DE2727089A1 - Elektromagnetischer siliciumstahl und verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Elektromagnetischer siliciumstahl und verfahren zu seiner herstellung

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DE2727089A1
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DE19772727089
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Amitava Datta
Jun Clarence Lake Miller
Jack Walther Shilling
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Allegheny Ludlum Steel Corp
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Allegheny Ludlum Industries Inc
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    • C23DENAMELLING OF, OR APPLYING A VITREOUS LAYER TO, METALS
    • C23D5/00Coating with enamels or vitreous layers
    • C23D5/10Coating with enamels or vitreous layers with refractory materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
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    • C21D8/1277Modifying the physical properties by deformation combined with, or followed by, heat treatment during manufacturing of articles with special electromagnetic properties involving a particular surface treatment
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER
OIPL-ING
H. KINKELDEY
DR. ING
2727089 W. STOCKMAlR
DK-ING - AeE (CALTECH)
K. SCHUMANN
OR REH NAT. DIPL -PHYS
P. H. JAKOB
OIPL-ING
G. BEZOLD
DRRERNAT DiPL-CHEM
8 MÜNCHEN 22
MAXIMILIANSTRASSE 43
15. Juni 1977 P 11 690
ATJiEGHENY LUDLUM INDUSTRIES, INC.
Two Oliver Plaza, Pittsburgh, Pennsylvania 15 222, V.St.A.
Elektromagnetischer Siliciumstahl und Verfahren zu seiner Herstellung
Die vorliegende Erfindung betriffteinen elektromagnetischen Siliciumstahl und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Sie betrifft insbesondere die Herstellung von kornorientierten Siliciumstählen.
In den US-PSen 3 873 381, 3 905 842, 3 905 843 und 3 957 546 werden Verfahren zur Herstellung von Bor-inhibiertem, kornorientiertem elektromagnetischem Siliciumstahl beschrieben. Darin werden Verfahren zur Herstellung von Stahl hoher magnetischer Qualität aus borhaltigen Siliciumstahlschmelzen beschrieben. Erfindungsgemäß wird nun ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das die aus den genannten Druckschriften bekannten Verfahren verbessert. Ganz allgemein wird ein Verfahren zur Verfügung gestellt, das die genannten bekannten Verfahren dadurch verbessert, daß bestimmte Mengen sowohl von Bor als auch von einem Oxid, das bei Temperaturen bis zu 1176,6° C weniger stabil als SiO^ ist, in die Beschichtung eingearbeitet werden,
709852/0989
TELfIFON (OBO) J5 58M TELEX 06 09 300 TELEORAMME MONAPAT TELEKOPIEnER
die vor dem endgültigen Gefügeglühen aufgebracht wird.
Dementsprechend ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Siliciumstählen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von elektromagnetischem Siliciumstahl mit der Orientierung eines auf der Kante stehenden Würfels und einer Permeabilität von wenigstens 1870 G/Oe bei 10 Oerstedt, wobei man eine Schmelze von Siliciumstahl, die 0,02 bis 0,06 % Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,0080 % Bor, bis zu 0,0100 % Stickstoff, nicht mehr als 0,OCB % Aluminium und 2,5 bis 4,0 % Silicium enthält, herstellt, den Stahl gießt, heißwalzt, kaltwalzt, entkohlt, eine Beschichtung aus wärmebeständigem Oxid aufbringt und schlußtexturglüht, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man die Oberfläche des Stahls mit einer wärmebeständigen Oxidbeschichtung versieht, die im wesentlichen aus:
a) 100 Gewichtsteilen von wenigstens einer Verbindung aus der Gruppe der Oxide, Hydroxide, Carbonate und Borverbindungen von Magnesium, Calzium, Aluminium und Titan,
b) bis zu 100 Gewichtsteilen wenigstens einer anderen Substanz aus der Gruppe, die aus Bor und seinen Verbindungen besteht, wobei die Beschichtung wenigstens 0,1 Gew.-Prozent Bor enthält,
c) 0,5 bis 100 Gewichtsteilen wenigstens eines Oxids, das bei Temperaturen bis zu 1176,6° C weniger stabil als SiO2 ist, wobei das Oxid kein Boroxid ist,
d) bis zu 40 Gewichtsteilen SiO2,
e) bis zu 20 Gewichtsteilen von inhibierenden Substanzen oder deren Verbindungen und
f) bis zu 10 Gewichtsteilen Flußmitteln besteht, und den Stahl mit der Beschichtung schlußtexturglüht.
Erfindungsgemäß wird also eine Schmelze eines Siliciumstahls, die 0,02 bis 0,06 % Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,0080 % Bor, bis zu 0,0100 \ Stickstoff, nicht mehr als 0,008 % Aluminium und 2,5 bis 4 % Silicium enthält, den üblichen Stufen des Gießens, Heißwalzens, ein-
JCr mehrmaligen Kaltwalzens, eines Zwischen-Normalglühens, wenn 2v:oi oder mehr Kaltwalzgänge angewandt werden, Entkohlens, Aufbrin-
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gens einer wärmebeständigen Oxidbeschichtung und Schlußtexturglühens unterworfen, wobei die erfindungsgemäßen Merkmale bereits oben aufgeführt wurden. Aus Definitionsgründen entspricht "ein Teil" dem Gesamtgewicht von (a) oben, geteilt durch 100.
Die spezifische Behandlung, &.B. der üblichen Schritte, ist nicht kritisch und kann entsprechend der in einer beliebigen Anzahl von Veröffentlichungen beschriebenen Behandlung, einschließlich der US-PS 2 867 557 und der anderen oben genannten Patentschriften, erfolgen. Ferner soll der Ausdruck "Gießen" auch kontinuierliche Gießverfahren und Stranggießen mit einschließen. Eine Heißwalzband-Wärmebehandlung kann auch im Rahmen der Erfindung eingeschlossen sein. Es wird jedoch bevorzugt, den Stahl auf eine Dicke nicht über 0,51 mm ohne Zwischenglühen zwischen den Kaltwalzstichen kaltzuwalzen; dies erfolgt von einem heißgewalzten Band mit einer Dicke von etwa 1,27 bis etwa 3,05 mm. Schmelzen, die im wesentlichen aus 0,02 bis 0,06 Gew.-Prozent Kohlenstoff, 0,015 bis 0,15 Gewichtsprozent Mangan, 0,01 bis 0,05 Gewichtsprozent Material aus der Gruppe Schwefel und Selen, 0,0006 bis 0,0080 Gewichtsprozent Bor, bis zu 0,0100 Gewichtsprozent Stickstoff, 2,5 bis 4,0 Gewichtsprozent Silicium, bis zu 1,0 Gewichtsprozent Kupfer, nicht mehr als 0,008 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Eisen, bestehen, erwiesen sich als besonders geeignet für die vorliegende Erfindung. Die Borgehalte liegen im allgemeinen über 0,0008 Gewichtsprozent. Ein erfindungsgemäß hergestellter Stahl weist eine Permeabilität von wenigstens 1870 G/Oe bei 10 Oersted auf. Vorzugsweise hat der Stahl eine Permeabilität von wenigstens 1900 G/Oe bei 10 Oerstedt und einen Kernverlust von nicht mehr als 1,543 W pro Kilogramm bei 17 Kilogauss.
Der Einschluß eines Oxids, das bei Temperaturen bis zu 1176,6° C weniger stabil als SiO, ist, ist für die Beschichtung, die auf dem Bor-inhibierten Siliciumstahl aufgebracht wird, von besonderer Bedeutung. Unter einem Oxid, das weniger beständig als SiO9 ist, wird ein solches verstanden, dessen freie Bildungsenergie unter den Bedingungen, die beim Hochtemperaturglühen auftreten, weniger negativ ist als diejenige des SiO-. Wenn jedoch diese Bedingungen schwer zu bestimmen sind, kann ein Diagramm für die übliche freie Bildungsenergie zur Bestimmung der Stabilität verwendet werden. Bor-inhibier-
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te Siliciumstähle werden am Schluß bei relativ niedrigen Taupunkten normal geglüht, da die magnetischen Eigenschaften dieser Stähle bei Verwendung niedriger Taupunkte verbessert werden. Hohe Taupunkte entfernen das Bor aus einem borhaltigen Stahl und verringern so die Wirkung des Bors als Inhibitor; dadurch verursachen sie eine Verschlechterung der magnetische^ Eigenschaften. Ein Walzzunder mit geringem Sauerstoffgehalt (als Oxide, insbesondere SiO-) wird jedoch erzeugt, wenn ein Schlußnormalglühen bei niedrigem Taupunkt durchgeführt wird; da eine bestimmte Menge an Sauerstoff in dem Walzzunder benötigt wird, damit eine Oberfläche eine Grundbeschichtung hoher Qualität bilden kann, muß ein Weg für den Zusatz von Sauerstoff zum Walzzunder (als Oxide, insbesondere SiO-) gefunden werden. Ein solcher Weg besteht darin, daß man Sauerstoff durch eine Beschichtung zusetzt, die ein bei Temperaturen bis zu 1176,6° C weniger beständiges Oxid als SiO- enthält. Der Einschluß eines solchen Oxids läßt die Bildung einer Grund-Beschichtung hoher Qualität auf Bor-inhibierten Siliciumstählen zu, die bei einem Taupunkt von -6,7 bis +43,3°C, im allgemeinen von +4,4 bis +29,4° C,entkohlt werden. Die Atmosphäre zum Entkohlen ist wasserstoffhaltig und besteht im allgemeinen aus Wasserstoff und Stickstoff. Temperaturen von 760 bis 826,7° C sind für das Schlußnormalglühen besonders erwünscht, da die Entkohlung besonders wirksam bei einer Temperatur von etwa 785° C erfolgt. Die Zeit bei dieser Temperatur beträgt im allgemeinen 10 s bis 10 min.
Das Oxid, das weniger stabil als SiO- ist, soll in einer Menge von 0,5 bis 100 Gewichtsteilen vorliegen, wie oben beschrieben. Jedoch ist ein Mindestgehalt von 1 Gewichtsteil bevorzugt. Maximalgehalte liegen im allgemeinen unter 30 Gewichtsteilen. Typische Oxide sind Mangan- und Eisenoxide. Zur Zeit wird MnO- bevorzugt.
Die spezifische Weise der Aufbringung der Beschichtung gemäß der Erfindung ist nicht kritisch. Im Rahmen der Erfindung kann die Be schichtung mit Wasser gemischt und als Aufschlämmung aufgebracht werden oder sie kann elektrolytisch erfolgen. Ebenso können die Be standteile, die die Beschichtung ergeben, zusammen oder als einzelne Schichten aufgetragen werden. Es wird jedoch bevorzugt, wenig stens 0,2 Gewichtsprozent Bor in der Beschichtung zu haben. Bor ver-
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bessert die magnetischen Eigenschaften des Stahls. Typische Quellen für Bor sind Borsäure, geschmolzene Borsäure (B^O.,), Ammoniumpentaborat und Natriumborat. Die zusätzlichen inhibierenden Substanzen, die zur Beschichtung zugegeben werden können, werden im allgemeinen aus der aus Schwefel, Schwefelverbindungen, Stickstoff-Verbindungen, Selen und Selenverbindungen bestehenden Gruppe genommen. Typische Flußmittel sind Lithiumoxid, Natriumoxid und andere, dem Fachmann bekannte Oxide.
Teil der vorliegenden Erfindung ist auch der Stahl in seinem primären umkristallisierten Zustand, auf den die erfindungsgemäße Beschichtung aufgebracht ist. Der primär umkristallisierte Stahl hat eine Dicke von nicht über 0,51 mm und ist erfindungsgemäß zur Verarbeitung zu kornorientiertem Siliciumstahl mit einer Permeabilität von wenigstens 1870 G/Oe bei 10 Oersted geeignet. Die primäre Umkristallisation findet während des Schlußnormalglühens statt.
Die folgenden Beispiele verdeutlichen verschiedene Gesichtspunkte der Erfindung.
Beispiel I
Zwei Proben (Proben A und B) von Siliciumstahl wurden gegossen und zu Siliciumstahl mit einer Würfel-auf-Kante-Orientierung verarbeitet. Obwohl sie aus verschiedenen Stahlchargen stammen, ist ihre chemische Analyse sehr ähnlich, wie aus der folgenden Tabelle I ersichtlich wird:
Tabelle I
Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
Probe C Mn S__ B N Si Cu Al Fe
A 0,037 0,038 0,023 B 0,029 0,040 0,020
Bei der Verarbeitung der Proben wurden diese einige Stunden bei erhöhter Temperatur geglüht, auf eine Nenndicke von 2,03 mm heißgewalzt, bei einer Temperatur von etwa 932° C das Heißwalzband normalgeglüht, auf die endgültige Stärke kaltgewalzt, entkohlt, beschichtet, wie unten in Tabelle II beschrieben, und das Schlußtexturglühen
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0, 001 4 0 ,0048 3 ,25 0 ,37 0, 004 Rest
0, 001 3 0 ,0048 3 ,13 0 ,27 0, 003 Rest
bei einer Maximaltemperatür von 1176f?C in Wasserstoff durchgeführt.
MgO
(Gew.-teile)
Tabelle II MnO2
(Gew.-teile)
Probe 100
100
H3BO3
(Gew.rteile)
0
' 10
A
B
4,6 (0,8%
4,6
B)
Es ist zu beachten, daß die auf Probe A aufgebrachte Beschichtung kein MnO- enthielt, während die Beschichtung für die Probe B 10 Gewichtsteile MnO- enthielt.
Die während des Schlußtexturglühens gebildete Beschichtung wurde anschließend geprüft, nachdem überschüssiges MgO abgeschrubbt var. Tabelle III stellt die Ergebnisse dieser Prüfung zusammen:
Tabelle III Beschichtung
Blanke Bereiche, dünn und porös, blaue Verfärbung, ausgedehntes Glühmuster
B Ausgezeichnet,
kein Glühmuster, glänzend,
kein blanker Stahl sichtbar
Es ist signifikant, daß eine Beschichtung hoher Qualität auf der Probe B gebildet wurde, die erfindungsgemäß verarbeitet wurde, dagegen auf der Probe A, die nicht gemäß der Erfindung bearbeitet wurde, keine Beschichtung ausreichender Qualität erzeugt wurde. Die auf Probe B aufgebrachte Beschichtung enthielt MnO2, während die Beschichtung für Probe A MnO2~frei war. Wie oben erläutert, wird erfindungsgemäß eine Beschichtung benötigt, die ein weniger stabiles Oxid als SiO2 enthält.
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Beispiel II
Acht zusätzliche Proben (C, C, D, P1, E, E1, F und F1) wurden gegossen und zu Siliciumstahl mit einer Würfel-auf-Kante-Orientierung verarbeitet. Die chemische Analyse dieser Proben ist in Tabelle IV wiedergegeben.
Tabelle IV Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
Mn S B N Si Cu Al Fe
0,034 0,020 0,0011 0,0043 3,12 0,35 0,004 Rest
Die Verarbeitung dieser Proben erfolgte, indem man einige Stunden bei erhöhter Temperatur glühte, auf eine Nennstärke von 2,03 mm heißwalzte, das Heißwalzband bei einer Temperatur von etwa 932° C normalglühte, auf die Endstärke kaltwalzte, wie in Tabelle V beschrieben entkohlte, wie in Tabelle VI beschrieben beschichtete und das Schlußtexturglühen bei einer Maximaltemperatur von 1176,6° C in Wasserstoff durchführte.
Temperatur
(° C)
Tabelle V Taupunkt Atmosphäre
(° Cl (%)
Probe F 785° C
(1475° F)
Zeit
(min)
-1,1° C 100H
(+30° F)
C, C, E, , F1 785° C
(1475° F)
2 +10° C 8ON - 2OH
(+50° F)
C1, D1, E' 2
MgO
(Gewichtsteile)
Tabelle VI MnO2
(Gewichtsteile)
Probe 100 H3BO3
(Gewichtsteile)
0
C, C ' 100 4,6 (0,8% B) 5,0
D, D1 100 4,6 20
E, E1 100 4,6 40
P, F1 4,6
Die während des Schlußtexturglühens gebildeten Beschichtungen wur-
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den anschließend nach Entfernen von überschüssigem MgO geprüft. Die Proben C und C, die kein MnO2 in der Beschichtung aufwiesen, besaßen sichtbare Bereiche mit blankem Stahl, während eine Beschichtung, die gleichmäßig und zusammenhängend reagiert hatte, bei Anwesenheit von MnO- vorlag.
Die Franklin-Werte für die beschichteten Proben wurden bei 63 kg/cm2 (900 psi) bestimmt. Ein perfekter Isolator besitzt den Franklin-Wert 0, während ein perfekter Leiter einen Franklin-Wert von 1 Ampere besitzt. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII enthalten.
Tabelle VII Probe Franklin-Wert
C 0,95
C 0,93
D 0,87
D1 0,81
E 0,76
E1 0,58
F 0,84
F' 0,67
Es ist zu beachten, wie der Franklin-Wert mit MnO_-Zugaben wächst. Es ist ferner zu beachten, daß die C-, D'-, E'- und F'-Proben relativ niedrigere Franklin-Werte als die Proben C, D, E und F besaßen. Die Proben C, D, E und F wurden, wie in Tabelle V aufgezeichnet, in einer trockeneren Atmosphäre entkohlt.
Beispiel III
Neun zusätzliche Proben (Proben G bis O) wurden gegossen und zu Siliciumstahl mit einer Würfel-auf-Kante-Orientierung verarbeitet. Die chemische Analyse dieser Proben ist in Tabelle VIII wiedergegeben .
Mn Tabelle VIII Al Fe
0,036 Zusammensetzung (Gewichtsprozent) 0,004 Rest
C SB N Si Cu
0,032 0,020 0,0013 0,0043 3,15 0,35
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Das Verarbeiten der Proben erfolgte unter mdttfetündigem Glühen bei erhöhter Temperatur, Heißwalzen auf eine Nennstärke von 2,03 mm, Normalglühen des Heißwalzbandes bei einer Temperatur von etwa 932° C, Kaltwalzen auf die Endstärke, Entkohlen, Beschichten, wie unten in Tabelle IX beschrieben, und Schlußtexturglühen bei einer Maximaltemperatur von 1176,6° C in Wasserstoff.
Tabelle IX '
MgO 33
Probe (Gewichtsteile) (Gewichtsteile) (Gewichtsteile)
G 100
H 100
I 100
J 100
K 100
L 100
M 100
N 100
O 100
2, 5 0 (0 ,4% B)
5 0
10 0
2, 5 2,3 (0 ,8% B)
5 2,3
10 2,3
2, 5 4,6
5 4,6
10 4,6
Die Proben wurden auf Permeabilität und Kernverlust geprüft. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind in Tabelle X wiedergegeben.
Permeabilität
(bei 10 Oe)
Tabelle X (0,757)
(0,704)
(0,708)
Probe 1852
1878
1870
(0,692)
(0,677)
(0,680)
G
H
I
1900
1904
1898
Kernverlust
(Watt/kg) (Watt/453 g)
(bei 17 kB)
(0,660)
(0,652)
(0,698)
J
K
L
1905
1911
1882
1,669
1,552
1,561
M
N
0
1,525
1,492
1,499
1,455
1,437
1,539
Der Vorteil des Bors in der Beschichtung wird aus Tabelle X klar ersichtlich. Ihm kann sowohl die Permeabilitätsverbesserung als auch die Verbesserung des Kernverlustes zugeschrieben werden. Die Permeabilität und der Kernverlust für Probe H, auf die kein Bor aufgebracht
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wurde, betrugen 1852 bzw, 1,669 (0,757); während die entsprechenden Werte für die Proben J und M, auf die Bor aufgebracht wurde, 1900 bzw. 1905 und 1,525 (0,692) bzw. 1,455 (0,660) waren. Die besten magnetischen Eigenschaften wurden erhalten, wenn der Borgehalt über 0,5 Gewichtsprozent lag.
Beispiel IV
Zwei weitere Proben (Proben P und Q) wurden gegossen und zu Siliciumstahl mit einer Wurfel-auf-Kante-Orientierung verarbeitet. Die chemische Analyse dieser Proben ist in Tabelle XI wiedergegeben.
Tabelle XI Zusammensetzung (Gewichtsprozent)
C Mn S B N Si Cu Al Fe 0,031 0,032 0,020 0,0011 0,0047 3,15 0,32 0,004 Rest
Die Verarbeitung dieser Proben erfolgte unter Glühen während mehrerer Stunden bei erhöhter Temperatur, Heißwalzen auf eine Nennstärke von 2,03 mm, Normalglühen des Heißwalzbandes bei einer Temperatur von etwa 926° C, Kaltwalzen auf die Endstärke, Entkohlen, Beschichten, wie unten in Tabelle XII beschrieben, und Schlußtexturglühen bei einer Maximaltemperatur von 1176,6° C (2150° F) in Wasserstoff.
MgO
(Gew.-teile)
F
(Gew.
Tabelle XII ) B) S1O2
(Gew.-teile)
Probe 100
100
e3O4
-teile)
H3BO3
(Gew.-teile
0
7,3
P
Q
5
5
4,6 (0,8%
4,6
Die Proben wurden auf Permeabilität und Kernverlust untersucht. Die Franklin-Werte bei 63 kg/cm2 wurden ebenfalls bestimmt. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen sind, in Tabelle XIII zusammengestellt.
Tabelle XIII
Permeabilität Kernverlust Franklin-
Probe (bei 10 Oe) (Watt/kg) (Watt/453 g) Wert ____ (bei 17 kB)
P 1919 1,481 (0,672) 0,91
Q 1931 7098Ö24/ä989 (0'671) °'90
Die Ergebnisse der Tabelle XIII zeigen, daß auch andere Oxidationsmittel als MnO2 verwendet werden können. Fe3O4 ist ebenso wie Fe2Q3 und andere ein geeigneter Ersatz für MnO-. Tabelle XIII zeigt ferner, daß ein SiO2~Gehalt für die Beschichtung von Nutzen sein kann. Wenn SiO2 zugesetzt wird, liegt es im allgemeinen in einer Menge von wenigstens 0,5 Gewichtsteilen'·vor. Dabei sind Gehalte von wenigstens 3 Gewichtsteilen bevorzugt. Zwar kann SiO2 auf verschiedene Weise zugesetzt werden, ein Zusatz von kolloidalem SiO2 ist jedoch bevorzugt.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von elektromagnetischem Siliciumstahl mit einer Würfel-auf-Kante-Orientierung und einer Permeabilität von wenigstens 1870 G/Oe bei 10 Oerstedt. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Herstellung einer Siliciumstahlschmelze, die 0,02 bis 0,06 % Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,0080 % Bor, bis zu 0,0100 % Stickstoff, nicht mehr als 0,008 % Aluminium und 2,5 bis 4,0 % Silicium enthält, Gießen des Stahls, Heißwalzen des Stahls, Kaltwalzen des Stahls, Entkohlen des Stahls, Aufbringen einer wärmebeständigen Oxidschicht, die sowohl Bor als auch ein bei Temperaturen bis zu 1176,6° C (2150° F) weniger stabiles Oxid als SiO3 enthält, und Schlußtexturglühen des Stahles.
709852/0919

Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER
    OIPL-ING
    H. KINKELDEY
    DRING
    W. STOCKMAIR
    Λ — DRING AoE(CALTECI(I
    2727089 Κ· SCHUMANN
    . DR RER NAT (DtPL-PHYS
    P. H. JAKOB G. BEZOLD
    DR. RER NAT ■ DIPL CHCM.
    8 MÜNCHEN 22
    MAXIMILIANS TRASSE 43
    5. Juni 1977 P 11 690-60/co
    Patentansprüche
    Verfahren zur Herstellung von elektromagnetischem Siliciumstahl mit einer Würfel-auf-Kante-Orientierung und einer Permeabilität von wenigstens 1870 G/Oe bei 10 Oerstedt, wobei man eine Schmelze von Siliciumstahl mit einem Gehalt von 0,02 bis 0,06 % Kohlenstoff, 0,0006 bis 0,0080 % Bor, bis zu 0,0100 % Stickstoff, nicht mehr als 0,&08 % Aluminium und 2,5 bis 4,0 % Silicium herstellt, den Stahl gießt, heißwalzt, kaltwalzt, entkohlt, eine wärmebeständige Oxidschicht auf den Stahl aufbringt und ihn schlußtexturglüht, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oberfläche des Stahls mit einer wärmebeständigen Oxidschicht beschichtet, die im wesentlichen aus:
    a) 100 Gewichtsteile wenigstens einer Substanz aus der Gruppe der Oxide, Hydroxide, Carbonate und Borverbindungen von Magnesium, Calzium, Aluminium und Titan,
    b) bis zu 100 Gewichtsteilen wenigstens einer anderen Substanz aus der Gruppe, die aus Bor und seinen Verbindungen besteht, wobei die Beschichtung wenigstens 0,1 Gewichtsprozent Bor enthält,
    709852/0989
    TELEFON (Οθβ) QQ 28SCI TELEX O6-293BO TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER
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    c) 0,5 bis 100 Gewichtsteilen wenigstens eines Oxids, das bei
    Temperaturen bis zu 1176,6° C weniger stabil als SiO2 ist,
    wobei es das Oxid eines anderen Elements als Bor ist,
    d) bis zu 40 Gewichtsteilen SiO2/
    e) bis zu 20 Gewichtsteilen von inhibierenden Substanzen oder
    ihren Verbindungen und1'
    f) bis zu 10 Gewichtsteile Flußmitteln besteht,
    und den Stahl mit der Beschichtung darauf schlußtexturglüht.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Schmelze wenigstens 0,0008 % Bor enthält.
    3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
    Beschichtung wenigstens 0,2 % Bor enthält.
    4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das weniger stabile Oxid als SiO2 aus der Gruppe
    der Mangan- und Eisenoxide gewählt ist.
    5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxid ein Manganoxid ist.
    6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens 1 Gewichtsteil wenigstens
    eines Oxids, das weniger stabil als SiO_ ist, enthält.
    7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung wenigstens 0,5 Gewichtsteile SiO-enthält.
    8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man als inhibierende Substanzen oder deren Verbindungen solche aus der Gruppe Schwefel, Schwefelverbindungen, Stickstoffverbindungen, Selen und Selenverbindungen nimmt.
    9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stahl auf eine Dicke von 1,27 bis etwa 3,05 mm (0,050 bis 0,120 inch) heißwalzt und den heißgewalzten Stahl auf
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    eine Dicke von nicht über 0,51 mm (0,020 inch) ohne Zwischenglühen zwischen den Kaltwalzstichen kaltwalzt.
    10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man den Stall in einer wasserstoffhaltigen Atmosphäre mit einem Taupunkt von -6,7 bi'e +43,3° C (+20 bis +110° F) entkohlt.
    11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einem Taupunkt von +4,4 bis +29,4° C (+40 bis +85° F) entkohlt.
    12. Verfahren nach Anspruch 10 und/oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die wasserstoffhaltige Atmosphäre im wesentlichen aus Wasserstoff und Stickstoff besteht.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze im wesentlichen aus 0,02 bis 0,o6Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,015 bis 0,15 Gewichtsprozent Mangan, 0,01 bis 0,05 Gewichtsprozent Schwefel und/oder Selen, 0,0006 bis 0,0080 Gewichtsprozent Bor, bis zu 0,0100 Gewichtsprozent Stickstoff, 2,5 bis 4,0 Gewichtsprozent Silicium, bis zu 1,0 Gewichtsprozent Kupfer, nicht mehr als 0,008 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Eisen, besteht.
    14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze wenigstens 0,0008 Gewichtsprozent Bor enthält.
    15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl eine Permeabilität von wenigstens 1900 G/Oe bei 10 Oerstedt und einen Kernverlust von nicht mehr als 1,543 Watt/kg (0,700 Watt/453,6 g) bei 17 Kilogauss besitzt.
    16. Siliciumstahl mit Wurfel-auf-Kante-Orientierung und einer Permeabilität von wenigstens 1870 G/Oe bei 10 Oerstedt, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15.
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    17. Primär rekristallisierter Stahl aus einer Schmelze, die im wesentlichen aus 0,02 bis 0,06 Gewichtsprozent Kohlenstoff, 0,015 bis 0,15 Gewichtsprozent Mangan, 0,01 bis 0,05 Gewichtsprozent Schwefel und/oder Selen, 0,0006 bis 0,0 080 Gewichtsprozent Bor, bis zu 0,0100 Gewichtsprozent Stickstoff, 2,5 bis 4,0 Gewichtsprozent Silicium,'"bis zu 1,0 Gewichtsprozent Kupfer, nicht mehr als 0,008 Gewichtsprozent Aluminium, Rest Eisen, besteht, gekennzeichnet durch eine Beschichtung, die im wesentlichen besteht aus:
    a) 100 Gewichtsteilen wenigstens einer Substanz aus der Gruppe der Oxide, Hydroxide, Carbonate und Borverbindungen von Magnesium, Calzium, Aluminium und Titan,
    b) bis zu 100 Gewichtsteilen von wenigstens einer Substanz aus der Bor und seine Verbindungen enthaltenden Gruppe, wobei die Beschichtung wenigstens 0,1 Gewichtsprozent Bor enthält,
    c) 0,5 bis 100 Gewichtsteile wenigstens eines bei Temperaturen bis zu 1176,6°C (2150° F) weniger stabilen Oxids als SiO2, wobei das Oxid kein Boroxid ist,
    d) bis zu 40 Gewichtsteilen SiO-/
    e) bis zu 20 Gewichtsteilen von inhibierenden Substanzen oder deren Verbindungen und
    f) bis zu 10 Gewichtsteilen an Flußmitteln.
    18. Primär rekristallisierter Stahl gemäß Anspruch 7 mit einem Gehalt von wenigstens 0,0008 Gewichtsprozent Bor.
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