DE2307929A1 - METHOD OF MANUFACTURING IRON COBALT ALLOY MATERIAL - Google Patents

METHOD OF MANUFACTURING IRON COBALT ALLOY MATERIAL

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DE2307929A1 DE19732307929 DE2307929A DE2307929A1 DE 2307929 A1 DE2307929 A1 DE 2307929A1 DE 19732307929 DE19732307929 DE 19732307929 DE 2307929 A DE2307929 A DE 2307929A DE 2307929 A1 DE2307929 A1 DE 2307929A1
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Description

DiPL-ING. KLAUS NEUBECKERDiPL-ING. KLAUS NEUBECKER

Patentanwalt *s q Γ) "7 Q J ftPatent attorney * s q Γ) "7 Q J ft

4 Düsseldorf 1 ■ Schadowplatz 94 Düsseldorf 1 ■ Schadowplatz 9

Düsseldorf, 16. Febr. 1973Düsseldorf, February 16, 1973

40,208 \40.208 \

Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.
Westinghouse Electric Corporation
Pittsburgh, Pa., V. St. A.

Verfahren zur Herstellung von
Eisenkobalt-Legierungsmaterial
Process for the production of
Iron cobalt alloy material

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Eisenkobalt-Legierungen mit verbesserten magnetischen Eigenschaften und einem Verfahren zur Herstellung solcher Legierungen. Diese Legierungen zeichnen sich durch ein hohes Kornvolumen mit (110) [ooi]-Ausriehtungstextur aus , die sich dabei durch primäre Rekristallisation und normales Kornwachstum ergeben hat.The present invention relates to iron-cobalt alloys with improved magnetic properties and a method for making such alloys. Draw these alloys is characterized by a high grain volume with (110) [ooi] -laid texture that resulted from primary recrystallization and normal grain growth.

Die Arbeitsinduktionen großer Bereiche von Transformatoren, wie sie heutzutage eingesetzt werden, sind durch den Sättigungswert von ausgerichtetem Siliziumstahl, d. h. einem Stahl mit etwa 3 % Silizium und einem hohem Grad an (110) JjDOlj-Ausrichtung, begrenzt. Dieser Sättigungswert wird allgemein mit 20.300 Gauß angesetzt. Sowohl vom wirtschaftlichen als auch vom technologischen Standpunkt aus ist dies das Transformatormaterial mit der höchsten Qualität, das zur Zeit handelsüblich zur Verfügung steht.The working inductions of large areas of transformers as they are used today are due to the saturation value of aligned silicon steel, d. H. a steel with about 3% silicon and a high degree of (110) JjDOlj orientation. This saturation value is generally assumed to be 20,300 Gauss. Both from the economic and from the technological point of view From a standpoint, this is the highest quality transformer material currently commercially available.

Kobalt hat in Eisen die Wirkung, daß der Sättigungswert von Eisen beträchtlich erhöht wird, wobei sich Sättigungsinduktionen in der Größenordnung von 24.000 Gauß für Kobalteisen-Legierungen mit bis 50 % Kobalt beobachten lassen. Die zwischen 35 und 50 % Kobalt enthaltenden Legierungen haben eine niedrige magnetokristalline Anisotropie, und die niedrigsten Werte treten im Bereich von etwaIn iron, cobalt has the effect that the saturation value of iron is considerably increased, with saturation inductions in the An order of magnitude of 24,000 Gauss can be observed for cobalt iron alloys with up to 50% cobalt. Its between 35 and 50% cobalt containing alloys have a low magnetocrystalline anisotropy, and the lowest values occur in the range of about

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Telefon (02 11) 32O8 58 Telegramme CuatopatTelephone (02 11) 32O8 58 Telegrams Cuatopat

50 % Kobalt auf. Infolgedessen werden hohe Induktionen bei niedrigen Feldstärken erzielt. Es ist jedoch zu bemerken, daß dann, wenn der Kobaltgehalt der Legierung auf einen Wert erhöht wird, der über etwa 35 % liegt und bis zu etwa 80 Gew% reicht - bei entsprechender Abnahme des Eisengehaltes -, die Legierung einer atomaren Ordnung unterworfen wird. Daher sind Kobalteisen-Legierungen mit hohem Kobaltanteil wie die 50 % Kobalteisen-Legierung ziemlich spröde, so daß eine Kaltbearbeitung nur nach einem drastischem Abschrecken möglich ist, was zu hohen Produktionskosten führt.50% cobalt. As a result, inductions are high at low Field strengths achieved. It should be noted, however, that as the cobalt content of the alloy is increased to a level that is above about 35% and up to about 80% by weight - with a corresponding decrease in the iron content - the alloy is an atomic one Order is subjected. Hence, cobalt iron alloys with a high cobalt content like the 50% cobalt iron alloy are quite good brittle, so that cold working is only possible after drastic quenching, which leads to high production costs.

Während e für Legierungen mit einem Gehalt von weniger als 35 % Kobalt, die keiner atomaren Ordnung unterliegen, eine erhebliche Duktilität beobachtet werden kann, haben sich die hohen Induktionswerte für niedrige Feldstärke bei dieser Legierung höchstwahrscheinlich wegen ihrer hohen positiven Anisotropiewerte niemals beobachten lassen. Jedoch macht die verbesserte Duktilität die Legierungen, die zwischen etwa 5 und etwa 35 % Kobalt enthalten, hinsichtlich einer wirtschaftlichen Fertigung recht attraktiv. While e subject for alloys containing less than 35% of cobalt, which no atomic ordering, a significant ductility can be observed, the high induction values for low field strength of this alloy have had probably never seen because of its high positive anisotropy. However, the improved ductility makes the alloys containing between about 5 and about 35% cobalt quite attractive in terms of economical manufacture.

Bisher enthielten handelsüblich zur Verfügung stehende Legierungen auf Eisenbasis etwa 27 % Kobalt. Diese Legierungen waren jedoch - wenngleich sie hinsichtlich des gesamten Sättigungsinduktionswertes eine gewisse Verbesserung zeigten - nichtsdestoweniger insofern mangelhaft, als sie bei niedrigen Feldstärken nur niedrige Induktionen aufwiesen. Insofern fand dieses Material nur begrenzten Einsatz, wo es so ausgelegt war, um in Nähe des Sättigungswertes zu arbeiten. Während die Anwesenheit zwischen etwa 5 und etwa 35 % Kobalt in Eisen zu verbesserten Sättigungswerten führt, konnte in Verbindung mit der vorliegenden Erfindung gefunden werden, daß durch geeignete Bearbeitung eine Kornausrichtung herbeigeführt werden kann, bei der die hohen Induktionswerte bei niedrigen Feldstärken erzielt werden, ohne die Koerzitivkraft- oder die Sättigungsinduktionswerte zu beeinträchtigen. Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung bezw. Behandlung von Eisenkobalt-Legierungen führt zu Ergebnissen, die sich in den beobachteten magnetischen Eigenschaften niederschlagen.Previously contained commercially available alloys on an iron basis about 27% cobalt. However, these alloys were - albeit in terms of overall saturation induction value showed a certain improvement - nonetheless deficient in that they were only low at low field strengths Exhibited inductions. In this respect, this material has only found limited use where it was designed to be close to the saturation value to work. While the presence of between about 5 and about 35% cobalt in iron leads to improved saturation values, could It has been found in connection with the present invention that grain alignment can be brought about by suitable machining where the high induction values are achieved at low field strengths without the coercive force or saturation induction values to affect. The inventive method for producing BEZW. Treatment of iron-cobalt alloys leads to results that are reflected in the observed magnetic properties.

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Ein Verfahren zur Herstellung von Eisenkobalt-Legierungen ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung mit zwischen 5 und 35 Gew% Kobalt, bis zu 3 Gew% eines die Volumenresistivität verbessernden Elementes, Rest Eisen mit unbestimmten Mengen Verunreinigungsspuren, geschmolzen und deren Schwefelgehalt eingestellt, das so erhaltene Legierungsmaterial durch Wannbearbeitung auf ein Zwischenmaß gebracht, das auf ein Zwischenmaß gebrachte Material einer Glühbehandlung unterworfen, das glühbehandelte Material in einem oder mehreren Schritten durch Kaltbearbeitung auf ein gewünschtes Endmaß gebracht wird, wobei mindestens mittels des letzten der Kaltbearbeitungsschritte eine Reduktion der Querschnittsfläche zwischen 40 und 75 % bewirkt wird, und daß hierauf bei einer Temperatur im Bereich zwischen 800° C und der A -Temperatur geglüht wird, so daß das hohe Kornvolumen der (110) fooiJ-Textur in Miller-Indices durch primäre Rekristallisation und normales Kornwachstum erzeugt wird.A method for producing iron-cobalt alloys is according to the invention characterized in that an alloy with between 5 and 35% by weight of cobalt, up to 3% by weight of the volume resistivity improving element, remainder iron with indefinite amounts of traces of contamination, melted and their sulfur content set, the alloy material thus obtained brought to an intermediate dimension by tub machining, the brought to an intermediate dimension Material subjected to an annealing treatment, the annealed material in one or more steps by cold working is brought to a desired final dimension, with at least a reduction by means of the last of the cold working steps of the cross-sectional area between 40 and 75% is effected, and that thereupon at a temperature in the range between 800 ° C and the A temperature is annealed, so that the high grain volume of the (110) fooiJ texture in Miller indices by primary recrystallization and normal grain growth is produced.

Der erste Schritt der Warmbearbeitung des Legierungsmaterials kann bei einer Temperatur zwischen 1OOO° C und 1100° C unter Einstellung eines gewünschten Zwischenmaßes erfolgen. Grundsätzlich genügt jedes Warmbearbeitungsverfahren, da es sich hierbei nicht um einen kritischen Punkt des Verfahrens handelt, jedoch ist Walzen der Vorzug zu geben. Vorzugsweise die abschließende Wärmebehandlung erfolgt in einer Schutzatmosphäre wie einer Atmosphäre aus im wesentlichen reinem Wasserstoff mit einem Taupunkt von weniger als etwa -40° C.The first step of hot working the alloy material can be at a temperature between 1000 ° C and 1100 ° C under setting a desired intermediate dimension. In principle, any hot working process is sufficient, as this is not the case This is a critical point in the process, however, preference should be given to rolling. Preferably the final heat treatment occurs in a protective atmosphere such as an atmosphere of essentially pure hydrogen with a dew point less than about -40 ° C.

Die Erfindung umfaßt auch ein Legierungsmaterial mit verbesserten magnetischen Eigenschaften, die zwischen 5 und 35 % Kobalt, bis zu 3 % eines die Volumenresistivität verbessernden Elements und im übrigen Eisen mit unbestimmten Mengen Verunreinigungsspuren enthält und die sich dadurch auszeichnet, daß sie ein primäres rekristallisiertes Korngefüge hat, bei dem eine Mehrheit der Körner (110)-Textur aufweist und eine Mehrheit der ausgerichteten Körner mit den Würfelkanten ihrer Kristallgitter innerhalb eines Winkels von 10° der [ooi^-Vialzrichtung ausgerichtet sind. Zu den Elementen, die eine Erhöhung der Volumenresistivität bewirken können,The invention also encompasses an alloy material with improved magnetic properties, between 5 and 35% cobalt, up to 3% of an element which improves the volume resistivity and the rest of which contains iron with indefinite amounts of traces of contamination and which is characterized in that it has a primary recrystallized grain structure in which a majority of the grains (110) texture and a majority of the aligned grains with the cube edges of their crystal lattices within an angle of 10 ° of the [ooi ^ -Vialzrichtung are aligned. To the elements which can cause an increase in volume resistivity,

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gehören Chrom, Silizium und Mangan in Mengen von bis zu 2, 3 undinclude chromium, silicon and manganese in amounts up to 2, 3 and

Innerhalb der breiten oben dargelegten chemischen Analyse stellt eine Ausführungsform mit zwischen 8 und 20 % Kobalt, von 0,5 % bisWithin the broad chemical analysis set forth above, an embodiment with between 8 and 20% cobalt, from 0.5% to

2 % Silizium, einem Schwefelgehalt von weniger als 0,005 %, Rest Eisen mit unbestimmten Mengen Verunreinigungsspuren eine bevorzugte Zusammensetzung dar. Eine weitere bevorzugte Zusammensetzung enthält Kobalt im Bereich zwischen 20 und 30 %, Chrom im Bereich zwischen 0,25 und 1 %, weniger als 0,005 % Schwefel, Rest im wesentlichen Eisen mit den normalen Verunreinigungen. Hervorragende Ergebnisse ließen sich erzielen, wo der Kobaltgehalt innerhalb eines Bereiches zwischen 26,5 % und 28 % gehalten wurde, bei einem Chromanteil zwischen 0,25 und 0,75 %, weniger als 0,002 % Schwefel, Rest Eisen mit unbestimmten Mengen Verunreinigungsspuren. Dieser letztgenannte Zusammensetzungsbereich hat verbesserte magnetische Eigenschaften hinsichtlich eines hohen Sättigungswertes sowie hohen Induktionen bei niedrigen Feldstärken, so daß man eine hervorragende Kombination magnetischer Eigenschaften erhält.2% silicon, a sulfur content of less than 0.005%, the remainder iron with indefinite amounts of traces of contamination is a preferred one Composition. Another preferred composition contains cobalt in the range between 20 and 30%, chromium in the range between 0.25 and 1%, less than 0.005% sulfur, the remainder essentially iron with the normal impurities. Outstanding Results were obtained where the cobalt content was kept within a range between 26.5% and 28%, at one Chromium content between 0.25 and 0.75%, less than 0.002% sulfur, the remainder iron with undetermined amounts of traces of contamination. This latter composition range has improved magnetic properties in terms of a high saturation value and high inductions at low field strengths, so that an excellent combination of magnetic properties is obtained.

Ausgezeichnete Magnetwerkstoffe ließen sich auch erzielen, wenn der Kobaltgehalt innerhalb des Bereiches zwischen 10 und 18 % Kobalt gehalten wird, bei 0,5 % bis 2,0 Silizium, weniger als 0,0025 % Schwefel, Rest im wesentlichen Eisen mit unbestimmten Mengen Verunreinigungen. Diese letztgenannte Legierung hat eine größere Resistivität im Hinblick auf den Siliziumgehalt und geringfügig niedrigere Sattigungsinduktionswerte, aber der Grad der Ausrichtung ist dennoch hervorragend, so daß eich ein übermäßig hoher B-Wert ergibt, was nicht nur für den Grad der Ausrichtung, sondern auch für die Erzielung hoher Induktionen bei niedrigen Feldstärken ein repräsentatives Maß ist. Infolgedessen machen die verschiedenen Kombination/magnetischer Eigenschaften, die sich für die einzelnen zuvor dargelegten Bereiche erzielen lassen, in Verbindung mit der vereinfachten Behandlung zur Erzielung dieser gewünschten Ergebnisse, die Legierungen nach der Erfindung im Vergleich zu kommerziell zur Verfügung stehendem ausgerichtetem 3 % Silizium-Eisen wirtschaftlich interessant.Excellent magnetic materials can also be achieved if the cobalt content is within the range between 10 and 18% cobalt is kept at 0.5% to 2.0% silicon, less than 0.0025% sulfur, the remainder being essentially iron with indefinite amounts Impurities. This latter alloy has a greater resistivity in terms of silicon content and slightly lower saturation induction values, but the degree of alignment is still excellent, giving it an excessively high B value gives what not only for the degree of alignment, but also for the achievement of high inductions at low field strengths is a representative measure. As a result, make the different Combination / magnetic properties that can be achieved for the individual areas outlined above, in connection with the simplified treatment to achieve these desired results compared to the alloys of the invention commercially available oriented 3% silicon-iron of economic interest.

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Es läßt sich beobachten, daß die Legierungen nach der vorliegenden Erfindung hinsichtlich ihres Schwefelgehaltes unter Kontrolle gehalten werden sollten. Die Fähigkeit der Mehrheit der Körner, das erforderliche Maß der Ausrichtung anzunehmen, hängt vermutlich von der Begrenzung des Ausgangs-Schwefelgehalts der Schmelze ab. Wie weiter unten genauer ausgeführt, werden bei der Verarbeitung der Legierung zu dem Produkt mit dem gewünschten Endmaß keine speziellen entschwefelnden Wärmebehandlungen vorgenommen. Zur Zeit zur Verfügung stehende experimentelle Testwerte scheinen anzudeuten, daß ein maximaler Schwefelgehalt von etwa 0,05 % toleriert werden kann, wenngleich einem Wert von weniger als 0,0025 % der Vorzug zu geben ist. übermäßig gute Ergebnisse haben sich erzielen lassen, wo der Schwefelgehalt auf einen Wert von nicht mehr als 0,002 % beschränkt werden konnte.It can be observed that the alloys according to the present Invention should be kept under control with regard to their sulfur content. The ability of the majority of the grains that Adopting the required degree of alignment presumably depends on the limitation on the initial sulfur content of the melt. As As explained in more detail below, there are no special requirements when processing the alloy into the product with the desired final dimension desulfurizing heat treatments carried out. Experimental test values currently available seem to indicate that a maximum sulfur content of about 0.05% can be tolerated, although less than 0.0025% is preferred give is. Excessively good results have been obtained where the sulfur content is reduced to a value of not more than 0.002% could be restricted.

Soweit Silizium nicht bewußt als Legierungselement zugesetzt wird, beispielsweise, wenn der Kobaltgehalt innerhalb des Bereiches zwischen etwa 20 % und etwa 35 % gehalten wird, ist es wünschenswert, den Siliziumgehalt auf einem Wert von weniger als 0,25 % zu halten. Silizium ist zwar dafür bekannt, daß es die Volumenresistivität verbessert, jedoch wurde gefunden, daß andere Elemente wie Chrom, Vanadium, Aluminium, Titan und Molybdäjrfn sich als wirksamer erwiesen, soweit der Kobaltbehalt im Bereich zwischen 20 und 35 % liegt. Infolgedessen wird Silizium als Legierungselement vorzugsweise nur dort zugesetzt, wo das Kobalt weniger als etwa 20 % ausmacht. Jedes Element, das löslich ist und keine zweite Phase bildet, verbessert die Volumenresistivität. Es muß jedoch Sorge getragen werden, daß die anderen Eigenschaften nicht in schädlicher Weise beeinträchtigt werden. Im gleichen Sinne wurde auch gefunden, daß der Mangangehalt vorzugsweise auf einem Wert von weniger als etwa O,50 % bleibt, obwohl das nicht unbedingt notwendig und nicht kritisch ist* Soweit jedoch Silizium als Legierungskomponente zugesetzt wird, beispielsweise in Verbindung mit einem Kobaltgehalt zwischen 8 und 20 % zur Verbesserung der Resistivität, kann der Mangangehalt ziemlich niedrig bleiben, nominell bei etwa 0,05%.Unless silicon is deliberately added as an alloying element, for example, if the cobalt content is kept within the range between about 20% and about 35%, it is desirable to keep the silicon content at a value of less than 0.25%. While silicon is known to improve volume resistivity, other elements such as Chromium, vanadium, aluminum, titanium and molybdenum are found to be more effective proven as long as the cobalt content is in the range between 20 and 35%. As a result, silicon is preferred as an alloying element only added where the cobalt makes up less than about 20%. Any element that is soluble and does not form a second phase, improves volume resistivity. Care must be taken, however, that the other properties do not turn out to be harmful Way to be affected. In the same sense, it was also found that the manganese content is preferably at a value of less than about 0.50% remains, although that is not absolutely necessary and is not critical * However, as far as silicon as an alloy component is added, for example in connection with a cobalt content between 8 and 20% to improve the resistivity the manganese levels remain fairly low, nominally around 0.05%.

Die Legierung kann während der normalen Verarbeitung der Legierun-The alloy can be used during normal processing of the alloy

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gen zu dem Material mit der Endabmessung einer entkohlenden Glühung unterzogen werden, jedoch wird der Kohlenstoffgehalt vorzugsweise auf weniger als etwa 0,030 % gehalten, bei einem entsprechend niedrigen Gehalt an Sauerstoff und dem Rest der anderen in unbestimmten Mengen vorliegenden Verunreinigungen. Typische Werte für diese Elemente können etwa 0,003 % Sauerstoff, etwa 0,05 Mangan, etwa 0,1 % Silizium, Rest im wesentlichen Eisen, sein. Solche Werte unbestimmter Verunreinigungsmengen lassen sich durch Vakuuminduktionsschmelzen erhalten, jedoch können andere Schmelzverfahren mit gleichem Erfolg eingesetzt werden.gen to the material with the final dimension of a decarburizing annealing however, the carbon content is preferably kept to less than about 0.030%, with an equivalent low oxygen content and the rest of the other impurities present in undetermined amounts. Typical values for these elements, about 0.003% oxygen, about 0.05% manganese, about 0.1% silicon, the remainder being essentially iron. Such Values of undetermined amounts of impurities can be determined by vacuum induction melting obtained, but other melting processes can be used with equal success.

Die die gewünschte Zusammensetzung aufweisende Legierung wird einem Warmbearbeitungsvorgang und einem oder mehreren Kaltbearbeitungsvorgängen unterworfen, um das Legierungsmaterial auf die dem gewünschten Endmaß entsprechende Dicke zu reduzieren. In dieser Hinsicht wurde gefunden, daß sich gute Ergebnisse erzielen lassen, wenn die Legierung in Blockform warmbearbeitet wird, etwa durch Walzen bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 1OOO° C und etwa 1100° C. Das Material wird in diesem Temperaturbereich auf eine beliebige gewünschte Zwischenabmessung warmbearbeitet, etwa auf eine Dicke zwischen 1,9 luid 3,8 mm. Von dem angegebenen Zwischenwert für die Walzdicke sind Abweichungen je nach der gewünschten Endstärke möglich. Mit anderen Worten, der Zwischenwert für die Dicke wird im Hinblick auf die nachfolgende Dickenverringerung durch Kaltwalzen bzw. das Endmaß gewählt.The alloy having the desired composition is subjected to a hot working process and one or more cold working processes subjected in order to reduce the alloy material to the thickness corresponding to the desired final dimension. In this In this regard, it has been found that good results can be obtained when the alloy is hot worked, such as through, in ingot form Rolling at a temperature in the range between about 1000 ° C and about 1100 ° C. The material will work in this temperature range any intermediate dimension desired, hot machined to about a thickness of between 1.9 luid 3.8 mm. From the specified intermediate value for the rolling thickness, deviations are possible depending on the desired final thickness. In other words, the intermediate value for the thickness is selected with a view to the subsequent reduction in thickness by cold rolling or the final dimension.

Im Anschluß an die Warmbearbeitung bei einer Temperatur im Bereich zwischen 1000° C und 1100° C wird die Legierung während einer Periode von etwa 10 Minuten bis etwa 60 Minuten bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 600 und 900° C warmbearbeitet. Bei dieser Warmbehandlung wird günstigerweise eine Wasserstoffatmosphäre eingeführt, beispielsweise eine Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von mehr als etwa -40° c, um so das Material zu entkohlen. In einigen Fällen ist es wünschenswert, nach Einstellung des Zwischenwertes für die Dicke für die Entkohlung zu sorgen, und typische Glühzeiten von etwa 15 Minuten bei etwa 700° C in Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von etwa 15,6° CFollowing hot working at a temperature in the range between 1000 ° C and 1100 ° C, the alloy is at a temperature for a period of about 10 minutes to about 60 minutes hot worked in the range between about 600 and 900 ° C. A hydrogen atmosphere is favorably used in this heat treatment introduced, for example, with a hydrogen atmosphere a dew point of more than about -40 ° C in order to decarbonize the material. In some cases it is desirable after recruitment of the intermediate value for the thickness to ensure decarburization, and typical annealing times of about 15 minutes at about 700 ° C in a hydrogen atmosphere with a dew point of about 15.6 ° C

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bewirken eine Entfernung etwa der Hälfte des in dem Material im Anschluß an die Warmbearbeitung verbleibenden Kohlenstoffgehalts. Es kommt jedoch ebenso die Möglichkeit in Frage, die entkohlende Wärmebehandlung bis unmittelbar vor Durchführung der End-Wärmebehandlung zu verzögern oder aber in jeden anderen dazwischenliegenden Schritt einzuschalten. Nach der entkohlenden Glühung wird das Material als Vorbereitung für die Kaltbearbeitung gebeizt bzw. entzundert.effect removal of approximately half of the carbon content remaining in the material following hot working. However, it is also possible to carry out the decarburizing heat treatment until immediately before the final heat treatment is carried out to delay or to switch on in every other step in between. After the decarburizing annealing it will Material pickled or descaled in preparation for cold working.

Die Kaltbearbeitung erfolgt in einem oder mehreren Vorgängen, vorzugsweise in zwei Schritten. Es wurde jedoch gefunden, daß es notwendig ist, mindestens mit dem letzten Kaltbearbeitungsschritt, bei dem das Material auf sein Endmaß gebracht wird, für eine Verringerung der Querschnittsfläche zwischen etwa 40 % und etwa 75 % zu sorgen. In diesem Zusammenhang wurde beobachtet, daß für den Fall, daß die Querschnittsverringerung nur weniger als etwa 40 % ausmacht, keine scharf begrenzte (110) £ooi]-Textur erhalten wird wie bei einer mindestens 40 %igen Reduktion der Querschnittsfläche. Bei Querschnittsflächen-Verringerungen von mehr als 75 % kommt es zu keiner ausgeprägten Beeinträchtigung der End-Textur, jedoch ließ sich in gewissem Umfang eine Verschlechterung beobachten, und das Maß der Rekristallisation kann dadurch etwas beeinträchtigt werden. Es wurde infolgedessen als wünschenswert gefunden, die Kaltreduktion auf Endmaß auf einen Wert zwischen etwa 40 % und etwa 75 % zu begrenzen, wobei hervorragende Ergebnisse erzielt wurden, soweit die End-Kaltreduktion zwischen etwa 50 und etwa 60 % betrug.Cold working takes place in one or more operations, preferably in two steps. However, it has been found that it is necessary, at least with the final cold working step, in which the material is brought to its final dimensions, for a reduction in cross-sectional area between about 40% and about 75% to care. In this connection it has been observed that if the reduction in cross section is only less than about 40% matters, no sharply delimited (110) £ ooi] texture is obtained as with at least a 40% reduction in cross-sectional area. With cross-sectional area reductions of more than 75%, there is no pronounced impairment of the final texture, however, deterioration has been observed to some extent and the degree of recrystallization may be somewhat affected will. As a result, it has been found desirable to reduce the cold reduction to final dimensions to a value between about 40% and about 75%, with excellent results being obtained as far as the final cold reduction is between about 50 and was about 60%.

In diesem Zusammenhang sei bemerkt, daß die anfängliche Kaltreduktion, sofern mehr als ein Kaltreduktionsschritt vorgesehen ist, mittels einer Warm-/Kaltbearbeitung durchgeführt werden kann. D. h., das Material kann auf eine Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, jedoch auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur aufgeheizt werden, bei der während der Bearbeitung eine spontane Rekristallisation stattfindet. Es findet somit, wenngleich das Material auf einen durchaus oberhalb der Raumtemperatur liegenden Wert erwärmt wird, dennoch eine Kaltbearbeitung statt, die deshalbIn this connection it should be noted that the initial cold reduction, if more than one cold reduction step is provided, it can be carried out by means of hot / cold working. D. that is, the material can be at a temperature above ambient but at a temperature below that temperature be heated, during which spontaneous recrystallization takes place during processing. Thus it finds, albeit the material is heated to a value well above room temperature, cold working takes place, which is why

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als "lferm-/KaltH-Bearbeitung bezeichnet wurde. In diesem Zusammenhang wurde auch gefunden, daß, wenn das Zwischenmaß nach der Warmbearbeitung beispielsweise 2,5 mm beträgt, das Warmwalzen bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 200° C und etwa 300° C erfolgen kann, um das Material auf eine Stärke von etwa 1 mm zu bringen, worauf das Material auf Umgebungstemperatur abgekühlt und sodann weiter auf etwa 0,63 mm kaltgewalzt wird. Insgesamt erfolgt somit eine Reduktion der Stärke des warmgewalzten Bandes in Verbindung mit dem ersten Kaltwalzschritt von etwa 75 % der Querschnittsfläche. was designated "lferm- / cold H editing. In this regard, it was also found that when the intermediate dimension is mm after hot working, for example, 2.5, the hot rolling at a temperature in the range between about 200 ° C and about 300 ° C can be done to bring the material to a thickness of about 1 mm, whereupon the material is cooled to ambient temperature and then further cold rolled to about 0.63 mm Cold rolling step of about 75% of the cross-sectional area.

In allen Fällen, in denen das Material mehr als einem Kaltbearbeitungsschritt ausgesetzt wird, wird vorzugsweise eine Zwischenglühung eingeschaltet, die bis zu etwa 2 Stunden dauert, bei einer Temperatur zwischen 700 und 900° C, beispielsweise von mehr als etwa 800° C. Vorzugsweise wird eine solche Zwischenglühung in einer Atmosphärereinen trockenen Wasserstoffs durchgeführt, d. h. , einem Wasserstoffgehalt mit einem Taupunkt von weniger als -40° C.In all cases where the material has more than one cold working step is exposed, an intermediate anneal is preferably switched on, which lasts up to about 2 hours, at one Temperature between 700 and 900 ° C., for example more than about 800 ° C. Such an intermediate annealing is preferably carried out in an atmosphere of dry hydrogen, d. H. , a hydrogen content with a dew point of less than -40 ° C.

Nach einer solchen Zwischenglühung wird das Material auf Fertigmaß kaltbearbeitet, wobei diese Kaltbearbeitung auf Fertigmaß typischerweise eine Reduktion der Querschnittsfläche von 40 bis 75 % bewirkt, und hervorragende Ergebnisse wurden erzielt, wo die Kaltreduktion auf einen Bereich zwischen etwa 50 und 60 % begrenzt wurde. Die Bearbeitung führt insgesamt nicht nur zu einer Entfernung etwa der Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffgehalts, sondern das Material wird auch auf Fertigmaß reduziert, worauf das Material einer abschließenden Wärmebehandlung hoher Temperatur unterworfen werden kann, um das gewünschte Maß der ausgerichteten Korntextur zu erhalten. In diesem Zusammenhang wurde gefunden, daß die Glühung des Materials bei einer Temperatur im Bereich zwischen etwa 800° C und der A .-Temperatur während etwa 12 Stunden und etwa 72 Stunden in einer Wasserstoffatmospäre mit einem Taupunkt von weniger als -40° C, bei anschließender Ofenkühlung, zu einem hervorragenden Maß an Kornausrichtung führt, die mittels eines primären rekristallisierten Kornaufbaus erzielt wurde, der dabei ein normales Kornwachstum erfahren hat. Es wurde gefunden, daß dieAfter such an intermediate annealing, the material is finished to size cold-worked, with this cold-working to the finished size typically reducing the cross-sectional area by 40 to 75% and excellent results have been obtained where the cold reduction is limited to between about 50 and 60% became. The processing does not only lead to a removal overall about half of the original carbon content, rather the material is also reduced to the finished size, whereupon the material is subjected to a final high temperature heat treatment to get the desired amount of aligned grain texture. In this context it was found that annealing the material at a temperature in the range between about 800 ° C. and the A. temperature for about 12 hours and about 72 hours in a hydrogen atmosphere with a dew point of less than -40 ° C, with subsequent furnace cooling, leads to an excellent degree of grain alignment, which by means of a primary Recrystallized grain structure was achieved, which has experienced normal grain growth. It was found that the

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Ausrichtungstexturen stärker ausgeprägt waren, soweit das Material mit dem Pertigmaß rasch auf eine Temperatur von etwa 800° C aufgeheizt wurde. Infolgedessen umfaßt das bevorzugte Behandlungsverfahren eine Streifenglühung von 5 Minuten bei 800° C, gefolgt von einer abschließenden Kastenglühung bei einer Temperatur im Bereich zwischen 800° C und der A,-Temperatur.Alignment textures were more pronounced as far as the material was concerned was quickly heated to a temperature of about 800 ° C with the pertigmass. As a result, the preferred treatment method comprises a strip anneal for 5 minutes at 800 ° C, followed by a final box anneal at a temperature in the range between 800 ° C and the A, temperature.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den folgenden Beispielen erläutert:The invention is hereinafter referred to in connection with the following Examples explained:

Beispiel IExample I.

Die nachstehende Tabelle I gibt die chemische Zusammensetzung einer Reihe Chargen an, die entsprechend der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit einem kommerziell erhältlichen Material auf Basis Eisen und etwa 27 % Kobaltanteil hergestellt und untersucht wurden. Das letztgenannte Material wurde jedoch unter Anwendung derzeitiger kommerzieller Verfahren behandelt.Table I below gives the chemical composition a number of batches made in accordance with the present invention in conjunction with a commercially available material Based on iron and about 27% cobalt content were produced and investigated. The latter material, however, has been treated using current commercial procedures.

Tabelle I - Chemische Zusammensetzung (Gew%)Table I - Chemical Composition (Wt%)

Legierungalloy % Co% Co %Cr% Cr % Mn% Mn % S% S % C% C % 0% 0 M 849M 849 27,527.5 -- 0,150.15 0,0080.008 0,0150.015 0,00330.0033 M 850M 850 27,527.5 -- 0,150.15 0,0110.011 0,0140.014 0,00300.0030 M 851M 851 27,527.5 -- 0,150.15 0,0210.021 0,0130.013 0,00230.0023 M 852M 852 27,527.5 -- 0,150.15 0,0010.001 0,0220.022 0,00310.0031 M 853M 853 27,527.5 0,590.59 0,150.15 0,0010.001 0,0100.010 0,00190.0019 kommerziellcommercially
27 % Co-Pe27% Co-Pe
27,627.6 0,590.59 0,370.37 0,0090.009 0,0150.015 0,00050.0005

Diese Legierungen wurden zu den vorgenannten Zusammensetzungen aus Ausgangsmaterialien hoher Reinheit geschmolzen, so daß eine weitgehend genaue Kontrolle der Elemente wie Schwefel, Kohlenstoff und Sauerstoff gewährleistet war. Nach dem Vakuuminduktionsschmelzen wurde jeder der Legierungsbarren in folgender Weise zu Bahnen oder Bändern verarbeitet:These alloys were made from the aforementioned compositions High purity raw materials are melted, allowing a largely accurate control of elements such as sulfur, carbon and Oxygen was guaranteed. After vacuum induction melting Each of the alloy ingots was processed into sheets or ribbons in the following way:

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Warmwalzen bei 1050° C auf 2,5Hot rolling at 1050 ° C to 2.5

mm;mm;

15 min langes Glühen bei 700° C in Wasserstoff;Anneal for 15 minutes at 700 ° C in hydrogen;

beizen bzw. entzundern;pickling or descaling; Warmwalzen bei 260° C auf 1,0 mm, dann Kaltwalzen auf 0,625 mm;Hot rolling at 260 ° C to 1.0 mm, then cold rolling to 0.625 mm; 1 Stunde lang Glühen bei 900° C in trocknem Wasserstoff; undAnnealing for 1 hour at 900 ° C in dry hydrogen; and

Kaltwalzen auf ein Fertigmaß von 0,3 mm.Cold rolling to a finished dimension of 0.3 mm.

Das vorstehende Verfahren entfernt etwa die Hälfte des ursprünglichen Kohlenstoffs, während sich die weiteren Zusätze, einschließlich Schwefel, nicht wesentlich ändern. Das auf Fertigmaß gebrachte Material wurde in der Walzrichtung in Epstein-Streifen geschnitten. Außerdem wurde für jede Legierung eine Drehmoment-Scheibe mit einem Durchmesser von 2,5 cm 48 Stunden lang bei 900° C in trocknem Wasserstoff geglüht und danach im Ofen gekühlt.The above procedure removes about half of the original carbon while not significantly changing the other additions, including sulfur. The cut material was cut into Epstein strips in the direction of rolling. In addition, a 2.5 cm diameter torque disk for each alloy was placed at 900 ° for 48 hours C annealed in dry hydrogen and then cooled in the furnace.

Es sei auf die nachstehende Tabelle II verwiesen, die die magnetischen Eigenschaften bei Gleichstrom für die einzelnen Legierungen wiedergibt.See Table II below for the DC magnetic properties for each alloy reproduces.

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Probesample Scheitel-Apex
momentmoment
(erg/cmJ)(erg / cm J )
- 11- 11 -- B10 B 10
(G)(G)
23079292307929
M 849M 849 64.70064,700 MagnetischeMagnetic 18.40018,400 Tabelle II -Table II - M 850M 850 53.40053,400 Momentmoment
verhältbehaves
nisnis
Eigenschaftenproperties 17.30017,300 B100 B 100
(G)(G)
M 851M 851 44.10044,100 0,530.53 Hc H c
(Oe)(Oe)
17.20017,200 22.70022,700
M 852M 852 131.000131,000 0,610.61 1,031.03 19.30019,300 22.0OO22,0OO M 853M 853 138.000138,000 0,420.42 1,361.36 19.60019,600 22.10022,100 kommerziellcommercially
27 % Co-Fe27% Co-Fe
(unausge-(inexplicable
richtet)judges)
0,450.45 1,591.59 16.10016,100 23.10023,100
kommerziellcommercially
3 % Si-Fe3% Si-Fe
(ausgerich(aligned
tet)tet)
167.000167,000 0,370.37 0,600.60 18.30018,300 22.90022,900
0,570.57 21.10021,100 0,340.34 1,701.70 19.80019,800 0,110.11

Zur Vervollständigung des Vergleichs sind auch Daten für eine typische kommerzielle Charge eines einzelausgerichteten 3 %-Siliziumstahls und einer 27 %-Kobalt-Eisenlegierung (unausgerichtet) eingeschlossen. Bei der Auswertung der mit Tabelle II wiedergegebenen Daten ist zu berücksichtigen, daß die "Scheitelmoment"-Werte in der Tabelle den Durchschnitt der Absolutwerte der großen Scheitel in der Kurve repräsentieren. Das Momentverhältnis gibt ein Verhältnis der Absolutwerte der kleinen Scheitel zu den großen Scheiteln für eine bestimmte Kurve wieder. Da das kommerziell behandelte 27 %-Kobaltmaterial keine meßbaren Momentscheitel und einen B1Q-Wert von nur 16.100 Gauß hatte, zeigen diese Werte deutlich an, daß die Korntextur in dem kommerziell bzw. in herkömmlicher Weise verarbeiteten Material im wesentlichen zufällig ist.To complete the comparison, data is also included for a typical commercial batch of a 3% unaligned silicon steel and a 27% cobalt-iron alloy (unaligned). In evaluating the data presented in Table II, it should be remembered that the "peak moment" values in the table represent the average of the absolute values of the large peaks in the curve. The moment ratio represents a ratio of the absolute values of the small peaks to the large peaks for a given curve. Since the commercially-treated 27% -Kobaltmaterial had no measurable peak torque and a B 1Q value of only 16,100 Gauss, these values clearly indicate that the grain texture is random in the processed commercially or conventionally material substantially.

Anhand der mit der Tabelle II zusammengestellten Momentwerte bzw. Induktionewerte bei 10 Oersted läßt sich ersehen, daß für die einzelnen Zusammensetzungen wesentlich höhere B -Werte erzielt wurden. Die Zusammensetzungen mit dem niedrigsten Schwefelgehalt, d. h. die Chargen M 852 und M 853, hatten jedoch besonders hohe B1Q-Werte, in Verbindung mit Scheitelmoment-Werten, die nahe an denOn the basis of the instantaneous values or induction values at 10 Oersteds compiled with Table II, it can be seen that significantly higher B values were achieved for the individual compositions. However, the compositions with the lowest sulfur content, ie, batches M 852 and M 853, had particularly high B 1Q values, in conjunction with peak moment values close to

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Wert für das 3 %-Siliziumeisen kommen, das ein hohes Maß an (110) [ooij-Ausrichtung für kommerziell verfügbares Material hat.Value for the 3% silicon iron, which has a high level of (110) [has ooij alignment for commercially available material.

Das läßt sich deutlicher unter Bezugnahme auf Fig. 1 zeigen, in der die Diagramme der Momentwerte in Abhängigkeit von dem Winkel zwischen dem Feld und der Walzrichtung in Graden für ein hochorientiertes 3 %-Siliziumeisen sowie für die Legierungen M 853 und M 849 überlagert sind. Es läßt sich somit aus dem Wert für M 853 ersehen, daß durch Verringerung des Schwefelgehalts auf einen kritischen niedrigen Wert und durch Behandlung des Materials wie weiter oben dargelegt eine starke Annäherung an Momentkurven, die denen des kommerziell zur Verfügung stehenden 3 %-Siliziumeisens nahekommen, erfolgt. Durch Vergleich der Sättigungswerte in der Tabelle II, d. h. der Induktionswerte für die Feldstärke von 100 Oersted/ läßt sich jedoch klar ersehen, daß viel höhere Sättigungsinduktionswerte in Verbindung mit den Kobalteisen-Legierungen erhaltenwerden, bei insgesamt aufgrund der Ausrichtung des Materials verbesserten magnetischen Eigenschaften.This can be shown more clearly with reference to FIG. 1, in of the diagrams of the moment values as a function of the angle between the field and the rolling direction in degrees for a highly oriented 3% silicon iron as well as for the alloys M 853 and M 849 are superimposed. It can therefore be derived from the value for M 853 see that by reducing the sulfur content to a critically low level and treating the material as further shown above a strong approximation of moment curves that come close to those of the commercially available 3% silicon iron, he follows. By comparing the saturation values in Table II, i.e. H. the induction values for the field strength of 100 Oersted / it can be clearly seen, however, that much higher saturation induction values in conjunction with the cobalt iron alloys, at overall due to the orientation of the material improved magnetic properties.

Es sei nun auf Fig. 2 bis 6 Bezug genommen, die makrofotografische Aufnahmen von Legierungen wiedergeben, wie sie hier angeführt und mit ihrem Aufbau in Tabelle I angegeben sind. Diese Makrofotografien haben einen Vergrößerungsfaktor von 20 nach dem Glühen der Kobalteisen-Legierungs-Bahnen während einer Zeitdauer von 48 Stunden bei einer Temperatur von 900° C und zeigen eine starke Beziehung zwischen dem Schwefelgehalt und der endgültigen Korngröße. Aus Fig. 2 bis 6 ergibt sich, daß die niedrigen Schwefelwerte zu einer großen Korngröße bei normalem Kornwachstum führen, d. h. aus einer primär rekristallisierten MikroStruktur und nicht als Ergebnis einer sekundären Rekristallisation und Kornwachstum. Diese Ergebnisse sowie die kürzeren Glühzeiten für die Chargen M 852 und M 853 zeigen, daß der Grad der (110) [pol]-Textur durch primäres Kornwachstum in Legierungen mit niedrigem Schwefelgehalt erhöht wird. Das steht in unmittelbarem Gegensatz zu der Entwicklung einer gleichartigen ausgerichteten Textur in 3 %-Siliziumeisen, wo hohe kontrollierte Schwefelwerte für eine Texturbildung infolge sekundären Kornwachstums erforderlich sind. So lassen die Legie-Referring now to Figures 2-6, the macro photographic Reproduce recordings of alloys as listed here and given in Table I with their structure. These macro photographs have a magnification factor of 20 after annealing the cobalt iron alloy sheets for a period of 48 hours at a temperature of 900 ° C and show a strong relationship between the sulfur content and the final grain size. From Figures 2 to 6 it can be seen that the low sulfur levels result in a large grain size with normal grain growth; H. the end a primarily recrystallized microstructure and not as a result of secondary recrystallization and grain growth. These results as well as the shorter annealing times for batches M 852 and M 853 show that the degree of (110) [pol] texture through primary Grain growth in alloys with low sulfur content is increased. This is in direct contrast to the development a similar oriented texture in 3% silicon iron, where high levels of controlled sulfur result in texture formation secondary grain growth are required. So let the alloy

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rungen M 852 und M 853 den zusätzlichen günstigen Gesichtspunkt erkennen, daß die Kobalteisen-Legierungen mit niedrigen Schwefelwerten niedrige Koerzitivkraftwerte·haben. Darüber hinaus scheint es, dafl der Zusatz von Chrom zu diesen Kobalteisen-Legierungen die Texturbildung in einem gewissen Maße zu unterstützen scheint, während die Volumenresistivltät erhöht wird.M 852 and M 853 stanchions have the additional favorable point of view recognize that the cobalt iron alloys with low sulfur values have low coercive force values. In addition, it seems it is that the addition of chromium to these cobalt iron alloys is the Seems to aid texture formation to some extent while increasing volume resistivity.

Eine weitere Charge einer Kobalteisen-Legierung wurde zu im wesentlichen der gleichen Zusammensetzung wie die Charge M 853 geschmolzen. Diese Charge wurde als Charge M 903 bezeichnet und im wesentlichen unter den gleichen Bedingungen wie die Charge M 853 behandelt, mit der folgenden Ausnahme. Nach Glühung während einer Stunde bei 900° C bei einem Zwischenwert von 0,6 mm wurde das Material auf die Endstärken von 0,28 mm und 0,30 mm kaltgewalzt.Another batch of cobalt iron alloy was melted to essentially the same composition as batch M853. This batch was designated as batch M 903 and im essentially treated under the same conditions as batch M 853, with the following exception. After annealing during a The material was cold-rolled to the final thicknesses of 0.28 mm and 0.30 mm for an hour at 900 ° C. with an intermediate value of 0.6 mm.

Nachstehend wird auf Tabelle III Bezug genommen, die die magnetischen Eigenschaften der Charge M 903 angibt.Reference is now made to Table III for the magnetic properties of Lot M 903.

Tabelle III - Magnetische EigenschaftenTable III - Magnetic Properties Scheitel- Moment'- H _ n Vertex- moment'- H _ n Legierungs- Stärke moment verhält- Mc 10 100Alloy strength moment behavior- M c 10 100

probe (mm) (erg/cnr) nie (Oe) (G) (G)sample (mm) (erg / cnr) never (Oe) (G) (G)

M 903 O,24 180.800 0,38 0,35 21.200 23.700 M 903 0,30 123.700 0,36 -M 903 O, 24 180,800 0.38 0.35 21,200 23,700 M 903 0.30 123,700 0.36 -

An Materialproben der Chargen M 852 und M 903 wurde ein Texturanalyse der Verteilung der Weiß1sehen Bezirke vorgenommen, wobei die Charge M 903 eine Endstärke von etwa 0,28 mm hatte. Es wurde gefunden, daß 85 Vo 1% der Körner die (HO)- und 7 Vol% die (100)-Textur aufwiesen, wobei die (HO)-Körner Kristallgitter hatten, deren Würfelkanten für 80 % der Körner innerhalb 10° der [poij-Richtung ausgerichtet waren. Wenn eine Abweichung von der [poij- oder Walzrichtung innerhalb 15° gemessen wurde, so wurde gefunden, daß die Kanten der Kristallgitter von 88 t der (110)-Körner sich innerhalb dieser Begrenzung befanden.A texture analysis of the distribution of the white 1 areas was carried out on material samples from batches M 852 and M 903, batch M 903 having a final thickness of approximately 0.28 mm. It was found that 85 Vo 1% of the grains had the (HO) - and 7 vol% the (100) texture, the (HO) grains having crystal lattices, the cube edges of which for 80% of the grains were within 10 ° of [ poij direction. When a deviation from the [poij or rolling direction was measured within 15 °, it was found that the edges of the crystal lattices of 88 tons of the (110) grains were within this limit.

Der Charge M 852 wurde eine endgültige Kaltreduktion von geradeThe batch M 852 was a final cold reduction from straight

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SO % erteilt» βο daß sie infolgedessen keine so hohe Textur wie die auf eine Stärke von 0,28 mm gewalzte Charge M 903 bildete. Tatsächliche Messungen der Charge M 852 zeigten, daß 61 Voll der Körner die (110)-Textur aufwiesen» während 16 % die (100)-Textur hatten. Ferner wichen 58 % der Würfelkanten der Kristallgitter weniger als 10 t von der [oo Ij-Richtung ab, und 68 % der Körner befanden sich innerhalb 15° der (poij -Richtung.SO% granted »βο that as a result they are not as high in texture as formed the batch M 903 rolled to a thickness of 0.28 mm. Actual measurements of Batch M 852 showed that 61 full of Grains had the (110) texture while 16% had the (100) texture. Furthermore, 58% of the cube edges of the crystal lattices deviated less than 10 t from the [oo Ij -direction, and 68% of the grains were within 15 ° of the (poij -direction.

Für jeden der vorgenannten Fälle bildete sich die Textur infolge primärer Rekristallisation und normalen Kornwachs turns aus. In allen Fällen führt die Anwesenheit der (100) [oof]-Textur nicht von den magnetischen Eigenschaften weg, die die die überwiegende Textur (110) [ooi] enthaltende Legierung hat.For each of the above cases, the texture formed as a result primary recrystallization and normal grain wax turns out. In all cases the presence of the (100) [oof] texture does not result in away from the magnetic properties of the alloy containing the predominant texture (110) [ooi].

Diese Werte scheinen anzuzeigen, daß ein geringfügig höherer Grad bezüglich der endgültigen Kaltreduktion zu einer Verbesserung in der Textur führt und daß extrem hohe Induktionswerte erhalten werden. Wenn die B1Q-Werte sowie die Scheitelmomentwerte für die Charge M 903 in der O#28 mm Stufe mit dem kommerziell ausgerichteten 3 %-Siliziumstahl, wie er in Tabelle II angegeben ist, verglichen werden, so wird es klar, daß für die Charge M 903 ein höheres Haß an (110) [ooi]-Textur als für den kommerziellen 3 %-Siliziumstahl erhalten wurde. So sind die Scheitelmomentwerte höher, die B^Q-Werte sind höher, und ebenso liegen die Sättigungswerte erwartungsgemäß eindeutig in Nähe des theoretischen Maximums.These values appear to indicate that a slightly higher level of final cold reduction leads to an improvement in texture and that extremely high induction values are obtained. When the B 1Q values as well as the peak moment values for the batch M 903 in the O # 28 mm stage are compared to the commercial grade 3% silicon steel reported in Table II, it is clear that for the batch M 903 has a higher hatred of (110) [ooi] texture than was obtained for the commercial 3% silicon steel. The peak torque values are higher, the B ^ Q values are higher and, as expected, the saturation values are clearly in the vicinity of the theoretical maximum.

Beispiel IIExample II

Es wurde eine weitere Reihe von Chargen untersucht, bei denen der Schwefelgehalt in sehr niedrigen Grenzen gehalten wurde, so daß der Schwefelgehalt weniger als 0,001 Gew% ausmachte. Es wird in diesem Zusammenhang auf die nachstehende Tabelle IV Bezug genommen, die die chemische Zusammensetzung der drei Chargen wiedergibt, die untersucht wurden.Another series of batches was investigated in which the Sulfur content was kept within very low limits, so that the sulfur content was less than 0.001% by weight. It will be in In this connection, reference is made to Table IV below which gives the chemical composition of the three batches which were tested.

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Tabelle IV - Chemische Zusammensetzung (Gew%)Table IV - Chemical Composition (wt%)

Legierungalloy 838838 %% CoCo %% CrCr %% MnMn %% SiSi %% CC. MM. 839839 2727 ,0, 0 00 ,59, 59 <0<0 ,02, 02 <0<0 ,03, 03 00 ,004, 004 MM. 840840 2626th ,8,8th 00 ,59, 59 00 ,43, 43 <0<0 ,03, 03 00 ,005, 005 MM. 2626th ,8,8th 00 ,59, 59 00 ,43, 43 00 ,13, 13 00 ,005, 005

% S% S

% 0% 0

Sowohl die Scheibenproben für die Momentmessungen als auch die Epstein-Proben wurden aus dem Material herausgeschnitten Und 48 Stunden lang bei 900° C in trockenem Wasserstoff geglüht.Both the disk samples for the moment measurements and the Epstein samples were cut out of the material and 48 Annealed for hours at 900 ° C in dry hydrogen.

Es wird weiter auf die nachstehende Tabelle V Bezug genommen, die die magnetischen Eigenschaften der Legierungen aufführt.Further reference is made to Table V below which lists the magnetic properties of the alloys.

Tabelle V - Magnetische EigenschaftenTable V - Magnetic Properties

Scheitelmoment
Legierung (erg/cm )
Peak moment
Alloy (erg / cm)

M 838
M 839
M 840
M 838
M 839
M 840

81.500
90.700
81.300
81,500
90,700
81,300

Momentverhält-
nis
Moment ratio
nis

0,52
0,48
0,41
0.52
0.48
0.41

Hc
(Oe)
H c
(Oe)

0,62 0,89 0,410.62 0.89 0.41

1010

19.100
18.900
19.000
19,100
18,900
19,000

B1OO (G) B 1OO (G)

22.700 22.700 22.80022,700 22,700 22,800

Aus den mit Tabelle V wiedergegebenen Untersuchungsergebnissen läßt sich ersehen, daß hohe B Q-Werte erhalten wurden, was für einen hohen Grad an (110) jjDOl]-Ausrichtung spricht. Ebenso waren auch die Sättigungswerte für die Legierungen sehr annehmbar, wenngleich die Scheitelmomentwerte etwas niedriger lagen als bei den zuvor erläuterten besseren Materialien. Es ist anzunehmen, daß das dickere warmgewalzte Bahnmaterial, das zu wesentlich höheren Zwischen-Kaltreduktionen führt, die etwas niedrigeren Scheitelmomentwerte ergibt. Es ist dementsprechend anzustreben, die in den einzelnen Stufen bewirkte Kaltreduktion auf einen Wert zu beschränken, der innerhalb eines Bereiches zwischen etwa 40 % und etwa 75 % der Querschnittsfläche liegt.From the test results presented in Table V it can be seen that high B Q values were obtained, indicating a high degree of (110) jjDO1] alignment. The saturation values for the alloys were also very acceptable, although the peak moment values were somewhat lower than for the better materials discussed above. It is believed that the thicker hot rolled sheet material, which results in much higher intermediate cold reductions, will give somewhat lower peak moment values. Accordingly, the aim is to limit the cold reduction brought about in the individual stages to a value which lies within a range between approximately 40% and approximately 75% of the cross-sectional area.

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Beispiel IIIExample III

Es wurden weitere Kobaltgehalte untersucht, um den relativen Wert des Kobalts zu bestimmen, der wirksam ist, um die verbesserten Induktionswerte zu erzielen, die der Erzielung des erforderlichen Maßes an (110) £ooi3~Ausrichtung in einem primär rekristallisierten Mikroaufbau entsprechen. In diesem Zusammenhang wird auf die nachstehende Tabelle VI Bezug genommen, die die nominelle Zusammensetzung von zwei Legierungen angibt, die entsprechend der vorliegenden Erfindung hergestellt und untersucht wurden, wobei darauf hinzuweisen ist, daß die in der Tabelle VI angegebenen Legierungen 18 % Kobalt bzw. 10 % Kobalt enthalten. Dabei wurde ein entsprechender Anteil an Silizium von 1 % bzw. 2 % zugesetzt, um die verbesserte Volumenresistivität zu erzielen. In diesen Chargen wurden der Schwefelgehalt so eingestellt, daß der Wert unter etwa 0,003 % liegt.Additional cobalt levels were investigated to determine the relative level of cobalt that is effective to provide the improved induction levels to achieve that of achieving the required level of (110) £ ooi3 ~ alignment in a primarily recrystallized Micro-structure. In this regard, reference is made to Table VI below for the nominal composition of two alloys made and tested in accordance with the present invention, referring to it should be noted that the alloys given in Table VI contain 18% cobalt and 10% cobalt, respectively. It was a corresponding proportion of silicon of 1% or 2% added in order to achieve the improved volume resistivity. In these batches the sulfur content was adjusted so that the value is below about 0.003%.

Tabelle VI - Nominelle chemische ZusammensetzungTable VI - Nominal Chemical Composition Legierung % Co % Si % MnAlloy% Co% Si% Mn

M 883 18 1,0 0,05M 883 18 1.0 0.05

M 887 10 2,0 0,05M 887 10 2.0 0.05

Die Legierungen wurden dann wie folgt behandelt: Warmwalzen bei 1050° C auf 2 mm; beizen bzw. entzundern;The alloys were then treated as follows: hot rolling at 1050 ° C to 2 mm; pickling or descaling;

5 Stunden lang bei 850° C in trockenem Wasserstoff glühen;Glow in dry hydrogen at 850 ° C for 5 hours;

Kaltwalzen auf 0,6 mm;Cold rolling to 0.6 mm;

5 Stunden lang bei 850° C in trockenem Wasserstoff glühen;Glow in dry hydrogen at 850 ° C for 5 hours;

auf 0,27 nun Endmaß kaltwalzen.Now cold-roll to a final size of 0.27.

Nach dem Kaltwalzen auf Endmaß wurden die Legierungen etwa 5 Minuten lang bei 850° C in feuchtem Wasserstoff streifengeglüht und dann 40 Stunden lang bei 940° C in trockenem Wasserstoff geglüht.After cold rolling to final size, the alloys were about 5 minutes strip annealed at 850 ° C in moist hydrogen and then annealed for 40 hours at 940 ° C in dry hydrogen.

309836/0890309836/0890

_ 17 _ 7307929_ 17 _ 7307929

Die Streifenglühung erfolgte im Hinblick auf eine Entkohlung, und die Endglühung fand bei einer Temperatur in Nähe der A .-Tempera-The strip annealing was carried out with a view to decarburization, and the final annealing took place at a temperature close to the A.

C XC X

tür, jedoch unterhalb dieser A -Temperatur statt.door, but below this A temperature.

Es ist weiter auf die Tabelle VII Bezug zu nehmen, die die magnetischen Eigenschaften für die Legierungen der Tabelle VI angibt.Further reference should be made to Table VII which lists the magnetic Specifying properties for the alloys of Table VI.

Tabelle VII - Magnetische EigenschaftenTable VII - Magnetic Properties

Scheitel- Moment- „Vertex- moment- "

moment _ verhält- c 10 1OO Probe (erg/cm ) nis (Oe) (G) moment _ behavior- c 10 1OO sample (erg / cm) nis (Oe) (G)

M 883 106.700 Q 44 0,368 18.500 21.7OO M 887 121.300 0,45 0,275 18.000 20.9OOM 883 106,700 Q 44 0.368 18,500 21,7OO M 887 121,300 0.45 0.275 18,000 20,9OO

Der Momentwert spricht für ein hohes Maß an (110) (pol] -Textur. Die 10 %-Kobaltprobe scheint zwar etwas höher texturiert zu sein, jedoch hat die 18 %-Kobaltlegierung infolge ihrer höheren Sättigung einen höheren Induktionswert. Diese Proben wiesen nur primäre Rekristallisation und normales Kornwachstum auf. In anderen Untersuchungen wurden für in ähnlicher Weise behandelte Legierungszusammensetzungen mit Schwefelzusätzen von 0,01 % viel niedrigere Momentwerte erhalten. Ebenso scheinen langsam auf eine End-Glühtemperatur erwärmte Proben schlechtere Ergebnisse zu liefern.The instantaneous value suggests a high degree of (110) (pol) texture. The 10% cobalt sample seems to be a bit more textured, however, the 18% cobalt alloy has higher saturation due to its higher saturation a higher induction value. These samples showed only primary recrystallization and normal grain growth. In other investigations were for similarly treated alloy compositions much lower torque values are obtained with sulfur additives of 0.01%. Likewise, seem slowly to a final annealing temperature heated samples give poor results.

Aus den vorstehenden Beispielen läßt sich ersehen, daß sich ein höheres Maß an (110) [pol]-Textur in Kobalteisen-Legierungen über einen weiten Bereich von Kobalt-, Mangan-, Silizium- und Chromanteilen durch primäre Rekristallisation und normales Kornwachstum erhalten läßt. Der Behandlungsablauf ist eindeutig wichtig, und es ist zu beachten, daß die Endglühung unterhalb der Alpha-ZGamma-Umwandlungstemperatur gehalten werden muß, die bei etwa 95O° C liegt, oder, genauer ausgedrückt, die Endglühung muß bei einer Maximaltemperatur bleiben, die unterhalb der A -Temperatur liegt. Durch eine solche Überwachung des Schwefelgehalts werden durch primäre Rekristallisation und Kornwachstum in hohem Maße (110) [pol]-texturierte Legierungen erhalten. Dementsprechend lassen sich Transformatoren und Vorrichtungen mit umlaufenden Magnetker-From the above examples it can be seen that a higher degree of (110) [pol] texture is carried over into cobalt iron alloys a wide range of cobalt, manganese, silicon and chromium components can be obtained by primary recrystallization and normal grain growth. The course of treatment is clearly important, and so is it it should be noted that the final annealing is below the alpha-ZGamma transition temperature must be kept, which is about 95O ° C, or, more precisely, the final annealing must be at a Stay at the maximum temperature that is below the A temperature. Such monitoring of the sulfur content will be carried out by primary recrystallization and grain growth in (110) [pol] -textured alloys. Let accordingly transformers and devices with rotating magnetic core

309836/089 0309836/089 0

— X Ö ~- X Ö ~

nen wie Motoren und Generatoren, die dieses Material verwenden, mit verringerter Größe und verringertem Gewicht herstellen, was erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen bei der Fertigung sowohl der Legierung als auch der Geräte führt.Such as motors and generators that use this material make what results in significant economic advantages in the manufacture of both the alloy and the devices.

Patentansprüche:Patent claims:

309836/0890309836/0890

Claims (23)

P atentanspr ü c h ePatent claims 1. Verfahren zur Herstellung von Eisenkobalt-Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung mit zwischen 5 und 35 Gew% Kobalt, bis zu 3 Gew% eines die Volumenresistivität verbessernden Elementes, Rest Eisen mit unbestimmten Mengen Verunreinigungsspuren, geschmolzen und deren Schwefelgehalt eingestellt, das so erhaltene Legierungsmaterial durch Warmbearbeitung auf ein Zwischenmaß gebracht, das auf ein Zwischenmaß gebrachte Material einer Glühbehandlung unterworfen, das glühbehandelte Material in einem oder mehreren Schritten durch Kaltbearbeitung auf ein gewünschtes Endmaß gebracht wird, wobei mindestens mittels des letzten der Kaltbearbeitungsschritte eine Reduktion der Querschnittsfläche zwischen 40 und 75 % bewirkt wird, und daß hierauf bei einer Temperatur im Bereich zwischen 8OO° C und der A .-Temperatur geglüht wird, so daß das hohe Kornvolumen der (110)[boI^-Textur in Miller-Indices durch primäre Rekristallisation und normales Kornwachstum erzeugt Wird.1. A process for the production of iron-cobalt alloys, characterized in that an alloy with between 5 and 35% by weight Cobalt, up to 3% by weight of a volume resistivity enhancer Element, remainder iron with indefinite amounts of traces of contamination, melted and adjusted its sulfur content, the alloy material thus obtained is brought to an intermediate dimension by hot working, the brought to an intermediate dimension Material subjected to an annealing treatment, the annealed material in one or more steps by cold working is brought to a desired final dimension, at least by means of the last of the cold working steps a reduction in cross-sectional area between 40 and 75% is effected, and that thereupon at a temperature in the range between 800 ° C and the A. Temperature is annealed, so that the high grain volume of the (110) [boI ^ texture in Miller indices Generated by primary recrystallization and normal grain growth. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlegierung weniger als 0,005 % Schwefel enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that the final alloy contains less than 0.005% sulfur. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Endlegierung weniger als 0,002 % Schwefel enthält.3. The method according to claim 2, characterized in that the final alloy contains less than 0.002% sulfur. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche des kaltbearbeiteten Materials im Bereich zwischen 4O % und 75 % in einem Schritt verringert wird.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the cross-sectional area of the cold-worked material in the Range between 40% and 75% is reduced in one step. 5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche Kaltbearbeitung bei einer Temperatur von bis zu 300° C vorgenommen wird.5. The method according to one or more of claims 1-4, characterized in that the initial cold working at a temperature of up to 300 ° C is carried out. 309836/08ÖÜ309836 / 08ÖÜ 6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen jeden Kaltbearbeitungsschritt eine Zwischenglühung bei einer Temperatur zwischen 7OO und 900° C eingeschaltet wird.6. The method according to one or more of claims 1-5, characterized characterized in that between each cold working step an intermediate anneal at a temperature between 700 and 900 ° C is switched on. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenglühung in einer entkohlenden Atmosphäre erfolgt.7. The method according to claim 6, characterized in that the intermediate annealing takes place in a decarburizing atmosphere. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die entkohlende Atmosphäre Wasserstoff mit einem Taupunkt von mindestens 4,4° C ist.8. The method according to claim 7, characterized in that the decarburizing atmosphere is hydrogen with a dew point of is at least 4.4 ° C. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß alle Glühvorgänge in Wasserstoffatmosphäre vorgenommen werden.9. The method according to any one of claims 1-8, characterized in that that all annealing processes are carried out in a hydrogen atmosphere. 10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungszusammensetzung bis zu 2 % Chrom, bis zu 1 % Mangan und bis zu 3 % Silizium aufweist .10. The method according to one or more of claims 1-9, characterized in that the alloy composition is up to Contains 2% chromium, up to 1% manganese and up to 3% silicon. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung auf ein Zwischenmaß zwischen 0,2 mm und 0,38 mm Stärke wannbearbeitet und nach der Kaltbearbeitung bei einer Tempe;11. The method according to claim 10, characterized in that the alloy to an intermediate dimension between 0.2 mm and 0.38 mm Thickness when machined and after cold working at one tempe; wird.will. Temperatur im Bereich zwischen 850° C und 950° C geglühtAnnealed temperature in the range between 850 ° C and 950 ° C 12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungszusammensetzung Kobalt in einer Menge von 20 % bis 30 % und Chrom in einer Menge von 0,25 % bis 1,0% enthält.12. The method according to claim 10 or 11, characterized in that the alloy composition is cobalt in an amount of Contains 20% to 30% and chromium in an amount of 0.25% to 1.0%. 13. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, daß das erhaltene Legierungsmaterial bei einer Temperatur zwischen 1000° C und 1100° C warmbearbeitet wird.13. The method according to one or more of claims 1-12, characterized characterized in that the alloy material obtained is hot worked at a temperature between 1000 ° C and 1100 ° C will. 309836/0890309836/0890 '/307929'/ 307929 14. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß das auf ein Zwischenmaß gebrachte Legierungsmaterial bei einer Temperatur zwischen 600 und 900° C geglüht wird.14. The method according to one or more of claims 1-13, characterized characterized in that the alloy material brought to an intermediate dimension at a temperature between 600 and 900 ° C is annealed. 15. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-14, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsfläche der kaltbearbeiteten Legierung mindestens in Verbindung mit der letzten Reduzierung auf Endmaß zwischen 50 und 60 % verringert wird.15. The method according to one or more of claims 1-14, characterized characterized in that the cross-sectional area of the cold worked alloy at least in connection with the latter Reduction to the final dimension between 50 and 60% is reduced. 16. Nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-15 hergestellte Eisenkobalt-Legierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein primäres rekristallisiertes Korngefüge hat, bei dem eine Mehrheit der Körner (110)-Textur aufweist und eine Mehrheit der ausgerichteten Körner mit den Würfelkanten ihrer Kristallgitter innerhalb eines Winkels von 10° der £ooi^] -Wal ζ richtung ausgerichtet sind.16. According to one or more of claims 1-15 produced iron cobalt alloy, characterized in that it is a has a primary recrystallized grain structure in which a majority of the grains have (110) texture and a majority of the aligned grains with the cube edges of their crystal lattices within an angle of 10 ° of the £ ooi ^] -Wal ζ direction are aligned. 17. Legierung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelgehalt niedriger als 0,05 % ist.17. Alloy according to claim 16, characterized in that the sulfur content is less than 0.05%. 18. Legierung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwefelgehalt niedriger als 0,002 % ist.18. Alloy according to claim 17, characterized in that the sulfur content is less than 0.002%. 19. Legierung nach Anspruch 16, 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Chromgehalt bis zu 2 %, der Mangangehalt bis zu19. Alloy according to claim 16, 17 or 18, characterized in that that the chromium content up to 2%, the manganese content up to 1 % und der Siliziumgehalt bis zu 3 % ausmacht.1% and the silicon content makes up to 3%. 20. Legierung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Kobalt zwischen 8 und 20 % und das Silizium zwischen 0,5 und20. Alloy according to claim 19, characterized in that the cobalt between 8 and 20% and the silicon between 0.5 and 2 % ausmacht.2%. 21. Legierung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Kobalt zwischen 20 und 30 % und das Chrom zwischen 0,25 und 1,0 % ausmacht.21. Alloy according to claim 19, characterized in that the cobalt between 20 and 30% and the chromium between 0.25 and 1.0%. 309836/0890309836/0890 22. Legierung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Kobalt zwischen 26,5 % und 28 % und der Anteil an Chrom 0,75 % ausmacht.22. Alloy according to claim 21, characterized in that the proportion of cobalt between 26.5% and 28% and the proportion of Chromium makes up 0.75%. 23. Legierung nach Anspruch 19 oder 2O, dadurch gekennzeichnet, daß der Kobaltanteil zwischen 10 % und 18 % ausmacht.23. Alloy according to claim 19 or 2O, characterized in that that the cobalt content is between 10% and 18%. KN/hs 3KN / hs 3 309836/0890309836/0890 LeerseiteBlank page
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