DE2816880C2

DE2816880C2 - Kornorientiertes Magnetstahlblech

Info

Publication number: DE2816880C2
Application number: DE2816880A
Authority: DE
Inventors: Kenzo Iwayama; Katsuro Kuroki; Takashi Kitakyushu Fukuoka Sato
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1977-04-18
Filing date: 1978-04-18
Publication date: 1984-07-12
Also published as: US4318758A; SE7804204L; JPS53129116A; DE2816880A1; IN150308B; JPS579418B2; GB1584518A; BR7802407A; RO74995A; FR2388383A1; IT7822370A0; BE866026A; PL118192B1; PL206192A1; FR2388383B1; IT1094387B

Description

Magnetstahlblcch werden häufig als Kerne für Motoren, Transformatoren, Generatoren oder bei ähnlichen Anwendungen eingesetzt, wobei die magnetischen Eigenschaften der Bleche derart sein müssen, daß im allgemeinen bei einem geringen Erregerstrom eine große magnetische Flußdichtc erzielt werden kann und daß die Kernverluste so gering sind, daß eine effiziente Umwandlung des angelegten Erregerstroms in magnetische Energie gewährleistet wird. Die Magncistahlblechc können in zwei Gruppen unterteilt werden:

a) nicht-orientiertes Magnetstahlblcch, das hauptsächlich in Motoren verwendet wird und

b) kornorientiertes Magnet.stahlblech, das hauptsächlich bei Transformatoren und teilweise bei großen Motoren verwendet wird.

Ferner ist kornorientiertes Magneistahlbiech dem nichtoricntiertes Magnetstahlblech deshalb überlegen, da es wesentlich bessere magnetische Eigenschaften in der Walzrichtung und einen höheren Kornorientierungsgrad aufweist.

Ein grundlegendes Verfahren zur Herstellung kornorientierter Magnetstahlbleehc ist von N. P. Goss in der US-PS 19 65 559 beschrieben worden. Derartige Stahlbleche werden in großen Mengen hergestellt. Nach dem Bekanntwerden des grundlegenden Goss-Vcrfahrcns wurde festgestellt, daß die guten magnetischen Eigcnschäften der kornorientierten Magnetsiahlbleehe der Tatsache zugeschrieben werden können, daß die Körnorientierung in derartigen Blechen unvergleichlich höher ist als bei anderen, bis zu diesem Zeitpunkt bekannten Magnetstahlblechen.

Bei den kornorientierten Magnetstahlblcchcn stimmt die Walziichtung mit der leicht magnctisierbarcn Kristallachse überein, nämlich mit der (001)-Achse nach dem Millcrschcn kristallographischen Indexsystem; die Stahlblechoberfläche besteht aus Körnern mit {110} (OOI)-Orientierung.

Nach dem Bekanntwerden des Goss-Verfahrens beschränkten sich die weiteren Untersuchungen fast ausschließlich darauf, herauszufinden, wie die Kornorientierung der idealen |110) (OOl)-Orientierung angenähert werden kann, um die magnetische Flulklichte in der Walzrichtung zu verbessern und dadurch den Kernverlust (Ummagnetisierungsverlust)>.u reduzieren.

So ist aus der US-PS 32 87 183 ein Verfahren bekannt, mit dem in einfacher Weise ein kornorientiertcs Magnetstahlblech mit einem so hohen Ausrichtungsgrad hergestellt werden kann, daß der mittlere Neigungswinkel der einzelnen Körner gegen die ideale (110) (OOI)-Oricntierung in einen Bereich von ¥ fällt, so daß eine sehr hohe magnetische Flußdichte in der Walzrichtung erhallen wird: dieses Verfahren ist kommerziell weit verbreitet und ersetzt zunehmend das Verfahren gemäß der I IS-PS 19 b5 559.

Seit der Erfindung des kornorientierten Magnetstahlblechs wird es somit als wesentlich für die Verbesserung der magnetischen Eigenschaften angesehen, die Orientierung tier Kristallkörncr möglichst an die ideale {110) (OOl)-Orientierung gemäß F i g. 1 anzunähern. Gemäß DE-OS 19 21 656 wird zu diesem Zweck bei einem Verfahren zur Herstellung von Magnetstahlblcchcn mit sehr geringer Dicke, die hohe magnetische Induktionen zulassen,das Zwischenglühender Stahlbramme in einem Temperaturbereich zwischen 750 bis 1200"C 30 Sckunden bis 30 Minuten lang durchgeführt, um AlN in einer Menge von wenigstens 0,0005% (N als AlN) zur Ausscheidung zu bringen, und der erste Kaltwalzschritt wird mit einer Reduktion /wischen 5 und 40% und der zweite Kaltwalzschritt mit einer Reduktion zwischen 70 und 95% durchgeführt, um das Blech auf eine Endstärke von 0,35 bis 0,05 mm zu bringen. Die vorgeschlagenen Maßnahmen dienen dem Zweck, im Stahl sekundäre Rekristallisationskörner mit jl 10) (OOl)-Oricnticriing zu erzeugen.

Nach der US-PS 24 73 156 wird ein kornorientiertes Mngnetsiahlblcch mit {110) (OOl)-Oricnlicrung gemäß der US-PS 19 65 559 gewalzt und geglüht, um ein dünnes Blech mit einer Kornoricniicrung zu erhalten, bei der die (OOl)-Achse parallel zur Walzrichtung liegt, jedoch die in der Goss-Tcxtur zur Walzcbcne parallele {110)-Ebene gegenüber der Walzcbene geneigt ist. Die Neigungswinkel der einzelnen Kristalle in beiden Richtungen schwanken um einen MiMclwert von 20'' gegenüber der Wal/ebene. Die Körner sind vorwiegend in der

W) {120) (OOl)-Orieiuierung angeordnet. Die Krisiallach.se ist um clic sogenannte Goss-Orientierung (gemäß der US-PS 19 65 5:39) um ± 18,4' gedreht, um die Eigenschaften hinsichtlich der Kernverluste in Walzrichtung zu verbessern; dabei ist jedoch der Ausrichnmgsgrad entlang der (OOl)-Achsc in Wal/.iichuing außerordentlich niedrig, und eine jl IC; '0Oi)-OnCnUCi ung kann nicht festgestellt werden. Aufgrund der niedrigen Komintcgralion entiling der (O01)-/\ehse, die insbesondere bei Mairiieistahlblcch wünschenswert ist. betrügt der Ik-Wen

k'i lediglieh 1.81 Ί T. wie sich .ms den dort angegebenen Beispielen ergibt.

Aus der IP-OS 17 056/70 ist ein Verlahien /tir Erzeugung von Magnelbleehen bekannt, tieren TeUui mit \hk· 0) (OOiyOriemiening mn keinem bewuviigtcn Neigungswinkel /iir Wal/eheiie durch Wai/en und Glühen eines Ilachen Stahlbau ens er/ieli wii\l I )ic Körner sind gleichmäßig um die (001)- Achse angeordnet. Daher w ird

eine doppelt orientierte Textur ohne Annäherung an die Goss-Orientierung erhalten. Dieses vorbekannte Verfahren führt zu einem doppelt orientierten Magnetstahlblech. Auch dieses vorbekannte Verfahren weist die Nachteile des aus der US-PS 24 73 156 bekannten Verfahrens auf und ist der Goss-Orientierung hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften in Walzrichtung wesentlich unterlegen, da die magnetische 90°-Domäne leicht gebildet wird.

Um dem Stahl eine mechanische Spannung aufzuprägen, .vird gemäß DE-OS 26 2! 875 in einem Verfahren zur Herstellung von kornorientieriem Siliciumstahl mit verringertem Kernverlust auf den geglühten Stahl eine Schicht aus einer wäßrigen Lösung aufgetragen, die 4 bis 30% Phosphationen, bis zu 6% Magnesiumionen, 5 bis 34% kolloidales Siliciumdioxid und 0,15 bis 6% sechswertiges Chrom enthält. Der beschichtete Stahl wird zum Erhärten der Beschichtung auf eine Temperatur von wenigstens 649°C erhitzt und dann abgekühlt, wobei auf den Stahl während seiner Abkühlung von der Beschichtung eine Kraft ausgeübt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein kornorientiertes Magnetstahlblech mit guten magnetischen Eigenschaften zu schaffen, das gegenüber den bekannten kornorientierten Magnetstahlblechen wesentliche Vorteil aufweist, wobei sein Kernverlust erheblich verringert wird ohne daß die Kornorientierung zerstört wird.

Die Erfindung geht zur Lösung von dem Grundgedanken aus, daß die bisher übliche Konzeption für die Erhöhung des Ausrichtungsgrades der idealen |110l(001)-Orientierung durchbrochen wird; zwar wird die (001)-Kristallachse ebenso wie bei dem bekannten Verfahren parallel zu der Walzrichtung beibehalten, die )/?, k, 0|-Ebenen der Kristalle werden aber gegenüber der Walzebene (Jl 10}-Ebene) gedreht, wobei die Neigung der Ebenen gegenüber der Walzebene bei den einzelnen Kristallen unterschiedlich stark ist und in einem Bereich von 0° bis ±20°, vorzugsweise 0° bis 1V. bleibt. Gleichzeitig wird dem Stahlblech eine bestimmte Zugspannung erteilt.

Die Erfindung betrifft somit den im Patentanspruch gekennzeichneten Gegenstand.

Magnetstahlbleche, die nicht dicker als 0,5 mm sind, können die erfindungsgemäßen Eigenschaften besonders günstig entwickeln.

Die (Λ, k, 0) (OOI)-Orientierung gemäß der Erfindung stellt eine Textur dar, bei der mindestens 90% der Körner eine derartige Atomanordnung aufweisen, daß die an sich zur Walzrichtung parallele j!10(-Ebene um die (001)-Achse gedreht und verteilt ist, und zwar innerhalb eines Winkelbereichs von 0° bis ±20°, vorzugsweise von 0° bis ± 15°. »Verteilt« bedeutet dabei, daß die Neigung der {h. k, 0[-Ebenen gegenüber der Walzebene bei den einzelnen Kristallen innerhalb des angegebenen Winkelbereichs unterschiedlich ist. Die Neigung der {h, k,0)-Ebenen gegen die Walzebene schwankt um den Mittelwert 0°, d.h. auch die |110)-Ebene selbst ist dominierend vorhanden; vgl. F i g. 1.

Die Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Drehung der |ft. k,0)-Ebene im Verhältnis zur Walzebene um die (OOl)-Achse im Stahlblech der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik,

F i g. 2 die {100}-Polfiguren der Kornorientierung und Kristallanordnung eines bekannten Magnetstahlblechs (|110((001)-Orientierung(= Goss Textur));

Fig. 3 die 1100)-Polfiguren der Kornorientierung und Kristallanordnung eines erfindungsgemäßen Magnetstahlblechs ({h. k, 0| (OOI)-Orientierung),

F i g. 4 die Beziehung zwischen den Kcrnverlustwerten und verschiedenen, auf die Stahlbleche mit Korngrößen von 10 mm, 25 mm, 50 mm und 60 mm in Walzrichtung ausgeübten Zugspannungen, wobei O Bleche mit üblicher Kornorientierung und · Bleche mit der erfindungsgemäßen Kornorientierung bezeichnet,

Fig.5(a) die |100|-Polfiguren der Körner und die Entwicklung der sekundären Rekristallisationskörpern in dem erfindungsgemäßen Blech gemäß Beispiel 1,

Fig.5(b) die jiOOJ-Polfiguren der Körner und die Entwicklung der sekundären Rekristallisationskörner bei dem Vergleichsblech in Beispiel 1, F i g. 6(a) eine Makrostruktur des erfindungsgemäßen Blechs aus Beispiel 2; F i g. 6(b) eine Makrostruktur des Vergleichsblechs aus Beispiel 2 und F i g. 7 die {100[-Polfiguren der Körner in dem erfindungsgemäßen Blech gemäß Beispiel 2.

Zunächst soll erfindungsgemäß eine Kornorientierung gemäß Fig.3 gegenüber der Goss-Orientierung gemäß F i g. 2 erzeugt werden. In dem Beispiel gemäß F i g. 3 sind die \h, k, 0|-Ebenen der Kristallkörner gegenüber der Walzebene etwa ± 15° geneigt und um die (OOI)-Achse parallel zur Walzrichtung verteilt. Das Wesen der erfindungsgemäßen Kornorientierung liegt nun darin, daß die (OOl)-Achse der einzelnen Körner mit der Walzrichtung des Stahlblechs übereinstimmt und daß die zur Stahlblechoberfläche parallele Kristallebene aus einer \h, k, 0)-Ebene besteht, die eine um die zur Walzrichtung parallele (OOl)-Achse gedreht und verteilte {110}-Ebene ist.

Ferner wird eine Zugspannung von etwa 3,5 bis 15 N/mm² in Walzrichtung auf das Stahlblech ausgeübt, falls dieses die oben angegebene Kornorientierung aufweist. Die Zugspannung kann in vorteilhafter Weise durch einen glasartigen Film aus MgO erzeugt werden, derauf der Blechoberflächc aufgebracht ist; auch ist es möglich, beispielsweise einen isolierenden Film nach dem abschließenden Glühen aufzubringen.

In vorteilhafter Weise erfolgt die Aufbringung der Beschichtungsinasse zur Erzeugung der Zugspannung in dem Stahlblech in der folgenden Weise:

Zu einer Beschichtungsmasse, die als Hauptkomponente kolloidale Kieselsäure enthält, werden Aluminiumphosphat sowie Chromanhydrid oder ein Chromat und darüber hiruius Siliciumoxidpulver und/oder Borsäure zugegeben, und diese Masse auf dem Stahlblech aufgebracht und durch Wärme ausgehärtet, um darauf einen Oberflächenfilm zu bilden. b5

Es kann jede Art eines isolierenden Films aufgebracht werden, der in der oben beschriebenen Weise eine Zugspannung erzeugen kann.

Die dem Stahlblech erteilte Zugspannung wird während der Abkühlung der Wärmebehandlung erzeugt, und

zwar durch die Differenz der thermischen Ausdehnung zwischen dem Stahlblech und dem Oberflächenfilm. Wenn eine auf das Stahlblech aufgebrachte Beschichiungsmasse bei einer bestimmten Temperatur, gewöhnlich bei 35O⁰C oder höher, hitzegehärtet wird, so haftet der so gebildete Oberflächenfilm ohne jegliche Zugspannung an dem Stahlblech. Beim Abkühlen zieht sich jedoch das Stahlblech stärker zusammen als der Oberflächenfilm, da das Stahlblech im allgemeinen eine größere thermische Ausdehnung als der Oberflächenfilm aufweist.

Solange somit der Oberflächenfilm an dem Stahlblech anhaftet, wird dieses einer Zugspannung unterworfen. Die positive Anwendung der Zugspannung auf das Stahlblech verbessert die Magnetostriktion und den Kernverlust.

In F i g. 4 wird der Kernverlust eines bekannten Stahlblechs mit der Goss-Orientierung (gekennzeichnet durch

O) mit dem Kernverlust eines Stahlblechs (gekennzeichnet durch φ) verglichen, dessen Kornorientierung erfindungsgemäß um die (OOl)-Achse parallel zur Walzrichtung gedreht und verteilt ist (mit der Ausnahme der Bleche mit einer Korngröße von 60 mm). Der Vergleich wird durchgeführt in Abhängigkeit von der vorgegebenen Zugspannung in dem Stahlblech.

Aus der Figur ergibt sich, daß bei einem relativ großen mittleren Korndurchmesser von 60 mm kein wesentlicher Unterschied zwischen dem bekannten Blech (d\) mit der Goss-Orientierung und dem Stahlblech (c/₂) mit einer Kornorientierung besteht, die um die (OOl)-Achse parallel zur Walzrichtung gedreht und verteilt ist; bei einem mittleren Korndurchmesser von nicht mehr als 50 mm, beispielsweise bei mittleren Durchmessern von 10 mm und 25 mm, zeigen die erfindungsgemäßen Bleche (ai, Z>2, d) eine erhebliche Verbesserung der Kernverlustwerte im Vergleich zu den bekannten Blechen (au b\, c\) mit der Goss-Orientierung; dies gilt insbesondere dann, wenn die dem Stahlblech erteilte Zugspannung erfindungsgemäß in den Etereich von 3,5 bis 15 N/mm² fällt.

Obwohl der erfindungsgemäß zur Verbesserung des Kernverlustes beitragende Mechanismus nicht völlig geklärt ist, kann von folgenden Annahmen ausgegangen werden.

Es ist bekannt, daß bei Anlegen eines magnetischen Feldes an ein ferromagnetisches Stahlblech eine Bewegung der magnetischen Domänenwände und eine Drehung der magnetischen Domänen in dem Stahlblech verursacht werden und daher dieses magnetisiert wird. Insbesondere erfolgen bei einem wechselnden Magnetfeld die Bewegung und die Drehung der magnetischen Domänen in kontinuierlicher Weise und werden, wie bekannt, von Kernverlusten begleitet, beispielsweise durch Hystereseverluste und Wirbelstromverluste.

Die erfindungsgemäße Verbesserung des Kernverlustes steht vermutlich in Verbindung mit der Unterteilung der magnetischen Domänen aufgrund der spezifischen Kornorientierung und der spezifischen Zugspannung in dem Blech; daher erfolgt eine Verringerung der Bewegungsstrecke der einzelnen magnetischen Domänenwände und daher eine Verringerung der Wirbelstromverluste.

Bei üblichen Magnetstahlblechen, bei denen die einzelnen Kornteilchen in der idealen Goss-Orientierung |110}{001) oder in einer dieser Orientierung stark angenäherten Kornorientierung angeordnet sind, ist die Orientierungsdifferenz zwischen den benachbarten Kornteilchen sehr gering. Im Vergleich dazu ist bei dem erfindungsgemäßen Magnetstahlblech, bei dem die Kornteilchen in der \h, k, 0) (OOI)-Orientierung angeordnet sind, die Orientierungsdifferenz zwischen den benachbarten Kornteilchen sehr groß. Die Tatsache, daß der Unterschied größer ist, weist darauf hin, daß die üblichen Bleche sowie das erfindungsgemäße Blech unterschiedliche KornteiTchengrenzflächen aufweisen.

Wenn darüber hinaus auf das Stahlblech eine Zugspannung ausgeübt wird, dienen die Kornteilchengrenzflächen als Spannungszentren aufgrund der Gitterfehler, und die magnetischen Domänen werden sauber getrennt und tragen daher zur Verringerung der Wirbelstromverluste bei.

Bei dem srfindungsgemäßen Magnetstahlblech wird der Kernverlust insbesondere in Walzrichtung durch die rCcTelationsrncchantsrncr. zwischen der spezifischen Kornorientierung und der spezifischen Zugspannung in dem Blech verbessert. Darüber hinaus werden die magnetischen Eigenschaften in anderen Richtungen als in der Waizrichtung ebenfalls durch die spezifische Kornorientierung {h, k, O)(OOl)) alleine verbessert, da die (111)-Komponente in der Biechebene vermindert oder fast 0 ist.

Die Gründe für verschiedene Beschränkungen gemäß der Erfindung werden im folgenden näher erläutert. Der Siliciumgehalt ist erfindungsgemäß auf einen Anteil von nicht mehr als 4,5% begrenzt. Es ist bekannt, daß das Silicium den elektrischen Widerstand des Stahlblechs beeinflußt und den Kernverlust wesentlich verbessert. Bei Silciumanteilen oberhalb 4,5% verschlechtert sich jedoch die Bearbeitbarkeit des Stahlblechs, und daher ist der obere Grenzwert des Siliciumgehalts auf 4,5% eingestellt, vorzugsweise ist ein Anteil von 3% Silicium enthalten.

!n der Zwischenzeit sind einige Arten kornorientierter Magne'stahlbleche für spezielle Anwendungen bekanntgeworden, die keinerlei Silicium oder einen sehr geringen Siliciumanteil aufweisen. Die vorliegende Erfindung ist daher ebenfalls auf derartige kornorientierte Magnetstahlbleche anwendbar. Im Rahmen der Erfindung liegt somit der untere Grenzwert des Siliciumgehalts bei 0%.

Im Rahmen der Erfindung sind keinerlei spezielle Beschränkungen hinsichtlich anderer chemischer Komponenten vorgesehen, und Elemente, wie Mn, S, Al, N sowie Ti, V, Nb, Se und Sb, die bei üblichen kornorientierten, magnetischen Elektrostahlbiechen erforderlich sind, können einzeln oder in Kombination enthalten sein. Hinsichtlich der Dicke des erfindungsgemäßen Magnetstahlblechs ist es bei Dicken oberhalb 03 mm häufig

eo praktisch schwierig, eine Zugspannung auf das Stahlblech auszuüben, so daß die gewünschte Verbesserung der Werte der Kernverluste durch die Einwirkung einer spezifischen Zugspannung zusammen mit der spezifischen Kornorientierung, was das hauptsächliche Merkmal der vorliegenden Erfindung ausmacht, sehr klein wird, so daß die gewünschte Verbesserung der magnetischen Eigenschaften gemäß der Erfindung in manchen Fällen nicht erreicht werden kann.

Wenn bei dem erfindungsgemäßen Magnetstahlblech der mittlere Korndurchmesser größer als 50 mm ist, wird die Verbesserung der Werte der Kernverluste gemäß Fig.4 klein. Daher sind erfindungsgemäß Korndurchmesser von bis zu 50 mm bevorzugt.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.

Beispiel 1

Eine kontinuierlich gegossene Stahlbramme mit der unten angegebenen Zusammensetzung wird warm gewalzt, um 10 warmgewalzte Stahlbleche mit 2,3 mm Dicke zu erhalten.

Si 2,97%

C 0,052%

Mn 0,085%

S 0,026%

Al 0,029%

N 0,0078%

Rest im wesentlichen Fe.

Die warmgewalzten Stahlbleche werden bei 1130⁰C geglüht, durch Säure entzundert, auf 0,30 mm durch das unten erwähnte Verfahren kaltgewalzt und bei 845°C entkohlt. Danach werden die Bleche mit Magnesiumoxid beschichtet und abschließend bei ί 190"C geglüht. Danach werden die Bleche auf beiden Seiten mit 2 bis 8 g/m² einer Beschichtungsflüssigkeit beschichtet, die aus folgenden Bestandteilen besteht:

Wasserdispersion von

20% kolloidalem Siliciumdioxid 100 cm¹

wäßrige Lösung von

50% Aluminiumphosphat 60 cm^J

Chromanhydrid 6 g

Borsäure 2 g

Dadurch wird zur Ausbildung der Zugspannung ein Film auf den Blechen erzeugt. Die so beschichteten Bleche werden auf 830°C erwärmt, um den Film auszuhärten und die Bleche zu glätten.

5 Bleche werden in der weiter unten beschriebenen Weise erfindungsgemäß kaltgewalzt, während die verbleibenden 5 Bleche zu Vergleichsuntersuchungen mit üblichen, nutfreien Walzen kaltgewalzt werden.

Beim Kaltwalzen für die erfindungsgemäßen 5 Bleche werden zusätzlich zu den üblichen nutenfreien Walzen folgende zwei Arten von Nutenwalzen verwendet. Die eine Sorte der mit Nuten versehenen Walzen wird dazu verwendet, um das 2,3 mm dicke Blech auf 1,60 mm kaltzuwalzen, die Nuten der Walzen sind dabei V-förmig ausgebildet, und zwar mit einem öffnungswinkel von 90°, einer Nuttiefe von 0,25 mm und einem Nutabstand von 3,5 mm; die Nuten sind in einem schrägen Würfelmuster angeordnet und kreuzen einander unter 20° zu der zur Walzachse senkrechten Richtung. Die Walzen weisen einen Durchmesser von 130 mm auf. Das Stahlblech von 2,3 mm Dicke wird durch ein Paar der erwähnten, mit Nuten versehenen Walzen bis auf maximal 1,6 mm Dicke kaltgewalzt und dann durch die nachfolgenden, mit Nuten versehenen Walzen auf 0,85 mm Dicke kaltgewalzt.

Die zuletzt erwähnten Walzen weisen V-förmige Nuten auf, und zwar mit einem Öffnungswinke! von 120°, mit einer Nuttiefe von 0,15 mm und mit einem Nutabsland von 2,0 mm; die Nuten sind rautenförmig angeordnet und kreuzen einander unter einem Winkel von 25° zu der zur Walzachse senkrechten Richtung. Die Walze weist einen Durchmesser von 130 mm auf. Der Walzvorgang erfolgt mit Hilfe eines Paars derartiger, mit Nuten versehenen Walzen.

Mit den oben erwähnten zwei Arten von Nutwalzen wird das 2,3 mm dicke Blech auf 0,85 mm kaltgewalzt, so daß auf dem Blech ein mit Nuten versehenes Oberflächenmuster erhalten wird. Danach wird das Blech durch übliche, glatte Walzen auf 0,30 mm kaltgewalzt, so daß die erhaltene Oberfläche praktisch gleich der ist, die durch Kaltwalzen des Blechs mit lediglich den glatten Walzen erhalten würde.

Die magnetischen Eigenschaften der zwei Gruppen (a) und (b) der Bleche sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Tabelle

Bfl(T) W17/50 (W/kg)

Gruppe a (vorl. Erfindung) 1,93 — 1,95 0,98 -1,05

(Mittelwert: 1,94) (Mittelwert: 1,02)

Gruppe b (zum Vergleich) 133-1,95 1,07-1,21

(Mittelwert: 1,94) (Mittelwert: 1,12)

Die obigen zwei Blechgruppen werden durch Säure entzundert, um die sekundären Rekristallisationskörner freizulegen. Fig.5a zeigt die Orientierung der einzelnen Körner in den J100}-Polfiguren und das Aussehen der Körner in der Gruppe a; F i g. 5b zeigt das Entsprechende für die Gruppe b.

Die Zugspannung in Walzrichtung, die durch den glasartigen Film oder den Zugspannungsfilm auf den Blechen erzeugt wird, beträgt in beiden Gruppen a und b etwa 8 N/mm². Die Korngröße beträgt in beiden Gruppen nicht mehr als 50 mm.

Die Kornorientierung der mit den mit Nuten versehenen Walzen kaltgewalzten Gruppe a enthält Tiicht nur übliche Körner mit der Goss-Textur sondern auch mehrere Körner, deren Goss-Textur in Walzrichtune gedreht

und verteilt ist.

Die zuletzt erwähnten Körner, die die verteilte {/?, k, O)(OOl>-Textur aufweisen, sind sekundäre Rekristallisationskörner mit relativ geringer Größe, die zwischen den Körnern mit Goss-Textur mit relativ großen Abmessungen verstreut sind.

;■ 5 Somit ergibt sich, daß die Bleche der Gruppe a, die erfindungsgemäß mit Hilfe der mit Nuten versehenen

Walzen kaltgewalzt sind, ausgezeichnete Kernvcrlustwerte VV 17/50 aufweisen, beispielsweise 1,02 W/kg im Mittel. Die erfindungsgemäß erzielten Ergebnisse sind somit im Vergleich zu den bekannten Magncstahlblechen bemerkenswert.

io Beispiel 2

V Eine kontinuierlich gegossene Stahlbramme mit der folgenden Zusammensetzung wird erwärmt und zu einem

fi 2,3 mm dicken Stahlblech herunter warmgewalzt.

C	0,053%
Si	2,95%
ivin	0,07%
S	0,023%
Al	0.028%
N	0,007%
Rest	Fe und unvermeidliche Verunreinigungen.

§ Danach wird das warmgewalzte Stahlblech während 2 Minuten bei 1120⁰C geglüht, in Luft abgekühlt und

'■j schließlich durch aufgesprühtes Wasser von 950⁰C auf nahezu Raumtemperatur abgeschreckt. Das abge-Il 25 schreckte Blech wird durch Säure entzundert, danach in einem einzigen Verfahrensschritt auf die endgültige

$ Dicke von 0,30 mm herunter kaltgewalzt und bei 850°C während 3 Minuten in einem Gasgemischslrom von 75%

|) Wasserstoff und 25% Stickstoff (Taupunkt 60" C) entkohlt.

■i Nach dem Entkohlen wird das Blech mit einem Glühseparator mit der folgenden Zusammensetzung beschich-

,;;; tet.

|! Wasser 1000 cm^!

'§ MgO 100 g

ψ TiO₃ 5 g

$ Na₂S₂O₃ 0,5 g

a Danach erfolgt das abschließende Glühen des Blechs unter den folgenden Bedingungen:

I Bis zu 900° C:

II in 75% Wasserstoff und 25% Stickstoff mit einer Erwärmgeschwindigkeit von 20° K/h
I 40 zwischen 900 und 1050° C:

I mit 75% Wasserstoff und 25% Stickstoff mit einer Erwärmgeschwindigkeit von 5° K/h

I zwischen 1050 und 1200° C:

Ei mit 100% Wasserstoff bei einer Erwärmgeschwindigkeit von 20" K/h

I 1200° C:

If 45 konstant während 20 Stunden in 100% Wassserstoff.

j| Ein ähnlicher Isolationsfilm wie bei Beispiel 1 wird in ähnlicher Weise auf dem Blech ausgebildet. Das

1 erhaltene Blech zeigt den außerordentlich geringen Kernverlustwert von B₈ = 1,96 T und W 17/50 = 0,94 W/

kg. Die Makrostruktur des Blechs ist in F i g. 6a dargestellt. Im Vergleich dazu zeigt F i g. 6b die Makrostruktur 50 eines ähnlichen Blechs, das in üblicher Weise abschließend durch Erwärmen auf 1200°C geglüht wurde, und zwar mit einer konstanten Erwärmungsgeschwindigkeit von 20° K/h. Das Vergleichsblech wies die folgenden magnetischen Eigenschaften auf: B₈ = 1,94 T und W 17/50 = 1,05 W/kg.

Die {100}-Polfigur des in F i g. 6a dargestellten Blechs ist in F i g. 7 gezeigt.

Die Struktur des nach dem vorliegenden Beispiel hergestellten Blechs zeichnet sich dadurch aus, daß die 55 meisten der größeren Körner (10 mm oder mehr) sehr nahe an der Goss-Textur (IUO) (001)) liegen und innerhalb 5° um die Goss-Textur herum geneigt sind; die meisten der kleineren Körner (kleiner als 10 mm) sind in einem Bereich von 5 bis 20° um die (001)-Achse gedreht.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen
60

Claims

Patentanspruch:

Kornorientiertes Magnctstahlblech mit einem Siliziumgehalt von höchstens 4,5% und einer von der Goss-Anordnung verschiedenen Textur, deren (001)-Achsc der Walzrichtung entspricht. In der Kristallebenen (Λ, Jt,0} gegenüber der {llOj-Ebcne gedreht angeordnet sind und deren mittlerer Korndurchmesser höchsten 50 mm beträgt, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallebenen {Λ. k, 0} in einem Winkel von maximal ±20° um die {110)-Ebene gedreht angeordnet sind, wobei auch Kristallebenen mit (110)-Orientierung vorhanden sind, und daß das Stahlblech einen isolierenden Film aufweist, der eine Zugspannung von 3.5 bis 15 N/mm² in Walzrichtung erzeugt.