DE763989C - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Transformatoren- oder Dynamoblechenaus warmgewalztem Siliziumstahl - Google Patents

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 uoö^DC 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

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

Der Siliziumjfehalt der ΡγοΙκτπ. deren MagiK'tisieruiigskurven mit .■!, C und E 1«?- zdchnt't sind, betrug 3.5⁰Zo, i°/o und 3.4^1:"«. 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 · , f^V0T1 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.

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)

1. 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
   ,5.500

   O, QOO

   12,500
   5,(J00
   1,(H)O

   12,000
   5,0OO

   r,2oo

   I.Soo

   C 700⁰ C

   0,99

   1,21

   — öo
2. 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. 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. 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. 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 55

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   © 53C4 8.52