DE3103965A1 - Magnetlegierung - Google Patents
MagnetlegierungInfo
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- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
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Description
Die Erfindung betrifft eine Magnetlegierung und insbesondere eine Eisen-Silicium-Legierung, die zu Blechen
ausgewalzt werden kann.
Eisen-Silicium-Legierungen und der sogenannte Siliciumstahl
werden in großem Umfang für elektrische Zwecke verwendet, beispielsweise als Kernmaterial für Generatoren
und Transformatoren, da die Eisen-Silicium-Legierungen im Vergleich zu Eisen eine höhere Sättigungsmagnetisierung
bzw. Sättigungsinduktion, eine höhere Permeabilität und einen höheren spezifischen
elektrischen Widerstand aufweisen.
Die Eisen-Silicium-Legierungen, die eine geringe Menge Silicium enthalten, können ohne weiteres gewalzt und
in vielfältiger Weise für die oben angesprochenen elektrischen Zwecke angewandt werden. Andererseits
ist für Eisen-Silicium-Legierungen bekannt, daß bei zunehmendem Siliciumgehalt die Magnetostriktion und
die magnetische Anisotropie der Legierung abnimmt, wobei insbesondere bei einem Siliciumgehalt von
6,5 Gew.-% die Magnetostriktion der Legierung den Wert Null erreicht, was zu verbesserten magnetischen
Eigenschaften führt, indem man ein weiches magnetisches Material erhält, das eine hohe Permeabilität
und einen hohen spezifischen elektrischen Widerstand aufweist und geringe Eisenverluste zeigt.
Die Siliciumstahlbleche konnten drastisch verbessert werden durch die Anwendung von kornorientiertem
Siliciumstahlblech, bei dem die Orientierung der
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Kristallachsen der sekundären Rekristallisation nach dem Walzen längs der (011) £10Oj-Richtungen verläuft,
was zur Folge hat, daß man ein Material mit niedrigen Eisenverlusten, hoher Permeabilität in der WaIzrichtung
und einer hohen magnetischen Sättigungsinduktion erhält. Weiterhin wurde in zwei Richtungen
orientiertes Siliciumstahlblech vorgeschlagen, das überlegene Magneteigenschaften in der Walzrichtung
und senkrecht dazu aufweist.
Wegen der zunehmenden Nachfrage nach elektrischer Energie werden mehr und mehr Transformator-Nebenstationen
großer Leistung im Straßenbereich gebaut, was zu Schwierigkeiten wegen der Geräuschentwicklung
der Transformatoren führt. Es ist bekannt, daß das Transformatorgeräusch überwiegend durch Vibrationen
hervorgerufen wird, die eine Folge der Magnetostriktion des Kernmaterials des Transformators sind,
so daß es erwünscht ist, Eisen-Silicium-Legierungen mit hohem Siliciumgehalt und geringer Magnetostriktion
als Kernmaterial für den Transformator zu verwenden .
Bei den Eisen-Silicium-Legierungen nimmt die Härte 25 der Legierung mit zunehmendem Siliciumgehalt zu,
wobei insbesondere bei Legierungen, die nicht weniger als 4,5 Gew.-% Silicium enthalten, die Verformbarkeit
der Legierung plötzlich verloren geht und das Walzen der Legierung schwierig wird, was eine erhebliche
Einschränkung der industriellen Anwendung der Eisen-Silicium-Legierungen verursacht.
Es sind kaum Veröffentlichungen über das Walzen von Eisen-Silicium-Legierungen, die 6,5 Gew.-% Silicium
enthalten und eine schlechte Verformbarkeit aufweisen,
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bekannt; jedoch weist die Veröffentlichung "Rolling of
brittle metal", die in dem Journal of Japan Society for Technology of Plasticity, Vol.8, Nr. 77 (Juni 1967)
Seiten 317 bis 321 erschienen ist, darauf hin, daß eine Eisen-Silicium-Legierung, die 6,5 Gew.-% Silicium
enthält, von einer Dicke von 10 nun zu einem Blech mit
einer Dicke von 0,018 mm ausgewalzt werden konnte durch Walzen der Eisen-Silicium-Legierung die auf beiden
Seiten mit fest anhaftenden unterschiedlichen Materialschichten guter Verformbarkeit versehen worden
ist. Jedoch wurde in diesem Fall das Blech aus der Eisen-Silicium-Legierung bei einer experimentellen
Untersuchung unter Verwendung eines Hilfsmaterials hergestellt, einer Methode, die sich kaum dazu eignet,
Bleche aus der Eisen-Silicium-Legierung in technischem Umfang in großer Menge problemfrei herzustellen.
In der Veröffentlichung "Cold rolling of 6,5% Si-Fe alloys and magnetic characteristics", die in dem
Journal of Japan Society of Metals, Vol.30 (1966), Seiten 5 52 bis 558, erschienen ist, wird angegeben,
daß eine 6,5 Gew.-% Silicium enthaltende Eisen-Silicium-Legierung bei einer Temperatur zwischen 600 und 7500C
bei einem Walzverhältnis von 70% ausgewalzt wurde und daß nach dem Abschneiden der breiten Ränder der Legierungsbleche
eine Reihe von Risse gebildet wurden. Dann wurde das Blech mit einer Dicke von 1 mm zu
einem Blech mit einer Dicke von nicht mehr als 0,3 mm
ausgewalzt. Es ist jedoch in dieser Veröffentlichung
angegeben, daß beim Auswalzen der mehr als 5,0 Gew.-% Silicium enthaltenden Eisen-Silicium-Legierung bis
zu einer Dicke von weniger als 1 mm häufig Risse gebildet werden und es in der Praxis schwierig ist, ohne
die Bildung von Rissen aus der Legierung Bleche zu
35 erzeugen.
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Es ist bekannt, daß die Magnetostriktion einer Legierung in starkem Maße von den mechanischen Spannungen
beeinflußt wird, die durch die mechanische Bearbeitung, wie das Biegen oder Walzen, in der Legierung
erzeugt werden. Selbst wenn man Eisen-Silicium-Legierungen mit hohem Siliciumgehalt und geringer
Magnetostriktion verwendet, ist es wegen der schlechten Bearbeitbarkeit der Legierung schwierig, die
durch die mechanischen Spannungen verursachte Magnetostriktion zu verringern, was zur Folge hat, daß man
im Hinblick auf das Transformatorgeräusch nur wenig zufriedenstellende Ergebnisse erzielt hat.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, verbesserte Eisen-Silicium-Magnetlegierungen
anzugeben, die eine verbesserte Walzbarkeit aufweisen und die ohne Beeinträchtigung ihrer magnetischen
Eigenschaften ohne weiteres durch Walzen zu Blechen verarbeitet werden kann.
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20
Diese Aufgabe wird nun gel'ist durch die kennzeichnenden
Merkmale der Magnetlegierung gemäß Patentanspruch,
Gegenstand der Erfindung ist daher eine Magnetlegierung oder magnetische Legierung, die nicht weniger
als 0,03 Gew.-% und nicht mehr als 5,0 Gew.-% Phosphor, nicht weniger als 0,01 Gew.-% und nicht
mehr als 5,0 Gew.-% mindestens eines der Elemente Titan, Niob und Zirkonium#micht weniger als 2,5
Gew.-% und nicht mehr als 10,0 Gew.-% Silicium und als Rest überwiegend Eisen enthält und die dadurch
gekennzeichnet ist, daß der Phosphor an den Korngrenzen der Legierung in einer Menge von mehr als
0,5 Gew.-%, bezogen auf die die Korngrenzen bildenden Atome, vorliegt.
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Die erfindungsgemäße Eisen-Silicium-Legierung enthält
nicht weniger als 2,5 Gew.-% Silicium, um die Eisenverluste und die Magnetostriktion zu verringern,
nicht mehr als 10,0 Gew.-% Silicium, um eine Verschlechterung der magnetischen Sättigungsinduktion
oder Sättigungsmagnetisierung zu vermeiden, Phosphor und mindestens eines der Elemente Titan, Niob und
Zirkonium zur Verbesserung der Walzbarkeit der Legierung durch Verfestigung der Korngrenzen und zur
Verminderung der Korngröße. Die erfindungsgemäße Eisen-Silicium-Legierung enthält nicht weniger als
0,03 Gew.-%, jedoch nicht mehr als 5,0 Gew.-% Phosphor und mindestens eines der Elemente Titan,
Niob und Zirkonium in einer Gesamtmenge von nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch nicht mehr als
5,0 Gew.-%, nicht weniger als 2,5 Gew.-%, jedoch nicht mehr als 10,0 Gew.-% Silicium und als Rest
überwiegend Eisen, wobei nicht weniger als 0,5 Gew.-% Phosphor auf den Korngrenzen der Atome
20 segregiert sind, die die Korngrenzen bilden.
Die erfindungsgemäße Legierung kann weiterhin anstelle
von Eisen mindestens eines oder mehrere der nachfolgend angegebenen Elemente enthalten, nämlich:
Nicht mehr als 7,0 Gew.-% Chrom, nicht mehr als 5,0 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 7,0 Gew.-%
Nickel, nicht mehr als 6,0 Gew.-% Kupfer, nicht mehr als 5,0 Gew.-% Yttrium, nicht mehr als
3,0 Gew.-% Seltener Erdelemente, nicht mehr als 0,3 Gew.-% Bor, nicht mehr als 0,5 Gew.-% Blei,
nicht mehr als 3,0 Gew.-% Beryllium, nicht mehr als 0,8 Gew.-% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,1 Gew.-%
Stickstoff, nicht mehr als 0,5 Gew.~% Calcium, nicht
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mehr als 5,0 Gew.-% Vanadium, nicht mehr als 5,0
Gew.-% Germanium, nicht mehr als 5,0 Gew.-% Molybdän, nicht mehr als 5,0 Gew.-% Hafnium, nicht mehr als
5,0 Gew.-% Tantal, nicht mehr als 5,0 Gew.-% Wolfram,
5 nicht mehr als 3,0 Gew.-% Zinn und nicht mehr als
3,0 Gew.-% Antimon, wobei diese zusätzlichen Elemente
insgesamt nicht weniger als 0,01 Gew.-% und nicht mehr als 10 Gew.-% ausmachen. Auch dann, wenn die
Legierung solche zusätzlichen Elemente enthält, liegt
10 Phosphor in einer Menge von nicht weniger als
0,5 Gew.-%, bezogen auf die die Korngrenzen bildenden Atome, auf den Korngrenzen der Legierung vor.
Das zusätzliche Element Chrom führt zu einer Verbesserung der Verschleißfestigkeit der Legierung, während
die zusätzlichen Elemente Mangan, Nickel, Kupfer, Yttrium, die Seltenen Erdelemente, Bor,
Blei und Beryllium dazu verwendet werden, die WaIzbarkeit und die mechanische Bearbeitbarkeit der
Legierung zu verbessern. Kohlenstoff und Stickstoff werden mit dem Zweck zugesetzt, Carbide und Nitride
zu bilden, um in dieser Weise die Festigkeit der Legierung zu steigern, während Calcium zur Verbesserung
der Qualität der Gußblöcke dient, das heißt durch die Desoxidationswirkung des Calciums Risse
und die Bildung einer überlagernden Kornstruktur zu verhindern. Die zusätzlichen Elemente Vanadium,
Germanium, Molybdän, Hafnium, Tantal, Wolfram, Zinn und Antimon dienen dazu, die Härte der Legierung
30 zu erhöhen. Wenn die zugesetzte Menge Bor nicht
weniger als 0,001 Gew.-% beträgt, tritt der Effekt dieses Elements auf, während die Wirkung der anderen
Elemente, das heißt Chrom, Mangan, Nickel,
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Kupfer, Yttrium, die Seltenen Erdelemente, Blei, Beryllium, Kohlenstoff, Stickstoff, Calcium, Vanadium,
Germanium, Molybdän, Hafnium, Tantal, Wolfram, Zinn und Antimon dann in Erscheinung tritt, wenn ihre
Menge nicht weniger als 0,01 Gew.-% beträgt. Es hat sich jedoch gezeigt, daß, wenn die gesamte zugegebene
Menge dieser zusätzlichen Elemente 10,0 Gew.-% übersteigt, sich eine Verschlechterung der Walzbarkeit
und der magnetischen Eigenschaften einstellt.
Das folgende Beispiel dient der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Durch Induktionsheizung schmilzt man eine Gesamtmenge von 5 kg Ausgangsmaterialien, die elektrolytisch
raffiniertes Eisen, das 99,9 Gew.-% Eisen enthält, Silicium mit einer Reinheit von 99,999%, Fe-25% P
(Ferrophosphormutterlegierung, die 25 Gew.-% Phosphor
enthält) und verschiedene zugesetzte Elemente enthalten, in einem Aluminiumoxidtiegel, der in einem
-4 Vakuumofen unter einem Druck von 1,3 χ 10 mbar ( 1 χ 10 mmHg) angeordnet ist, worauf man die in
dieser Weise erhaltene Schmelze in eine Form mit einem Durchmesser von 5 cm gießt und dann in einem
Vakuumofen vergießt. Dieses Gießen erfolgt in der Weise, daß man eine Bandheizeinrichtung um die
Außenseite der Form wickelt, um die Form auf eine Temperatur von etwa 8000C zu erhitzen, worauf man die
Schmelze in die Form gießt und diese dann nach und nach mit einer Abkühlgeschwindigkeit von 3,0°C/min
auf eine Temperatur im Bereich von 800 bis 5000C
abkühlt, worauf man nach dem Erreichen einer Tempera-
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tür von 5000C die Stromversorgung der Bandheizeinrichtung
unterbricht und die Form auf Raumtemperatur abkühlt. Aus den in dieser Weise erhaltenen Barren
schneidet man Blöcke mit den Abmessungen 35 mm χ 30 m χ 15 mm heraus. Die in dieser Weise erhaltenen
Blöcke werden bei 400 bis 10000C warmgewalzt. Das Walzen erfolgt wiederholt 15 mal zur Bildung von
Legierungsblechen mit einer Dicke von etwa 0,3 mm. Mit Hilfe der obigen Methode bereitet man Legierungsproben,
die verschiedene zugesetzte Elemente enthalten und walzt sie in der beschriebenen Weise aus.
Die erhaltenen Legierungsbleche werden dann im Hinblick
auf ihre Walzbarkeit und ihre magnetischen Eigenschaften, das heißt die Anfangspermeabilität
\iQ, die maximale Permeabilität μ , die Koerzitivkraft
Hc, die Eisenverluste W-in/cf) (Kernverlust gemessen
unter Anwendung eines Magnetfeldes von 10 kGauss bei 50 000 Hz) untersucht. Die in dieser Weise gemessenen Ergebnisse
sind in der nachstehenden Tabelle I zusammen-
20 gestellt.
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Probe | Hauptbestandteil (Gew.-%) |
Si | Neberikonponente (Gew.-%) |
Walzbar- keit |
Magnetische Eigenschaften | 1100 | μΐα | Hc(Oe) | W.,-. ι,-f. (Watt/KcT) iU/du |
0,55 | i ι |
0,72 |
1 | Fe | 2,20 | O | 1050 | 10500 | 0,40 | 2.50 | 0,50 | i | |||
2 | Rest | 3,80 | O | 1085 | 12700 | 0,34 | 1,78 | 0,60 | ||||
3 | »1 | 4,75 | Δ | 1150 | 11800 | 0,30 | 1,55 | |||||
4 | H | 5,34 | χ | 1300 | 12300 | 0,31 \ 0,94 j |
||||||
5 | η | 6,11 | X | 1525 | 20100 | 0,28 | ||||||
6 | 11 | 6,54 | X | 1430 | 23500 | 0,23 | ||||||
7 | Il | 6,80 | X | 24000 | 0,25 | |||||||
8 | M | 6,45 | P 0,01 | X | ||||||||
9 | Il | 6,75 | P 0,03 | Δ | ||||||||
9A | H | 6,47 | P 0,03 | O | ||||||||
10 | ti | 6,52 | P 0,10 | O | ||||||||
11 | Il | 6,48 | P 0,51 | O | ||||||||
12 | Il | 6,50 | P 1,22 | O | 1050 | |||||||
13 | Il | 6,51 | P 0,25 Ti 0,5 | © | 19800 | 0,31 | ||||||
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Fortsetzung Tabelle I
Probe | Hauptbestandteil (Gew.-%) |
Si | Nebenkonponente (Gw.-%) |
Walzbar- keit |
Magnetische Eigenschaften | μο | μΐη | Hc(Oe) | W10/50 (Watt/kg) |
28 | Pe | 6,53 | P 0,27 Cu 1,0 | O | |||||
29 | Rest | 6,49 | P 0,30 Ge 0,9 | O | |||||
30 | Il | 6,48 | P 0,24 Y 0,7 | O | |||||
31 | Il | 6,52 | P 0,26 Mo 1,3 | O | |||||
32 | Il | 6,50 | P 0,25 Hf 1,0 | O | |||||
33 | Il | 6,47 | P 0,23 Ta 1,5 | O | |||||
34 | Il | 6,48 | P 0,27 W 1,5 | O | |||||
35 | Il | 6,50 | P 0,25 La 0,8 | O | |||||
36 | Il | 6,50 | P 0,26 B 0,03 | O | |||||
37 | Il | 6,52 | P 0,25 Ca 0,05 | O | |||||
38 | ti | 6,49 | P 0,25 C 0,04 | O | |||||
39 | Il | 6,48 | P 0,28 N 0,04 | O | |||||
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Fortsetzung Tabelle I
Hauptbestandteil | Fe | Si | P | Nebenkonponente | 0,25 | 0,2 | Sb | 1,0 | Walzbar- | Magnetische Eigenschaften | μ0 | Hc(Oe) | W10/50(Watt/kg) | |
Probe | <Gew.-%) | Rest | 6,51 | P | (Gew | 0,24 | 0,2 | Pb | 0,07 | keit | ||||
41 | II | 6,48 | P | 0,25 | Be | 0,9 | ||||||||
42 | 11 | 6,49 | P | 0,28 Ti | Cr | 0,9 | O | |||||||
43 | 11 | 6,45 | P | 0,31 Ti | Mn | 1,2 | O | |||||||
44 | It | 6,52 | O | |||||||||||
45 | © | |||||||||||||
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- 14 -
Die in der Tabelle I verwendeten Symbole im Hinblick auf die Walzbarkeit besitzen die folgenden Bedeutungen
:
(o) = aus einem Block mit einer Dicke von
15 nun läßt sich ohne weiteres ohne die
Erzeugung von Rissen ein Blech mit einer Dicke von 0/3 mm auswalzen, das heißt
ein Walzverhältnis von 98% erreichen; (3 = das Walzen läßt sich mit Erfolg ohne die
Erzeugung von Rissen durchführen;
Δ = das Walzen kann durchgeführt werden,
wobei jedoch Risse auftreten; und X = in diesem Fall treten eine Vielzahl von
Rissen beim Walzen auf und das Walzen kann nicht erfolgreich durchgeführt
werden.
Die magnetischen Eigenschaften werden mit Hilfe einer
ringförmigen Probe mit einem Außendurchmesser von 25 mm und einem Innendurchmesser von 15 mm gemessen,
die aus den erfolgreich ausgewalzten Legierungsblechen durch Elektrofunkenbearbeitung herausgeschnitten
und in einer Wasserstoffgasatmosphäre während 2 Stunden bei 11000C wärmebehandelt worden sind.
Die magnetischen Eigenschaften wurden auch an einer massiven Probe gemessen, wenn diese nicht ausgewalzt
werden konnte.
In der folgenden Tabelle II sind die Ergebnisse der Auger-Elektronenspektroskopie der gebrochenen Oberfläche
einiger Proben angegeben, die die Beziehung zwischen der Menge der auf den Korngrenzen abgeschiedenen
Nebenkomponenten und der Walzbarkeit verdeutlichen.
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- 16 -
Die Proben 9 und 9A enthalten jeweils die gleiche Menge Phosphor, das heißt 0,03 Gew.-%; jedoch wurde
die Probe 9A durch Walzen nach der Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 10000C während 10 Stunden
5 gebildet, wodurch die auf den Korngrenzen der
Probe 9A segregierte Phosphormenge 0,51 Gew.-% beträgt, was wesentlich größer ist als die segregierte
Phosphormenge der Probe 9, die lediglich 0,06 Gew.-% beträgt.
Wie aus der Tabelle I zu erkennen ist, können die Proben 4 bis 7, die mehr als 4,5 Gew.-% Silicium enthalten,
ohne die Zugabe von Phosphor nicht gewalzt werden, während die Proben 9 bis 12, die eine ähnliehe
Menge Silicium enthalten und mit nicht weniger als 0,0 3 Gew.-% Phosphor versetzt worden sind, ausgewalzt
werden. Durch einen Vergleich der Proben 9 und 9A in der Tabelle II ist zu erkennen, daß die
Legierung, bei der größere Mengen des segregierten Phosphors auf den Korngrenzen vorliegt, eine bessere
Walzbarkeit aufweist. Es ist weiterhin zu erkennen, daß die Proben 13, 14, 15, 21 und 22, die Phosphor
zusammen mit Titan, Niob bzw. Zirkonium enthalten, eine weitere Verbesserung der Walzbarkeit zeigen.
25
Der Grund dafür, daß die Walzbarkeit der Legierung durch die Zugabe von Phosphor verbessert wird, ist
wohl eine Folge davon, daß die Korngrenzen durch das Segregieren des Phosphors auf den Korngrenzen gefestigt
werden und durch die Zugabe des Phosphors zusammen mit Titan die Korngrenzen weiter gefestigt
und die Korngröße verringert werden, wodurch die Walzbarkeit weiter verbessert wird.
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Insbesondere dann, wenn die Legierung Phosphor und Titan enthält, tritt kein Kornwachstum auf, selbst
wenn die Legierung bei einer Temperatur von bis zu 13500C, was annähernd der Schmelztemperatur der
Legierung entspricht, wärmebehandelt wird, so daß auch in diesem Falle keine Beeinträchtigung der WaIzbarkeit
erfolgt. Wenn Niob oder Zirkonium zusammen mit Phosphor in die Legierung eingebracht werden,
wird die Korngröße gleichmäßig auf beispielsweise etwa 50 μΐη vermindert, was zu einer Verbesserung der
Walzbarkeit führt. Wie jedoch aus den in der Tabelle I angegebenen Ergebnissen der Proben 17 und
20 hervorgeht, ergibt sich durch die Zugabe von Titan, Niob oder Zirkonium ohne die Zugabe von
15 Phosphor keine Verbesserung der Walzbarkeit.
Die erfindungsgemäßen Eisen-Silicium-Legierungen,
die nicht weniger als 0,03 Gew.-%, jedoch nicht mehr als 5,0 Gew.-% Phosphor, nicht weniger als 2,5
Gew.-%, jedoch nicht mehr als 10,0 Gew.-% Silicium, mindestens eines der Elemente Titan, Niob und
Zirkonium in einer Gesamtmenge von nicht weniger als 0,01 Gew.-%,jedoch nicht mehr als 5,0 Gew.-%, enthalten
und in denen Phosphor auf den Korngrenzen in einer Menge von nicht weniger als 0,5 Gew.-%, bezogen
auf die die Korngrenzen bildenden Atome, abgeschieden ist, zeigen eine verbesserte Walzbarkeit
und überlegene magnetische Eigenschaften. Der Grund
dafür, daß die Gesamtmenge des mindestens einen Elements aus der Gruppe Titan, Niob und Zirkonium als
nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch nicht mehr als 5,0 Gew.-% ausgewählt ist, ist darin zu sehen, daß
dann, wenn diese Menge weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, sich keine Verminderung der Korngröße er-
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gibt, während bei einer Menge von mehr als 5,0 Gew.-% die magnetischen Eigenschaften der Legierungen sich
verschlechtern. Um Phosphor in einer Menge von mehr als 0,5 Gew.-% auf den Korngrenzen abzuscheiden, beträgt
die Zugabemenge des Phosphors mehr als 0,03 Gew.-%, wobei dann, wenn diese Menge 5,0 Gew.-& übersteigt,
sich eine Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften einstellt. Somit beträgt die zugesetzte Phosphormenge
nicht weniger als 0,03 Gew.-%, jedoch nicht mehr als 5,0 Gew.-%.
Wie bereits erwähnt, können die erfindungsgemäßen Eisen-Silicium-Legierungen, die nicht weniger als
4,5 Gew.-% Silicium enthalten und sogar eine Eisen-Silicium-Legierung, die 6,5 Gew.-% Silicium enthält
und keine Magnetostriktion aufweist, leicht gewalzt werden. In dieser Weise kann ein Material, das ursprünglich
überlegene Eigenschaften aufweist, ohne weiteres hergestellt werden und für eine Vielzahl von elektrisehen
Anwendungszwecken eingesetzt werden, wie als Kernmaterial für Transformatoren und Magnetwandlerköpfe.
Das Transformatorgeräusch als Folge der Magnetostriktion des Kernmaterials kann dadurch verhindert
werden, daß man den Siliciumgehalt bei
25 6,5 Gew.-% hält.
Auch Eisen-Silicium-Legierungen, die eine relativ geringere Siliciummenge von beispielsweise 3 bis
4 Gew.-% enthalten, können ebenfalls gewalzt werden. Erfindungsgemäß kann die Walzbarkeit der 3 bis
4 Gew.-% Silicium enthaltenden Legierung dadurch verbessert werden, daß man Phosphor und mindestens eines
der Elemente Titan, Niob und Zirkonium zusetzt. In dieser Weise kann man bei dem Walzen der Legierung die
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Walztemperatur verringern, wodurch die Ofenkonstruktion
vereinfacht und Energie eingespart werden können.
Weiterhin kann man aus der erfindungsgemäßen Legierung
einen kornorientierten Siliciumstahl herstellen, indem man nach dem Walzen eine Wärmebehandlung zum
Zwecke einer sekundären Rekristallisation durchführt.
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Claims (1)
- PATENTANSPRUCHMagnetlegierung, enthaltend nicht weniger als 0/03 Gew.-% und nicht mehr als 5,0 Gew.-% Phosphor, nicht weniger als 0,01 Gew.-% und nicht mehr als 5,0 Gew.-% mindestens eines der Elemente Titan, Niob und Zirkonium, nicht weniger als 2,5 Gew.-% und nicht mehr als 10,0 Gew.-% Silicium und als Rest überwiegend Eisen, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphor an den Korngrenzen in einer Menge von mehr als 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Atome, die die Korngrenzen bilden, vorliegt.130049/0618
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