DE763989C - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Transformatoren- oder Dynamoblechenaus warmgewalztem Siliziumstahl - Google Patents
Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Transformatoren- oder Dynamoblechenaus warmgewalztem SiliziumstahlInfo
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- DE763989C DE763989C DEC49395D DEC0049395D DE763989C DE 763989 C DE763989 C DE 763989C DE C49395 D DEC49395 D DE C49395D DE C0049395 D DEC0049395 D DE C0049395D DE 763989 C DE763989 C DE 763989C
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Description
AUSGEGEBEN AM 21. AUGUST 1952
REICHSPATENTAMT
PATENTSCHRIFT
KLASSE 18c GRUPPE
C 49395VIaJiSc
3 OCT.
Patentiert im Deutschen Reich vom 5. Juli 1934 an
Patenterteilung bekanntgemacht am 11. Januar 1945
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Transformatoren-
oder Dynamoblechen aus warmgewalztem Siliziumstahl und bezweckt die
Ermöglichung einer laufenden Herstellung von Blechen mit vorbestimmten magnetischen
Eigenschaften auch l>ei geringen Dicken sowie eine Verbesserung dieser Eigenschaften selbst
ohne Zuhilfenahme kostspieliger Legierungsl>estandteile,
wie z. B. Nickel. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist durch die nachstehenden
Maßnahmen gekennzeichnet: a) Die Bleche werden l>ei 8oo bis 9500 C geglüht
(diese Behandlung kann gegebenenfalls unterbleiben); b) die Bleche werden mindestens
zweimal unter Einschaltung von rekristallisierenden Zwiscfrenglühungen überkritisch,
z. B. 50% und mehr, kaltgewalzt und dann
einer rekristallisierenden Schlußglühung, vorzugsweise bei 875 bis 11000 C, unterworfen,
deren Temperatur so ausgewählt wird, daß jeweils das größte magnetische
Moment erreicht wird. Zwecks Vermeidung der magnetischen Alterung und Beseitigung
von Spannungen 'können erfindungsgemäß die Bleche, gegebenenfalls nach einer Kaltl)ear-
Leitung durch Lochen, Schneiden oder Stanzen, l>ei Temperaturen von vorzugsweise 650
bis yys° C nachgeglüht werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform dieses Verfahrens wird Siliziumstahi von
etwa 2,5 mm Dicke oder weniger bei einer Temperatur zwischen 800 und 925 ° geglüht,
nach dem Erkalten auf eine Dicke von etwa 0..75 mm kaltgewalzt, alsdann bei einer Temperatur
zwischen 875 und 10250 C zwischengeglüht,
nach dem Erkalten auf etwa 0,32 mm Dicke kaltgewalzt und schließlich bei uoöDC
geglüht. Um die erwünschten magnetischen mit B die Induktion, mit // die Feldstärke
und mit ν das Volumen Ix'zeichnet ist:
B = 4.7/
I = -M-
(2)
B
H
Ί
υ
ir
4.7/
R
R
t" H
_ * li γ
Die Permeabilität η ist mithin direkt proportional
dem magnetischen Moment M. Die Messung des magnetischen Moments bietet, Eigenschaften der Bleche während der Her- , wie aus' der nachstehenden Beschreibung
stellung mit Sicherheit und Gleichförmigkeit -j ersichtlich ist, Vorteile gegenüber den sonst
zu erzielen, wird das Verfahren gemäß der Erfindung in der Weise durchgeführt, daß
vor der Glühung nach der letzten Kaltverformung an Hand von Proben durch die Ermittlung
des magnetischen Moments und der Per-^
meabilität mittels eines Torsionsdynamometers die erforderlichen Glühtemperaturen
ermittelt werden. Der so behandelte Werkstoff zeichnet sich gegenüber den bisher bekannten
Transformatoren- und Dynamoblechen aus Siliziumstahi schon äußerlich durch ein gleichmäßigeres und erheblich feinkörnigeres
Gefüge bei einem mittleren Korndurchmesser von unter 1,5 mm aus. Ferner
l>esitzt er, besonders bei größeren Feldstärken,
eine viel (2- bis 8mal) höhere Permeabilität. Diese Vorzüge machen sich besonders bei den
niederen Siliziumgehalten der in Frage stehenden Bleche geltend, was noch zusätzliehe
Vorteile bietet. Es lassen sich so, ohne wesentliche Zunahme des spezifischen Wattverlustes,
Bleche von einer Dicke bis unter 0,3 mm herstellen.
Gegenül>er den l>ekannten Verfahren zur
Herstellung'von Transformatoren- und Dynamoblechen durch Kaltverformung mit auf
die Verformung folgender Glühung unterscheidet sich das vorliegende Verfahren im
wesentlichen dadurch, daß die Kaltverformung überkritisch erfolgt, d. h. mit KaIt-I>earbeitungsgraden
von über etwa 10% (vgl. A. von Vegesack, »Stahl und Eisen«
[1923], S. 1280). Hierdurch wird eine geringere Korngröße als üblich erhalten. Ein
weiterer Unterschied besteht in der Anzahl, Reihenfolge und Vorherbestimmung der Verformungs-
und Glühstufen sowie in der laufenden Überwachung des Verfahrens durch Ermittlung des magnetischen Moments von
Proben der Zwischen- und Enderzeugnisse. Da die Magnetisierungsintensität /· bekanntlich
gleich dem magnetischen Moment M je Volumeinhe.it ist, ergeben sich aus nachstehenden,
an sich !»kannten Gleichungen die Beziehungen zwischen dem magnetischen
MomentM und der Permeabilität//. wolwi
hinsicht-
Schnelligkeit der Aus-
üblichen Permeabilitätsmessungen lieh Einfachheit und
führung.
Die Erfindung soll nunmehr ati Hand der Zeiclinungen näher erläutert werden.
Die Fig. 1, ia, ib, ic, id, ie veranschaulichen
die Stufen, weiche das bevorzugte Verfahren gemäß der Erfindung kennzeichnen. Fig. 2 ist ein Diagramm der Kennwerte
des Verfahrenserzeugnisses im Vergleich mit denjenigen ähnlicher handelsüblicher Werkstoffe;
Fig. 3 ist eine Reihe von die magnetischen Momente eines Zwischen- und Enderzeugnisses
gemäß der Erfindung sowie eines Eiiikristalles darstellenden Kurven;
Fig. 4 zeigt ein Röntgendiagramm, Fig. 5 ein Schliffbild des gemäß der Erfindung
behandelten Werkstoffes,
Fig. 6 eine Ansicht, teilweise im Schnitt,
teilweise im Aufriß, eines Torsionsdynamometers,
welches zur Untersuchung der ΡγοΙκίι
während der verschiedenen Stufen des Herstellungsverfahrens verwendet wird: die
Fig. 7 bis 10 enthalten schematische Darstellungen der Wirkung des magnetischen
Feldes des Torsionsdynamometers auf die Versuch sp roten.
Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, die schematisch in den Fig. 1
bis ie dargestellt ist, wird ein warm ausgewalztes Siliziumstahlband von beliebigen
handelsüblichen Abmessungen zwischen 1,5 und 2,5 mm Dicke genommen und abwechselnd no
dem Kaltwalzen und der Wärmebehandlung unterworfen, derart, daß das magnetische
Moment des kaltgewalzten Bandes vor der Wärmebehandlung nach der letzten Kaltverformung
einen verhältnismäßig kleinen Wert angenommen hat. Bei richtiger Behandlung weist der Siliziumstahl nach dem letzten
Kaltwalzen und vor der folgenden Wärmel>ehandlung
ein niedriges magnetisches Moment auf und erlangt nach der folgenden
Wärmebehandlung· ein hohes magnetisches Moment sowie eine große Permeabilität bei
großer Kraftlinieiidichte, Die Stärken des
vorgenannten warm ausgewalzten Bandes sind aus Zweckmäßigkeitsgründen gewählt worden,
sind aber für die Erfindung nicht 5- wesentlich. Für die besten Ergebnisse wird warm ausgewalztes Band mit einem Siliziumgiehalt
bis etwa 3,6 % vorgezogen, welches bei einer verhältnismäßig niedrigen Temperatur, z.B. zwischen 650 und 8500C, fertig-
gestellt worden ist.
Das warmausgewalzte Band wird einer einleitenden Wärmebehandlung unterworfen.
Diese Maßnahme trägt deutlich zur Gleichförmigkeit des Fertigerzeugnisses und auch
zu höheren Permeabilitäten bei größeren Feldstärken und niedrigerem Hyeteresisverlust
bei. Das Band wird hierzu durch den Glüliofen gezogen und auf eine Temperatur
von etwa 800 bis 95 o° C erwärmt. Durch diese Erwärmung tritt eine in den Röntgenbildeni
erkennbare vollständige Rekristallisation ein..Die genaue Temperatur der ersten
Wärmebehandlung hängt von dem Siliziumgehalt des Bandes, der Temperatur, bei welcher das Band während des Warmwalzens
fertiggestellt wurde, sowie von den Abmessungen des Bandes ab. Im Ofen wird, wenn das· Abbeizen vermieden werden soll,
eine reduzierende Atmosphäre aufrechterhalten. Nachdem das Band die gewünschte
Rekristallisation erreicht hat, wird es zur Verhinderung der Zunderbildung, in einer
nichtoxydierendeii Atmosphäre rasch abgekühlt. .
Nach dieser einleitenden Wärmebehandlung, die gegebenenfalls. auch unterbleiben
kann, wird das Band dem Kaltwalzen unterworfen. Hierbei tritt eine Dickenabnahme
der Bänder auf. Stärken zwischen 0,635 un<i
1,016 mm ein. Gewöhnlich wird das Band von etwa 1,905 mm Dicke bei dem ersten
Kaltwalzen auf 0,889 mm verringert, sofern
die endgültige Didke 0,355 mm beträgt. Wenn
gemäß einem anderen Beispiel das gewünschte Endmaß 0,305 mm ist, wird das warmgewalzte
Band von 1,905 mm zuerst auf 0,736 mm kaltgewalzt. Die Verteilung des
Kaltwalzens zwischen aufeinanderfolgenden Warmbehandlungen ist von großer Wichtigkeit.
Das Kaltwalzen kann in einem Walzwerk mit Stützwalzen, welches kleine Arbeitswalzen verwendet, z. B. in einem Vierwalzwerk,
ausgeführt werden. Aus Gründen der Zweckmäßigkeit und der Wirtschaftlichkeit.
werden große Haspelrollen verwendet, die etwa 3 t oder mehr wiegen. Nach dem ersten
Kaltwalzen zeigen Röntgenbilder, daß ■ der Werkstoff durch eine wenig bevorzugte Richtung
und durch vollständige Zertrümmerung der Körner in der Walzebene gekennzeichnet
ist.
ι Nach dem einleitenden Kaltwalzen wird ! das Band einer weiteren Warmbehandlung
unterworfen. Diese wird auch in einem ununterbrochen arbeitenden Durchziehofen 6g
in reduzierender Atmosphäre ausgeführt. Das Band wird hier auf eine Temperatur zwischen
825 und 1025° C bis zum Eintritt der Rekristallisation
erhitzt und sodann in einer nichtoxydierenden Atmosphäre schnell abgekühlt.
Das Röntgenbild des Werkstoffes
nach def Zwischenglühung zeigt einen Rückgang
der Kornverzerrung, eine im wesentlichen ungeordnete Kornrichtung sowie eine vollständige Rekristallisation.
Die nächste Verfahrensstufe ist ein weiteres Kaltwalzen des Bandes auf die Endstärke.
Dieses zweite Kaltwalzen wird vorzugsweiise in einem Vierwalzwerk mit kleinen Arbeitswalzen ausgeführt.
Das auf Endstärke gewalzte Band wird nun vorzugsweise in einem Durchziehofen
auf eine seinem Siliziumgehalt entsprechende Temperatur zwischen 875 und 1100 ° C erhitzt
und dann schnell an der Luft abgekühlt. Gegebenenfalls wird der Werkstoff in Bleche
zerschnitten, in reduzierender Atmosphäre erhitzt und schnell unter nichtoxydierenden
Bedingungen abgekühlt. Das kaltgewalzte Band kann aber auch in Stücke von der für
elektrische Zwecke gewünschten Form gestanzt und in geeigneten Behältern durch einen Ofen mit nichtoxydierender Atmosphäre
oder schwach oxydierender Atmosphäre geschickt werden. Die Glühtemperatur wird mit
Rücksicht auf das größte erreichbare magnetische Moment bestimmt, welches der Werkstoff unter verschiedenen Bedingungen erlangt.
Wenn z. B. das größte magnetische Moment ]>ei etwa iooo0 erreicht wird, so ist diese
Temperatur die richtige; wenn aber das magnetische Moment bei etwa 1100'0 C erreicht
wird, dann würden natürlich die nied-' rigeren Temperaturen für die testen Ergebnisse
nicht ausreichen.
Xach der Enderwärmung wird der Werkstoff entweder in Blechform oder nach dem
Lochen, Schneiden oder Stanzen in üblicher Weise ausgeglüht, um ihm die gewünschte
Alterungsbeständigkeit zu geben und die Wattverluste zu vermindern. Die bevorzugte
Temperatur liegt zwischen 650 und 775° C.
Wie Versuche zeigen, hat der nach, dem vorfjeschriebenen Verfahren l>ehandelte Werkstoff
eine Magnetisierungskurve mit hohem Scheitelpunkt, was sich aus den hohen Permeabilitäten
bei großen Feldstärken ergibt. So liegen l>ei dem erfindungsgemäß behandelten Werkstoff die Permeabilitätswerte
z.B. zwei- bis achtmal über denjenigen eines handelsüblichen Bleches. Fig. 2 zeigt die
typischen Magnetksierungs- und Perme-
abilitätskurven A und B des Verfalirenserzeugnisses.
Man sieht, daß der Scheitelpunkt der Magnetisierungskurve l>ei einer
Feldstärke von etwa r6000 Kraftlinien/cm2 auftritt. Die größte Permeabilität tritt \m.
einer Induktion von annähernd 7500 auf und l>eträgt an diesem Punkt etwa 14 000. Ähnliche
Kurven von niedrig silizierten Transformatorenblechen sind ebenfalls in Fig. 2
gezeigt, wobei die Kurven für die Magnetisierung und Permeabilität mit C und D bezeichnet
sind. Aus dem Vergleich der Kurven mit den bekannten Kurven ergibt sich, daß
mit derart niedrig silizierten Blechen (1 % Si), welche, erfindungsgemäß l>ehandelt worden
sind, Ergebnisse erzielt werden, welche mit jenen vergleichbar sind, die bei Verwendung
von unbehandeltem handelsüblichem Trans-
. formatorenblech (3 bis 4% Si) erhalten werden. Die Überlegenheit des nach dem
vorliegenden Verfahren hergestellten Erzeugnisses ist bei allen Feldstärken aus dem Vergleich
der Kurven zu erkennen.
Die Kurven E und F zeigen die Magnetisierung
und Permeabilität eines anderen nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Erzeugnisses. Diese Kurven zeigen eine
Maximalpermeabilität von etwa 19 000 bei einer Induktion von 7500 Gauß. Dieser
Werkstoff zeigte einen Gesamtverlust von 1,038 Watt/kg bei einer Kraftliniendichte von
10 000 und einer Frequenz von 60 Hertz.
Die folgende Zahlentafel zeigt die Eigenschaften des Verfahrenserzeugnisses im Ver-
Prozentuale Steigerung der | |
Kraftliniendichte | Permeabilität des nach der Erfindung hergestellten |
Werkstoffes in % | |
2000 | 14.37 |
4000 | 30.5 |
6000 | 47.8 |
8 ODO | fiS.K |
K)(KJO | 105,0 |
12000 | 221,0 |
14000 | 8(J0.o |
- 16000 | 514.« |
iiSooo | 200,0 |
gleich zu handelsüblichem Transformatorblech :
Vergleich der Permeabilitäten bei
verschiedenen Induktionen von Stahl mit
3% Silizium, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt, und von handelsüblichem Transformatorenstahl mit
4,25% Silizium, der auf üblichem Wege
hergestellt ist
verschiedenen Induktionen von Stahl mit
3% Silizium, nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt, und von handelsüblichem Transformatorenstahl mit
4,25% Silizium, der auf üblichem Wege
hergestellt ist
Der Siliziumjfehalt der ΡγοΙκτπ. deren
MagiK'tisieruiigskurven mit .■!, C und E 1«?- zdchnt't sind, betrug 3.50Zo, i°/o und 3.41:"«.
Die C'bt'rlegiinheit des Werkstoffes gcniali 5j
der Erfindung würde, liesonders bei den
höheren Feldstärken, noch deutlicher erscheinen, wenn die Proben alle denselben Süiziunigelialt
hätten. Dies ist ein wichtiger Vorteil, da es Ijekannt ist, daß mit niedrigerem
Siliziumgehalt die Handhabung des Metalles, besonders beim Schmelzen, erleichtert wird.
Die Herstellungskosten sind ebenfalls entsprechend niedriger.
Versuche an Transformatoren mit Kernen aus eifmdungsgemäß l>ehandelten Blechen
gaben gute Ergebnisse. Diese Transformatoren wurden hei einer Kraftiiniendichie von
etwa 12 ooo/cm2 betrieben und zeigten einen Durchschnittswattverlust von etwa 49,6
Watt. Der Durchschnittserregerstrom betrug 2,34 Amp. Ein ähnlicher Transformator mit
einem Kern aus handelsüblichem Siliziumblech zeigte einen Durchschnittswattverlust
von 51,2 Watt bei einer Dichte von 12000
Linien/cm2 und einem Durchschnittserregerstrom von 4,05 Amp. Diese Verbesserung bei
Transformatoren mit erfindungsgemäß behandelten Blechen ermöglicht es, gegenüber
handelsüblichen Transformatorenblechen die Eisenmenge in den Transformatorenkernen
zu verringern, wenn der Erregerstrom auf Werte gehalten wird, welche bei dem handelsüblichen
Blech für notwendig festgestellt wurden. Die Verringerung der Eisenmenge hat natürlich eine entsprechende Verringerung
der gesamten Trans form atorveriuste zur Folge. Der hierbei zulässige kleinere Kernquerschnitt
verringert ferner die Kupfermenge, die für eine gegebene Zahl von
Amperewindungen erforderücn war und damit weiterhin den Gesamtverlust.
Fig. 3 zeigt in der Kurve G die Werte des magnetischen Moments, die mit einer Blechprolje
von etwa 0,355 mm Dicke erhalten wurden. Diese bestand im wesentlichen aus
einem Einkristall, wie das Röntgendiagramm und Ätzbilder zeigten. In der Kurve// sind
die' Werte gezeigt, welche mit einem feinkörnigen, erfindungsgemäß behandelten SiIiziumstahlblech
erhalten wurden. Die Ähnlichkeit der beiden Kurven G und H ist groß.
Die Permeabilitätskurve dieses besonderen Siliziumstalilhlechs ist in Fig. 2 l>ei /·" dargestellt
und wurde durch Messungen I>estimmt, welche auf einem üblichen Fahy-Pernuamcter
gtmacln wurden. Dk-Ordinaten in I'ig. 3 sind willkürlich und zeigen die
Gröf,L" des Ablenkungswinkels zwischen der Senkrechten zur Walzrichtung in einer Probeblechscheibe
und der Achse eines magnetischen Ft-Ides, das bis zur Sättigung erregt
worden war, für-verschiedene Winkelstßllungt'ii
des Feldes zur Normalstellung der WaIzrichtung der frei aufgehängten Proben l>ei
abgeschaltetem Magnetfeld. Kurve/ ist eine typische Torsionsdynamometerkurve, welche
die Momente einer Probe in teilweise fertigem, kaltgewalztem Zustande zeigt, bevor die
rekristallisierende letzte Warmbehandlung erfolgte. Dies entspricht etwa einer Kurve,
ίο welche der handelsübliche Siliziumstahl aufweist. Es ist zu bemerken, daß nach der
Warmbehandlung das magnetische Moment bis zu den Werten-der Kurve H vergrößert
wird.
Die Vorrichtung» welche zur Feststellung
des magnetischen Moments dient, ist in
Fig. 6 dargestellt. Sie bestellt aus einer Fußplatte
10, die auf Stellschrauben 11 ruht.
Ein Ringflansch. 12 erstreckt sich von der Fußplatte aufwärts und ist in Grude geteilt.
Eine Mittelsäulei3 ist in die Fußplatte 10
geschraubt. Um diese Säule kann der auf den Lagern 14" gelagerte Tisch 14 gedreht werden.
Der Tisch 14 ist aus magnetischem Werkstoff, während· die Fußplatte 10 unmagnetisch,
ist. Kerne 15 sind diametral gegenüberliegend' auf dem Tisch 14 befestigt
und mit Polstücken 16 versehen. Magnetisierungsspulen
17 sind um die Kerne 15 gewickelt
und an eine geeignete Stromquelle angeschlossen, vorzugsweise durch auf dem
Ständer 13 gelagerte Schleifringe (nicht dargestellt).
Ein Hängerahmen, bestehend aus den Säulen 18, ist an der Fußplatte 10 befestigt, und
eine Kupferbrücke 19 ist an den oberen Enden der Säulen befestigt. Eine Tragschraube 20
ist durch die Stange 19 geschraubt. Ein Pr-obenhalter 21 ist an einem herabhängenden
Bronzedraht 22 durch Streifen 23 befestigt. Ein Spiegel 24 ist auf dem Streifen 23 befestigt. Die Probe befindet sich in dem Halter
25. Dämpfer 26 sind an dem Halter 21 befestigt und tauchen in eine zähe Flüssigkeit
in einer Schale 27 auf der Säule 13.
Die Benutzungsart der Vorrichtung zur Feststellung des magnetischen Moments von
Proben ist folgende: Das Probestück 25 in Form einer dünnen kreisförmigen Scheibe
wird an dem Halter 21 mit Schellack befestigt.
Die Nullstellung der Aufhängung wird durch Beobachtung im Spiegel 24 durch ein Fernrohr
bestimmt, an dem in l>ekannter Weise eine Skala befestigt ist. Sodann werden die
Magnetisierungsspulen 17 erregt, und die Ablenkungen in Millimetern für verschiedene
Winkel zwischen der Achsedes magnetischen Feldes und der Walzrichtung der frei aufgehängten
Scheibe beobachtet. Wenn die Walzrichtung rechtwinklig zur Richtung des
Magnetfeldes // (Fig. 7) steht, ist die Ab- \r>i 11. Woun der 'Magnet in der'eine
. oder -anderen' Richtung aus seiner Lage, ^i
dreht wird, sucht das Versuchsstück de-i
b'cldf·/ zu folgen. Je stärker die Induktio
. hei der Versuclisproixi ist, desto größer ist di .Maximalablenkung, wie in der Torsionskurv
gemäß Fig. 3 gezeigt. Für schnelle Bestnr
; mung der magnetischen und elektrische ! (Eigenschaften-von Siliziumstahl oder magn<
tischen Legierungen wird neben der Fesi stellung der Maximalablenkungen, nur noc
geprüft, ob sich Ablenkungen ergeben, wen (las magnetische Feld dieselbe Richtung Iu
wie die Walzrichtung. Wenn dies geschieh ist der Werkstoff minderwertig.
Die Vorrichtung gestattet die schnelle un
genaue Bestimmung der magnetischen Eiger schäften einer Probe und mithin auch die V01
ausbestimmung der richtigen Verfahrens stufen für einen gegebenen Werkstoff, um di
besten magnetischen Eigenschaften zu ei halten.
Die Ermittlung der in Fig. 3 dargestellte Kurven fet aus den Fig. 7 bis 10 besser vei
ständlich, welche schematische Teilansichte zur Veranschaulichung der Wirkung der Dr<
hung des Magnetfeldes auf die Lage de kreisförmigen Versuchsscheibe darstellen. Di
Senkrechte zur Walzrichtung wird durc einen doppelspitzigen Pfeil 30 in ausgezog«
nen Linien angedeutet, welcher kurzer als de
Durchmesser der Scheibe ist. In Fig. 7 fäl
der Pfeil 30 mit der Achse des Magnetfeld« zusammen, dais zwischen den Polen 16 vei
läuft. Es ist keine merkliche Ablenkung de
Scheibe vorhanden. Bei Drehung des Magnei feldes in der einen oder anderen Richtun
jedoch wird die Probe abgelenkt. Wie i Figf- 3 gezeigt, wächst die Ablenkung stetig
wenn der Winkel zwischen der Achse d« Feldes und dem Pfeil 30 um etwa 250 zv
nimmt. Eine weitere Drohung des Magnei feldes in derselben Richtung hat einen schai
fen Rückgang in der Ablenkung zur Folg< so daß die Kurve die Abszissenachse bei etw
380 kreuzt. Aus dieser Tatsache: wird g<
schlossen, daß es außer der rechtwinklig ζ der Walzrichtung verlaufenden eine zweit
Richtung leichter Induktion parallel zu Walzrichtung gibt. Da die Induktion in de
Walzrichtung sogar größer erscheint als i einer Linie rechtwinklig dazu, ist dieses durc
einen zweiten doppelspitzigen Pfeil 31 vo etwa der Länge des Durchmessers der Scheib
angedeutet worden. Bei einem Winkel von etw 380 sind die Torsionskräfte, welche auf di
Schcilx; 25 in entgegengesetzten Richtuiige
durch die Wirkung der magnetischen Felde längs der Bahnen 30 und 31 ausgeübt werden
im wesentlichen gleich. Eine weitere Drehun des Feldes läßt die Ablenkung einen negative
Wert annehmen, der sogar größer ist als das anfängliche positive Maximum. Das negative
Maximum wird bei etwa 550 erreicht.
Fig. 8 stellt die Lage dar, die von der Scheibe 25 angenommen wird, wenn das Feld
etwa im Winkel von 450 zu seiner ursprünglichen Stellung liegt. Die von den Pfeilen 30
und 31 bei der Erregung des Feldes angenommenen Lagen sind in punktierten Linien gezeichnet,
während die Pfeile in ausgezogenen Linien die Lage andeuten, weiche der in Fig. 7
gezeigten Nullstellung entspricht.
Nachdem das anfängliche negative Maximum durchschritten ist, nimmt die Ablenkung
wieder ab und sinkt schließlich auf Null, wenn das Feld parallel zur Walzrichtung
liegt. Diese Bedingung ist in Fig·. 9 dargestellt.
Die weitere Drehung des Feldes verursacht eine zweite Umkehr der Ablenkung,
die zu einem zweiten positiven Maximum bei etwa 1250 steigt. Im wesentlichen ist dieser
Zustand in Fig. 10 dargestellt.
Nach dem Durchgang durch das zweite positive Maximum sinkt die Ablenkung
wieder auf Null, wenn die Torsionskräfte, herrührend von der Wirkung des Feldes auf
die zwei senkrechten Bahnen leichtester Induktion, entgegengesetzt gleich sind. Bei der
Untersuchung einer großen. Anzahl von Prol>en, die nach dem vorliegenden Verfahren
hergestellt sind, ist gefunden worden, daß Kurven, wie die in Fig. 3 dargestellten, die
Achse an im wesentlichen gleichen Punkten kreuzen. Dieses zeigt einen· hohen Grad von
Gleichförmigkeit in dem Werkstoff an. Bleche, die nach anderen "Verfahren hergestellt sind,
zeigen dagegen weit abweichende Kreuzungspunkte, was einen Mangel an Gleichförmigkeit
anzeigt, welcher die magnetischen Eigenschaf ten, verschlechtert. Es ist ferner wichtig, daß
das auf die Probe ausgeübte Drehmoment im wesentlichen Null ist, wenn das Magnetfeld
parallel bzw. rechtwinklig zur Walzrichtung verläuft. Dies bedeutet, daß die Bahn
leichtester Induktion in der Walzrichtung liegt. Wenn die Torsionskurve die Achse an
einem von der Nullage wesentlich entfernten Punkt kreuzt, dann verläuft die JBaIm
leichtester Induktion unter einem wesentlichen Winkel zur Walzrichtung, wodurch
eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften des Werkstoffes angezeigt wird,
selbst wenn ein hohes Moment vorhanden ist. Die Permeabilität ist dann merklich niedriger
und die Dynamometerkurve sehr unregelmäßig.
Fig. 4 zeigt das Röntgenbild eines nach der Erfindung hergestellten Bleches; die Probe
zeigt Körner, die im wesentlichen frei von Verzerrung, gleichförmig an Größe und regellos
angeordnet sind. Dies= folgt aus der symmetrischen Anordnung der Interferenzpunkte
und aus der Abwesenheit von radialen Linien in Übereinstimmung mit den anerkannten
Regeln· der Deutung von Beugungsdiagrammen. Das in Fig. 4 gezeigte Diagramm wurde
mittels eines Röntgenstrahles aufgenommen, der rechtwinklig zur Ebene der Probe verlief.
Ähnliche Diagramme von warm ausgewalzten, nach den bisherigen Verfahren hergestellten
Traneformatorblechen zeigen eine Verzerrung der Körner und einen Mangel an
Gleichförmigkeit in Größe und Verteilung. In einigen Fällen ist auch ein vollständiger
Mangel an Rekristallisation festzustellen.
Fig. 5 zeigt in etwas vergrößertem Maßstabe, annähernd lofach, das Aussehen eines
geätzten Stückes, das gemäß der Erfindung hergestellt ist. Man sieht, daß die Körner
bemerkenswert gleichförmig an Größe sind und eine regellose Verteilung aufweisen. Die
tatsächliche Größe der Körner ist 1,5 mm oder weniger.
Als Beispiele geringer Abänderungen des oben beschriebenen bevorzugten Verfahrens
werden folgende angegel>en:
.
Siliziumgehalt 3.4%
Dicke des warm ausgewalzten Bandes in Millimeter
1,651
Temperatur der ersten Warmbehandlung .·... 8750C
τ- * T' it 1 · nfii · j /von
Erstes Kaltwalzen in Millimeter , , · 0 g
Zweite Warmbehandlung 925° C
rr ·, TT ι, ι · nj-11 · ,
fV0T1 O,66O
Zweites Kaltwalzen in Millimeter <
^j Q 2„
Dritte Warmbehandlung 11000 C
Watt verlust/kg, B = 10000, 60 Hertz 1,034
3.00% 3.22%
2,032 | 1.905 | i,S3o |
925° C | 875° c | 8005C |
2,032 o,736 |
0,762 | 1,830 O.S89 |
9ioCTC | 9250C | 825° C |
o,736 | 0,762 o,3«5 |
0,8Sg 0,279 |
TiOO0C | 10750C | goo0 C |
1,32 | 1,07s | kein Versuch |
Permeabilität bei verschiedenen Kraftliniendichten:
B = ioooo. .
B —14000.
.. B = 16000.
.. B = 16000.
Temperatur des Nachglühens zwecks Vermeidung der magnetischen Alterung und Beseitigüng
von Spannungen ,
Wattverlust/kg, B = 10 000, 60 Hertz .
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß die Erfindung einen Werkstoff mit überlegenen
magnetischen Eigenschaften gegenüber denjenigen gleicher Handelssorten schafft. Das
Verfahren ist einfach, billig und schnell durchführbar.
Bei niedrigeren Siliziumgehalten erleichtert es die Herstellung und vermindert
die Kosten. Eine wiederholte Behandlung einer großen Zahl .kleiner Werkstoffstücke
wird vermieden, ebenso das häufige Wiedererwärmen, das bisher notwendig war. Die
einfache und rasche Prüfung von Proben
während des Herstellungsverfahrens gestattet die Erzielung eines Werkstoffes mit Höchstwerten
für die gewünschten Eigenschaften und einer wünschenswerten Gleichförmigkeit des Erzeugnisses. Es zeichnet sich durch i
Ziehbarkeit, Stanzfähigkeit und gute Ober- j näclienbescliaffenheit aus. Seine Verwendung
im Bau von Wechselstrommaschinen, insbesondere Induktionsmotoren, ist wegen seiner
elektrischen und magnetischen Eigenschaft 1>osonders vorteilhaft.
Claims (5)
- PATENTANSPR OCHK:i..,Verfahren, zur Verbesserung der Eigenschaften von Transformatoren- oder Dynamoblechen oder -bändern aus warmgewalztem Siliziumstahl, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche mindestens zweimal unter Einschaltung von rekristaHisieren den Zwisclienglühungen überkritisch, z.B. 50% und mehr, kaltgewalzt und dann einer rekristallisierenden Schlußglühung, vorzugsweise bei 875 bis iioo°C, unterworfen werden, deren Temperatur so ausgewählt wird, daß jeweils das größte magnetische Moment erreicht wird.18,000
,5.500O, QOO12,500
5,(J00
1,(H)O12,000
5,0OOr,2ooI.SooC 7000 C0,991,21— öo - 2. Verfahren nach Anspruch r, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche bei 800 bis 9500C geglüht und alsdann, wie im Anspruch ι angegeben, weiterbehandelt werden.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bleche, gegebenenfalls nach einer Kaltbearbeitung durch Lochen, Schneiden oder Stanzen, bei Temperaturen von 650 bis 7750C nachgeglüht werden.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß SiIiziumstahl von etwa 2,5 mm Dicke oder weniger bei einer Temperatur zwischen 800 und 9250C geglüht, nach dem Erkalten auf eine Dicke von etwa 0,75 mm kaltgewalzt, alsdann bei einer Temperatur zwischen 875 und 10250C zwischengeglüht, nach' dem Erkalten auf etwa 0,32 mm Dicke kaltgewalzt und schließlich bei 11000C geglüht wird.
- 5. Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Schlußglühung an Hand von Proben durch die Ermittlung des magnetischen Moments und eier Per^ meabilität mittels eines Torsionsdynamometers die erforderlichen Schlußglühlcmperatu'ren ermittelt werden.Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: -Deutsche Patentschrift Xr. 501 586;IJ-SA.-Patentschriften Nr, 1 915 766.
ι 965 55Hierzu ι Blatt Zeichnungen© 53C4 8.52
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US442211XA | 1933-08-07 | 1933-08-07 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE763989C true DE763989C (de) | 1952-08-21 |
Family
ID=21931149
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEC49395D Expired DE763989C (de) | 1933-08-07 | 1934-07-05 | Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Transformatoren- oder Dynamoblechenaus warmgewalztem Siliziumstahl |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE763989C (de) |
FR (1) | FR776165A (de) |
GB (1) | GB442211A (de) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE975253C (de) * | 1939-05-06 | 1961-10-19 | Siemens Ag | Transformatorkern |
DE1226128B (de) * | 1955-05-03 | 1966-10-06 | Walzwerk Neviges G M B H | Verfahren und Vorrichtung zur Waermebehandlung von Blechen, insbesondere Elektroblechen im Magnetfeld |
DE977648C (de) * | 1944-04-07 | 1967-11-30 | Siemens Ag | Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von magnetisch beanspruchten Gegenstaenden aus Eisen-Silizium-Legierungen |
DE3237183A1 (de) * | 1981-04-04 | 1984-04-12 | Nippon Steel Corp., Tokyo | Verfahren zum erzeugen eines kornorientierten elektromagnetischen stahlbandes oder -bleches |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE501586C (de) * | 1926-09-05 | 1930-07-03 | Otto Herbert Doehner | Verfahren zur Regeneration der elektrischen Eigenschaften von Baendern, Blechen, Draehten und anderen aus mit Silizium legiertem Eisen |
US1915766A (en) * | 1930-10-31 | 1933-06-27 | Smith Willoughby Statham | Manufacture of magnetic alloys |
US1965559A (en) * | 1933-08-07 | 1934-07-03 | Cold Metal Process Co | Electrical sheet and method and apparatus for its manufacture and test |
-
1934
- 1934-06-25 GB GB18761/34A patent/GB442211A/en not_active Expired
- 1934-07-05 DE DEC49395D patent/DE763989C/de not_active Expired
- 1934-07-19 FR FR776165D patent/FR776165A/fr not_active Expired
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB442211A (en) | 1936-01-27 |
FR776165A (fr) | 1935-01-18 |
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