DE69023890T2

DE69023890T2 - Verfahren zur Herstellung von nichtkornorientierten Elektrostahlhalbzeugen.

Info

Publication number: DE69023890T2
Application number: DE69023890T
Authority: DE
Inventors: Mario Barisoni
Original assignee: SVILUPPO MATERIALI SpA; Centro Sviluppo Materiali SpA
Current assignee: Acciai Speciali Terni SpA
Priority date: 1989-12-22
Filing date: 1990-12-13
Publication date: 1996-04-18
Anticipated expiration: 2010-12-14
Also published as: EP0434641A3; ATE130875T1; IT1237481B; EP0434641A2; IT8948689A0; US5045129A; EP0434641B1; DE69023890D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nicht-kornorientierten Elektroblechhalbzeugen mit hoher magnetischer Permeabilität und geringen magnetischen Verlusten. Sie betrifft insbesondere einen Stahl mit einem geringen S-, N- und C-Gehalt, der durch eine sorgfältige Kontrolle der chemischen Zusammensetzung und eine Behandlung über einen geeigneten thermomechanischen Zyklus während der Fertigung charakterisiert ist. Nicht-kornorientiertes Blech befindet sich als "Halbzeug und in "fertiger Form" im Handel, wobei das zuerstgenannte eine sukzessive Wärmebehandlung durch den Verbraucher erfordert.
In beiden Fällen wird das Blech in Kernen elektrischer Maschinen, in Transformatoren mit geringer Leistung, in Relais und in Startern für Lichter verwendet.
Wenn die Konstrukteure es fordern, insbesondere, wenn es notwendig ist, Motoren mit hoher Leistung herzustellen, beispielsweise im Fall von abgeschlossener Einheiten für Kühlschränke, werden im allgemeinen die folgenden Lösungen gewählt: Vergrößerung des Kerns, um eine magnetische Induktion zu reduzieren; Reduktion der Blechdicke und Erhöhung des Si-Gehaltes. In allen Fällen werden die Herstellungskosten merklich höher.
Die alternative Lösung ist die Herstellung von Blech, das das Merkmal geringer magnetischer Verluste mit dem einer hohen magnetischen Permeabilitaut vereinigt, wodurch ein enthaltener Verlust an Energie sowohl im Kern wie auch in den Spulen gewährleistet wird.
Um diesen Blechtyp zu erhalten, müssen die Variablen, die die magnetische Permeabilität und die gesamten magnetischen Verluste, und insbesondere Verluste aufgrund statischer Hysterese, welche natürlich hauptsächlich vom Gehalt an Einschlüssen und von der Korngröße abhängt, beachtet werden. Die im allgemeinen vorliegenden Einschlüsse sind Oxide, Sulfide und Nitride. Der Sauerstoffgehalt wird normalerweise durch den Zusatz eines Desoxidationsmittels oder durch Carbodesoxidation im Vakuum limitiert. Der Schwefel wird durch den Zusatz von entschwefelnden Elementen reduziert, während der nachteilige Einfluß von Stickstoff, der unvermeidlich vorliegt, durch eine Hochtemperaturausfällung als AIN beschränkt wird; die verwendete Menge an A1 überschreitet im allgemeinen 0,5 % nicht.
Hinsichtlich des Kornwachstums, das zur Verbesserung einer magnetischen permeabilität und magnetischer Verluste geeignet ist, soll daran erinnert werden, daß dies entweder durch Glühen bei hoher Temperatur (800ºC oder mehr) des kaltgewalzten Blechs oder durch die Verbundwirkung von kritischem Kaltwalzen des rekristallisierten Blechs mit einer Querschnittsverminderung von 6 bis 8 % und nachfolgendes Entkohlungsglühen, das nach Euronorm 165/81 durchgeführt wird, erreicht werden kann.
In beiden Fällen wird das kristalline Kornwachstum von einer Entwicklung der entsprechenden Textur gegenüber magnetisch weiter günstigen Komponenten begleitet, wodurch die erhaltenen Vorteile limitiert werden. Der normale Fertigungsprozeß für nicht-kornorientiertes Blech umf aßt ein Erwärmen der Bramme auf etwa 1250ºC, Warmwalzen zu einem Band mit einer Dicke von etwa 2 mm, Sandstrahlen, Decapieren, Kaltwalzen, Rekristallisationsglühen, Kaltwalzen mit einer Querschnittsverminderung von etwa 5 bis 8 % und anschließendes Entkohlungsglühen, das vom Verwender des Schnittproduktes durchgeführt wird. Überraschenderweise wurde nun festgestellt, daß es mit der Kombination eines sorgfältigen Veredelns des flüssigen Stahls, geeigneter chemischer Zusammensetzung, eines Bramme-zu-Blech-Fertigungsverfahrens gemä der Erfindung und Glühen des resultierenden warmen Streifens bei einer geeigneten Temperatur, die vom Si-Gehalt abhängt, möglich ist, ein nicht-kornorientiertes Elektroblech oder einen Streifen mit höherer magnetischer Permeabilität und geringeren magnetischen Verlusten zu erhalten, als dies mit bekannten Verfahren bei einem Blech mit derselben Dicke und demselben Si-Gehalt zu erreichen ist.
Genauer ausgedrückt, die vorliegende Erfindung besteht in einem Verfahren zur Herstellung von nicht-kornorientierten Elektroblechhalbzeugen mit hoher magnetischer Permeabilität und geringen magnetischen Verlusten, gekennzeichnet durch die Kombination eines vorher im Vakuum carbodesoxidierten Stahls, der die folgende chemische Zusammensetzung hat:
C = 0,0020 - 0,0100 % Si = 0,2 - 2,0 % S = 0,001 - 0,10 % N = 0,0010 - 0,0060 % Al = 0,2 - 0,5 % Mn = 0,200 - 0,800 %
und dem folgenden Herstellungszyklus, dem er unterzogen wird: - Wärmebehandlung, die ein Erhitzen der Brammen auf eine Temperatur zwischen 1100ºC und 1200ºc, eine Oberflächen-Endbehandlung durch Warmwalzen bei einer Temperatur zwischen 830ºC und 950ºC sowie Wickeln bei einer Temperatur zwischen 650ºC und 800ºC einschließt;
- Glühen des warmgewalzten Bandes bei Temperaturen im Bereich von 880ºC bis 1030ºC 30 bis 120 Sekunden lang;
- Kaltwalzen mit einer Abnahme von zwischen 70 % und 85 % ohne Zwischenglühen;
- Rekristallisationsglühen bei Temperaturen zwischen 620ºC und 700ºC 30 bis 120 Sekunden lang.
Nur wenn sich genau an den oben beschriebenen thermomechanischen Zyklus gehalten wird und eine sorgfältige Auswahl der chemischen Zusammensetzung erfolgt, ist es möglich, die optimale Korngröße und Kristallorientierung unter gleichzeitigem Erzielen geringer magnetischer Verluste und hoher magnetischer Permeabilität zu erzeilen, wobei das Blech oder der Streifen für ein Schneiden geeignet ist
Um dies durch die vorliegende Erfindung erzielten vorteilhaften Effekte hervorzuheben, wird ein Beispiel lediglich zur Erläuterung und ohne dadurch irgendwie den Schutzumfang der Erfindung oder der Ansprüche zu beschränken, angeführt. In dem Beispiel wird die Erfindung (deren Merkmale in der Tabelle durch den Buchstaben A bezeichnet werden) mit einem Stahl (dessen Merkmale in der Tabelle durch den Buchstaben R bezeichnet werden) aus derselben Charge, der aber nach dem klassischen Umwandlungszyklus für Blechhalbzeuge bearbeitet wurde, verglichen.
A Dicke B5000 ( )1,s 1,o P1,5 d
0,49 1,746 3245 1,68 3,75 49
R 0,49 1,69 1425 1,61 4,10 80
Die Messungen wurden bei 50 Hz durchgeführt.
BSOOO gibt die Spitzenpermeabilität bei 1,5 T an, während P1,0 und P1,5 die magnetischen Verluste bei 1,0 und 1,5 T (Tesla) sind und d die durchschnittliche Größe des Korns in dem Fertigblech angeben.
Die Tabelle wurde erhalten, indem Epstein-Proben von etwa 0,5 kg vom oberen Teil, der Mitte und dem unteren Teil der Streifen genommen wurden, wobei 50 % in Walzrichtung und die anderen 50 % senkrecht zu jener Richtung geschnitten wurden.
Die vorliegende Erfindung (A) dieses Beispiels wurde aus einer Bramme mit der folgenden Zusammensetzung erhalten:
Si = 1,0600 % Al = 0,300 % Mn = 0,5000 % C = 0,0060 % S = 0,004 % N = 0,0053 % Diese wurde durch Erwärmen auf 1180ºC behandelt, wo sie für 4 Stunden gehalten wurde und dann zu einer Enddicke von 2,0 mm warmgewalzt, die Temperatur des Endbehandlungswalzens war 890ºC, worauf ein Wickeln bei 720ºC folgte.
Der so erhaltene Streifen wurde auf 920ºC erhitzt und für 60 Sekunden bei dieser Temperatur gehalten, sandgestrahlt, decapiert und zu einer Dicke von 0,49 mm kaltgewalzt und dann 60 Sekunden lang bei 630ºC rekristallisiert. Das Blechhalbzeug, das in klassischer Weise (R) bearbeitet worden war, wurde dem folgenden Zyklus unterworfen: Bramme auf 125ºCC erhitzt, zu einer Dicke von 2,0 mm warmgewalzt, die Temperatur des Endbehandlungswalzens betrug 960ºC, anschließend erfolgte bei 630ºC ein Wickeln. Das auf diese Weise erhaltene Band wurde sandgestrahlt, decapiert und zu einer Dicke von 0,49 mm kaltgewalzt, dann für 120 Sekunden bei 700ºC rekristallisiert, worauf ein Kaltwalzen mit einer Querschnittsabnahme von 8 % folgte. Die Proben A und R wurden beide 2 Stunden lang bei 790ºC entkohlt, und zwar entsprechend der Euronorm 165/81.

Claims

Verfahren zur Herstellung von nicht-kornorientierten Elektroblechhalbzeugen mit hoher magnetischer Permeabilität und geringen magnetischen Verlusten, gekennzeichnet durch die Kombination eines vorher im Vakuum carbodesoxidierten Stahls, der

c = 0,0020 - 0,0100 Si = 0,2 - 2,0 S = 0,001 - 0,10 N = 0,0010 - 0,0060 Al = 0,2 - 0,5 Mn = 0,200 - 0,500

enthält und dem folgenden Fertigungszyklus, dem er unterzogen wird. - Wärmebehandlung, die ein Erwärmen der Brammen auf eine Temperatur zwischen 1100ºC und 1200ºC eine Oberflächen-Endbehandlung durch Warmwalzen bei einer Temperatur zwischen 830ºC und 950ºC sowie Wickeln bei einer Temperatur zwischen 650ºC und 800ºC einschließt - Glühen des warmgewalzten Streifens bei Temperaturen im Bereich von 88000 bis 103000 30 bis 120 Sekunden lang; - Kaltwalzen mit einer Querschnittsverminderung von zwischen 70 und 85 %, ohne zwischenglühen; - Rekristallisationsglühen bei Temperaturen zwischen 62000 und 70000 30 bis 120 Sekunden lang.