Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o orientacji daszko¬ wej i przenikalnosci magnetycznej wynoszacej co najmniej 1850 gausów/ersted przy 10 erstedach.Zorientowane stale krzemowe zawierajace 2,60-4,0% krzemu wytwarza sie zazwyczaj na drodze procesów obejmujacych walcowanie na goraco, dwukrotne redukowanie na zimno, wyzarzanie przed kazdym walcowaniem na zimno i wyzarzanie orientujace w wysokiej temperaturze. Cecha tych stali jest przenikalnosc magnetyczna wynoszaca przy 10 erstedach 1790-1840 G/Oe.Ostatnio w licznych opisach patentowych opisano stale krzemowe majace przenikalnosc magnetyczna przy erstedach wieksza niz 1850 G/Oe, przy czym z technicznego punktu widzenia wydaje sie, ze najbardziej interesujace dane zawieraja opisy patentowe Stanów Zjedn. Am. nr nr 3 287 183, 3632 456 i 3 636 579.Pierwszy z tych opisów, wydany w listopadzie 1966 r. ujawnia, ze stal zawierajaca okreslone ilosci wegla, krzemu, glinu, siarki i zelaza mozna przerabiac na stal krzemowa o wysokiej przenikalnosci magnetycznej, poddajac ja wyzarzaniu w temperaturze 950-1200°C tak, aby stracic AIN, nastepnie walcujac na zimno przy stopniu redukcji 83-96%, odweglajac i ostatecznie poddajac orientujacemu wyzarzaniu. Pozostale dwa z wyzej wymienionych opisów patentowych, opublikowane wr. 1972, zawieraja informacje dotyczace predkosci chlo¬ dzenia po wyzarzaniu powodujacym wytracanie AIN. Wedlug opisu patentowego nr 3 632 456 pasmo walcowane na goraco wyzarza sie w temperaturze 750-1200°C, zaleznie od zawartosci krzemu, po czym wyzarzone pasmo chlodzi sie szybko i nastepnie poddaje co najmniej dwóm zabiegom walcowania na zimno. Wedlug opisu patentowego nr 3 636 579 stal zawierajaca 2,5-4,0% krzemu wyzarza sie w temperaturze 950-1200 C, po czym od tej temperatury chlodzi sie s^bko do temperatury nie wyzszej niz 400°C i walpuje na zimno. W opisie patentowym Stanów Zjedn.Am. nr 3 159 511, opublikowanym w r 1964, ujawniono sposób wytwarzania stali krzemowej z jednym tylko zabiegiem walcowania na zimno, ale nie jest to sposób wytwarzania stali krzemowej o przenikalnosci magnetycznej wynoszacej 1850 G/Oe przy 10 erstedach. Sposób ten polega na walcowaniu stali krzemowej na goraco i bezposrednio po tym walcowaniu na zimno.Sposób wedlug wynalazku jest ulepszonym sposobem, za pomoca którego ze stali o okreslonym skladzie chemicznym wytwarza sie stal krzemowa o orientacji daszkowej, majaca przenikalnosc magnetyczna co najmniej89829 1850 G/Oe przy 10 erstedach. Proces wedlug wynalazku obejmuje nastepujace zabiegi: wyzarzanie walcowanego na goraco p;; ma stall krzemowej w temperaturze 760-927°C w czasie od 15 sekund do 2 godzin, chlodzenie tego pasma z predkoscia zasadniczo równa predkosci chlodzenia w spokojnym powietrzu i walcowanfu na zimno ochlodzonej stali przy stopniu redukcji wynoszacym co najmniej 80% w jednym zabiegu walcowania na zimno.Sposób wedlug wynalazku rózni sie istotnie od sposobów znanych z powolanych wyzej opisów patento¬ wych. Mianowicie, sposób znany z opisu patentowego Stanów Zjedn. Am. nr 3159 511 nie umozliwia wytwarzania stall krzemowej o przenikalnosci magnetycznej wynoszacej 1850 G/Oe przy 10 erstedech, przy czym w procesie tym nie stosuje sie wyzarzania w temperaturze 760-927°C w czasie od 15 sekund do 2 godzin pasma walcowanego na goraco. Wedlug opisu patentowego Stanów Zjedn.Am. nr 3 287 183 najnizsza tempera¬ tura wyzarzania wynosi 950°C, podczas gdy zgodnie z wynalazkiem najwyzsza temperatura wyzarzania wynosi 927°C. Wedlug opisu patentowego Stanów Zjedn.Am. nr 3 632 456 stosuje sie wyzarzanie i 2 procesy walcowania na zimno po wyzarzaniu stali na goraco, co w przypadku stali zawierajacej co najmniej 2,5% Si faktycznie odbywa sie w temperaturze powyzej 950*C i stali walcowanej na goraco nie chlodzi sie po wyzarzaniu yyjpotófe odpowiadajacy chlodzeniu w spokojnym powietrzu. Wedlug opisu patentowego Stanów Zjedn. Am. jhr3 636 579 najnizsza temperatura wyzarzania stali zawierajacej co najmniej 2,5% Si wynosi 950°C i od tej temperatury stal chlodzi sie gwaltownie. Poza tym sklad chemiczny stali poddawanej procesowi wedlug wynalazku rózni sie od skladu stali przerabianych sposobami podanymi w wyzej wymienionych opisach patentowych.Zgodnie z wynalazkiem wytwarza sie stop stali krzemowej zawierajacy w stosunku wagowym do 0,07% wegla, 2,6-4,0% krzemu, 0,03-0,24% manganu, 0,01-0,07% siarki, 0,015-0,04% glinu, do 0,02% azotu i 0,1—0,5% miedzi, po czym stal odlewa sie i walcuje na goraco, wytwarzajac pasmo, które ewentualnie wyzarza sie. Nastepnie pasmo to walcuje sie na zimno, odwegla i poddaje ostatecznemu wyzarzaniu orientujacemu. Jak wyzej wspomniano, wazna cecha sposobu wedlug wynalazku jest to, ze stal walcowana na goraco wyzarza sie w temperaturze 760-927°C wciagu 15 sekund do 2 godzin, po czym wyzarzona stal chlodzi sie z predkoscia zasadniczo równa predkosci chlodzenia w spokojnym powietrzu i poddaje jednemu zabiegowi walcowania na zimno przy redukcji wynoszacej co najmniej 80%. Walcowana na goraco stal wyzarza sie korzystnie w temperatu¬ rze 790-900°C i redukuje za pomoca walcowania na zimno o co najmniej 85%. Pod okresleniem „chlodzenie odpowiadajace chlodzeniu w spokojnym powietrzu'' rozumie sie chlodzenia w atmosferze statycznej, jak równiez w atmosferze, w której jest pewien wzgledny ruch pomiedzy powietrzem i stala wzdluz ciaglej linii produkcyjnej, ale ruch ten nie zostal wywolany w celach chlodzenia. Przyjmuje sie równiez, ze dowolna atmosfera gazowa ma taki sam skutek chlodzacy jak powietrze. Zgodnie z tym, kazde chlodzenie w ukladzie otwartym jest zasadniczo równowazne chlodzeniu w spokojnym powietrzu, jezeli nie stosuje sie cieklego srodka ohlodzacego lub wymuszonego przeplywu gazu, powodowanego w celu chlodzenia.Wytwarzanie stopu, odlewanie, walcowanie na goraco, wyzarzanie, walcowanie na zimno, odweglanie i koncowe wyzarzanie orientujace prowadzi sie w procesie wedlug wynalazku sposobami znanymi. Stwierdzono jednak, ze wyzarzanie walcowanego na goraco pasma w temperaturze 760-927°C jest szczególnie korzystne, gdyz powoduje wytwarzanie stali szczególnie odpowiedniej do walcowania na zimno, sprzyja powstawaniu inhibitorów, a przede wszystkim zwieksza równomiernosc rozmieszczenia inhibitorów wstali, poniewaz wtem- * pereturze nizszej od 927°C stal zawiera zasadniczo tylko faze ferrytowa, podczas gdy w wyzszej temperaturze stel zawiera aurtenit i ferryt, a rozpuszczalnosc inhibitorów w obu tych fazach jest rózna. Pod okresleniem „inhibitory" rozumie sie przede wszystkim azotek glinu, siarczek manganu i/lub siarczek mangano-miedziowy, . jak to szczególowo opisano nizej. Sklad atmosfery, w której prowadzi sie wyzarzanie nie ma decydujacego znaczenia. Na przyklad, mozna wyzarzac w atmosferze azotu, gazów redukujacych, takich jak wodór, gazów obojetnych, takich jak argon, albo ich mieszaniny. Odnosnie zabiegu walcowania na zimno nalezy zaznaczyc, ze kilkakrotne przeprowadzenie pasma przez walce moze stanowic jeden zabieg walcowania, gdyz wielokrotne walcowanie na zimno wystepuje tylko wtedy, gdy zabiegi walcowania sa rozdzielone zabiegami wyzarzania.Stop stali powinien zawierac krzem, glin, mangan, siarke i miedz. Krzem jest konieczny, gdyz zwieksza rezystywnosc stali, zmniejsza jej magnetostrykcje i magnetokrystaliczna anizotropie, totez zmniejsza ubytek rdzenia. Glin, mangan i siarka sa konieczne, gdyz tworza one inhibitory majace istotne znaczenie dla orientacji stali i wlasciwosci zaleznych od tej orientacji. W szczególnosci, glin wiaze sie z azotem zawartym wstali lub w powietrzu atmosferycznym, tworzac azotek glinu, a mangan wiaze sie z siarka dajac siarczek manganu i/lub siarczek mangano-miedziowy, przy czym zwiazki te hamuja normalny wzrost krysztalów w czasie ostatecznego wyzarzania orientujacego, natomiast sprzyjaja powstawaniu wtórnych, przekrystalizowanyeh ziaren o zadanej orientacji daszkowej. Poza tym miedz -prawdopodobnie obniza temperature wyzarzania, ulepsza wateownosc, ulatwia stapianie i lagodzi wymagania stawiane atmosferze wyzarzania.89829 3 Procesowi prowadzonemu sposobem wedlug wynalazku szczególnie korzystnie poddaje sie stal zawierajaca w stosunku wagowym 0,02-0,07% wegla, 2,60-3,5% krzemu, 0,05-2,4% manganu jako równowartosc z równa¬ nia % Mn + (0,1-0,25) X % Cu, 0,01-0,05% siarki, 0,015-0,04% glinu, 0,0030-0,0090% azotu i 0,1-0,3% nlledzi, przy czym reszte stanowi zelazo i pozostale skladniki, a stosunek zawartosci manganu do siarki wynosi od 2,0:1 do 4,75 :1. Stal o takim skladzie chemicznym poddana procesowi wedlug wynalazku ma bardzo korzystna budowe.Nizej podane przyklady ilustruja sposób wedlug wynalazku. Odlano trzy próbki stali krzemowej (próbki 1-3) I poddano je przeróbce, otrzymujac stal o orientacji daszkowej. Sklad stali w procentach wagowych byl nastepujacy: 0,049% wegla, 2,91% krzemu, 0,094% manganu, 0,032% siarki, 0,036% giinu, 0,0046% azotu, 0,22% miedzi, reszta zelazo i pozostalosci. Próbki te wygrzewano w podwyzszonej temperaturze w ciagu kilku godzin, formowano kesiska, walcowano na goraco do grubosci 2,3 mm wyzarzano w temperaturze 800*C w ciagu 1 godziny w atmosferze azotu, ochlodzono jednym z 3 nizej podanych sposobów, walcowano na zimno do grubosci okolo 0,3 mm, odweglano wciagu 2 minut w temperaturze 800°C w mieszaninie azotu z wilgotnym wodorem i ostatecznie wyzarzano wciagu 8 godzin w temperaturze do 1175°C w atmosferze wodoru. Wspom¬ niane wyzej 3 sposoby chlodzenia polegaly na tym, ze próbke 1 chlodzono w piecu, próbke 2 chlodzono w powietrzu, a próbke 3 chlodzono solanka. Otrzymane próbki badano, ustalajac ich magnetyczna przenikalnosc I ubytek rdzeniowy. Wyniki podano w tablicy I.* Tablic a I Przenikalnosc mangetyczna Ubytek rdzeniowy Próbka Chlodzenie przy lOerstedach WPPpizyl7KB 1 piecowe 1651 1,27 2 . powietrem 1860 ^ 0,785 3 solanka 1902 0,708 Wyniki podane w tablicy I swiadcza o tym, ze próbki 2 i 3 maja bardzo wysoka przenikalnosc magnety¬ czna, mianowicie wiecej niz 1850 G/Oe przy 10 erstedach. Próbke 2 poddawano procesowi zgodnie z wynalaz¬ kiem, podczas gdy próbke 3 przerabiano sposobem bedacym przedmiotem zgloszenia skladanego równoczesnie.Próbke 2 wyzarzano w atmosferze wodoru w ciagu 1 godziny w temperaturze 800°C i chlodzono od tej temperatury w powietrzu, a nastepnie walcowano na zimno w jednym zabiegu, przy redukcji 86%. Próbki 1 i 3 poddawano takim samym zabiegom, lecz chlodzono je w piecu lub za pomoca solanki. W porównaniu z próbkami 2 i 3 próbka 1 ma stosunkowo mala przenikalnosc magnetyczna, natomiast znacznie wyzszy ubytek rdzeniowy.Ze stali krzemowej o skladzie podanym w tablicy II odlano 5 próbek (próbki 4-8) i poddano je procesowi, otrzymujac stal krzemowa o orientacjidaszkowej. ' Tablica II Sklad w % wagowych c 0,050 0,055 0,050 0,048 0,049 Mn 0,13 0,13 0,11 0,076 0,094 S 0,044 0,043 0,030 0,026 0,032 Si 3,04 2,92 2,92 2,84 2,91 Al 0,023 0,029 0,023 0,029 0,036 Cu 0,23 0,19 0,19 0,23 0,22 N 0,0039 0,0055 0,0055 0,0041 0,046 Fe reszta reszta reszta reszta reszta Próbki wygrzewano w podwyzszonej temperaturze w ciagu kilku godzin, formowano w kesiska, walcowano na goraco do grubosci okolo 3,3 mm, normalizowano wciagu 2 minut w temperaturze 900°C w powietrzu, walcowano na zimno do grubosci okolo 2,3 mm, wyzarzano w temperaturze 800°C w ciagu 5 minut w azocie zawierajacym tlen w ilosci 0,1-10%, chlodzono w powietrzu do temperatury pokojowej, walcowano na zimno do grubosci okolo 0,3 mm, odweglano w ciagu 2 minut w temperaturze 800°C w mieszaninie azotu z wilgotnym wodorem i poddawano ostatecznemu wyzarzaniu wciagu 8 godzin w atmosferze wodoru w temperaturze nie wyzszej niz 1175°C. Otrzymane próbki poddawano badaniom, których wyniki podano w tablicy III.89829 Tabilca III 4 6 7 8 1878 1903 1879 1886 1889 Przenikalnosc magnetyczna Ubytek rdzeniowy WPP ., Próbka przy 10 erstedach przy 17 KB 0,798 0,763 0,823 0,766 0,757 Wyniki podane w tablicy III swiadcza o tym, ze sposobem wedlug wynalazku otrzymuje sie stal krzemowa o orientacji daszkowej majaca korzystne wlasciwosci. Próbki 4—8 walcowano na zimno, wyzarzano w temperatu¬ rze 800° C wciagu 5 minut, chlodzono powietrzem do temperatury pokojowej i walcowano redukujac o wiecej niz 80%. Przenikalnosc magnetyczna wszystkich tych próbek jest wieksza niz 1850, w przypadku próbki 5 jest nawet wyzsza niz 1900 G/Oe przy 10 erstedach. PL