DE2226379B2 - Verfahren zum herstellen von kaltgewalztem elektroblech - Google Patents
Verfahren zum herstellen von kaltgewalztem elektroblechInfo
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Description
45
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech mit isotropen
magnetischen Eigenschaften, 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, bis 0,05% Schwefel und bis 0,02% Phosphor, Rest Eisen
einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen warm- und anschließend kaltgewalzt sowie abschließend
geglüht wird.
Aus der französischen Patentschrift 11 92 329 ist bereits ein Verfahren zum Herstellen von Elektroblech
bekannt, bei dem ein Stahl mit in die vorerwähnten Bereiche fallenden Aluminium- und Siliziumgehalten
bei einer Temperatur wenig über 800°C warmgewalzt und sein Gefüge durch ein mindestens zweistufiges
Kaltwalzen mit einem Zwischenglühen sowie ein übliches abschließendes Rekristallisierungsglühen in
eine Würfellage bzw. in eine (10O)[OOl !-Orientierung
gebracht wird. Entscheidend ist dabei, daß die Zahl der Kaltwalzstiche verhältnismäßig gering gehalten wird 6j
und das Blech unmittelbar nach dem Kaltwalzen längere Zeit ausgelagert wird. Ein ähnliches Verfahren
zum Herstellen von Elektroblech mit Würfel-Textur aus einem aluminiumhaltigen Stahl mit höchstens
0,01 % Mangan wird auch in der USA.-Patentschrift 30 08 856 beschrieben.
Des weiteren ist aus der USA.-Patentschrift 34 15 696
ein Verfahren zum Herstellen von Elektroblech mit grobkörnigem Gefüge und dementsprechend niedrigen
Watt- und Hysteresisverlusten bekannt. Dieses Verfahren schließt ein Schlußglühen bei 749 bis 7711C, d. h.
unterhalb der Umwandlungstemperatur ein und erfordert eine bestimmte kritische Korngröße nach dem
Rekristallisierungsglühen, ohne die sich bei einem abschließenden Dressieren mit einer Querschnittsabnahme
von höchstens 1,5% unter Verwendung besonders glatter Walzen das angestrebte Grobkorngefüge
nicht erreichen läßt. Ein ähnliches Verfahren zum Herstellen von Elektroblech mit gutem Stanz- und
Ziehverhalten aus einem Siliziumstahl ist aus der deutschen Patentschrift 8 61 702 bekannt. Bei diesem
Verfahren wird das walzwarme Blech im Temperaturbereich von 760 bis 1175CC reduzierend geglüht, um
die Oberflächenbeschaffenheit des Blechs zu verbessern.
Schließlich ist aus der deutschen Auslegeschrift 14 33 707 auch ein Verfahren zum Herstellen von
Elektroblech mit einer Goss-Textur bekannt, bei dem ein Aluminium und Silizium nur als Verunreinigungen
enthaltendei Stahl zu Warmband ausgewalzt und bei einer Temperatur von höchstens 620 C gehaspelt, mit
einer Dickenabnahme von 40 bis 80",, kaltgewalzt und schließlich bei 593 bis 899CC schlußgeglüht wird.
Es ist bekannt, daß kornorientiertes Blech mit einer sogenannten Goss-Textur (HO)[OOI] 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 V15-Wattverluste eines
0,35 mm dicken kaltgewalzten Elektroblech^ üblicher Zusammensetzung mit Goss-Textur in Walzrichtung
nur 1,44 W/kg, aber 3.08 W/kg in Querrichtung.
Ähnliches gilt für Bleche mit einer Doppelorientierung bzw. Würfel-Textur, die zwar gute magnetische
Eigenschaften in Walzrichtung und quer zur Walzrichtung ergibt, jedoch schlechtere magnetische Eigenschaften
in einer Richtung von 45C zur Walzrichtung. Demzufolge sind auch solche Bleche anisotrop.
Bleche mit anisotropen magnetischen Eigenschaften besitzen den Nachteil, daß sie sich nur für solche
Zwecke verwenden lassen, bei denen die magnetischen Kraftlinien in die Vorzugsrichtung bzw. Vorzugsrichtungen
fallen; sie sind daher beispielsweise nicht verwendbar bei der Motorenherstellung.
Dt Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein
Verfahren zu schaffen, durch das sich Elektroblech mit durch eine (100) [hkl]-Orientierung bedingten
isotropen magnetischen Eigenschaften herstellen läßt. Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei
einem Verfahren der eingangs erwähnten Art das Gefüge bereits durch ein Warmwalzen bei 820 bis
1080 C zu mindestens 5% in einige (100) [hkl]-Orienticrung gebracht, der Stahl anschließend mit einer
Querschnittsabnahme von 50 bis 85% kaltgewalzt und abschließend bei 820 bis 950cC rekristallisierend
geglüht wird.
Die chemische Zusammensetzung des Stahls, insbesondere dessen verhältnismäßig hoher Aluminiumgehalt
sowie die Einhaltung der Walztemperatur beim Warmwalzen und die Querschnittsabnahme beim Kaltwalzen
garantieren, daß der Stahl nach dem Schluß-
dühen ein Gefüge mit einer (100) [hkl]-Orientierung gössen und anschließend bei 9150C zu Warmband
besitzt und demzufolge 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 dem α-Eisen und dem y-Eisen.
IM das Gefüge auf eine möglichst gleichmäßige
Korngröße einzustellen, kann der Stahl nach dem Warmwalzen bis 15 min bei einer Temperatur von
900 bis 1000°C normalisiert werden. Das Normalisie- ">
rungsglühen kann entkohlend erfolgen, beispielsweise dadurch, daß mit Zunder versehenes Warmband geglüht
wird. Andererseits kann auch ein entkohlendes Festbundglühen vorzugsweise in einer DX-Atmosphäre
mit einem Taupunkt von — 25CC 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 950'C erfolgen und kann in redu-Eierend entkohlender Atmosphäre durchgeführt werden,
um ein anschließendes Beizen zu vermeiden. Nach dem Kaltwalzen kann der Stahl entkohlend geglüht
werden.
mit einer Dicke von 3 mm ausgewalzt. Das Warmband wurde alsdann gebeizt und mit einer Dickenabnahme
von 84% bis auf eine Dicke von 0,48 mm kaltgewalzt sowie abschließend 30 min bei 8500C in Wasserstoff
rekristaliisierend geglüht. Die Wattverluste von Proben des teelühten Kaltbandes lagen für Vi0 bei 1,40 W/kg
des geglühten Kaltbandes lagen
und für Vaä bei 2,08 W/kg.
und für Vaä 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 min bei 1000" C
entkohlend geglüht, anschließend mit einer Dickenabnähme von 83 % bis auf eine Banddicke von 0.52 mm
kaltgewalzt und 30 min bei 85O0C in Wasserstoff rekristaliisierend geglüht. Proben des kaltgewalzten
Bandes besaßen einen V10-Wattverlust von 1,44 W/kg
und einen V,5-Wattverlust von 2,15 W/kg.
Der Versuch des Beispiels 1 wurde mit einem Stahl wiederholt, dessen Aluminiumgehalt 1,37 % und dessen
Siliziumgehalt 2% betrugen und der nach dem Warm-
Erfindungsgemäß wird der kaltgewalzte Stahl bzw. 25 walzen mit einer Dickenabnahme von 81 % zu Blechen
das Blech oder Band abschließend"dicht unterhalb A3 mil einer Dicke von 0.56 mm kaltgewalzt wurde, bei
geglüht. Dabei liegt die Glühtemperatur in Abhängig- Proben dieses Bleches ergab sich ein V,n-Wattverlust
keit vom Kohlenstoffgehalt bei 820 bis 1200 C. Das
Rekristallisierungsglühen kann in reduzierender Atmosphäre oder auch im Vakuum erfolgen, um das K^rn- 30
wachstum und die Ausbildung der gewünschten Rekristallisationstextur zu fördern.
Rekristallisierungsglühen kann in reduzierender Atmosphäre oder auch im Vakuum erfolgen, um das K^rn- 30
wachstum und die Ausbildung der gewünschten Rekristallisationstextur zu fördern.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.
,20 W/kg und ein V1 ,,-Wattverlust von 2,00 W kg.
Beispiel 4
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 30minütigen Zwischenglühen bei 850cC kaltgewalzt, danach 1 h bei
85OC rekristallisiert und anschließend hinsichtlich ihrer Wattverluste untersucht. Die jeweiligen Alumi-
0,007% Stickstoff, Rest Eisen einschließlich erschmel- niumgehalte. Enddicken, Verformungsgrade und Wattngsbedingter
Verunreinigungen zu Brammen ver- 4° Verluste ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle.
Bei einem Versuch wurde ein Stahl mit 0.016% Kohlenstoff, 0,07% Mangan, 0,61",, Aluminium und
| Stahl | Al(%) | Enddicke | Normalisieren | Dickenabnahme | Wattverluste (W/kg) | Vl5 |
| (mm) | ('C. min) vor | V10 v | ||||
| dem Kaltwalzen | 2,02 | |||||
| 1 | 0,58 | 0,59 | keine | 50 - 60,5 | 1,47 | 1,66 |
| 2 | 0,58 | 0,42 | keine | 50 + 72 | 1,14 | 1,68 |
| 3 | 0,58 | 0,42 | keine | 60-65 | 1,15 | 1,80 |
| 4 | 0,59 | 0,59 | 1000 C/15 | 50 J-60,5 | 1,33 | 1,72 |
| 5 | 0,59 | 0,45 | 1000 C/15 | 50+70 | 1,20 | 1,67 |
| 6 | 0,59 | 0,44 | 1000 C/15 | 60+63,5 | 1,14 | 1,70 |
| 7 | 1,37 | 0,57 | keine | 60-52,5 | 1,00 | 1,80 |
| S | 1,37 | 0,48 | keine | 50+68 | 1,10 | 1,60 |
| O 9 |
1,37 | 0,40 | keine | 50-73,5 | 0,90 | 1,50 |
| 10 | 1,39 | 0,30 | keine | 70-66,5 | 0,80 |
Sämtliche Proben besaßen ein Gefüge mit der erfindungsgemäßen {100)
<hkl>-Orientierung, für das Fig. 1 in 20facher Vergrößerung ein Beispiel
wiedergibt. Die sich aus der Tabelle ergebenden Wattverluste beweisen das Vorliegt
der vorerwähnten Orientierung. DIl- meullurgrafische
Untersuchung ergab, daß die Kornlänge mindestens das 5 fache der Blechdicke
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 Elektro-V,n-\Vattverlust
von 1,0 W/kg
bleche wiesen einen V10-
und einen V,5-Wattverlust von Probendicke von 0.43 mm auf.
1.6 W/kg bei einer
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt, daß sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere im Hereich
größerer Blechdicken geringere Wattverluste in allen Richtungen ergeben, der Stahl mithin magnetisch
isotrop ist. Daran erweist sich die Überlegenheit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
Elektroblechs 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 au FcO · SiO2ALO3 zu versehen und auf diese Weise eil
Beschichten mit Magnesia zu vermeiden. Schlicßlicl ist mit dem Aluniiniumgehalt auch der Vorteil verbun
den, daß die Bleche in Folge Abbindens des Stickstoff alterungsbeständig sind.
Ein Vergleich der beiden Kurven der Fig. 3 zeig deutlich, daß die Walzverluste vom Winkel in bezuj
auf die Walzrichtung praktisch unabhängig sind
ίο d. h. der Stahl isotrope magnetische Eigenschafter
besitzt.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech mit isotropen magnetischen Eigenschäften,
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, bis 0,05% Schwefel und bis 0,02% Phosphor, Rest Eisen einschließlich
erschmelzungsbedingter Verunreinigungen warm-
und anschließend kaltgewalzt sowie abschließend geglüht wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gefüge durch ein Warmwalzen bei 820 bis 10800C zu mindestens 5% in eine
{100}<hkl>-Orientierung gebracht, der Stahl anschließend
mit einer Querschnittsabnahme von 50 bis 85% kaltgewalzt und abschließend bei 820 bis 95O°C rekristallisierend geglüht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines bis 2,0% Silizium
enthaltenden Stahls.
3. Verfahren nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch eine Endtemperatur von mindestens
815°C beim Warmwalzen und einer Haspeltemperatur von unter 720cC. *5
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stahl im Anschluß an das Warmwalzen normalisiert wird.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche I 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 10- bis 30minütigen Zwischenglühen bei 550 bis 9500C
erfolgt.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß
das Blech nach dem Kaltwalzen entkohlend geglüht wird.
Priority Applications (9)
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