DE2447482A1

DE2447482A1 - Verfahren zum ausbilden eines glasfilms auf den oberflaechen kornorientierter stahlbleche

Info

Publication number: DE2447482A1
Application number: DE19742447482
Authority: DE
Inventors: Kazuo Hamachi; Toshio Irie; Yoshihiko Kameishi; Katsuo Yamaguchi; Yasuo Yokoyama
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1973-10-30
Filing date: 1974-10-04
Publication date: 1975-05-07
Also published as: NO137905C; FI57977B; FI57977C; FR2249180B1; BE821056A; NO743361L; SE7411669L; DK141817B; US3932237A; JPS5071526A; DK141817C; JPS5322529B2; DK547074A; FI278374A; SE410625B; FR2249180A1; DE2447482B2; DE2447482C3; NO137905B

Description

W. STOCKMAIR

DR.-ING. · AeE(CALTECH)

2 A Λ 7 Λ 8 2 ^κ· Schumann

**" ~ ' DR. RER. NAT. · DIPL.-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPl-.-ΙΝβ.

P 8561-3 /Pr ^G· bezold

DR. RER. NAT. · DIPU-CHEM.

MÜNCHEN

E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INQ.

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

LINDAU

. Okt. 1974

Kav/asaki Steel Corporation

No. t-28, 1-Chome, Kitahonmachi-Dori,

Fukiai-Ku

Kobe City Japan

Verfahren zum Ausbilden eines Glasfilins auf den Oberflächen kornorientierter Stahlbleche.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausbilden eines isolierenden MgO-SiOp-Glasfilms auf den Oberflächen eines kornorientierten Si-Stahlbleches. Dabei bezieht sich die Erfindung insbesondere auf ein Verfahren zur Ausbildung von gleichförmigen elektrisch isolierenden, MgO-SiO₂-FiIBIeIi mit ausgezeichnetem Haftvermögen auf den Oberflächen eines kornorientierten St ahlbleche s.

Werden orientierte Si-Stahlbleche als geblechter Transformator enkern benutzt, so wird im allgemeinen ein isolierender Glasfilm auf den Oberflächen der Si-Stahlbleche ausgebildet,

509819/0970

TELEFON (Ο89) 22 28 62 TELEX O6-293BO TELEGRAMME MONAPAT

damit die Kernschichten elektrisch isoliert sind. Außerdem muß der Glasfilm einer Anzahl von Ansprüchen genügen, wobei es beispielsweise darauf ankommt, daß der Film fest an seiner Unterlage aus Si-Stahl haftet, daß er ein gleichmäßiges Aussehen besitzt, daß er wärmebeständig und glatt ist usw., wozu noch die elektrischen Isolationseigenschaften kommen.

Bei den herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung elektrisch isolierender Glasfilme wird ein kaltgewalztes Si-Stahlband mit der angestrebten Endabmessung kontinuierlich mehrere Minuten in einer Hp-HpO-haltigen Atmosphäre bei einer Temperatur von 700 bis 900 G geglüht, um gleichzeitig die Entkohlung des Bandmaterials vorzunehmen und einen SiOp-haltigen Film auf den Stahlbandoberflächen durch Oxidation des im Stahl enthaltenen Siliziums auszubilden. Sodann wj rd das auf obige Weise geglühte Bandmaterial mit einem Glüh-Separator versehen, welcher MgO als Hauptkomponente enthält, in Bundform aufgewickelt und sodann einer Sfhlußglühung bei einer hohen Temperatur unterworfen, wobei das oben beschriebene SiOp und MgO sich zu einer glasartigen Isolierungsschicht umsetzen, die hauptsächlich aus Forsterit (2MgO * SiOp) besteht. Die vorstehend erwähnte glasartige Isolierungsschicht wird im Rahmen der Erfindung als "Glasfilm" bezeichnet.

Der mit Hilfe des vorstehend genannten Verfahrens im technischen Maßstab erzeugte Glasfilm hat jedoch häufig nur ein geringes Haftvermögen an seiner Stahlunterlage und wenn ein mit einem derartigen Glasfilm versehenes Stahlblech einer schneidenden oder trennenden Beanspruchung unterworfen wird, so wird der Glasfila im Bereich der Schnitt- oder Trennfläche

häufig beschädigt. Außerdem werden häufig Stahlblechoberflächen erzeugt, die örtlich ohne Glasfilmbeschichtung sind

509819/0970

oder lange, schmale, weiße und graue unebene Bereiche "be- · sitzen, da es sich als schwierig herausgestellt hat, stets gleichmäßig stabile Glasfilme zu erzeugen. Zur Beseitigung dieser Unzulänglichkeiten ist eine Vielzahl von Vorschlägen unterbreitet worden, die sich auf die Korngröße und Reinheit des MgO und auf die Zusätze beziehen. Keine der bisher vorgeschlagenen Arbeitsweisen war jedoch imstande, die obengenannten Unvollkommenheiten und insbesondere das ungenügende Haftvermögen des Glasfilmes zu verbessern, so daß die Verwendung orientierter Si-Stahlbleche noch immer nicht befriedigend ist.

Orientiertes Si-Stahlblech wird hauptsächlich als Eisenkern für Transformatoren verwendet, wobei der Eisenkern im allgemeinen in zxtfei Typen unterteilt ist. Der eine Typ wird als geblechter Kern bezeichnet und der andere wird ali^ Wickelkern bezeichnet. Der geblechte Kern wird dadurch hergestellt, daß ein Stahlband gespalten oder geschert wird und daß die geschlitzten oder gescherten Stahlstreifen als Laminaten angeordnet werden. Bei diesem laminierten oder geblechten Kern kann das Stahlband praktisch verwendet werden, sofern das Haftvermögen eines Glasfilmes auf der Stahlunterlage nicht so ungenügend ist, als daß es während des Trennvorganges beschädigt wird. Demgegenüber wird der Wickelkern dadurch hergestellt, daß mit Ausnahme des Ringkernes ein Si-Stahlband tun eine rechtwinklige Form gewickelt wird, bis eine angestrebte Abemssung erzielt wird. Sodann wird ein Spannungsfreiglühen vorgenommen. Ist das Stahlband in der erläuterten Weise um die Form herumgewickelt worden, so rutscht oder bricht der Glasfilm von der Stahlunterlage an der Biegungsstelle ab, da das Stahlband rechtwinklig um die Formenecke herumgewickelt worden ist, was zur Folge hat, daß der Isolationswiderstand zwischen den Schichten oft beträchtlich herab

509819/0970

gemindert wird. Außerdem tritt bei Wickelkernen, bei denen ein Harz zwischen den Schichten angeordnet und zwecks Haftung am Eisenkern gehärtet ist, bei Unterteilen des Eisenkerns in zwei Teile mit Hilfe einer Bandsäge zwecks Herstellung von Spulen für die Primär-· und Sekundärseite häufig dann eine ernste Schwierigkeit auf, wenn der Eisenkern mit Hilfe einer Bandsäge in zwei Teile unterteilt wird, da der Glasfilm in der Nähe des Schneidbereiches abrutscht und von der Stahlunterlage herabfällt, was eine Folge der kontinuierlichen Schlagbeanspruchung durch die Bandsäge ist, wobei häufig Riße zwischen den Schichten gebildet werden. Wenn diese Probleme auftreten, so können die angestrebten elektrischen Eigenschaften des Transformators nicht gänzlich erreicht werden und die Pulsation oder Schwebung des Transformators wird vergrößert. Daraus ergibt sich, daß. ein besonders gutes Haftvermögen des Glasfilmes bei den Transformatoren mit Wickelkern vonnöten ist und daß die herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung von Glasfilmen nicht imstande sind,derartigen Ansprüchen zu genügen.

Die älteren Forschungen im Hinblick auf die Verbesserung der Gleichförmigkeit und des Haftvermögens der Glasfilme waren vorherrschend auf die Reinheit, Zusammensetzung, Korngröße und Menge des Glüh-Separators gerichtet. Demgegenüber haben die Erfinder ihre Untersuchungen besonders auf den Einfluß der Oberflächenbeschaffenheit eines Stahlbleches gerichtet, welches bereits die Schluß-Kaltwalzung durchlaufen hatte und noch auf das kontinuierliche Entkohlüngsglühen wartete, wobei die Erfinder die Oberflächenbeschaffenheit des Stahlbandes in der genannten Verfahrensstufe mit der Gleichförmigkeit und dem Haftvermögen des Glasfilmes in Beziehung brachten. Dabei haben die Erfinder gefunden, daß es von großer Bedeutung ist, das Stahlblech vor dem Entkohlüngsglühen zu beizen, um gleichförmige und stabile Glasfilme auszubilden, welche ein spürbar verbessertes Haftvermögen besitzen und selbst dann weder abblättern

509819/0970

noch abfallen, wenn der Stahl bei der Verarbeitung zu Eisenkernen schweren Beanspruchungen unterworfen wird. Bei herkömmlichen Arbeitsweisen sind die Alkali-Entfettung oder die elektrolytische Entfettung, welche ein stärkeres Entfettungsverfahren darstellt, vor dem Entkohlungsglühen vorgenommen worden, um das bei der Schlußkaltwaltzung verwendete WaIzöl zu entfernen. Eine Beizbehandlung ist jedoch noch niemals ausgeführt worden.

Der Grund dafür, daß die Erfindung der Beizbehandlung so große Bedeutung zumißt, ist der folgende. Der im wesentlichen aus Forsterit bestehende Glasfilm wird, wie vorstehend beschrieben, durch die Umsetzung des SiO₂ des bei der Entkohlungsglühung gebildeten Oxydfilms mit MgO aus dem Glüh-Separator während der Schlußglühung bei einer hohen Temperatur gebildet. Die Erfinder haben gefunden, daß es zur-Erzielung eines gleichförmigen Glasfilmes unverzichtbar ist, daß uer während der Entkohlungsglühung gebildete Oxydfilm stets über die gesamte Stahloberfläche eine gleichförmige Zusammensetzung und Dicke besitzt. Außerdem wurde gefunden, daß es sehr wichtig ist, die Oberflächenbeschaffenheit des Stahles vor der Entkohlungsglühung zu überwachen, was einen zusätzlichen Gesichtspunkt neben der exakten Einstellung von Temperatur und Atmosphäre sowie Zeitdauer der Entkohlungsglühung darstellt, um die gestellten Ansprüche zu befriedigen.

Bei der Erzeugung orientierter Silizium-Stahlbleche werden Bearbeitungsvorgänge, wie das Warmwalzen, Entzundern, erstes Kaltwalzen, Entfernung des Walzöls der ersten Kaltwalzung, Zwischenglühungen, zweite Kaltwalzung, Entfernung des Walzöls der zweiten Kaltwalzung usw. im allgemeinen ausgeführt, bevor die Entkohlungsglühung vorgenommen wird. Die Oberfläche eines Stahlbleches ist in der Verfahrensstufe vor der Entkohlungsglühung scheinbar sauber. Wird jedoch beispielsweise

50 9 8 19/0970

ein transparentes Klebeband auf eine sorgfältig entfettete Oberfläche eines abschließend kaltgewalzten Stahlbleches geklebt und das Klebeband dann von dem Blech abgezogen, so zeigen sich silbrig-schwarze Pulver, die an dem Band kleben. Die Menge des anhaftenden Pulvers ist nicht immer die gleiche, aber die Pulver kleben ziemlich fest und es ist schwierig, die anhaftenden Pulver wieder vollständig zu entfernen, selbst wenn rotierende Bürsten bei der Entfernung von Walzöl verwendet werden. Obgleich es unmöglich ist, die Menge des anhaftenden Pulvers genau zu bestimmen, werden Mengen gemessen,

die von etwa 0,5 bis 2,0 g je 1m Blechoberflächen reichen, wenn die Menge aus dem Unterschied der Gewichte ermittelt wird, die das Klebeband vor und nach dem Test besitzt. Da die anhaftenden Pulver im wesentlichen aus Eisen, Silizium und Sauerstoff bestehen, wird angenommen, daß dünner Zunder, der während der Zwischenglühung vor der Schlußkaltwalzung auf einer Stahlblechoberfläche gebildet ist, während Oes Kaltwalzens pulverisiert, verpreßt und zum festen Anhaften an der Stahlblechoberfläche gebracht worden ist. Außerdem kann jedoch auch angenommen werden, daß die Entfernung des Zunders nach der Warmwalzung unzureichend erfolgte. Es ist festgestellt worden, daß dann, wenn ein derartiger Haftzunder vorhanden ist,.das Entfernungsmittel für das Walzöl die Neigung hat, nicht gänzlich durch Abwaschen mit Wasser entfernt zu werden, sondern zurückbleibt.

Als Ursachen dafür, daß neben den oben erwähnten anhaftenden Pulvern noch andere Verunreinigungen auf der Stahlblechoberfläche vor der kontinuierlichen Entkohlungsglühung vorliegen, kann die Verbrennung van Walzöl infolge des bei der Walzung auftretenden Temperaturanstieges und auch die Rostbildung genannt werden, die dann auftritt, wenn die Entfattungsbehandlung nicht unmittelbar im Anschluß an den Walzvorgang vorgenommen wird.

509819/0970

Die Ursache, aus welcher durch Anwendung der Beizbehandlung nach der Erfindung vor der kontinuierlichen Entkohlungsglühung stets ein äußerst gleichförmiger und stabiler isolierender Glasfilm erhalten wird, ist wohl darin zu sehen, daß die oben beschriebenen anhaftenden Pulver und Verunreinigungen der Stahlblechoberfläche vollständig entfernt werden und daß die Entkohlungsreaktion und die zur Ausbildung des Oxidfilms führenden Reaktion gleichmäßig über die gesamte Stahlblechoberfläche ablaufen. Außerdem wird erfindungsgemäß das Haftvermögendes Glasfilms an der Stahlunterlage beträchtlich erhöht, was ein unerwartetes und besonders wichtiges Ergebnis der Erfindung darstellt. Diese Wirkung läßt sich nicht durch das Phänomen erklären, daß die Stahlblechoberfläche vor der Entkohlungsglühung lediglich sauber ist. Ist beispielsweise der auf einem Stahlblech während der Warm-

walzun gebildete Zunder vollständig entfernt word m_; und eine kontinuierliche Zwischenglühung unmittelbar vor einer Schluß-Kaltwalzung bei einem Taupunkt von weniger als -4-0⁰C in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre ausgeführt worden, so daß keinesfalls, ein Oxidfilm auf der Stahlblechoberfläche ausgebildet wird, oder ist ein Beizvorgang mit Hilfe einer wässrigen Säurelosung, enthaltend einige Prozente an IPlußsäure, unmittelbar im Anschluß an eine kontinuierliche Zwischenglühung vorgenommen worden, um vollständig den Zunder zu entfernen, der während der kontinuierlichen Zwi schenglühung auf der Stahlblechoberfläche gebildet worden ist, so zeigt, die Stahlblechoberfläche nach der Schluß-Kaltwalzung und der Entfernung des Walzöls einen metallischen Glanz, der denjenigen üblicher kaltgewalzter Flußstahl-Bleche gleicht, wobei sich die Stahlblechoberfläche im Klebebandtest auch gänzlich sauber erweist. Werden jedoch ein derart behandeltes Stahlblech und ein erfindungsgemäß nach der Entfettung gebeiztes Stahlblech einer

509819/0970

3 -

Entkohlungsglühung, der Anwendung eines Glüh-Separators und einer Schlußglühung bei hoher Temperatur unter den gleichen Bedingungen zwecks Ausbildung von Glasfilmen auf den Oberflächen der jeweiligen Stahlbleche unterzogen, so zeigt sich bei einem Vergleich des auf der Oberfläche des erstgenannten Stahlbleches ausgebildeten Glasfilms mit dem Glasfilm, der auf der Oberfläche des letztgenannten Stahlbleches ausgebildet worden ist, daß der letztgenannte Glasfilm dem erstgenannten Glasfilm im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit und insbesondere auf das Haftvermögen beträchtlich überlegen'ist. Demzufolge wird das Zustandekommen der erfindungsgemäßen Wirkung wie folgt begründet. Die Oberfläche des Stahlbleches wird stets auf konstanten Bedingungen gehalten, was eine Folge der Entfernung einer sehr kleinen Menge an an der Oberfläche vor der kontinuierlichen Entkohlung anhaftenden Stoffe gemeinsam mit einem Oberflächenschichtbereich der S^ahlunterlage ist, was beduetet, daß die Oberflächenbeschaffenheit des Stahlbleches vor der Entkohlungsglühung auf einfache Weise auf einem konstanten Zustand gehalten worden ist, wobei es schwierig ist, die Oberflächenbeschaffenheit quantitativ auszudrücken oder zu beeinflussen. Wenngleich der Mechanismus, mit dessen Hilfe das Haftvermögen des Glasfilms zusätzlich zu einer Verbesserung der Gleichförmigkeit verbessert wird, noch nicht gänzlich geklärt ist,kann jedoch davon ausgegangen werden, daß eine sehr geringe Eauhheit der Stahlblechoberfläche, die durch den BeiζVorgang hervorgerufen worden ist, zu der Verbesserung des Haftvermögens beiträgt.

Das Behandlungsverfahren nach der Erfindung wird im folgenden im einzelnen erläutert.

50981 9/0970

Bei den mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zu behandelnden Siliziumstählen handelt es sich um herkömmliche Si-Stahlbleche mit 2 bis 4- % Silizium, welche zuvor warmgewalzt, anschließend geglüht und unter geeigneten Bedingungen in der Kälte auf die Endabmessung ausgewalzt und entfettet worden sind. Somit fallen die Zusammensetzung des Si-Stahls und die Behandlungsschritte bis zur Schluß-Kaltwalzung nicht in das Gebiet der vorliegenden Erfindung. Der Siliziumstahl kann beispielsweise irgendeines der Elemente S, Se, Sb, Al u.dgl. als Inhibitor enthalten und außerdem können beliebige Querschnittsverminderungen bei den Warm- und Kaltwalzungen zur Anwendung kommen. Der erfindungsgemäße Beizvorgang kann als getrennter Beizvorgang in einer mit dem letzten Teil eines herkömmlichen Entfettungsvorganges kombinierten Beiζeinrichtung oder in einer Beiζeinrichtung ausgeführt werden, die mit dem ersten Teil einer herkömmlichen Anlage zum Entkohlungsglühen vereinigt ist. Da es erforderlich ist, die Ausbildung von Rost im Abschluß an den Beizvorgang soweit wie möglich zu verhindern, ist es in diesem Fall höchst vorteilhaft, eine Beizeinrichtung mit dem ersten Teil einer Einrichtung für das Entkohlungsglühen zu kombinieren* Nach dem Beizvorgang kann die Nachbehandlung in der gleichen Weise ausgeführt werden, wie die Nachbehandlung beim Beizen von herkömmlichen Stahlblechen, ^s darin besteht, daß der gebeizte Stahl unverzüglich mit Wasser abgewaschen und getrocknet wird. Die beim Beizverfahren nach der Erfindung verwendeten Säuren sind die gleichen, die herkömmlicherweise beim Beizen von Eisen und Stahl verwendet werden. Dabei handelt es sich beispielsweise um Schwefelsäure, Salzsäure, Salpetersäure, Fluorwasserstoffsäure, Phosphorsäure u.dgl. Im Hinblick' auf das Beizvermögen, die Kosten und die Einfachheit der Aufbereitung der verbrauchten Säure werden jedoch' Schwefelsäure und Salzsäure bevorzugt verwendet.

509819/0970

Es ist erforderlich, das Beizen so weit zu treiben, daß die an der Stahloberfläche anhaftenden Stoffe gänzlich entfernt und der Stahluntergrund auf der ganzen Stahlfläche freigelegt wird. Um jedoch ein zuverlässiges Haften des Glasfilmes zu erzielen, ist es von Vorteil, Beizbedingungen auszuwählen, bei denen die Oberfläche des Stahluntergrundes gelöst wird und innerhalb bestimmter Grenzen entfernt wird. Dieses gilt sowohl dann, wenn eine große Menge an Stoffen an der Stahloberfläche anhaftet, als auch dann, wenn im wesentlichen keinerlei Stoffe anhaften. Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Diese zeigt ein Schaubild, in welchem die Beziehungen zwischen der Menge des durch den erfindungsgemäßen Beizvorgang entfernten Stahlbleches und dem Haftvermögen oder der Haftfestigkeit des Glasfilmes dargestellt sind.

, I

Ein Stahlband wurde unter den verschiedenen in der folgenden Tafel I zusammengestellten Bedingungen gebeizt, worauf das gebeizte Stahlband einer Entkohlungsglühung unterzogen, mit MgO behandelt und einer Schlußglühung bei hoher Temperatur zwecks Ausbildung eines Glasfilmes unterworfen.

Tafel 1

Säure	Konz entration (Gew.-%)	Temperatur	Zeitdauer (see)	Beizver lust (g/m2)
H₂SO₄	5	70	20	1,9
EGt	20	■>' 40	30	3,4
H₂SO₄	5	79	40	5,1
EGV	20	50	45	14,0
H₂SO₄	20	75	60	38,0

509819/0970

Die einzige Figur zeigt eine Beziehung zwischen der Menge des durch die obenerwähnte Beizbehandlung entfernten Stahlbandes und der Haftfähigkeit oder Haftfestigkeit des erzeugten Glasfilms. Die Menge des durch den Walzvorgang verlorengegangenen Blechmaterials wird im folgenden als Beizverlust bezeichnet. Die Haftfähigkeit ist der Widerstand, den das Material einer Abscherung entgegensetzt und wird auf folgende Weise bestimmt. Ein Eqgxyd-Harz-Klebstoff wurde auf ein Ende von 1 cm Fläche von zwei streifenförmigen Probekörpern aufgebracht, worauf diese beiden Probekörper übereinandergelegt und miteinander verklebt wurden. Sodann wurden die beiden Probekörper in einer horizontalen Sichtung gezogen und die zum Auseinanderziehen der beiden Probekörper erforderliche Kraft wurde gemessen. Die Probekörper wurden für jeden Beizzustand aus zehn Abschnitten in der Breitenrichtung des Stahlbandes herausgenommen. \

Wie der Figur zu entnehmen, wird das Haftvermögen oder die Haftfestigkeit verbessert und wird die Rauhigkeit in der Breitenrichtung des Stahlbandes verringert, wenn der Beiz-

2 verlust nicht weniger als etwa 3 g/m Stahlblech beträgt.

Ist der Beizverlust nicht geringer als etwa 10 g/in ,

so wird eine hohe Haftfestigkeit von etwa 200 kg/m erzielt.

Im Rahmen der Erfindung wird die Beizintensität durch den Beizverlust des Stahlbleches wiedergegeben, der anhand der

vorstehenden Ergebnisse auf wenigstens 3 g/m begrenzt ist.

In diesem Fall sind unter dem Begriff "1 m " ein Quadratmeter des Stahlbleches in beiden Seiten zu verstehen, woraus sich konsequenterweise der Beizverlust je Seite als 1,5 g/ω darstellt. Wird das Beizen unter intensiveren Bedingungen vorgenommen, so wird die Blechdicke geringer und selbst wenn der angestrebte Bereich der Blechdicke aufrechterhalten wird, wird der Rißbildungsfaktor erhöht, was die wirtschaftlichen

509819/0970

Nachteile erhöht. Demzufolge ist die obere Grenze natürlich durch die technische Produktion begrenzt. Obwohl die obere Grenze des Beizverlustes nicht ausdrücklich in der Erfindung begrenzt ist, liegt die obere Grenze demzufolge bei nicht mehr als 50 g/m für praktische Zwecke.

Die kontinuierliche Entkohlungsglühung, die Anwendung des Glüh-Separators und die abschließende Glühung bei hohen Temperaturen im Anschluß an die Beizbehandlung können entsprechend bekannte Arbeitsweisen bei der Herstellung von orientierten Si-Stahlblecheη ausgeführt werden. Das bedeutet, daß eine Entkohlungsglühung kontinuierlich in einer Hp-HgO-haltigen Atms-ophäre zwecks Ausbildung von Siliziumoxid und Eisenoxid ausgeführt wird. Ist die Dicke der Oxidschicht gering und zwar weniger als 3 μ, so ist das Haftvermögen beträchtlich verbessert, und selbst dann, wenn die Dicke groß :\st und etwa 5 u beträgt, so kann eine Verbesserung des Haftvermögens erzielt werden. Als Glüh-Separator wird MgO allein oder zusammen mit wenigstens entweder Titanoxid oder Manganoxid verwendet. In beiden Fällen sind die Gleichmäßigkeit und das Haftvermögen der erzeugten Glasfilme verbessert. Die Schlußglühung wird als Kastenglühung in wasser stoff hai tiger Atmosphäre bei Temperaturen von 1100 bis 1500⁰C ausgeführt.

Die folgenden Beispiele dienen lediglich zur Erläuterung der Erfindung, welche keinesfalls auf die angegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist.

Beispiel 1

Ein kaltgewalztes Si-Stahlband'mit 3,3 % Silizium und einer Dicke von 0,30 mm, einer Breite, ven 970 mm und einer Länge von etwa 2800 m wurde entfettet und gereinigt. Dann wurde das Stahlband 60 see. lang in 20 %iger Schwefelsäure gebeizt, wo-

50 9819/0970

"bei das Beizbad auf einer Temperatur von etwa 75° C gehalten wurde. Der Beizverlust bei der obengenannten Behandlung wurde durch Vervrendung eines kleinen Probekörpers gemessen und zu etwa 4-0 g/m bestimmt. Anschließend wurde das gebeizte Stahlband 5 Minuten lang einer kontinuierlichen Entkohlungsglühung bei 820⁰C unterzogen, wobei die Atmosphäre einen Taupunkt von 60⁰C besaß und aus 70 % Wasserstoff, Rest Stickstoff bestand. Dann erfolgte eine Behandlung mit einer wässrigen Aufschlämmung von pulverförmigem MgO, welches als Glühseparator diente. Anschließend wurde durch Erhitzung getrocknet, worauf das Stahlband zu einem Bund aufgewickelt wurde. Die Menge an auf jede Seite aufgetragenem MgO betrug 6,5 g/m nach der Trocknung.

Das derart hergestellte Bund wurde anschließend einer 15-stündigen Schlußglühung bei 1200⁰C in einer Wasserstoffatmosphäre in einem kastenartigen Glühofen unterzogen. Nach dem Abkühlen wurde der Glüh-Separator entfernt,, soweit er nicht an der Reaktion teilgenommen hatte. Sodann wurde die Gleichmäßigkeit des Aussehens des erzeugten Glasfilmes festgestellt«. Das erzeugte Stahlband wurde einer Glühbehandlung unterzogen, um das Blech von den Einflüssen des Äufwickelns au einem Bund zu befreien. Soclann wurde auf das Blech zwecks Verbesserung der elektrischen IsolatioBseigenschaften eine¹ I/O sung aufgetragen, die dadurch hergestellt worden war,, daß 3 kg Cr ο und 7r5 kg Aluminiumnitrat in iQOQ; cm/ einer 15 %igen wässrigen Magnesiumphosphatlösung gelost wurden, woran sich ein einminütiges Brennen bei 450°C zwecks Erzielung des Fertigerzeugnisses anschloß.. . Epstein-Frobekorper von JO mm Breite wurden entnommen und einer fünfstündigen^Spsnnungsfredglühung bei 8OO⁰C in Stickstoff atmosphäre unterzogen,, wonach das Haftvermögen bei Biegebeanspruchung^ die Haftfestigkeit und der Rißfaktor der Testproben bestimmt wurden. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tafel 2 zusammen mit den Ergebnissen der folgenden Beispiele zusammengestellt..

509181S/Q9101

Beispiel. 2

Ein gleiches Stahlband wie bei Beispiel 1 wurde entfettet und gereinigt. Sodann wurde das Stahlband 45 see. lang in 20 %iger Salzsäure bei einer Badtemperatur von etwa 50 G gebeizt, woran sich ein fünfminütiges kontinuierliches' Glühen bei 820⁰G in einer Atmosphäre anschloß, welche einen Taupunkt von 60⁰G besaß und zu 70 % aus Wasserstoff und zu JO % aus Stickstoff bestand. Darauf erfolgte die Behandlung mit einer wässrigen Aufschlämmung, die zu 10 % aus TiOp, Rest MgO bestand und als G-lüh-Separator diente, worauf das Material getrocknet und zu einem Bund oder einer Bandwickel aufgewickelt wurde.

Bei der obigen Behandlung betrug der Beizverlust etwa 14 g/m und die auf jede Seite aufgebrachte Menge an Separator be-

trug 7»5 g/m · Das erhaltene Bund wurde unter dergleichen Bedingungen behandelt, wie im Beispiel 1 beschrieben.

Beispiel 5

Die Behandlungsweise des Beispiels 1 wurde mit dem Unterschied wiederholt, daß der Beizvorgang 40 see« lang in einer 5 % Schwefelsäure bei einer Badtemperatur von etwa 70°C vorgenommen wurde. Bei dieser Behandlung betrug der Beizverlust etwa 5 g/m².

Vergleichsversuch

Die Behandlungsweise des Beispiels 1 wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß keinerlei Beizbehandlung vorgenommen wurde.

Die folgende Tafel 2 zeigt die bei den obigen Beispielen ermittelten Ergebnisse. ¥ie aus Tafel 2 ersichtlich, können mit dem Verfahren nach der Ετ-findung beträchtliche Verbesserungen

50981 9/Q970

der Gleichförmigkeit und der Haftkraft von Glasfilmen erzielt werden. Insbesondere fällt die Tatsache ins Auge, daß nach der abschließenden Beschichtung und der Spannungsfreiglühung unter Stickstoff der Glasfilm eine hohe Haftkraft besitzt, das bedeutet, daß Stahlbänder, die mit Glasfilmen unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung versehen worden sind, sehr gut als Kernmaterial für Transformatoren mit Wickelkern geeignet sind. Außerdem zeigt sich, daß der Eißfaktor bei den auf erfindungsgemäße Weise behandelten Probekörpern im wesentlichen der gleiche ist, wie bei den auf herkömmliche Weise beim Vergleichsversuch behandelten, so daß von dieser Seite keinerlei Schwierigkeiten bestehen.

5098 19/0970

Tafel

Beispiel	Beizverlust (g/m²)	Aussehen des Glasfilms	Nach dem Spannungsfreiglühen in N^	Haftfestig keit _o (Kg/cm^)	Riß-Faktor (%)
1	A-O	gleichförmige graue Be schichtung auf der ge samten Oberfläche	Haftvermögen bei Biegebeanspruchung (20 mm sO	180	97,8
2	14	Il It	innere Seite; im wesentlichen keine Veränderung äußere Seite: keine Veränderung	150	98,0
3 ^!	'- 5	Il ti	It Il	110	97,9
Ver gleichs- versuch	keine Beizung	graue und weiße unebe ne Stellen	innere Seite: weißliche Ver änderungen äußere Seite: keine Verände rung	50	97,9
innere Seite: von der gesamten Oberfläche abge fallen äußere Seite: etwas abgefallen

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Ausbilden eines isolierenden MgO-SiO«- Glasfilms auf den Oberflächen eines kornorientierten Si-Stahlbleches, dadurch gekennzeichnet, daß ein kaltgewalztes Si-Stahlblech mit der angestrebten Endabmessung direkt vor einer Entkohlungsglühung derart gebeizt wird, daß die Oberflächenschichten des Stahlbleches in einer Menge von wenigstens 3 g/m entfernt werden, worauf das gewalzte Stahlblech mit Hilfe eines Glüh-Separators der Entkohlungsglühung unterzogen und dann einer Schlußglühung bei einer hohen Temperatur unterworfen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurc. h £, e k e η η ζ ei c h η e t , daß die Beizung in einem Beiz/bad aus Schwefelsäure oder Salzsäure erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei c h η e t , daß die Beizung derart ausgeführt wird, daß die Oberflächenschichten des Stahlbleches in einer

Menge von 3 Ms 50 g/m entfernt werden.

4-, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Beizen derart erfolgt, daß die Oberflächenschicht des Stahlbleches in einer Menge von

2
wenigstens 10 g/m entfernt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei c h η e t , daß das Beizen als gesonderte Beizbehandlung vorgenommen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz ei c h η e t , daß das Beizen in einer Beizanlage vorgenommen wird, die mit dem hinteren Teil einer Entfettungsanlage kombiniert ist.

50981 9/0970

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Beizen in einer Beiζeinrichtung ausgeführt wird, die mit dem vorderen Teil einer Einrichtung zum Entkohlungsglühen kombiniert ist.

5098 19/0970