosionsbeständigkeitCorrosion resistance keinno keinenone keinno keinenone Rostrust zahlreichnumerous Rostrust ®® Rostrust ®® fleckenstains ®® PinholesPinholes keinenone keinenone keinenone Haftvermögen nach 2stündigemAdhesion after 2 hours OO OO Schichtlayer OO 1,51.5 Erhitzen bei 750⁰C in StickstoffHeating at 750 ^° C. in nitrogen 1,51.5 Uberzugsmenge (g/m²)Coating amount (g / m ² ) unterelower Schichtlayer 2,22.2 1,51.5 2.22.2 obereupper 2.02.0

Example 4

Aus einem Stahl mit 0,5¹Mi Silizium wurden bei einer Breite von 980 mm in einem Walzgerüst mit aufgerauhter Unterwalze Bleche mil einer Dicke von 0,5 mm hergestellt, deren Rauhigkeit auf der Oberseite 0.13 μιη und auf der Unterseite 1,5 μηι betrug.From a steel with 0.5 ¹ ml silicon, sheets with a thickness of 0.5 mm were produced at a width of 980 mm in a roll stand with a roughened lower roller, the roughness of which was 0.13 μm on the top and 1.5 μm on the bottom .

Auf die Bleche wurde eine Lösung ausA solution was applied to the sheets

100 kg Wasser,
20 kg Chromoxid,
7 kg Kalziumhydroxid,
1 kg Glyzerin,100 kg of water,
20 kg chromium oxide,
7 kg calcium hydroxide,
1 kg of glycerine,

10 kg Vinylacetat-Acrylsäurc-Copolymcr-Emulsion (50%)10 kg vinyl acetate-acrylic acid copolymer emulsion (50%)

mit Hilfe einer Gummiwalze in einer Menge von 2,3 g/m-' aufgetragen und 10 s bei 500°C gebrannt. Beim Herstellen von Lamellenkernen mit einem Durchmesser von 85 mm für Motore waren 2 300 000 Stanzschnitte möglich, bis die Gralhöhc 50 μπι erreichte. Beim MIG-Schweißen der gestapelten Bleche mit einem Schweißstrom von 130A und einer Belastung von 45 bar ergaben sich bei einer Schweißgeschwindigkeit von 100 cm/min keine Blasen.applied with the help of a rubber roller in an amount of 2.3 g / m- 'and baked for 10 s at 500 ° C. At the The production of lamellar cores with a diameter of 85 mm for engines was 2,300,000 die cuts possible until the Grailhöhc reached 50 μπι. When MIG welding the stacked sheets with a A welding current of 130A and a load of 45 bar resulted at a welding speed no bubbles at 100 cm / min.

Example 5

Auf 970 mm breite Lleklrobleche mit einer Rauhigkeit von 0,18 μπι aus einem Stahl mit 0,7% Silizium wurden Überzüge aus der Lösung des Beispiels 1 in einer Menge von 6,5 g/m² mittels einer Gummiwalze aufgetragen und 20 s bei 500⁰C mit einer rauhen Stahlwalze pewalzt, um eine Rauhigkeit von 4,5 μιτι zu erreichen. Die mit dem Überzug versehenen Bleche wurden gestapelt und nach dem WIG-Verfahren mit einer Stromstärke von 120 A bei einer Geschwindigkeit von 100 cm/min miteinander verschweißt, ohne daß die Schweißungen Blasen erkennen ließen. Beim Stanzen unter Verwendung eines Werkzeuges aus Stahl mit einem Stanzspiel von 6% waren 1 950 000 Stanzschnitte möglich, ohne daß die Grathöhe 50 μιη erreichte.On 970 mm wide metal sheets with a roughness of 0.18 μm made of a steel with 0.7% silicon, coatings from the solution from Example 1 were applied in an amount of 6.5 g / m ² by means of a rubber roller and at 500 for 20 s ⁰ C with a rough steel roller to achieve a roughness of 4.5 μιτι. The sheets provided with the coating were stacked and welded to one another by the TIG process with a current of 120 A at a speed of 100 cm / min, without the welds showing any blisters. When punching using a tool made of steel with a punching clearance of 6%, 1,950,000 punch cuts were possible without the burr height reaching 50 μm.

Bleche derselben Qualität wurden unter Verwendung einer Gummiwalze mit derselben Lösung in einer Menge von 6,4 g/m² überzogen und in üblicher Weise gebrannt. Dabei ergab sich eine Rauhigkeit des Überzugs unter 1 μπι. Schon beim Schweißen mit einer Geschwindigkeit von 25 cm/min wiesen etwa die Hälfte der Schweißverbindungen Blasen auf. Bei einer Schweißgeschwindigkeit von 10 cm/min waren die Schweißungen gerade noch brauchbar, obgleich einzelne Blasen festgestellt wurden. Beim Stanzen mit einem Werkzeug aus Stahl waren 1 800 000 Stanzschnitte möglich, bis die Grathöhe 50 μπι erreichte. Panels of the same quality were coated with the same solution in an amount of 6.4 g / m ² using a rubber roller and baked in the usual manner. The roughness of the coating was less than 1 μm. Even when welding at a speed of 25 cm / min, around half of the welded joints showed bubbles. At a welding speed of 10 cm / min, the welds were just usable, although individual bubbles were found. When punching with a steel tool, 1,800,000 punch cuts were possible until the burr height reached 50 μm.

Beispiel 6Example 6

Auf 1000 mm breite Elektrobleche mit einer Rauhigkeit von 0,18 μιη aus einem Stahl mit 03% Silizium wurden mit Hilfe einer Gummiwalze Oberzüge aus der Lösung des Beispiels 2 in einer Menge von 3,2 g/m² aufgebracht und 60s bei 400⁰C mit einer rauhen Stahlwalze gewalzt, um die Oberfläche des Oberzugs auf eine Rauhigkeit von 3,5 μπι zu bringen.To 1000 mm wide magnetic steel sheets having a roughness of 0.18 μιη from a steel containing 03% silicon top coats were applied from the solution of Example 2 in an amount of 3.2 g / m ^2, using a rubber roller and 60s at 400 ⁰ C rolled with a rough steel roller in order to bring the surface of the top coat to a roughness of 3.5 μm.

Nach dem Stapeln wurden die Bleche mit einer Stromstärke von 120A unter einer Belastung von 100 bar mit einer Geschwindigkeit von 100 cm/min geschweißt, ohne daß Blasen festgestellt werden konnten. Im Rahmen eines Vergleichsversuchs wurden unter denselben Bedingungen Bleche mit einem Überzug in einer Menge von 3,! g/m² und einer After stacking, the sheets were welded with a current of 120 A under a load of 100 bar at a speed of 100 cm / min , without any bubbles being found. As part of a comparative test, sheets with a coating in an amount of 3,! g / m ² and one

s Rauhigkeit von 0,6 μπι versehen. Beim Schweißen unter im übrigen denselben Bedingungen wiesen schon bei einer Schweißgeschwindigkeit von 20 cm/min die Hälfte der Schweißungen Blasen auf.s roughness of 0.6 μπι provided. When welding under otherwise the same conditions were already exhibited at a welding speed of 20 cm / min Half of the welds are blistered.

Beim Stanzen der erfindungsgemäßen ElcklroblecheWhen punching the Elcklrobleche according to the invention

ίο mit einem Stanzwerkzeug aus Stahl und einem Slanzspiel von 7% waren 2 650 000 Stan/schnitic möglich, bis die Grathöhe 50 μιτι erreichte. Dieses Ergebnis ist durchaus vergleichbar mit der Standzeit entsprechender Werkzeuge beim Stanzen herkömmli-ίο with a steel punching tool and a Slanz game of 7% was 2,650,000 stan / schnitic possible until the ridge height reached 50 μιτι. This The result is definitely comparable with the service life of corresponding tools when punching conventional

iS eher F.lektrobleche.in the sense of electrical sheet metal.

Example 7

Auf 970 mm breite Elektrobleche mit einer Rauhigkeit von 0,18 μπι aus einem unberuhigten Stahl wurdenOn 970 mm wide electrical sheets with a roughness of 0.18 μπι from a non-killed steel

Überzüge aus der Lösung des Beispiels 3 in einer Menge von 1,5 g/m² aufgetragen und 50 s bei 400⁰C gebrannt. Anschließend wurde eine Deckschicht der im Beispiel 3 beschriebenen Art in einer Menge von 2,9; 3,3 und 3,2 g/m² aufgebracht und jeweils 10 s bei 400"C mitCoatings from the solution of Example 3 were applied in an amount of 1.5 g / m ² and baked at 400 ^° C. for 50 s. A top layer of the type described in Example 3 was then added in an amount of 2.9; 3.3 and 3.2 g / m ² applied and each 10 s at 400 "C with

einer rauhen Stahlwalze gewalzt, um den Deckschichten eine Rauhigkeit von jeweils 2; 3; 4 und 5 μηι zu verleihen.rolled by a rough steel roller to give the outer layers a roughness of 2; 3; 4 and 5 μηι to to lend.

Die Bleche wurden gestapelt und nach dem WIG-Verfahren bei einer Stromstärke von 120 A unter einer Belastung von 100 bar mit Schweißgeschwindigkeiten von 10 bis 100 cm/min geschweißt. Im Vergleich zu Versuchen mit Blechen, die mit Überzügen einer Menge von 3,0 g/m² und 3,1 g/m² sowie einer Rauhigkeit von 0,5 μΐη bzw. 1 μιτι versehen waren, zeigte sich dieThe sheets were stacked and welded according to the TIG process at a current strength of 120 A under a load of 100 bar at welding speeds of 10 to 100 cm / min. In comparison to tests with metal sheets which were provided with coatings of an amount of 3.0 g / m ² and 3.1 g / m ² and a roughness of 0.5 μm or 1 μm, the

weitaus bessere Qualität der Bleche, deren Deckschicht eine Rauhigkeit über 3 μιτι aufwies.Much better quality of the sheets, the top layer of which had a roughness of over 3 μm.

Bei Stanzversuchen mit Blechen einer Deckschichtrauhigkeit von 0,5 μηι und 1 μιτι waren 1 950 000 bzw. 2 100 000 Stanzschnitte möglich, bis die GrathöheIn punching tests with sheets with a surface layer roughness of 0.5 μm and 1 μm were 1,950,000 and 2 100 000 punch cuts possible up to the burr height

50 μιη erreichte.50 μm reached.

Example 8

Auf 980 mm breite Elektrobleche mit einer Rauhigkeit von 0,18 μιη aus einem Stahl mit 0,5% Silizium wurden mittels einer Gummiwalze Überzüge aus einer Lösung vonOn 980 mm wide electrical sheets with a roughness of 0.18 μm made of a steel with 0.5% silicon coatings were made from a solution of by means of a rubber roller

100 kg Wasser,
10 kg Polyvinylalkohol,
5 kg Melaminalkydharz100 kg of water,
10 kg polyvinyl alcohol,
5 kg of melamine alkyd resin

in einer Menge von 6,4 g/m² aufgetragen und 10 s bei 500° C in einem Walzgerüst mit aufgerauhter Oberwalze gewalzt, um die Rauhigkeit des Oberzugs auf 6 μιτι einzustellen, während die Rauhigkeit der anderen Seite 0,5 μιη betrug. Die Bleche wurden gestapelt und nach dem MIG-Verfahren bei einer Stromstärke von 130 A unter einer Belastung von 45 bar mit einer Geschwindigkeit von 100 cm/min miteinander verschweißt, ohne daß Blasen festgestellt werden konnten. applied in an amount of 6.4 g / m ² and rolled for 10 s at 500 ° C. in a roll stand with a roughened top roller in order to adjust the roughness of the top coat to 6 μm, while the roughness of the other side was 0.5 μm. The sheets were stacked and welded to one another using the MIG process at a current of 130 A under a load of 45 bar at a speed of 100 cm / min, without bubbles being found.

Beim Herstellen von Lamellenkernen mit einem Durchmesser von 85 mm waren 2 300 000 Stanzschnitte möglich, bis die Grathöhe 50 um erreichte.When producing lamellar cores with a diameter of 85 mm, 2,300,000 punch cuts were made possible until the ridge height reached 50 µm.

Hierzu 4 Blatt ZeichnungenIn addition 4 sheets of drawings

Claims

Patent claims:

1. Elektroblech zum Herstellen gestanzter und geschweißter Lamellenkerne, das mindestens auf einer Seite mit einem organischen Oberzug versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech eine Rauhigkeit mit einem quadratischen Mittelwert über 0,5 um und/oder der Überzug eine1. Electrical sheet for the production of stamped and welded lamellar cores, which is at least one side is provided with an organic cover, characterized in that the Sheet metal has a roughness with a root mean square value greater than 0.5 µm and / or the coating has a Rauhigkeit mit einem Maximalwert über 2μπι aufweistRoughness with a maximum value over 2μπι having

Z Elektroblech nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine zwischen dem Blech und dem organischen Oberzug befindliche anorganische Zwischenschicht aus Phosphaten und/oder Chromaten.Z electrical steel sheet according to claim 1, characterized by an inorganic intermediate layer of phosphates and / or chromates located between the sheet metal and the organic coating.