DE2226379A1 - Verfahren zum herstellen von kaltgewalztem elektroblech - Google Patents
Verfahren zum herstellen von kaltgewalztem elektroblechInfo
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Description
Dipl.-lng. H. Sauenland · Dr.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen
Patentanwälte - 4000 Düsseldorf ■ Cecilienallee 76 · Telefon 43273a
Unsere Akte: 27 170 29. Mai 1972
Stahlwerke Peine-Salzgitter AG., 3150 Peine
"Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech mit einer ^100V
Orientierung, bei dem ein Stahl mit bis 0,1% Kohlenstoff, 0,15 bis 0,35% Mangan, 0,3 bis 2,4% Aluminium, bis 0,25%
Kupfer und bis 0,05% Schwefel Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen warm- und anschließend
kaltgewalzt sowie danach geglüht wird.
Es ist bekannt, daß kornorientiertes Blech mit einer sogenannten Goss-Textur )i10^ ^001— über besonders gute
magnetische Eigenschaften verfügt, jedoch anisotrop ist, d.h. die magnetischen Eigenschaften sind richtungsabhängig
und am günstigsten in Walzrichtung. So betragen beispielsweise die V^-Wattverluste eines 0,35 mm dicken kaltgewalzten
Elektroblech.es üblicher Zusammensetzung mit Goss-Textur in Walzrichtung nur 1,44 W/kg, aber 3,08 W/kg in
Querrichtung.
Bleche mit anisotropen magnetischen Eigenschaften besitzen daher den Nachteil, daß sie nur für solche Zwecke verwendet
werden können, bei denen die magnetischen Kraftlinien in die Walzrichtung fallen; sie sind beispielsweise nicht verwendbar
bei der Motorenherstellung,
309850/0153
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren zu schaffen, durch das Elektrobleche
mit isotropen magnetischen Eigenschaften und mit einer 4100? <£hkX>
-Orientierung hergestellt werden können. Die Lösung dieser Aufgabe geht davon aus, daß die magnetischen
Eigenschaften der siliziumhaltigen Elektroblech^ auf einen günstigen Wattverlustwert eingestellt werden,
d.h. daß geringe Wattverluste in allen Richtungen auftreten. Das wird dadurch erreicht, daß der Aluminiumgehalt
des Ausgangsmaterials zwischen 0,3 bis 2,4% liegt. Dies widerspricht der bisherigen Auffassung, wonach der
Aluminiumgehalt für kornorientierte siliziumhaltige Elektrobleche 0,02% nicht übersteigen darf. Im einzelnen besteht
die Erfindung darin, einem Stahl mit bis 0,1% Kohlenstoff, 0,15 bis 0,35% Mangan, 0,3 bis 2,4% Aluminium,
bis 0,25% Kupfer, bis 0,05% Schwefel und bis 0,02% Phosphor, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter
Verunreinigungen durch ein Warmwalzen bei 820 bis 1080°C ein Gefüge mit mindestens 5%iger J1OO? <hkl7 -MDrientierung
zu geben, den Stahl anschließend mit einer Querschnittsabnahme von 50 bis 85% kaltzuwalzen und abschliessend
bei 820 bis 12000C rekristallisierend zu glühen.
Die chemische Zusammensetzung des Stahls, insbesondere dessen Aluminiumgehalt sowie die strenge Einhaltung der Walztemperatur
und die Querschnittsabnahme beim Kaltwalzen garantieren, daß der Stahl ein Gefüge mit einer «lOOj <chkl7 Orientierung
erhält und magnetisch isotrop ist.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnde
Stahl kann auch bis 2% Silizium enthalten; der Siliziumgehalt ergibt sich im Einzelfall aus der Phasengrenze zwischen
098 50/0153
cL-Eisen und dem ^f -Eisen.
Um das Gefüge auf eine möglichst gleichmässige Korngröße einzustellen, kann der Stahl nach dem Warmwalzen
bis fünfzehn Minuten bei einer Temperatur von 900 bis-10000C
normalisiert werden. Das -Normalisierungsglühen kann entkohlend erfolgen, beispielsweise dadurch, daß mit
Zunder versehenes Warmband geglüht wird. Andererseits kann auch ein entkohlendes Festbundglühen vorzugsweise in einer
DX-AtmοSphäre mit einem Taupunkt von -250C angewandt,
werden.
Nach dem Beizen wird der warmgewalzte Stahl, beispielsweise Warmband, kaltgewalzt, um dem Gefüge die gewünschte
Orientierung zu verleihen. Ein mehrstufiges Kaltwalzen muß mit einem Zwischenglühen bei 550 bis 9500C erfolgen
und kann in reduzierend entkohlender Atmosphäre durchgeführt werden, um ein anschließendes Beizen zu vermeiden.
Vorzugsweise beträgt die Querschnittsabnahme beim Kaltwalzen 50 bis 85%. Nach dem Kaltwalzen kann der Stahl entkohlend
geglüht werden.
Erfindungsgemäß wird der kaltgewalzte Stahl bzw. das Blech . oder
Band abschließend dicht unterhalb A-, geglüht. Dabei
liegt die Glühtemperatur in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt bei 820 bis 12000C0 Das Rekristallisierungsglühen kann
in reduzierender Atmosphäre oder auch im Vakuum erfolgen, um
das Kornwachstum und die Ausbildung der gewünschten Rekristallisationstextur zu fördern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.
3098S0/0153
Bei einem Versuch wurde ein Stahl mit 0,016% Kohlenstoff,
0,07% Mangan, 0,61% Aluminium und 0,007% Stickstoff, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter
Verunreinigungen zu Brammen vergossen und anschließend bei 915°C zu Warmband mit einer Dicke von 3 nun ausgewalzt.
Das Warmband wurde alsdann gebeizt und mit einer Dickenabnahme von 84% bis auf eine Dicke von 0,48 mm kaltgewalzt
sowie abschließend dreißig Minuten bei 850°C in Wasserstoff rekristallisierend geglüht. Die Wattverluste
von Proben des geglühten Kaltbandes lagen für V-q
bei 1,40 W/kg und für V15 bei 2,08 W/kg.
Der Versuch des Beispiels 1 wurde an einem Stahl mit 0,58% Aluminium und 0,9% Silizium wiederholt. Dabei wurde das
Warmband jedoch 15 Minuten bei 10000C entkohlend geglüht,
anschließend mit einer Dickenabnahme von 83% bis auf eine Banddicke von 0,52 mm kaltgewalzt und 30 Minuten bei 8500C
in Wasserstoff rekristallisierend geglüht. Proben des kaltgewalzten Bandes besaßen einen V.Q-Wattverlust von 1,44 W/kg und
einen V.^-Wattverlust von 2,15 W/kg.
Der Versuch des Beispiels 1 wurde mit einem Stahl wiederholt, dessen Aluminiumgehalt 1,37% und dessen Siliziumgehalt
309850/0153
2% betrugen und der nach dem Warmwalzen mit einer Dickenabnahme
von 8196 zu Blechen mit einer Dicke von 0,56 mm
kaltgewalzt wurde. Bei Proben dieses Bleches ergab sich ein V10-Wattverlust von 1,20 W/kg und ein V^-Wattverlust
von 2,00 W/kg.
Im Rahmen einer Versuchsreihe wurden zehn Stähle der in Beispiel 1 erwähnten Art, jedoch mit unterschiedlichen
Aluminiumgehalten warmgewalzt und teils mit, teils ohne Normalisierungsglühen vor dem Kaltwalzen jeweils zweistufig
nach einem dreißigminütigen Zwischenglühen bei 8500C kaltgewalzt, danach eine Stunde bei 8500C rekristallisiert
und anschließend hinsichtlich ihrer Wattverluste untersucht. Die jeweiligen Aluminiumgehalte, Enddicken,
Verformungsgrade und Wattverluste ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle.
Stahl | ο, | Al | Enddicke | Normalisie ren |
Dickenab nahme |
V | Wattverluste (W/kg) |
2 | 5 |
ο, | {*) | (mm) | (°C/min.) vor dem Kalt walzen |
1 | io 1 | 1 | ,02 | ||
1 | ο, | 58 | 0,59 | keine | 50 + 60,5 | 1 | ,47 | 1 | ,66 |
2 | 58 | 0,42 | keine | 50 + 72 | 1 | ,14 | ,68 | ||
3 | 58 | 0,42 | keine | 60 + 65 | ,15 | ||||
309350/0153
Portsetzung der Tabelle:
4 | 0,59 | 0,59 | 1OOO°C/15 | 50 η | 1,33 | 1,80 |
5 | 0,59 | 0,45 | ti | 50 H | 1,20 | 1,72 |
6 | 0,59 | 0,44 | I! | 60 H | 1,14 | 1,67 |
7 | 1,37 | 0,57 | keine | 60 η | 1,00 | 1,70 |
8 | 1,37 | 0,48 | keine | 50 η | 1,10 | 1,80 |
9 | 1,37 | 0,40 | keine | 50 H | 0,90 | 1,60 |
10 | 1,39 | 0,30 | keine | 70 η | 0,80 | 1,50 |
- 60,5 | ||||||
- 70 | ||||||
- 63,5 | ||||||
r 52,5 | ||||||
l· 68 | ||||||
r 73,5 | ||||||
- 66,5 |
Sämtliche Proben besaßen ein Gefüge mit der erfindungsgemässen
-!100} -£hkl7 -Orientierung, für das Fig. 1 in zwanzigfacher
Vergrößerung ein Beispiel wiedergibt. Die sich aus der Tabelle ergebenden Wattverluste beweisen das Vorliegen der
vorerwähnten Orientierung. Die metallurgrafische Untersuchung ergab, daß die Kornlänge mindestens das fünffache der Blechdicke betrug.
Bei einem weiteren Versuch wurde die in Beispiel 4 beschriebene Arbeitsweise mit einem Stahl, dessen Aluminiumgehalt jedoch
auf 2,3% eingestellt wurde, wiederholt. Die aus diesem Stahl hergestellten Elektroblech^ wiesen einen V.Q-Wattverlust
von 1,0 W/kg und einen V^c-Wattverlu± von 1,6 W/kg bei
einer Probendicke von 0,43 mm auf.
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt, daß sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere im Bereich größerer Blech-
309850/01 S3
dicken geringere Wattverluste in allen Richtungen ergeben, der Stahl mithin magnetisch isotrop ist. Daran erweist
sich die Überlegenheit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektrobleches gegenüber dem bekannten
kornorientierten Elektroblech gleicher Dicke mit einer Goss-Textur.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß der Aluminiumgehalt es erlaubt, das Blech mit einer oxydischen Isolierschicht aus FeO.SiOpAIpO, zu
versehen und auf diese Weise ein Beschichten mit Magnesia zu vermeiden. Schließlich ist mit dem Aluminiumgehalt
auch der Vorteil verbunden, daß die Bleche infolge Abbindens des Stickstoffs alterungsbeständig sind.
Ein Vergleich der beiden Kurven der Fig. 3 zeigt deutlich,
daß die Walzverluste vom Winkel in bezug auf auf die Walzrichtung praktisch unabhängig sind, d.h. der Stahl isotrope
magnetische Eigenschaften besitzt.
309850/0153
Claims (1)
- Stahlwerke Peine-Salzgitter AG., 3150 PeinePatentansprüche;/ 1. Werfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech ^—'mit isotropen magnetischen Eigenschaften durch Warm- und anschließendes Kaltwalzen eines Stahls, dadurch gekennz ei chnet , daß das Gefüge eines Stahls mit bis 0,1% Kohlenstoff, 0,15 bis .0,35% Mangan, 0,3 bis 2,4% Aluminium, bis 0,25% Kupfer, bis 0,05% Schwefel und bis 0,02% Phosphor, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen durch ein Warmwalzen bei 820 bis 10800C zu mindestens 5% in eine |100^ -Orientierung gebracht, der Stahl anschließend miteiner Quersehnittsabhahme von 50 bis 85% kaltgewalzt und absahwird.abschließend bei 820 bis 950°C rekristallisierend geglüht2, Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines bis 2,0% Silizium enthaltenden Stahls,3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich^ net durch eine Endtemperatur von mindestens 815°C beim Warmwalzen und einer Haspeltemperatur von unter 7200C,4, Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl im Anschluß an das Warmwalzen normalisiert wird.9850/01535. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl mit Zunder entkohlend normalisiert wird.6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwalzen zweistufig mit einem zehn- bis dreißigminütigen Zwischenglühen bei 550 bis 9500C erfolgt.7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadur&h gekennzeichnet, daß das Blech nach dem Kaltwalzen entkohlend geglüht wird.985 0/0 153Leerseite
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