DE60320448T2 - Verfahren zur herstellung eines siliciumreichen kornorientierten elektrostahlblechs mit überlegener ummagnetisierungsverlusteigenschaft - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines siliciumreichen kornorientierten elektrostahlblechs mit überlegener ummagnetisierungsverlusteigenschaft Download PDF

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Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen siliziumreicher, korngerichteter Elektrostahlbleche, mit dem die magnetischen Eigenschaften, insbesondere die Ummagnetisierungsverlusteigenschaft, verbessert werden können, und noch genauer ein Verfahren zum Herstellen siliziumreicher, korngerichteter Elektrostahlbleche, bei welchem ein Pulverschichtmittel, das einen Glühtrenner zur Siliziumanreicherung beinhaltet, auf die Oberfläche einer Stahlplatte beschichtet wird, und endgeglüht wird, um so ein Elektrostahlblech mit außergewöhnlichen magnetischen Hochfrequenzeigenschaften sowie außergewöhnlichen Netzfrequenzeigenschaften herzustellen.
  • STAND DER TECHNIK
  • Elektrostahlbleche werden für gewöhnlich in korngerichtete Elektrostahlbleche und nicht korngerichtete Elektrostahlbleche eingeteilt. Korngerichtete Elektrostahlbleche beinhalten 3% Silizium (Si) und weisen eine Textur auf, bei welcher Körner in einer {(110)[001]}-Ausrichtung ausgerichtet sind. Durch die überlegenen magnetischen Eigenschaften in der Walzrichtung ist es möglich, dass diese korngerichteten Elektrostahlblech-Produkte als Kernmaterial für Transformatoren, Motoren, Generatoren und andere elektronische Geräte verwendet werden.
  • In letzter Zeit stiegen, da elektrische Geräte vielfältiger wurden, die Ansprüche an Geräte, die in einem Hochfrequenzband betrieben werden, und somit fingen die Anforderungen an Kernmaterial mit überlegenen magnetischen Eigenschaften bei Hochfrequenz ebenfalls an zu steigen.
  • Indessen wird von Fe-Si-Legierungen gesagt, dass siliziumreiche Stahlprodukte überlegene weiche magnetische Materialien sind, da höhere Siliziumgehalte unter den Ummagnetisierungseigenschaften eine Minderung von Hystereseverlust, Magnetostriktion, Koerzitivfeldstärke und magnetischer Anisotropie und eine Steigerung der maximalen Permeabilität ermöglichen. Dann wiederum können die Minderung von Magnetostriktion und Steigerung der maximalen Permeabilität nicht grenzenlos bezogen auf die Erhöhung des Siliziumgehalts fortgeführt werden, sondern die Maximalwerte liegen bei 6,5% Si-Stahl. Ebenfalls ist bekannt, dass die magnetischen Eigenschaften von 6,5% Si-Stahl den maximalen Zustand im Hochfrequenzband sowie im Netzfrequenzband erreichen. Aufgrund der überlegenen Eigenschaften im Hochfrequenzband ist siliziumreicher Stahl hauptsächlich bei einem Hochfrequenzreaktor für einen Gasturbinengenerator, eine Panzerstromversorgung, ein Induktionserwärmungsgerät, eine unterbrechungsfreie Stromversorgung und Ähnliches, und bei einem Hochfrequenztransformator für eine Galvanisierungsstromversorgung, eine Schweißmaschine, Röntgenstromversorgung und Ähnliches anwendbar, und wird als Ersatzmaterial für korngerichteten Siliziumstahl verwendet. Des Weiteren wird siliziumreicher Stahl angewendet, um den Stromverbrauch eines Motors zu senken und die Effizienz des Motors zu verbessern.
  • Weiter ist bekannt, dass es nahezu unmöglich ist, eine Siliziumstahlplatte, die einen Überschuss von 3,5% Si enthält, durch Kaltwalzen herzustellen, da das Strecken der Siliziumstahlplatte abrupt abnimmt, wenn der Siliziumgehalt in Fe-Si-Stahl steigt. Trotz der Tatsache, dass höhere Siliziumgehalte dazu dienen, überlegene magnetische Eigenschaften zu erhalten, wird eine derartig siliziumreiche Stahlplatte als Beschränkung für das Kaltwalzen betrachtet. Somit wird seit langer Zeit nach einer neuen Ersatztechnologie gesucht, mit der die Einschränkungen des Kaltwalzens überwunden werden können.
  • Als im Stand der Technik bekannte Verfahren zur Herstellung siliziumreicher Stahlplatten wird in der japanischen Patent-Offenlegungsnr. S56-3625 etc. ein Direktgießen eines siliziumreichen Stahls unter Verwendung einer einzelnen Walze oder einer Doppelwalze beschrieben, in der japanischen Patent-Offenlegungsnr. S62-103321 etc. ein Warmwalzen beschrieben, wobei das Walzen in einem Heizzustand einer geeigneten Temperatur durchgeführt wird, und in der japanischen Patent-Offenlegungsnr. H5-171281 etc. wird ein Walzplattieren beschrieben, wobei das Walzen in einem solchen Zustand durchgeführt wird, dass der siliziumreiche Stahl an einem Innenbereich angeordnet ist und siliziumarmer Stahl an einem Außenbereich angeordnet ist. Jedoch wurde dieser Stand der Technik noch nicht vermarktet.
  • Für die Massenproduktion siliziumreicher Stahlprodukte wie beispielsweise nicht gerichtete 3% Si-Stahlprodukte ist ein Vorgang bekannt, welcher die Schritte Ablagern von Silizium auf einer Oberfläche eines Materials durch chemische Gasphasenabscheidung (CVD = chemical vapor deposition) unter Verwendung von SiCl4 und anschließendes Homogenisieren des Siliziums umfasst, wie in der japanischen Patent-Offenlegungsnr. S62-227078 , US Patent-Nr. 3,423,253 und Ähnliche im Stand der Technik beschrieben ist. Jedoch bedingt der oben genannte Vorgang, dass die hergestellten Produkte unvermeidbar zu einem Preis verkauft werden, der aufgrund der Schwierigkeiten bei dem CVD-Vorgang fünfmal höher ist als jener von herkömmlichen 3% Si-Stahlprodukten. Obwohl die hergestellten Produkte überlegene magnetische Eigenschaften aufweisen, ist es schwierig, derartige Produkte populär zu machen und zu vermarkten.
  • Von den zurzeit im Umlauf befindlichen Elektrostahlprodukten werden nur nicht gerichtete Elektrostahlprodukte, die 6,5% Si beinhalten, hergestellt und als siliziumreiche Stahlprodukte verkauft. Aufgrund der unregelmäßigen Anordnung der Körner werden die nicht gerichteten Elektrostahlbleche mit 6,5% Si-Gehalt in dem Rotator mit einer geringen magnetischen Abweichung hinsichtlich der Ausrichtung der Magnetisierungsrichtung verwendet. Jedoch wurden Produkte aus siliziumreichen korngerichteten Elektrostahlblechen, welche ausgezeichnete Eigenschaften zur Verwendung für den Transformator aufweisen, wobei hauptsächlich nur die magnetischen Eigenschaften in Walzrichtung verwendet werden, noch nicht vermarktet. Somit wurden verschiedene Versuche unternommen, ein korngerichtetes Elektrostahlblech mit überlegenen magnetischen Eigenschaften aufgrund eines hohen Siliziumgehalts herzustellen, aber bis jetzt wurde noch nicht über einen Erfolg, derartige Produkte herzustellen, informiert.
  • OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
  • Somit wurde die vorliegende Erfindung bei einem Versuch gemacht, die oben genannten Probleme im Stand der Technik zu lösen.
  • Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von siliziumreichen korngerichteten Elektrostahlblechen mit besseren magnetischen Hochfrequenzeigenschaften als bei herkömmlichen Stahlplatten durch Beschichten eines Pulverbeschichtungsmittels, das einen Glühtrenner beinhaltet, auf eine Oberfläche eines Stahls in einem schlammigen Zustand und Diffusionsglühen des resultierenden Stahls vorzusehen, um so eine siliziumreiche Stahlplatte herzustellen.
  • Um das oben genannte Ziel und weitere Vorteile gemäß der Aufgabe der Erfindung, wie hierin verkörpert und in groben Zügen beschrieben, zu erreichen, umfasst das Verfahren zum Herstellen siliziumreicher, korngerichteter Elektrostahlbleche die folgenden Schritte: Wiedererwärmen und Warmwalzen eines Stahlgussblocks, um eine warmgewalzte Stahlplatte zu erzeugen; Glühen der warmgewalzten Platte und Kaltwalzen der geglühten Stahlplatte, um solcherart eine Dicke der Stahlplatte einzustellen; Entkohlungsglühen der kaltgewalzten Stahlplatte; und Endglühen der entkohlten, geglühten Stahlplatte für eine Sekundärrekristillisation,
    wobei das verbesserte Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass es weiterhin den folgenden Schritt umfasst: Aufschichten eines Pulverschichtmittels für die Siliziumanreicherung auf einer Oberfläche der entkohlten, geglühten Stahlplatte in einem schlammigen Zustand, wobei das Pulverbeschichtungsmittel 100 Gewichtsanteile aus MgO-Pulver und zu 0,5 bis 120 Gewichtsanteilen gesintertes Pulver einer Fe-Si-Verbindung, enthaltend 25–70 Gewichtsprozent gesintertes Si-Pulver, beinhaltet, wobei das gesinterte Pulver eine Korngröße von –325 Gitter aufweist;
    Trocknen der resultierenden, entkohlten, geglühten Stahlplatte; und Endglühen der Stahlplatte unter einem konventionellen Zustand.
  • BESTE WEISE ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung beschrieben.
  • Die Vorgänge zur Herstellung der korngerichteten Elektrostahlbleche können entsprechend dem Hersteller einige Unterschiede aufweisen. Jeder der Vorgänge umfasst jedoch im Allgemeinen die folgenden Schritte: Anpassen der Gehalte der Bestandteile beim Stahlherstellungsvorgang; Herstellen eines Gussblocks; Wiedererhitzen des Gussblocks; Warmwalzen des wiedererhitzten Gussblocks; Glühen der warmgewalzten Platte und Kaltwalzen der warmgewalzten Stahlplatte, um so die Dicke der Stahlplatte einzustellen; Entkohlungsglühen der kaltgewalzten Stahlplatte; Hochtemperaturglühen der Stahlplatte für eine Sekundärrekristallisation; und Endbeschichten eines Isolierfilms auf die Stahlplatte. Der oben genannte Vorgang basiert auf Massenproduktion. Bei der Massenproduktion ist es ein bedeutender Faktor, eine Fabrikationsanlage zum Kaltwalzen zu errichten. Dann, wie bereits zuvor erwähnt wurde, mindert ein höherer Siliziumgehalt in dem Elektrostahlblech Ummagnetisierungsverlust, Magnetostriktion, Koerzitivfeldstärke und magnetische Anisotropie, aber steigert die maximale Permeabilität, wodurch ausgezeichnete magnetische Eigenschaften aufgewiesen werden. Da jedoch das Strecken, welches eine Art mechanische Eigenschaft ist, abrupt abnimmt in Abhängigkeit einer Steigerung des Siliziumgehalts, ist es bekannt, dass bis zu 3,3% Si in einem Ausgangsmaterial beinhaltet sind, auf welches das Kaltwalzen, welches Massenproduktion eines Elektrostahls ermöglicht, anwendbar ist.
  • Somit hat der Erfinder Vorgänge zur Herstellung siliziumreicher Elektrostahlbleche unter Verwendung eines herkömmlichen Vorgangs zur Herstellung von Elektrostahlblechen unter Verwendung von Kaltwalzen untersucht, der Massenproduktion ermöglicht. Als Ergebnis hat der Erfinder herausgefunden, dass ein korngerichtetes Elektrostahlblech mit sehr ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften durch einen Vorgang hergestellt werden kann, welcher die folgenden Schritte umfasst: Herstellen eines Schlamms gebildet durch Dispergieren eines Pulverbeschichtungsmittels in Wasser oder Ähnlichem, wobei das Pulver hergestellt wird durch Mischen eines gesinterten Pulvers der Fe-Si-Gruppe mit einer vorbestimmten Korngröße und Si-Gehalt mit MgO-Pulver als Glühtrenner; Aufschichten des hergestellten Schlamms auf die Oberfläche eines entkohlten und Stickstoff-geglühten Elektrostahlblechs; Diffusionsglühen der resultierenden Stahlplatte während des Hochtemperatur-Glühvorgangs, um einen hohen Siliziumgehalt und magnetische Eigenschaften durch eine Sekundärrekristallisation zu vervollständigen, wie die vorliegende Erfindung offenbart.
  • Das heißt, dass bei der vorliegenden Erfindung, um das Kleben der Materialien zu vermeiden, während das Hochtemperatur-Glühen für Sekundärrekristallisation durchgeführt wird, um ein herkömmliches korngerichtetes Elektrostahlblech herzustellen, unvermeidbar ein Glühtrenner auf die Oberfläche eines Elektrostahlblechs beschichtet wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Glühtrenner in einem Zustand beschichtet, dass ein Fe-Si-basiertes gesintertes Pulver mit einer vorbestimmten Korngröße und Si-Gehalt zu MgO-Pulver als Hauptbestandteil des Glühtrenners hinzugefügt wird, so dass ein siliziumreiches korngerichtetes Elektrostahlblech durch einen anschleißenden Hochtemperatur-Glühvorgang hergestellt werden kann. Mit anderen Worten kann mit der vorliegenden Erfindung ein siliziumreiches korngerichtetes Elektrostahlblech mit sehr überlegenen magnetischen Eigenschaften hergestellt werden, wofür der herkömmliche Vorgang zur Herstellung korngerichteter Elektrostahlbleche unter Verwendung von Kaltwalzen verwendet wird.
  • Zuerst wird das erfindungsgemäße siliziumanreichernde Pulverbeschichtungsmittel genauer beschrieben.
  • Wenn Silizium (Si) mit Fe-Metall unter einer Wasserstoff- oder Stickstoffatmosphäre bei hoher Temperatur von mehr als 950°C in Kontakt gebracht wird, tritt eine Interdiffusionsreaktion auf, bei welcher Si-Atome in Fe-Metall diffundieren und Fe-Atome in Si diffundieren, das Metall enthält, so dass die Konzentration an Fe und Si auf beiden Seiten identisch wird. Somit kann, wenn Si-Metallpulver mit einem Matrixbereich des Elektrostahlblechs in Kontakt gebracht wird und dann das Elektrostahlblech bei hoher Temperatur geglüht wird, eine Interdiffusionsreaktion vorangetrieben werden durch eine Bewegung zwischen Metall-Si und Matrix-Fe, da die Konzentration des Si-Pulvers beträchtlich höher als die Si-Konzentration des 3%-Niveaus in der Oberfläche des korngerichteten Elektrostahlblechs ist.
  • Wenn die Interdiffusionsreaktion der Fe-Atome und der Si-Atome verglichen wird, tritt, da die Diffusionsgeschwindigkeit von Si-Atomen in einem Temperaturbereich von 1000–1200°C ungefähr zweimal schneller ist als die von Fe-Atomen, ein Phänomen auf, das Kirkendall-Effekt genannt wird, entsprechend einem nicht homogenen Diffusionszustand. Dieser nicht homogene Diffusionszustand verursacht an einer Reaktionsschnittstelle Defekte eines nicht homogenen Zustands oder erzeugt verschiedene Verbindungen, wie beispielsweise FeSi2, FeSi, Fe5Si3 und Fe3Si, welche als Faktor der Verschlechterung magnetischer Eigenschaften wirken. Somit ist es in dem Fall, dass nur das Metall-Si-Pulver als Siliziumanreicherungsmittel verwendet wird, tatsächlich unmöglich, siliziumreiche korngerichtete Elektrostahlbleche mit einer homogenen Zusammensetzung ohne Oberflächendefekte durch ein Hochtemperatur-Diffusionsglühen herzustellen.
  • Um das oben genannte Problem zu lösen, hat der Erfinder wiederholt Untersuchungen zum Diffusionsprinzip und so weiter unter Verwendung von Si-Pulver und Fe-Pulver durchgeführt und schließlich herausgefunden, dass die Defekte in dem Diffusionsreaktionsbereich auf der schnelleren Diffusionsgeschwindigkeit von Si verglichen mit Fe basieren. Somit schlägt der Erfinder die vorliegende Erfindung vor.
  • Das heißt, dass die vorliegende Erfindung durch Steuern der Korngröße und Zusammensetzung des Si enthaltenden Pulvermittels, das als Siliziumanreicherungsmittel verwendet wird, gekennzeichnet ist, um die Si- Diffusion in Bezug auf die Fe-Diffusion zu unterdrücken. Anders formuliert ist die vorliegende Erfindung gekennzeichnet durch Zubereiten eines Fe-Si-basierten gesinterten Pulvers, das so gesteuert wird, dass es eine vorbestimmte Korngröße und Zusammensetzung aufweist, um Diffusion zu ermöglichen, bei welcher Si-Atome und Fe-Atome jeweils gegenseitig durch eine identische Menge ersetzt werden, nahezu ohne dass eine Kompositverbindung gebildet wird, bei der Fe und Si an einem Diffusionsreaktionsbereich der Stahlplattenoberfläche aneinander gebunden sind, durch Mischen des zubereiteten Pulvers mit einem Glühtrenner aus MgO-Pulver, um ein Gemisch zu bilden, und Verwenden des Gemischs als siliziumanreicherndes Beschichtungsmittel.
  • Nachstehend werden die oben genannten Eigenschaften genauer beschrieben.
  • Zunächst wird, um die Diffusionsgeschwindigkeit des Si-Bestandteils weiter zu verlangsamen, kein Pulver, das nur Si-Metall enthält, verwendet, sondern eine Fe-Si-basierte Verbindung, wie beispielsweise FeSi2, FeSi, Fe5Si3 und Fe3Si, so dass Si-Metall, das an Fe-Metall gebunden ist, als Hauptzusammensetzung des siliziumanreichernden Beschichtungsmittels verwendet wird.
  • Das bei der vorliegenden Erfindung verwendete Fe-Si-basierte Pulver kann hergestellt werden, indem Fe-Pulver und Si-Pulver miteinander gemischt werden, anschließend das gemischte Pulver bei einer Temperatur im Bereich von 1000–1200°C in einer Mischgasatmosphäre aus Wasserstoff und Stickstoff für 5–10 Stunden gesintert wird, ist aber nicht notwendigerweise darauf beschränkt, sondern kann auf unterschiedliche Weisen hergestellt werden. Zu diesem Zeitpunkt wird das Bestandteileverhältnis der gesinterten Pulververbindung abhängig von der gemischten Menge an Fe-Pulver und Si-Pulver geändert. Wenn theoretisch die gemischte Menge aus 50% Si und 50% Fe besteht, wird die Verbindung FeSi2 erzeugt, wenn die gemischte Menge aus 34% Si und 66% Fe besteht, wird FeSi erzeugt, wenn die gemischte Menge aus 25% Si und 75% Fe besteht, wird die Verbindung Fe5Si3 erzeugt, und wenn die gemischte Menge aus 14% Si und 86% Fe besteht, wird die Verbindung Fe3Si erzeugt. Jedoch können beim tatsächlichen Glühen geringe Mengen mehrerer Verbindungen entsprechend einem anfänglichen Mischungszustand vorhanden sein. Insbesondere, wenn eine Glühreaktion durch Mischen von Fe-Pulver und Si-Pulver erzeugt wird, wird die Reaktion auf eine solche Weise fortgesetzt, dass Si-Atome und Fe-Atome interdiffundieren, um gegenseitig einzudringen. Folglich kommt, obwohl die Si-Menge etwas groß ist, das geglühte Pulver in einen Zustand, in welchem Oberflächen des gesinterten Pulvers das meiste der FeSi2-Verbindung oder der FeSi-Verbindung beinhalten, entsprechend einem Zustand, dass diffundierte Fe-Atome vorhanden sind, aber reine Si-Atome im Innern des gesinterten Pulvers vorhanden sind. Somit ist der größte Teil der Fe-Si-basierten Verbindung in der Oberfläche des gesinterten Pulvers vorhanden.
  • Bei der vorliegenden Erfindung ist der Si-Gehalt in dem Fe-Si-basierten Pulver, das wie oben beschrieben erhalten wurde, auf 25–70 Gewichtsprozent beschränkt. Beträgt der Si-Gehalt weniger als 25 Gewichtsprozent, ist er zu gering und somit kann die Diffusionsgeschwindigkeit sehr langsam sein. Ebenfalls kann die hohe Dichte des geglühten Pulvers einen Dispersionsabfall verursachen, wenn der Beschichtungsvorgang in der Praxis durchgeführt wird. Wenn der Si-Gehalt 70 Gewichtsprozent überschreitet, wird dadurch ermöglicht, dass FeSi2 als Hauptbestandteil und ein Gemisch einer zusätzlichen Metall-Si-Phase vorhanden ist, der Metall-Si-Bestandteil mit der Oberfläche des Materials in Kontakt kommt und so die Wahrscheinlichkeit des Bildens von Oberflächendefekten während des Siliziumanreicherungsvorgangs erhöht wird, so dass die Steuerung des Siliziumgehalts zur Anreicherung schwierig sein kann. Mit anderen Worten wird durch das Beschränken des in dem Fe-Si-basierten gesinterten Pulver enthaltenen Si-Gehalts auf einen Bereich von 25–70 Gewichtsprozent ermöglicht, Fe-Si-basiertes gesintertes Kompositverbindungspulver herzustellen, das FeSi2, FeSi, Fe5Si3 oder Fe3Si als Hauptbestandteil enthält. Es wird noch mehr bevorzugt, dass der Gehalt an FeSi2 + FeSi aus den Fe-Si-basierten Kompositverbindungen auf 90 Gewichtsprozent oder mehr bezogen auf das Gesamtgewicht des gesinterten Pulvers beschränkt werden sollte.
  • Wenn das Fe-Si-basierte gesinterte Pulver, das wie oben beschrieben hergestellt wurde, mit MgO-Pulver gemischt wird und als Beschichtungsmittel für das Elektrostahlblech verwendet wird, wird dieses gemischte Pulver in einen schlammigen Zustand gebracht und auf die Oberfläche der Stahlplatte unter Verwendung eines Walzenbeschichters beschichtet, was in der Fertigungsstufe am wirtschaftlichsten ist. Das Fe-Si-basierte gesinterte Pulver als Siliziumanreicherungsmittel sollte so fein wie möglich gemacht werden, wodurch in der Fertigungsstufe die Verarbeitbarkeit bei der Beschichtung verbessert wird und was im Hinblick auf die Handhabung der Oberflächenform bei der Diffusionsreaktion vorteilhaft ist. Jedoch ist es, da das Fe-Si-basierte gesinterte Pulver, wo die Glühreaktion abgeschlossen ist, durch hohe Temperatur und eine Langzeitreaktion in einem Zustand einer geschmolzenen Masse ist, notwendig, dass die Korngröße des Pulvers auf so fein wie möglich gesteuert ist.
  • Somit wird bei der vorliegenden Erfindung unter Berücksichtigung eines derartigen Umstands die Korngröße von Fe-Si-basiertem gesinterten Pulver fein gewählt. Durch eine feinere Körnung werden das Dispersionsvermögen zu einem schlammigen Zustand gesteigert und die Beschichtbarkeit verbessert. Ebenfalls kann durch Beschichten von feinem Fe-Si-basierten gesintertem Pulver auf eine Oberfläche der Stahlplatte der Oberflächenkontakt zwischen dem Matrixmaterial und dem Metallpulver, das heißt, der Interaktionsbereich, auf 30% oder weniger verringert werden, verglichen mit dem Kontakt mit einer einzigen Platte. Es ist wünschenswert, die Korngröße unter Berücksichtigung von Produktivität und Kosten für die Bildung des feinen Pulvers auf –325 Gitter zu beschränken.
  • Ebenfalls wird das erfindungsgemäße Pulverbeschichtungsmittel durch Mischen des wie oben beschrieben erhaltenen FeSi-basierten gesinterten Pulvers mit MgO-Pulver als Glühtrenner hergestellt. Insbesondere wird das erfindungsgemäße Pulverbeschichtungsmittel durch Mischen von 100 Gewichtsanteilen MgO, welches der Hauptbestandteil des Glühtrenners ist, mit 0,5–120 Gewichtsanteilen des Fe-Si-basierten gesinterten Pulvers hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt ist, wenn die hinzugefügte Menge an gesintertem Pulver weniger als 0,5 Gewichtsanteilen entspricht, der Siliziumgehalt wie angereichert gering oder zu klein. Wenn die hinzugefügte Menge 120 Gewichtsanteile überschreitet, ist das Dispersionsvermögen des gesinterten Pulvers mit MgO schlecht, so dass es schwierig ist, das Dispersionsvermögen mit MgO-Pulver zu steuern und den Siliziumgehalt wie angereichert entsprechend dem Bereich des Matrixmaterials zu steuern, was nicht wünschenswert ist.
  • Als Nächstes wird der Herstellungsvorgang für ein siliziumreiches, korngerichtetes Elektrostahlblech unter Verwendung des Pulverbeschichtungsmittels beschrieben.
  • Wie bereits erwähnt, nutzt die Erfindung den herkömmlichen Vorgang zur Herstellung von korngerichteten Elektrostahlblechen, welcher die folgenden Schritte umfasst: Herstellen eines Stahlgussblocks; Wiedererwärmen des Stahlgussblocks; Warmwalzen des wiedererwärmten Stahlgussblocks; Glühen der warmgewalzten Platte und Kaltwalzen der geglühten Stahlplatte, um die Dicke der Stahlplatte einzustellen; Entkohlungsglühen der kaltgewalzten Stahlplatte; Durchführen eines Hochtemperatur-Glühens der Stahlplatte für eine Sekundärrekristallisation; und Endbeschichten eines Isolierfilms. Die Erfindung ist jedoch nicht auf den oben beschriebenen genauen Herstellungsvorgang beschränkt. Zum Beispiel kann beim erfindungsgemäßen Vorgang der Schritt des Glühens der warmgewalzten Platte ausgelassen werden, oder kann bei einem Vorgang zur Herstellung eines Elektrostahlblechs angewendet werden, der den Schritt des Nitrierens zusammen mit dem Entkohlungsglühen aufweist.
  • Die Erfindung schränkt die Anfangszusammensetzung des Stahlgussblocks nicht ein, aber es ist wünschenswert, dass die Stahlplatte, die mit dem siliziumanreichernden Pulverbeschichtungsmittel in Form eines Schlamms beschichtet werden soll, 2,9–3,3 Gewichtsprozent Silizium enthält. Wenn der Si-Gehalt geringer als 2,9 Gewichtsprozent ist, nimmt der Ummagnetisierungsverlust ernste Ausmaße an, und wenn der Si-Gehalt 3,3 Gewichtsprozent überschreitet, ist die Stahlplatte spröde, so dass die Kaltwalzeigenschaften sehr schlecht sind. Noch bevorzugter enthält die Stahlplatte C: 0,045–0,062 Gewichtsprozent, Si: 2,9–3,3 Gewichtsprozent, Mn: 0,08–0,16 Gewichtsprozent, Al: 0,022–0,032 Gewichtsprozent, N: 0,006–0,008 Gewichtsprozent, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.
  • Unter Berücksichtigung des Gewährleistens der Warmwalzeigenschaft und der magnetischen Eigenschaften wird der Stahlgussblock bei einer Temperatur im Bereich von 1150–1340°C wiedererhitzt und wird dann warmgewalzt, so dass eine warmgewalzte Stahlplatte mit einer Dicke von 2,0–2,3 mm hergestellt wird. Danach wird das Warmwalz-Glühen bei einer Temperatur unter 1100°C durchgeführt, und es werden Aufrauhen und Kaltwalzen ausgeführt, um die Dicke der Stahlplatte auf einen Bereich von 0,20–0,30 mm zu steuern, der einer Enddicke entspricht. Im Fall von Produkten von 0,2 mm wird doppeltes Warmwalzglühen und Kaltwalzen durchgeführt, um die Dicke der Stahlplatte auf die Enddicke zu steuern. Danach wird unter feuchter Atmosphäre, die Wasserstoff und Stickstoff enthält, eine Entkohlungsbehandlung bei einer Temperatur im Bereich von ungefähr 840–890°C durchgeführt, um eine entkohlte, geglühte Stahlplatte zu erhalten. Die vorgenannten Schritte sind im Stand der Technik bekannt und die Erfindung ist nicht nur auf diese genauen Vorgangsbedingungen beschränkt.
  • Die Erfindung nutzt die entkohlte Stahlplatte als Matrix-Stahlplatte, die eine dünne Oxidschicht aufweist, die auf deren Oberfläche gebildet ist. Dann dient die dünne Oxidschicht als Sperrschicht der Interdiffusionsreaktion während des siliziumanreichernden Glühvorgangs und dient dazu, die Menge an Si-Atomen, die ins Innere der Matrix-Stahlplatte diffundieren, zu senken. Somit kann diese dünne Oxidschicht für die Herstellung eines Elektrostahlblechs mit überlegenen Ummagnetisierungseigenschaften vorteilhaft sein.
  • Insbesondere wird das Fe-Si-basierte gesinterte Kompositverbindungs-Pulver mit MgO-Pulver gemischt, um ein Pulverbeschichtungsmittel herzustellen. Das Pulverbeschichtungsmittel wird in Wasser dispergiert und in einen schlammigen Zustand gebracht. Danach wird das schlammige Beschichtungsmittel unter Verwendung eines Walzbeschichters auf die Oberfläche der entkohlten und nitriergeglühten Stahlplatte beschichtet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Beschichtungsmenge des schlammigen Beschichtungsmittels durch die folgenden Gleichungen 1 und 2 bestimmt: Y – 0,25 ≤ beschichteter Anteil ≤ Y + 0,25 Gleichung 1,und Y(g/m2) = 28 (x1 – x2)/(A – 14,4) B + 0,8 Gleichung 2,worin A ein Si-Gehalt (%) in dem Fe-Si-basierten, gesinterten Pulver ist, B ein Mischungsverhältnis von Fe-Si-basiertem Pulver ist, das in der Glühtrennungszusammensetzung enthalten ist, x1 ein Ziel-Si-Gehalt (%) des Matrixmaterials ist, und x2 ein anfänglicher Si-Gehalt des Matrixmaterials ist.
  • So wird die mit dem Beschichtungsmittel beschichtete Stahlplatte getrocknet und in einer großformatigen warmgewalzten Spule aufgewickelt. Es ist wünschenswert, dass die Trocknungstemperatur auf eine Temperatur im Bereich von 200–700°C beschränkt wird. Wenn die Trocknungstemperatur weniger als 200°C beträgt, ist die Trockenzeit zu lang, so dass die Produktivität gemindert wird. Wenn die Trocknungstemperatur 700°C überschreitet, kann auf der Oberfläche der Stahlplatte Oxid erzeugt werden.
  • Danach wird die getrocknete Stahlplatte bei einer hohen Temperatur unter üblichen Glühbedingungen endgeglüht. Mit anderen Worten kann bei der vorliegenden Erfindung ein üblicher Hochtemperatur-Glühvorgang für ein korngerichtetes Elektrostahlblech genutzt werden, bei welchem die Glühtemperatur auf bis zu 1200°C unter einer Mischgasatmosphäre aus Stickstoff und Wasserstoff angehoben wird, und die Stahlplatte wird gleichmäßig bei 1200°C für 20 Stunden oder mehr geheizt und anschließend gekühlt.
  • Um noch überlegenere magnetische Eigenschaften durch Siliziumanreicherung der mit dem Pulverbeschichtungsmittel beschichteten Stahlplatte während des Endglüh-Vorgangs zu gewährleisten, ist es wünschenswerter, die folgenden Bedingungen zu berücksichtigen:
    Zunächst wird bei diesem üblichen Hochtemperatur-Glühvorgang die Sekundärrekristallisation bei einer Temperatur im Bereich bis zu ungefähr 1100°C vervollständigt. Somit wird noch mehr bevorzugt, die Si-Diffusionsreaktion durch das Fe-Si-basierte Kompositverbindung-Beschichtungsmittel ab 1100°C zu induzieren, wenn die magnetischen Eigenschaften vervollständigt sind. Folglich wird bevorzugt, dass die Stahlplatte in einer Atmosphäre aus 100% Stickstoffgas bei einer Temperatur im Bereich von dem Temperaturanstiegsstart bis 1100°C erhitzt wird, um den Siliziumgehalt nach Siliziumanreichung auf unter 0,25%, wenn möglich, zu steuern. Bei dem Temperaturanstiegsvorgang dieses Hochtemperatur-Glühens wird das Gehaltsverhältnis des Stickstoffgases aus den atmosphärischen Gasen angehoben, um ein dünnes Oxid auf der Oberfläche des Matrixmaterials zu bilden, wodurch wirksam Innendiffusion von Si unterdrückt wird.
  • Als Zweites wird es nach 1100°C, wo die Sekundärrekristallisation vervollständigt ist, bevorzugt, die Stahlplatte bei einer Wasserstoff enthaltenden Atmosphäre, die weniger als 10% Stickstoff enthält, unter dem Gesichtspunkt der Steuerung des Ziel-Si-Gehalts zu glühen, um die Siliziumanreicherung zu maximieren.
  • Dadurch beginnt sich ein Glasfilm zu bilden, und zu der gleichen Zeit ist diese Sekudärrekristallisation in einem Temperaturanstiegsbereich bis zu 1100°C des Hochtemperatur-Glühvorgangs vervollständigt. Danach wird die Siliziumanreicherungsreaktion in einem Temperaturanstiegsbereich von 1100–1200°C und in einer gleichmäßigen Langzeit-Heizperiode von 1200°C vervollständigt, um so einen Glasfilm zu bilden.
  • Nicht reagierte Zusammensetzung, die auf der Oberfläche der Hochtemperaturgeglühten Stahlplatte verbleibt, wird mittels einer Säurelösung entfernt, und dann wird ein Isolier-Beschichtungsmittel, bei dem eine geringe Menge Chromsäure zu Mischphosphat aus Magnesium (Mg), Aluminium (Al) und Calcium (Ca) und einem kolloidalen Silica-Bestandteil hinzugefügt ist, auf die Stahlplatte aufgetragen, um so siliziumreiche kornorientierte Elektrostahlblech-Produkte mit maximalen magnetischen Eigenschaften zu erhalten.
  • Nachstehend wird die vorliegende Erfindung genauer mit Ausführungsformen beschrieben.
  • Ausführungsform 1
  • Stahlgussblöcke, die jeweils enthalten Si: 3,05 Gewichtsprozent, C: 0,046 Gewichtsprozent, P: 0,015 Gewichtsprozent, gelöstes Al: 0,026 Gewichtsprozent, N: 0,0073 Gewichtsprozent, S: 0,005 Gewichtsprozent, Mn: 0,11 Gewichtsprozent, Cu: 0,12 Gewichtsprozent, Rest Fe und enthaltene unvermeidbare Verunreinigungen, wurden bei einer Temperatur von 1190°C wiedererhitzt, dann warmgewalzt geglüht und bei einer Temperatur von unter 1100°C gebeizt. Danach wurden die warmgewalzten Stahlplatten kaltgewalzt, um so eine Dicke von 0,20–0,30 mm aufzuweisen. Die Stahlplatten mit der Dicke von 0,20 mm wurden im Laufe des Walzens zusätzlich warmgewalzt geglüht, um so eine endgültige Kaltwalzgeschwindigkeit zu gewährleisten. Die kaltgewalzten Stahlplatten wurden bei einer Glühtemperatur von 880°C unter einer feuchten Atmosphäre, die Mischgase aus Wasserstoff und Stickstoff enthält, entkohlt, um den restlichen Kohlenstoffgehalt zu steuern und gleichzeitig entkohlte geglühte Stahlplatten zu erhalten, die einen Gesamtgehalt an Sauerstoff von 610 ppm in ihrer Oberfläche enthalten.
  • Als Nächstes wurde eine der erhaltenen kaltgewalzten Stahlplatten mit Glühtrenner beschichtet, der durch Hinzufügen von 3% TiO2-Pulver zu 100 Gewichtsanteilen MgO gebildet wurde, entsprechend den Herstellungsbedingungen des herkömmlichen normalen Produkts, um ein korngerichtetes Elektrostahlblech herzustellen. Die verbleibenden kaltgewalzten Stahlplatten wurden unter Verwendung eines Walzbeschichters mit Pulverbeschichtungsmitteln beschichtet, die in Wasser dispergiert und in einen schlammigen Zustand gebracht wurden und unterschiedliche Zusammensetzungen und unterschiedliche Korngrößen, wie in Tabelle 1 dargestellt, aufweisen. Danach wurden diese Stahlplatten bei einer Temperatur unter 700°C getrocknet und aufgewickelt, um großformatige Spulen zu erhalten.
  • Die aufgewickelten korngerichteten Elektrostahlbleche wurden geglüht, wobei die Temperatur eines Glühofens, der Atmosphärengas aus 40% Stickstoff + 60% Wasserstoff enthält, auf bis zu 1200°C erhöht wird, gleichmäßig bei einer Temperatur von 1200°C in einer Atmosphäre aus 100% Wasserstoff für 25 Stunden geheizt und abgekühlt. Nicht reagierte Substanzen auf der Oberfläche der Stahlplatten werden durch Salzsäure entfernt, und dann wurde ein Isolierbeschichtungsmittel, bei dem eine geringe Menge Chromsäure zu Mischphosphat aus Magnesium (Mg), Aluminium (Al) und Calcium (Ca) und einem kolloidalen Silica-Bestandteil hinzugefügt ist, auf die Stahlplatte aufgetragen wird, um so einen Isolierbeschichtungsfilm zu bilden, wodurch die endgültigen korngerichteten Elektrostahlblech-Produkte hergestellt werden.
  • Bei den Produkten, die wie oben beschrieben hergestellt wurden, wurden der Si-Gehalt und die magnetischen Eigenschaften untersucht. Die magnetischen Eigenschaften, das heißt, Ummagnetisierungsverlust und magnetische Flussdichte (B8), wurden mit einem Einzelplatten-Messgerät untersucht und sind in der unten stehenden Tabelle 1 dargestellt. Der Beschichtungszustand der Glühtrenner-Beschichtungszusammensetzung entspricht den bei Sichtuntersuchungen der Erscheinung des Beschichtungsmittels beobachteten Ergebnissen. Der Produkt-Ummagnetisierungsverlust W17/50 stellt den Ummagnetisierungsverlust bei einer Frequenz von 50 Hz und einer magnetischen Induktion von 1,7 Tesla dar, W10/400 stellt den Ummagnetisierungsverlust bei einer Frequenz von 400 Hz, 1,0 Tesla dar und W5/1000 stellt den Ummagnetisierungsverlust bei einer Frequenz von 1000 Hz, 0,5 Tesla dar. Die magnetische Flussdichte (B8) stellt den magnetischen Fluss pro Einheitsbereich bei einer Magnetisierkraft von 800A-turn/m dar und der Matrix-Si-Gehalt ist ein Ergebniswert einer Nassanalyse. Tabelle 1
    Nr. Fe-Si-Pulver (wie angegeben bei 100 Gewichtsanteilen MgO) Beschichtungszustand Magnetische Eigenschaften Si-Gehalt (%)
    Si-Gehalt (%) Kerngröße (Gitter) hinzugefügte Menge B8 (Tesla) W17,50 (W/Kg) W10/400 (W/Kg) W5/1000 (W/Kg)
    1 - - 3 gut 1,92 0,90 7,9 9,3 3,0
    2 15 –325 40 dünn 1,87 0,86 7,0 8,5 3,4
    3 35 –325 40 gut 1,85 0,83 6,8 7,2 3,9
    4 50 –325 40 gut 1,85 0,81 6,6 7,0 4,2
    5 65 –325 40 gut 1,83 0,79 6,3 6,6 4,5
    6 80 –325 40 gut 1,75 1,56 12,21 15,34 5,4
    7 100 –325 40 dick 1,69 1,98 17,01 21,17 5,7
    8 60 –150 ~ +250 40 dünn, nicht gleichmäßig 1,84 0,81 6,8 7,1 4,2
    9 60 –250 ~ +325 40 dünn 1,84 0,80 6,6 7,0 4,4
    10 60 –450 40 gut 1,82 0,79 6,5 6,8 4,6
    11 60 –325 0,2 gut 1,91 0,90 7,8 9,2 3,0
    12 60 –325 70 gut 1,79 0,75 5,9 5,7 5,2
    13 50 –325 115 gut 1,83 0,76 5,9 6,1 4,8
    14 50 –325 130 nicht gleichmäßig 1,77 0,87 7,3 8,4 5,8
  • Wie aus Tabelle 1 ersichtlich ist, wiesen die erfindungsgemäßen Elektrostahlbleche 3 bis 5, 10, 12 und 13, die unter Verwendung eines Beschichtungsmittels hergestellt wurden, welches durch Mischen von Fe-Si-basiertem gesintertem Pulver mit einer vorbestimmten Korngröße und Zusammensetzung mit MgO-Pulver hergestellt wurde, einen von 3% im Anfangsstadium auf 3,9–4,5% gestiegenen Si-Gehalt auf. Bei Ummagnetisierungsverlust W10/400 und W5/1000 im Hochfrequenzband sowie Ummagnetisierungsverlust W17/50 im Netzfrequenzband zeigen die erfindungsgemäßen Proben überlegene magnetische Eigenschaften auf mit wesentlich weniger Ummagnetisierungsverlust verglichen mit jenen aus der herkömmlichen Probe 1.
  • Im Fall des Elektrostahlblechs 2, das ungefähr 15% Si enthält, machte die geringe Beschichtungsmenge und der geringe Siliziumgehalt wie angereichert eine Verbesserung des Ummagnetisierungsverlusts gering. Im Fall der Elektrostahlbleche 6 und 7, die 85% Si und 100% Si enthalten, wurde, obwohl der beschichtete Film dick wurde und der Si-Gehalt hoch war, an der Oberfläche der Proben eine große Menge an Defekten erzeugt, so dass der Ummagnetisierungsverlust anstieg. Somit wurden die Proben 6 und 7 aus dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen.
  • Ebenfalls ist im Fall der Elektrostahlbleche 8 und 9 mit Korngrößen, die außerhalb des Korngrößenbereichs gemäß der Erfindung liegen, das Dispersionsvermögen der schlammigen Lösung schlecht, so dass das Beschichtungsmittel dünn und nicht einheitlich beschichtet wird. Die magnetischen Eigenschaften nach Siliziumanreicherung waren vergleichbar gut, aber es bestanden Merkmalwerte abhängig von Bereichen des Materials. Somit wurden die Proben 8 und 9 aus dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen.
  • Indessen wurde im Fall des Elektrostahlblechs 11, bei dem der Gehalt an Fe-Si-basiertem Pulver verglichen mit dem an MgO-Pulver gering ist, fast keine Siliziumanreicherung erzeugt, so dass eine Verbesserung der magnetischen Eigenschaften nicht möglich war. Im Fall des Elektrostahlblechs 14 war der dispergierte schlammige Zustand schlecht und der beschichtete Zustand war nicht gleichmäßig, so dass die magnetischen Eigenschaften schlecht waren und den Bereichen entsprechende Abweichung vorhanden war. Also wurden diese Proben 11 und 14 aus dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ausgeschlossen.
  • Ausführungsform 2
  • Stahlgussblöcke, die jeweils enthalten Si: 3,20 Gewichtsprozent, C: 0,045 Gewichtsprozent, P: 0,014 Gewichtsprozent, gelöstes Al: 0,027 Gewichtsprozent, N: 0,0075 Gewichtsprozent, S: 0,005 Gewichtsprozent, Mn: 0,10 Gewichtsprozent, Cu: 0,12 Gewichtsprozent, Rest Fe und enthaltene unvermeidbare Verunreinigungen, wurden bei einer Temperatur von 1150°C wiedererhitzt, dann warmgewalzt geglüht und bei einer Temperatur von unter 1100°C gebeizt. Danach wurden die warmgewalzten Stahlplatten kaltgewalzt, um so eine Enddicke von 0,23 mm aufzuweisen. Danach wurden die kaltgewalzten Stahlplatten gleichzeitig bei einer Glühtemperatur von 880°C unter einer feuchten Atmosphäre, die Mischgase aus Wasserstoff und Stickstoff enthält, entkohlt, um entkohlte geglühte Stahlplatten zu erhalten.
  • Als Nächstes wurde die Siliziumanreicherungszusammensetzung in einem schlammigen Zustand durch Mischen von 25 Gewichtsanteilen des Fe-Si-basierten gesinterten Pulvers, das eine Korngröße von –325 Gitter aufweist und 50% Si enthält, mit 100 Gewichtsanteilen MgO und anschließend Dispergieren der Mischung in Wasser gebildet. Die Siliziumanreicherungszusammensetzung wurde auf Oberflächen der erhaltenen entkohlten geglühten Stahlplatten mittels eines Walzenbeschichters beschichtet. Danach wurden die Stahlplatten getrocknet und aufgewickelt, um großformatige Spulen zu erhalten.
  • Die aufgewickelten korngerichteten Elektrostahlbleche wurden endgeglüht, um so die magnetischen Eigenschaften und Siliziumanreicherung aufgrund der Sekundärrekristallisation zu gewährleisten, wie untenstehend in Tabelle 2 dargestellt ist. Insbesondere wurden die Stahlplatten einem Heizzyklus unterzogen, bei welchem die Temperatur eines Glühofens beginnend mit einer niedrigen Haltetemperatur bei einer Temperatur von unter 600°C für eine vorbestimmte Periode auf 1200°C mit einer Temperaturanstiegsgeschwindigkeit von 15°C pro Stunde angehoben wurde. Während des Heizzyklus wurden die Hochtemperatur-Glühbedingungen wie in Tabelle 2 dargestellt variiert. Indessen wurden im Laufe des Glühens einige Proben bei 1100°C entnommen, und ein Anstieg des Si-Gehalts bei den entnommenen Proben wurde untersucht. Die Ergebnisse sind in der untenstehenden Tabelle 2 dargestellt.
  • Nicht reagierte Substanzen auf der Oberfläche der Stahlplatten wurden mittels Salzsäure entfernt, und dann wurde ein Isolierbeschichtungsmittel, bei dem eine geringe Menge Chromsäure zu Mischphosphat aus Magnesium (Mg), Aluminium (Al) und Calcium (Ca) und einem kolloidalen Silica-Bestandteil hinzugefügt ist, auf die Stahlplatte beschichtet, um so einen Isolierbeschichtungsfilm zu bilden, wodurch die endgültigen korngerichteten Elektrostahlblech-Produkte hergestellt werden.
  • Bei den wie oben beschrieben hergestellten Produkten wurden der Si-Gehalt und die magnetischen Eigenschaften untersucht. Der Erscheinungszustand des Beschichtungsfilms und der Standard zum Bestimmen der magnetischen Eigenschaften wurden gemäß dem gleichen Standard wie bei Ausführungsform 1 bewertet. Tabelle 2
    Nr. Hochtemp.-Glühbedingung Magnetische Eigenschaften Produkt Si (%)
    Haltetemp (°C) Haltezeit (Std.) Gas 1 Gas 2 Si,1100°C (%) B8(Tesla) W17/50 (W/Kg) W5/1000 (W/Kg) (%)
    1 400 20 100 0 0,18 1,77 0,72 6,4 4,5
    2 500 15 100 0 0,12 1,78 0,71 6,5 4,2
    3 450 12 100 0 0,22 1,77 0,73 6,4 4,3
    4 450 12 100 10 0,18 1,76 0,72 6,3 4,5
    * Gas 1: geglühte Gasatmosphäre bis zu 1100°C wird durch ein Verhältnis (%) von N2/(N2 + H2) ausgedrückt,
    Gas 2: geglühte Gasatmosphäre von 1100°C bis zum Ende wird durch ein Verhältnis (%) von N2/(N2 +H2) ausgedrückt.
  • Wie in der obenstehenden Tabelle 2 dargestellt, ist es bekannt, dass durch besser optimiertes Steuern der Hochtemperatur-Glühbedingung der Si-Gehalt in der Matrix nach Vervollständigung des Glühens zu 4,2–4,5% verändert wird, so dass die erfindungsgemäßen Stahlbleche siliziumangereichert sind, und es können überlegene Ummagnetisierungsverlusteigenschaften von W17/50: 0,71–0,72 und W5/1000: 6,4–6,5 erhalten werden.
  • Obwohl die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die oben genannte bevorzugte Ausführungsform beschrieben wurde, wird darauf hingewiesen, dass die Erfindung nicht darauf beschränkt ist. Der Durchschnittsfachmann wird erkennen, dass unterschiedliche Modifikationen und Änderungen vorgenommen werden können, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung wie durch die beigefügten Ansprüche definiert abzuweichen.
  • INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
  • Wie oben beschrieben kann mit der vorliegenden Erfindung, obwohl der herkömmliche, übliche Herstellungsvorgang genutzt wird, eine siliziumanreichernde Beschichtungszusammensetzung statt einer MgO-Zusammensetzung als Glühtrenner vor dem abschließenden Hochtemperatur-Glühen und Siliziumanreichern der aufgetragenen siliziumanreichernden Beschichtungszusammensetzung auf Stahlplatten beschichtet werden, um ein korngerichtetes Elektrostahlblech mit überlegenen magnetischen Eigenschaften und einer Dicke von 0,2–0,30 mm zu geringen Produktionskosten herzustellen.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Herstellen siliziumreicher, korngerichteter Elektrostahlbleche, umfassend die Schritte: Wiedererwärmen und Warmwalzen eines Stahlgussblocks, um eine warmgewalzte Stahlplatte zu erzeugen; Glühen der warmgewalzten Platte und Kaltwalzen der geglühten Stahlplatte, um solcherart eine Dicke der Stahlplatte einzustellen; Entkohlungsglühen der kaltgewalzten Stahlplatte; und Endglühen der entkohlten, geglühten Stahlplatte für eine Sekundärrekristillisation, wobei das verbesserte Verfahren weiterhin den Schritt umfasst: Aufschichten eines Pulverschichtmittels für die Siliziumanreicherung auf einer Oberfläche der entkohlten, geglühten Stahlplatte in einem schlammigen Zustand, wobei das Pulverbeschichtungsmittel 100 Gewichtsanteilen aus MgO-Pulver und zu 0,5 bis 120 Gewichtsanteilen gesintertes Pulver einer Fe-Si-Komponente, enthaltend 25–70 Gewichtsprozent gesintertes Si-Pulver, beinhaltet, wobei das gesinterte Pulver eine Korngröße von –325 Gitter aufweist; Trocknen der resultierenden, entkohlten, geglühten Stahlplatte; und Endglühen der Stahlplatte unter einem konventionellen Zustand.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, worin die mit dem Pulverbeschichtungsmittel zu beschichtende Metallplatte 2,9 bis 3,3 Gewichtsprozent Silizium in Bezug auf das Gewicht der Stahlplatte beinhaltet.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, worin die mit dem Pulverbeschichtungsmittel zu beschichtende Stahlplatte umfasst: C: 0,045–0,062 Gewichtsprozent, Si: 2,9–3,3 Gewichtsprozent, Mn: 0,08–0,16 Gewichtsprozent, Al: 0,022–0,032 Gewichtsprozent, N: 0,006–0,008, Gewichtsprozent, Rest Eisen und unvermeidbare Verunreinigungen.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, worin das Fe-Si-basierte, gesinterte Pulver im Wesentlichen beinhaltet FeSi2, FeSi, Fe5Si3 oder Fe3Si, und dass das ge sinterte Pulver aus FeSi2 + FeSi im Überschuss von 90 Gewichtsprozent in Bezug auf das Gewicht des Fe-Si-basierten, gesinterten Pulvers umfasst.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, worin die Stahlplatte, welche mit dem Schlamm beschichtet ist, bei einer Temperatur im Bereich von 200–700°C getrocknet wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 1, worin die getrocknete Stahlplatte auf eine Temperatur von 1200°C in einer Mischgasatmosphäre von Stickstoff und Wasserstoff erhitzt wird und kontinuierlich gleichmäßig bei einer Temperatur von 1200°C in einer 100%-Wasserstoffatmorsphäre für 20 Stunden oder mehr geheizt wird und gekühlt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 1, worin der Schlamm auf die Oberfläche der entkohlten, geglühten Stahlplatte beschichtet wird, um so die folgenden Gleichungen 1 und 2 zu erfüllen: Y – 0,25 ≤ beschichteter Anteil ≤ Y + 0,25 Gleichung 1, und Y(g/m2) = 28 (x1 – x2)/(A – 14,4) B = 0,8 Gleichung 2,worin A einen Siliziumgehalt (%) in dem Fe-Si-basierten, gesinterten Pulver ist, B ein Mischungsverhältnis von Fe-Si-basiertem Pulver ist, das in der Glühtrennungskomposition enthalten ist, x1 ein Ziel-Si-Gehalt (%) des Matrixmaterials ist, und x2 ein anfänglicher Si-Gehalt des Matrixmaterials ist.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, worin die getrocknete Stahlplatte bei einer 100%-Stickstoffatmosphäre in einer Temperaturanstiegsperiode von Heizstart bis 1100°C geheizt wird, um den Siliziumgehalt nach Siliziumanreicherung unter 0,25% zu steuern, und dann in einer Atmosphäre, welcher weniger als 10% Stickstoff enthält, nach 1100°C geheizt wird, wo die Sekundärrekristallisation vervollständigt wird.
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