DE2508554C3 - Verfahren zum Herstellen beschichteter kornorientierter Siliciumstahl-Meche mit hoher magnetischer Induktion - Google Patents
Verfahren zum Herstellen beschichteter kornorientierter Siliciumstahl-Meche mit hoher magnetischer InduktionInfo
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Description
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- bene Verunreinigungen, wie Schwefel, Selen, Stickkennzeichnet,
daß ein Si-Stahlblech mit 0,005 bis stoff u. dgl. zu entfernen. Wird die Glühbehandlung
0,2 °/o Antimon behandelt wird. derart in Schritte unterteilt, so ist der gebildete
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- MgO-SiO2-Glasfilm sehr ungleichförmig und ist deskennzeichnet,
daß bei der Entkohlungsglühung 35 sen Haftvermögen an dem Siliciumstahl-Grundmetall
eine Oxydschicht mit einer Dicke' von 0,5 bis sehr gering, sofern trockener Wasserstoff als Glüh-4,0
μΐη gebildet wird. atmosphäre verwendet wird. Insbesondere dann, wenn
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- die Dicke der aus SiO2 und Eisenoxid zusammengekennzeichnet,
daß die neutrale Atmosphäre von setzten oberflächlichen Oxydschicht, die kurz vor dem
Raumtemperatur bis zum Ende der Glühbehand- 40 Aufbringen des Glühseparators während des Entkohlung
bei einer konstanten Temperatur zwischen lungsglühens gebildet wird, dünn ist, ist diese Nei-800
und 920° C verwendet wird. gung zur Ausbildung ungleichförmiger und schlecht
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- haftender Glasfilme beachtlich, und es werden dann
kennzeichnet, daß der Wechsel der Atmosphäre weißlich gefärbte Filme oder Schichten mit einem
von dem neutralen Gas zu Wasserstoff bei einer 45 schlechten Haftvermögen auf dem gesamten Stahl-Temperatur
von weniger als 950° C vorgenom- blech oder auf Teilbereichen desselben ausgebildet,
men wird. Es kann sogar auftreten, daß überhaupt keine film-
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- artige Beschichtung ausgebildet wird,
kennzeichnet, daß als neutrales Gas Stickstoff mit Um die Entwicklung dieser nachteiligen Eigeneinem
Sauerstoffgehalt von weniger als 100 ppm 50 schäften zu vermeiden, hat man erwogen, die Dicke
verwendet wird. der während des Entkohlungsglühens gebildeten
oxydischen Oberflächenschicht zu vergrößern. Ist jedoch die gebildete Oxydschicht dick, so werden auch
die erzielten MgO-SiOg-Glasfilme dick, was eineVer-55
ringerung des Schichtungsfaktors zur Folge hat. Das
bedeutet mit anderen Worten, daß wegen des Dicker-Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstel- werdens der Oxydschicht der verfügbare Querschnitt
en kornorientierter Siliciumstahlbleche mit einem des Grundmetalls in Proportion zu der Dicke der
B8-Wert der magnetischen Induktion von mehr als Oxydschicht verringert wird, wodurch sich die mal,88Wb/ms,
welche mit einem isolierenden Glasfilm 60 gnetischen Eigenschaften verschlechtern. Im Falle der
versehen sind, bei welchem ein auf seine Endabmes- kornorientierten Siliciumstahlbleche mit einem B8-sung
gebrachtes, kaltgewalztes Si-Stahlblech in feuch- Wert der magnetischen Induktion von etwa
ter Wasserstoff atmosphäre zur Ausbildung einer im 1,85 Wb/m2 bedeutet das, daß eine Zunahme der Dicke
wesentlichen aus SiO2 und FeO bestehenden Oxyd- der Oxydschicht auf einer Seite um 1 μηι gemäß
schicht auf der Blechoberfläche einer Entkohlungs- 65 theoretischer Berechnungen ein Absenken der maglühung
unterzogen und das entkohlungsgeglühte gnetischen Induktion um 0,005 Wb/m2 zur Folge hat.
Blech mit einem MgO-haltigen Glühseparator be- Tatsächlich jedoch ist die Verschlechterung des
schichtet und das derart behandelte Stahlblech zu #8-Wertes weit größer als der theoretisch berechnete
Wert. Insbesondere dann, wenn kornorientierte SiIiciumstahlbleche
mit einer hohen magnetischen Induktion (ßg-Wert) von mehr als 1,88 Wb/m2 durch
vollständige Entwicklung der sekunüärrekristallisierten Körner innerhalb eines Temperaturbereiches von
800 bis 920° C erzeugt werden, sinkt die magnetische Induktion um 0,01 bis 0,015 Wb/m2, wenn sich
die Dicke der Oxydschicht ωπίμΐη vergrößert. Dieses
dürfte darauf zurückzuführen sein, daß die Kornkerne (grain nuclei), die auf der Oberfläche des kaltgewalzten
Stahles vorliegen und von welchen Kornkernen aus sich die sekundärrekristallisierten Körner
mit (HO)[OOJ !-Orientierung entwickeln, durch die Oxydation verlorengehen. Sollen die sekundärkristal-•
lisierten Körner durch langzeitiges Aufrechterhalten einer Temperatur von 800 bis 920° C vollständig
entwickelt werden, so ist es folglich nicht annehmbar das Haftvermögen des Glasfilmes am Grundmetall
durch Steigerung der Oxydschicht zu verbessern, da dadurch der B8-WeH beeinträchtigt würde. ao
Enthält das Siliciumstahl-Ausgangsmaterial 0,005 bis 0,2°/o Antimon, so wird die Dicke der durch das
Entkohlungsglühen gebildeten Oxydschicht außerdem dünn, so daß dann, wenn ein kornorientiertes SiIiciumstahlblech
mit einem hohen B8-Wert durch vollständiges Entwickeln der sekundärrekristallisierten
Körner mit (110)[001]-Orientierung bei einer Temperatur
von 800 bis 920' C, vorzugsweise von 800 bis 880° C, erzeugt werden soll, ein guter Film nicht
durch eine Kastenglühung unter einer Atmosphäre gebildet werden kann, die hauptsächlich aus Wasserstoff
besteht, wie dieses im Stand der Technik üblich ist.
Unter dem B8-Wert wird die magnetische Induktion
(Wb/m2) bei einer magnetischen Feldstärke von 800 A/m verstanden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu
schaffen, welches die Ausbildung gleichmäßiger isolierender MgO-SiO2-Glasfilme mit ausgezeichnetem
Haftvermögen am Grundmetall von kornorientierten Siliciumstählen gestattet, die eine hohe magnetische
Induktion besitzen und durch Entwicklung sekundärkristallisierter Körner mit (110)[001]-Orientierung
infolge einet Glühung bei 800 bis 920° C hergestellt
worden sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das aufgehaspelte Blech durch wenigstens
lOstündiges Halten auf einer Temperatur von 800 bis 920° C zur vollständigen Entwicklung sekundärkristallisierter
Körner mit (110)[OOl!-Orientierung geglüht und dann auf eine höhere Temperatur von
1000 bis 1200u C gebracht und auf letztere zur Ausbildung
eines MgO-SiO2-Glasfilms auf den Blechoberflächen
gehalten wird, daß das aufgehaspelte Blech durch wenigstens lOstündiges Halten auf einer Temperatur
von 800 bis 920° C zur vollständigen Entwicklung sekundärrekristallisierter Körner mit
(110)[OOl]-Orientierung geglüht und dann auf eine höhere Temperatur von 1000 bis 12000C gebracht
und auf letztere zur Ausbildung eines MgO-SiO2-Glasfilms
auf der Blechoberfläche gehalten wird und daß wenigstens bei dem Halten auf einer Temperatur
von 800 bis 920° C ein gegen Eisen inertes neutrales Gas und bei der Glühbehandlung bei konstanter Temperatur
zwischen 1000 und 1200° C gasförmiger Wasserstoff
verwendet wird.
Ein besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist darin zu sehen, daß mit seiner Hilfe
ausgezeichnete haftende gleichmäßige Filme auf dem Grundmetall auch solcher Siliciumstähle ausgebildet
werden können, die 0,005 bis 0,2% Antimon enthalten.
Die Erfinder haben Untersuchungen im Hinblick auf die Glühatmosphäre in derjenigen Verfahrensstufe angestellt, in welcher die Temperatur mehrere
10 Stunden lang konstant auf einer Temperatur von 800 bis 92Q0C gehalten wird, um die sekundärrekristallisierten
Körner mit vorherrschend (110) [001]-Orientierung vollständig während der
Schlußglühung zu entwickeln. Als Ergebnis dieser Untersuchungen hat sich herausgestellt, daß die genannten
Probleme dadurch gelöst werden können, daß ein Inertgas, wie Stickstoff oder Argon, als
Glühatmosphäre verwendet wird, da hierdurch ein MgO-SiO2-Glasfilm mit einem ausgezeichneten Haftvermögen
am Grundmetall in gleichförmiger Ausbildung an den Oberflächen des Stahlbleches ausgebildet
wird.
Vor der Erfindung ist vorgeschlagen worden, Wasserstoff oder ein hauptsächlich aus Wasserstoff bestehendes
Gas als Glühatmosphäre für die Schlußglühung kornorientierter Siliciumstähle zu verwenden,
und in der Tat ist Wasserstoff allein oder dissoziierter Ammoniak mit einem Gehalt von etwa
75% an Wasserstoff industriell als Atmosphäre für die Schlußglühung verwendet worden. Nach diesem
Verfahren ist es möglich gewesen, ein Erzeugnis mit einem zufriedenstellenden Film zu erzielen, falls der
Glühseparator aufgetragen und die Temperatur verhältnismäßig rasch, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit
von 20° C/Std., von Raumtemperatur auf die Temperatur der Sekundärrekristallisation von
1100 bis 1200° C gesteigert wurde.
Besteht jedoch die Glühatmosphäre lediglich aus Wasserstoff und werden die sekundärrekristallisierten
Körner durch Halten auf einer Temperatur von 800 bis 920° C über einen langen Zeitraum entwickelt,
um ein kornorientiertes Siliciumstahlblech mit hoher magnetischer Induktion zu erzielen, so wird jedoch
nur ein beträchtlich ungleichförmiger Film erhalten.
Die Erfinder haben zahlreiche Untersuchungen des Ausbildungsvorganges der Glasfilme ausgeführt und
als Ergebnis ein Verfahren entwickelt, welches die oben beschriebenen Probleme löst.
Bei ihren Untersuchungen haben die Erfinder die beim Entkohlungsglühen gebildeten Oxyde und das
SiO2 in dem während der Glühung bei einer hohen Temperatur gebildeten MgO-SiO2-Glasfilme quantitativ
miteinander verglichen. Dabei wurde gefunden, daß dann, wenn ein Film mit hohem Haftvermögen
gleichförmig ausgebildet wird, dh SiO2-Menge im
Film im wesentlichen mit dem Betrag übereinstimmt, demgemäß der gesamte Sauerstoß im während des
Entkohlungsglühens gebildeten SiO2 und Eisenoxid in den das SiO2 bei hohen Temperaturen während der
Schlußglühung bildenden Sauerstoff umgewandelt wird, während die Menge an SiO2 in dem weißlichen,
schlecht haftenden Film oder auch in dem dünnen Film, bei welchem die Korngrenzen im wesentlichen
durchscheinen, geringer als derjenige Betrag ist, als wenn der gesamte der Entkohlungsglühung vorhandene
Sauerstoff in SiO2 umgewandelt wäre. Dieses Ergebnis zeigt, daß dann, wenn das bei der Entkohlungsglühung
gebildete Eisenoxid Silicium im Stahl bei der Schlußglühung bei einer hohen Temperatur,
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beispielsweise gemäß der folgenden Gleichung (1), liehen aus Wasserstoff bestehenden gasförmigen
zu SiO2 oxydiert, ein Film mit einem guten Haftver- Ofenatmosphäre in die Räume zwischen den Bundmögen
gebildet wird, wohingegen dann, wenn das wicklungen gefördert und die Ausbildung eines
Eisenoxid gemäß der folgenden Gleichung (2) durch schlechten Filmes gefördert wird. Der Einfluß der
Wasserstoff reduziert wird, ein Film mit niedrigem 5 Dauer des Haltens auf der konstanten Temperatur auf
Haftvermögen gebildet wird. den Film wurde untersucht, wobei folgendes gefunden wurde. Ist die Haltedauer nicht langer als 5 Stun-
2 FeO 4-Si-y 2 Fe + SiO2 (1) den, so ist die Ausbildung eines schlechten Filmes
FeO + H -»- Fe + H O (2) nicht bemerkbar, wird die Haltedauer jedoch langer
ίο als 10 Stunden, so nimmt die Fläche des schlecht-
Im allgemeinen wird die auf einer höheren Tem- haftenden weißlichen Filmes zu, und nach 50 Stunden
peratur verlaufende Schlußglühung dadurch ausge- steigt mit dem Längerwerden der Haltezeit das Ausführt,
daß das Stahlband mit einer Breite von 700 maß der Filmzersetzung an.
bis 1000 mm zu einem Bund von 3 bis 15 Tonnen Wie bereits erwähnt, tritt bei Verwendung der beGewicht
aufgehaspelt und unverzüglich die Tempera- 15 kannten im wesentlichen aus Wasserstoff bestehenden
tür mit einer Geschwindigkeit von 15 bis 30°C/Std. Atmosphäre in der Verfahrensstufe des Temperaturauf
1000 bis 12000C gesteigert wird. In diesem anstieges und in der Verfahrensstufe, bei welcher die
Fall besteht die das Bund umgebende Atmosphäre Temperatur bei 800 bis 920° C konstant gehalten
im wesentlichen aus Wasserstoff, aber der Druck wird, das stark reduzierende Gas in den Raum zwider
Atmosphäre zwischen den Schichten oder Wick- ao sehen den Bundwicklungen ein, wobei die direkte
lungen des dichtgewickelten Bundes ist stets höher Reduktion des FeO im wesentlichen über Wasserstoff
als der Druck der das Bund umgebenden Wasserstoff- gemäß der vorstehenden Gleichung (2) erfolgt, woatmosphäre,
nachdem gepulvertes Magnesiumoxid, hingegen die Reduktion des FeO durch Si gemäß der
welches direkt zur Ausbildung des Filmes dient, auf- vorstehenden Gleichung (1) im wesentlichen nicht abgebracht
worden ist. Dieses ist eine Folge der aus as läuft und ein Film mit schlechtem Haftvermögen
dem Temperaturanstieg resultierenden Wärmeaus- gebildet wird. Erfindungsgemäß wird nun eine nicht
dehnung und dem aus der Magnesiumoxidbeschich- oxydierende und nicht reduzierende Gasatmosphäre,
tung dissoziierenden Dampf, so daß die in den Glüh- wie eine Stickstoff- oder Argonatmosphäre, d. h. eine
raum eingebrachte Wasserstoffatmosphäre nur schwer inerte neutrale Atmosphäre verwendet, um diesen
in die Bundwicklungen eintritt und in dieselbe diffun- 30 Nachteil abzuwenden. Bei Verwendung eines derdiert.
Demzufolge wird das bei der Entkohlungs- artigen Gases läuft die Reaktion gemäß Gleichung
glühung gebildete Eisenoxid im wesentlichen nicht (1), d. h. die Reaktion, in welcher Sauerstoff des FeO
durch Wasserstoff reduziert, und wenn die Tempera- sich mit Si unter Bildung von SiO2 umsetzt, glatt ab,
tür mehr als 800° C erreicht, bei welcher Temperatur und selbst dann, wenn die Dicke der Oxydschicht
die Reaktionsgeschwindigkeit der oben angegebenen 35 beim Entkohlungsglühen dünn ist, wird ein MgO-Gleichung(l)
anwächst, wird SiO2 durch Ablauf der SiO2-Glasfilm mit ausgezeichneter Haftfähigkeit am
nach rechts in Gleichung (1) verlaufenden Umsetzung Grundmetail in gleichmäßiger Weise erzielt,
gebildet. Steigt die Temperatur auf mehr als etwa In der japanischen Patentschrift 715 291 ist ein 1000° C, so wird nicht länger Dampf aus dem auf- Verfahren zur Einstellung der Atmosphäre in einem getragenen Glühseparator entwickelt, und das auf- 40 Glühofen, insbesondere der Atmosphäre zwischen getragene MgO im Glühseparator verbindet sich mit den Wicklungen oder Schichten eines Bundes, be-SiO2, um den MgO-SiO2-Glasfilm zu bilden, so daß schrieben. Bei dem Verfahren nach der obengenannein leichtes Eindringen und Diffundieren des Was- ten Patentschrift, welches dadurch gekennzeichnet serstoffs in die Bundwicklungen erst in dieser Ver- ist, daß die Atmosphäre zwischen den Bundwicklunfahrensstufe ermöglicht ist. Die nach rechts verlau- 45 gen stets mit Hilfe von Dampf bis zum Erhitzen fende Umsetzung gemäß Gleichung (1) ist dann ab- auf die hohe Temperatur leicht oxydierend gehalten geschlossen, und demzufolge kann die Umsetzung ge- wird, läuft jedoch die Oxydation des Stahlbleches maß Formel (2) nicht auftreten und wird die Ausbil- durch den Dampf zwischen den Schichten bis zu dang des Films nicht ungünstig beeinflußt. etwa 830° C ab, wodurch der Film dick wird. Dem-
gebildet. Steigt die Temperatur auf mehr als etwa In der japanischen Patentschrift 715 291 ist ein 1000° C, so wird nicht länger Dampf aus dem auf- Verfahren zur Einstellung der Atmosphäre in einem getragenen Glühseparator entwickelt, und das auf- 40 Glühofen, insbesondere der Atmosphäre zwischen getragene MgO im Glühseparator verbindet sich mit den Wicklungen oder Schichten eines Bundes, be-SiO2, um den MgO-SiO2-Glasfilm zu bilden, so daß schrieben. Bei dem Verfahren nach der obengenannein leichtes Eindringen und Diffundieren des Was- ten Patentschrift, welches dadurch gekennzeichnet serstoffs in die Bundwicklungen erst in dieser Ver- ist, daß die Atmosphäre zwischen den Bundwicklunfahrensstufe ermöglicht ist. Die nach rechts verlau- 45 gen stets mit Hilfe von Dampf bis zum Erhitzen fende Umsetzung gemäß Gleichung (1) ist dann ab- auf die hohe Temperatur leicht oxydierend gehalten geschlossen, und demzufolge kann die Umsetzung ge- wird, läuft jedoch die Oxydation des Stahlbleches maß Formel (2) nicht auftreten und wird die Ausbil- durch den Dampf zwischen den Schichten bis zu dang des Films nicht ungünstig beeinflußt. etwa 830° C ab, wodurch der Film dick wird. Dem-
Wird andererseits die Temperatur innerhalb des 50 znfolge werden der Schichtungsfaktor und die magne-Bereiches von 800 bis 920° C konstant gebalten, so tischen Eigenschaften des Erzeugnisses verschlecherreichen der Druck zwischen den Bundwicklungen tert, so daß dieses Verfahren nicht auf die Herstel-
und der Druck auf die das Bund umgebende Fläche lung eines kornorientierten Silicinmstahlbleches mit
einen Gleichgewichtszustand und kann die Glüh- einer hohen magnetischen Induktion, worauf die voratmosphäre leicht in die Räume zwischen den Bund-55
Hegende Erfindung abzielt, anwendbar ist
wicklungen eintreten und diffundieren. Wird Wasser- Die Erfindung wird im folgenden unter. Bezugstoff als Glfihatmosphäre verwendet, so wird das nähme auf die Zeichnung näher erläutert Die Zeichwährend des Entkohlungsglühens gebildete Eisen- nung stellt ein typisches Erhitznngsprofil in der
oxid gemäß der Gleichung (2) reduziert Außerdem Schlußglühung bei koniorientiertem Sfliciumstahlwurde gefunden, daß dann, wenn die Temperatur- 60 blech mit einer hohen magnetischen Induktion dar,
einstellung in der Verfahrensstufe, in welcher die auf dessen Herstellung die vorliegende Erfindung geTemperatur konstant zu halten ist, nicht sorgfältig richtet ist Das Erhitzungsprofil oder -programm
erfolgt, was beispielsweise dann der Fall sein kann, kann in vier Erhitzungsstufen A, B, C und D unterwenn die Temperaturemstellung durch ein Ein-Aus- teilt werden. Darin bedeutet die Stufe A ein Er-System erfolgt, so daß das Bund in wiederholter 65 hitzen mit einer hohen Aufheizgeschwindigkeit un-Weise leichten Aufheizungen und Abkühlungen wäh- mittelbar vor die Temperatur der Sekundärrekristallirend dieser Verfahrensstufe bei konstanter Tempera- sation; die Stufe B eine allmähliche Aufhetzung untur unterworfen ist, das Eindringen der im wesent- mitterbar vor der Temperaturkonstanthaltung für die
Sekundärrekristallisation; die Stufe C eine Kon-Itanthaltung der Temperatur für die Sekundärrekriitallisation
und die Stufe D eine Reinigungsglühung fcei einer höheren Temperatur, welche sich an die
Stufe der Temperaturkonstanz anschließt.
Die Eigenschaften von MgO-SiO2-Glasfilmen an
Proben 1 bis 6, die unter Veränderung der Gaszusammensetzung in den Stufen A bis C erhalten wurden,
wobei Wasserstoff bei allen Proben in der Stufe D zur Anwendung kam, wurden ermittelt, und
die Ergebnisse sind in der folgenden Tafel zusammengestellt.
Probe | Glühatmosphäre | in Stufe | D | Erscheinungsbild des MgO-SiOj-GlasfUins |
Kleinster
Biegungs radius |
mm | |||||
A B | C | ||||
2 | N2 | H2 |
3 | N2 | N2 |
4 | N2 | N2 |
5 | H2 | N2 |
6 | H2 |
H2 H2 H2 unebener Film mit weißgrauen Bereichen und dünnen 30
Bereichen, durch welche die Korngrenzen hindurchscheinen
H2 H2 H2 wie bei Probe 1 30
H2 H2 unebener Film aus weißgrauen Abschnitten und 30
dünnen Abschnitten, durch welche die Korngrenzen hindurchscheinen. Teilweise stark grau gefärbt
N2 H2 über die gesamte Länge gleichmäßig, tiefe graue 10
Färbung
N2 H2 über die gesamte Länge gleichmäßig, tiefe graue 10
N2 H2 über die gesamte Länge gleichmäßig, tiefe graue 10
Färbung
N2 H2 im wesentlichen die gesamte Oberfläche besitzt eine 15
tiefe Graufärbung. Ein weißlichgrauer Film ist an den äußeren Wicklungsbereichen und im Bereich der
Kante in Richtung der Breitenabmessung zu sehen
In der vorstehenden Tafel zeigen die Proben 4, 5 und 6 bei Verwendung von gasförmigem Stickstoff
in der Erhitzungsstufe C ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild des Filmes. Außerdem ist der kleinste
Biegungsradius, der keine Ablösung des Filmes verursachte, gering. Aber insbesondere besitzen die
Proben 4 und 5, bei welchen gasförmiger Stickstoff in der Erhitzungsstufe B verwendet wurde, das beste
Film-Erscheinungsbild und weisen diese Proben 4 und 5 den kleinsten Biegungsradius ohne Ablösung
des Filmes auf. Daraus ergibt sich, daß ein guter Film dann erzielt werden kann, wenn ein neutrales
Inertgas, wie Stickstoff, zumindest in der Stufe der Temperaturkonstanthaltung verwendet wird. Erfindungsgemäß
kann als Gas für die Atmosphäre in der anfänglichen Stufe des raschen Aufheizens jegliches
Gas verwendet werden, sofern dieses Gas keine oxydierenden Eigenschaften besitzt. So kann ein solches
Gas beispielsweise hauptsächlich aus Wasserstoff, aus mit Wasserstoff verdünntem Stickstoff oder Argon
oder ans reinem Stickstoff oder reinem Argon bestehen. Als die Atmosphäre bildendes Gas ist in der
anschließenden Stufe der Temperatnrkonstanz jedoch ein nicht oxydierendes and nicht reduzierendes inertes
neutrales Gas erforderlich, und da gasförmiger Stickstoff als neutrales Gas wirtschaftlich vorteilhafter
ist als Argon u. dgL, sollte vorteflhafterweise Stickstoff
verwendet werden. Die Ursache dafür, daß jegliches reduzierende Gas und jegliches neutrale Gas
während der Stufe A der raschen Erhitzung verwendet werden kann, wie vorstehend erwähnt und ans
der Tafel ersichtlich, ist darin zu sehen, daß die
Atmosphäre. zwischen den Bundwicklungen oder Bundschichten nicht erheblich durch die Gasatmosphäre
beeinflußt wird, die das Bund in dieser Verfahrensstufe umgibt Wird MgO, welches stärker
hydratisierend wirkt, als Glühseparator verwendet und ist die Menge des in den Ofen eingebrachten
Gases kleiner als der Freiraum, wenn das Bund in den Glühofen eingesetzt worden ist, so wird der zwischen
den Bundwicklungen gebildete Dampf abgeführt und neigen die Kantenbereiche des Bundes zum Oxydieren,
weshalb es vorteilhaft ist, die Menge des zugeführten Gases zu erhöhen.
Um eine Überhitzung unmittelbar vor der Stufe der Temperaturkonstanz, d. h. der Stufe C, zu vermeiden,
ist es vorteilhaft, die Stufe B einer allmählichen Erhitzung
erst in dieser Stufe einzuschieben, da es notwendig ist, die Aufheizgeschwindigkeit sehr klein zu
halten. Da die das Bund umgebende Gasatmosphäre dazu neigt, in die Freiräume zwischen den Bundwicklungen
einzutreten und ein schlechter Film insbesondere gern an den Kantenbereichen des Bundes
auftritt, ist es demzufolge vorteilhaft, nach Möglichkeit
Wasserstoff als Gas in der Verfahrensstufe B zu
vermeiden. Die Verwendung von Wasserstoff ist jedoch nicht in jedem Fall ungünstig und wie die
Probe 6 in der vorstehenden Tafel zeigt, kann gasförmiger
Wasserstoff in Abhängigkeit von der Aufheizgeschwindigkeit ohne Schaden verwendet werden.
In der Verfahrensstufe C, in welcher die Temperatur konstant gehalten wird, übt die Atmosphäre in
Glühofen einen großen Einfluß auf die Atmosphän zwischen den Bundwicklungen aus, wie bereits erwähnt
Demzufolge ist es vorteilhaft, ein nicht oxydierendes und nicht reduzierendes Gas, <L h. ein neu
trales Gas wie Stickstoff oder Argon, zn verwenden Es ist jedoch nicht stets erforderlich, hochreinei
Stickstoff oder hochreines Argon zu verwenden unc selbst dann, wenn diese Gase einen sehr kleinen An
teil von etwa 100 ppm an Sauerstoff u.dgl. enthal
ten, sind keine großen Nachteile zu befürchten
9 10
Ist in dem Gefüge die Sekundärrekristallisation Die Dicke der Oxydschicht betrug nach der konnach
Halten auf konstanter Temperatur über eine tinuierlichen Glühbehandlung 2,0 μΐη, der Brennvervorbestimmte
Zeitdauer im wesentlichen vollendet, lust des als Glühseparator aufgetragenen Magnesiumso
wird die Reinigungsglühung zur Entfernung der oxids betrug 3,2% und die Beschichtungsmenge beVerunreinigungen
aus dem Stahl durchgeführt, mit 5 trug 7,0% g/m2 einer Oberfläche. Nach einer Reinideren
Hilfe Verunreinigungen, wie Stickstoff, und die gung wurde die Oberfläche des Bandmaterials unterInhibitoren
der Primärrekristallisation, wie Selen, sucht. Ein dunkelgrauer Film war über die gesamte
u. dgl., entfernt werden. In der Verfahrensstufe D, Länge mit Ausnahme der beiden letzten Windungen
der Reinigungsglühung, wird das Bund langer als oder Wicklungen ausgebildet, und der kleinste Bieeinige
Stunden bei einer Temperatur von 1100 bis io gungsradius, der den Film nicht ablöste, betrug
12000C in einer Wasserstoff atmosphäre gehalten. 10 mm und war damit sehr gut. Die im Mittelab-Demzufolge
muß nach der Glühstufe C bei konstan- schnitt der Längsausdehnung bestimmten magneter
Temperatur das bis zu dieser Stufe verwendete tischen Eigenschaften betrugen 1,91 Wb/m2 für den
neutrale Gas durch Wasserstoff ersetzt werden. Es B8-Wert und 1,14 W/kg für W 17/50.
ist jedoch nicht erforderlich, diesen Gaswechsel exakt 15
ist jedoch nicht erforderlich, diesen Gaswechsel exakt 15
unmittelbar nach der Beendigung der Stufe C vor- Beispiel 2
zunehmen, denn wenn die Temperatur, bei welcher
zunehmen, denn wenn die Temperatur, bei welcher
Stickstoff durch Wasserstoff ersetzt wird, höher als Ein Si-Stahlband mit 2,84% Si, 0,018% säurelös-
950° C ist und der in der Entkohlungsglühungsstufe lichem Al und 0,022% Sb und mit einer Dicke von
gebildete FeO-SiO2-Glasfilm stärker als etwa 3 μΐη ao 0,35 mm, einer Breite von 830 mm und einer Länge
ist, so werden an den Kantenbereichen des Bundes von 2800 m wurde kontinuierlich in einer Gas-
und in den äußeren Wicklungsabschnitten glänzende atmosphäre geglüht, die zu 60% aus Wasserstoff,
Flecken mit einem Durchmesser von 0,1 bis 2 mm Rest Stickstoff, bestand und einen Taupunkt von
gebildet, an welchen der Film fehlt. Diese Flecken- 60° C hatte. Die Glühung erfolgte bei 820° C und
bereiche haben einen geringen Isolationswiderstand, as dauerte 4 Minuten, worauf das Bandmaterial mit
weshalb der Wechsel zu Wasserstoff bei einer Tem- Magnesiumoxid beschichtet und dann zu einem Bund
peratur von weniger als 950° C ausgeführt werden mit einem Innendurchmesser von 508 mm aufge-
muß. haspelt wurde. Das erhaltene Bund wurde in einem
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von elektrischen Ofen geglüht. Die Atmosphäre im Ofen
Beispielen näher erläutert, ohne daß die Erfindung auf 30 wurde durch gasförmigen Stickstoff ersetzt, bevor
die Beispiele beschränkt wäre. die Temperatur gesteigert wurde. Mit einer Aufheizgeschwindigkeit
von 15°C/Std. wurde die Temperatur auf 8900C gesteigert, während Wasserstoff einBeispiel
1 geblasen wurde, worauf dann das die Atmosphäre bil-
35 dende Gas durch Stickstoffgas ersetzt wurde und die
Ein Si-Stahlband mit 2,9% Si, 0,03% Sb und Glühtemperatur von 8900C 80 Stunden lang gehal-0,02%
Se und einer Dicke von 0,3 mm, einer Breite ten wurde. Sodann wurde der gasförmige Stickstoff
von 970 mm und einer Länge von 3200 m wurde kon- wieder durch gasförmigen Wasserstoff ersetzt und die
tinuierlich in einer Atmosphäre geglüht, die zu 70% Temperatur auf 11750C gesteigert. Bei dieser Temaus
Wasserstoff, Rest Stickstoff, bestand und einen 40 peratur wurde eine 15stündige Glühung Vorgenom-Taupunkt
von 60° C besaß. Die bei 820° C aus- men, worauf das derart behandelte Bandmaterial abgeführte
Glühbehandlung dauerte 4 Minuten, worauf gekühlt wurde. Die Dicke der Oxydschicht betrug
das Bandmaterial mit MgO beschichtet und dann zu nach der kontinuierlichen Glühung 2,5 μΐη, und die
einem Bund mit einem Innendurchmesser von Menge des Abbrandverlustes oder Brennverlustes be-508
mm aufgehaspelt wurde. Das hergestellte Bund 45 trug 2,8%. Die Beschichtung war in einer Menge von
wurde in einen elektrischen Glühofen eingesetzt, 5,5 g/m2 einer Oberfläche aufgetragen. Ein tiefgrauer
worauf die Temperatur mit einer Aufheizgeschwin- Film war nach der Hochtemperaturglühung auf der
digkeit von 20° C/Std. gesteigert wurde, während gesamten Länge der Oberfläche ausgebildet, mit
gasförmiger Stickstoff eingeleitet wurde. Eine Tem- Aae der beiden letzten Wicklungen oder Winperatur von 850° C wurde 60 Stunden aufrechterhal- 50 düngen, and der kleinste Biegungsradius, bei welchem
ten, und dann wurde der Stickstoff durch gasförmigen der Glasfilm sich nicht ablöste, betrug 5 mm. Die am
Wasserstoff ersetzt und die Temperatur noch weiter Mittelabschnitt der Längsausdehnung des Stahlbanauf 1200° C gesteigert, bei welcher Temperatur die des bestimmten magnetischen Eigenschaften betrogen
Glühbehandlung 15 Stunden lang fortgesetzt und 1,93WbAn* für den B8-WeH und 1,16 W/kg füi
dann der Ofen abgekühlt wurde. 55 w
Claims (1)
1. Verfahren zum Herstellen kornorientierter Oberflächen eines kornorientierten Siliciumstahlble-Siliciumstahlbleche
mit einem B8-Wert der ma- 5 ches mit hoher magnetischer Induktion,
gnetischen Induktion von mehr als 1,88 Wm8, Bei der Herstellung kornorientierter Siliciumstahlwelche
mit einem isolierenden Glasfilm versehen bleche ist es bereits bekannt, kaltgewalztes Si-Stahlsind,
bei welchem ein auf seine Endabmessung band, welches bereits auf seine Endabmessung ausgebrachtes,
kaltgewalztes Si-Stahlblech in feuch- gewalzt ist, in einer aus Wasserstoff und Dampf zuter
Wasserstoffatmosphäre zur Ausbildung einer io sammengesetzten Atmosphäre zur Ausbildung von
im wesentlichen aus SiO2 und FeO bestehenden SiO2 und Eisenoxyd auf den Bandoberflächen einer
Oxydschicht auf der Blechoberfläche einer Ent- Entkohlungsglühung zu unterziehen. Die gebildete
kohlungsglühung unterzogen und das entkoh- Oxydschicht wird mit einem hauptsächlich aus MgO
lungsgeglühte Blech mit einem MgO-haltigen bestehenden Glühseparator beschichtet, worauf das
Glühseparator beschichtet und das derart behan- 15 derart behandelte Band zu einem Bund aufgehaspelt
delte Stahlblech zu einem Bund aufgehaspelt wird, und das Bund einer Schlußglühung bei einer Tempedadurch
gekennzeichnet, daß das auf- ratur im Bereich von 1100 bis 1300° C unter Wassergehaspelte
Blech durch wenigstens lOstündiges Stoffatmosphäre unterzogen wird, um einen isolieren-Halten
auf einer Temperatur von 800 bis 920° C den Glasfilm aus MgO-SiO2 auszubilden.
zur vollständigen Entwicklung sekundärrekristalli- ao Beim Herstellen kornorfentiertcr Siliciumstahlblesierter
Körner mit (110)[001]-Orientisrung ge- ehe mit einem B8-Wert der magnetischen Induktion
glüht und dann auf eine höhere Temperatur von von mehr als 1,85 Wb/m2 wird die oben beschriebene
1000 bis 1200° C gebracht und auf letzterer zur Schlußglühung jedoch in zwei Stufen ausgeführt, wo-Ausbildung
eines MgO-SiO,-Glasfilms auf der bei die erste Stufe ein 10- bis IGOstündiges Glühen
Blechoberfläche gehalten wird und daß wenig- 25 des aufgehaspelten Bleches bei einer Temperatur von
stens bei dem Halten auf einer Temperatur von 800 bis 920° C umfaßt, um eine selektive Entwick-800
bis 920° C ein gegen Eisen inertes neutrales lung sekundärrekristallisierter Körner mit (HO)[OO I]-Gas
und bei der Glühbehandlung bei konstanter Orientierung zu erzielen. Die zweite Stufe der Schluß-Temperatur
zwischen 1000 und 1200° C gasför- glühung umfaßt ein Halten der Glühtemperatur zwimiger
Wasserstoff verwendet wird. 30 sehen 1000 und 1200° C, um im Stahlblech verblie-
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP49022860A JPS50116998A (de) | 1974-02-28 | 1974-02-28 | |
JP2286074 | 1974-02-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2508554A1 DE2508554A1 (de) | 1975-09-04 |
DE2508554B2 DE2508554B2 (de) | 1976-03-25 |
DE2508554C3 true DE2508554C3 (de) | 1976-11-25 |
Family
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