SE415889B - Sett att framstella kornorienterat kiselstal - Google Patents

Description

7213591-6 2 I betraktande av ovannämnda fordringar kan förbättringar av den magnetiska flödestätheten som erfordras vid en ökad stor- lek hos elektriska apparater, endast genomföras genom utvecklan- det av kornorienterade kiselstålplåtar med hög magnetisk flödes- täthet.

Vidare är det som ett medel för att minska järnförlusten nödvändigt att använda en tunn plåt 1 syfte att minska virvel- strömförlusten som utgör en stor del av Järnförlusten.

Vanligtvis hänför sig kornorienterad kiselstålplåt till W produkter med 0,5-0,30 mm tjocklek men på senare år har produk- ter med en plåttjocklek av 0,30 mm, 0,28 mm, 0,34 mm och 0,15 mm i allt större omfattning använts för Järnkärnor hos elektriska utrustningar och apparater. _ Framställning av en sådan tunn plåt kan ej genomföras till- förlitligt medelst den vanliga kallvalsningen i två steg, och en_ produktionsteknik har utvecklats, t.ex. genom att använda svavel- eller selendiffunderingsprocessen som beskriven i japanska patent- skriften Sho 43-5966. Emellertid visar de tunna plåtar som fram- ställas medelst nämnda process markant ökad hysteresförlust genom tjockieksminsmingen på grund av att rss-värdet är ca 1,8 wb/ma, varför virvelströmsförlustens minskning vid avtagande tjocklek motserkas och sålunda kan ej någon nämnvärd förbättring av järn- förlusten erhållas. Å andra sidan har uppfinnarna bakom föreliggande uppfinning utvecklat en kornorienterad kiselstålplåt med hög magnetisk flödes- täthet från stål innehållande en liten mängd» av syralöslig Al (i det efterföljande kallad A1), och baserad på nämnda utveckling har nämnda uppfinnare vidareutvecklat, genom förbättring av korn- orienteringen, plåtar med låg järnförlust med ett anmärkningsvärt högt B8-värde, så högt som mer än 1,9 wb/m2, och som visar en mycket liten ökning i hysteresförlust även i en tunn plåt genom effektivt utnyttjande av balansen hosldN.

Ett av syftena med föreliggande uppfinning är att åstadkom- ma kornorienterad kiselstålplåt med hög magnetisk flödestäthet som, jämfört med den vanliga kiselstålplåten,_visar utmärkt magnetise- ringsvärde i falsriktningen, nämligen B8-värde av åtminstone 1,88 wb/mz.

Ett annat syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma en_stabil kornorienterad kiselstålplåt med det förutnämnda höga B8-värdet såväl som ett lågt järnförlustvärde. i" 7213591-'6 3 F Ännu ett syfte med föreliggande uppfinning är att åstadkomma ett kornorienterat klselstål i form av plåt eller band som visar högt B8-värde och låg Järnförlustvärde även när kiselstàlpläten är tunn.

Andra syften och objekt enligt föreliggande uppfinning kom- mer att tydligt framgá av efterföljande beskrivning, exempel och bifogade ritning.

Fig 1 visar kylningskurvan under varmvalsningsoperationen, fig 2 är ett diagram som visar hålltemperatur och tid före fär-_ digvalsning i varmvalsningen, och de magnetiska värdena hos pro- dukterna, fig 3 är ett diagram som visar starttemperaturen för_ snabbkylning efter avslutad varmvalsning och de magnetiska vär- dena hos produkterna, fig 4 är ett diagram som visar kylningskur- van under varmvalsningen och utskiljningen av aluminiumnitrid, och fig 5, fig 6 och fig 7 visar makrostrukturen och de magne- tiska värdena hos produkterna enligt exemplen 4, 5 resp 6.

Föreliggande uppfinning förklaras nu i detalj.

Utgangsmaterialet använt enligt föreliggande uppfinning är ett vanligt stål eller kiselstál som kan framställas medelst var- je känd stàlframställningsmetod och gjutmetod, men legeringssam- mansättningen hos utgångsmaterialet bör uppfylla följande till- stånd: C :E 0,085 viktproeent Si S 4,0 _ " Al 0,010 - 0,065 viktprocent (Al avser syralöslig Al som 1 det efterföljande helt enkelt benëmnes som Al) N :E 0,012 % Rest ...... Fe ooh föroreningar.

Exempelvis kan det stålmaterial som beskrivas 1 japanska patentskrifterna Sho 40-15644 och Sho 46-23820 användas som ut- gângsmaterial för föreliggande uppfinning. g Förklaringar kommer nu att göras beträffande pidraget ge- nom föroreningarna som kommer till under framställning av den kornorienterade kiselstàlpláten såväl som beträffande inverkan av Al.

Vid framställning av kornorienterade kiselstàlplåtar äger sekundär rekristallisation av den s.k. "kub på kant" med (110)_ Orientering rum 1 färdigglödgningen så att man kan er- 7213591-'6 4 _ hålla produkter som har utmärkta magnetiska värden i valsnings-_ riktningen. I detta fall spelar utskiljningarna åstadkomna ge- nom föroreningar såsom nitrider, sulfider och oxider en viktig roll. _ Traditionellt har det ansetts att dessa utskiljningar dis- pergeras 1 fina partiklar och utskilja i grundmassan för att för- hindra korntillväxten hos grundmassan. Enligt föreliggande upp- finning har det visat sig att en del av utskiljningarna som ut- faller i en speciellt orienterad relation till grundmassan även” har förmågan att selektivt uppbringa endast de korn som har spe- ciell orientering så att orienteringen hos den sekundära rekri- stailisationen noggrant regleras, och sålunda kan produkter er- hållas med utmärkt B8-värde.

AlN bildad genom tillsättning av A1 enligt föreliggande uppfinning är en utskiljning av den senare typen, och föreliggan- de uppfinning baseras på bildandet av sådan A1N, och det förmo- das att utskiljningar bildade genom tillsatsen av andra element ej visa sådan förmåga utan uteslutande förhindrar tillväxten av kornen från den primära rekristallisationen hos grundmassan.

För framställning av den kornorienterade kiselstålplåten är sålunda närvaron av element som bildar utskiljning absolut nödvändig, och det är mycket viktigt för de slutgiltiga egen- skaperna hos produkterna hur dessa element skall utskiljas i effektiv storlek och fördelning. Enligt föreliggande uppfinning är den effektiva storleken hos utskiljningarna som kan bidraga till tillväxt av den sekundära rekristallisationens korn i grova drag bestämd till att vara mindre än 0,1 Fm.

För att bilda dessa utskiljningar i samband med framställ- ningen av de kornorienterade kiselstålplåtarna är det nödvändigt att dessa utskiljningar i den effektiva storleken redan förelig- ger i den kalla grundmassan före den slutgiltiga kallvalsningen.

Därför inbegriper bildande av dessa utskiljningar stelningssteget från den smälta metallen, kylningssteget vid tidpunkten för för; valsningen, kylningssteget under varmvalsningen, och glödgnings-. och kylningssteget hos den varmvalsade plåten eller mellantjocklek av plåt före den slutgiltiga kallvalsningen. I stelningssteget före varmvalsningen eller i kylningssteget hos förvalsningen, är massan av material emellertid så stor att kylningshastigheten är ganska låg och storleken hos de flesta av utskiljningarna bildade under detta steg är större än den effektiva storleken. Enligt 7213591-6 F 5 föreliggande uppfinning har det därför visat sig att kornorienterad kiselstålplåt med utmärkta magnetiska värden kan erhållas genom àtervärmning av stålplattämnet i varmvalsningssteget för att åter- upplösa utskiljningarna på nytt i grundmassan för att så erhålla en varmvalsad stålplåt med utskiljningar av effektiv storlek ge- nom lämplig kylning vid tidpunkten för valsning, och eventuellt, genom att underkasta stålplåten värmebehandling före den slutliga kallvalsningen för att giva önskat utskiljningstillstånd hos för- oreningarna.imaterialet. , g Som ovan nämnts är den roll som spelas av varmvalsningsste- get viktig vid framställning av den kornorienterade kiselstålplà- ten. Föreliggande uppfinning har därför föregåtts av olika expe- riment med varmvalsning under användning av olika material som tillfredsställa det erforderliga tillståndet för legeringssamman- sättningen. _ Ett kiselstål innehållande 0,034 % Al och 2,3 % kisel använ- des som utgångsmaterial, och tre provstyoken 40 mm tjocka fram- ställdes därav och hölls vid 15oo°c under 30 minuter för ett full- ständigt upplösa AlN i grundmassan och lämnades utanför ugnen till temperaturer av 120000, 1100°C och 100000, och hölls omedel- bart under 50-250 sekunder 1 ugnar henne vid 12oo°c, 11oo°c resp 1000°C, varmvalsades sedan till 3,2 mm tjocklek medelst två stick, och kyldes i luften. De så varmvalsade plàtarna kallvalsades till produkter av 0,35 mm tjocklek. Relationen mellan B8-värdet hos produkterna, hålltemperaturen och hålltiden före varmvalsningen_ visas i fig 2. Ett exempel på kylningskurvan för materialet un- der varmvalsningen visas 1 fig 1. (A) i fig 1 visar kylnings- kurvan erhållen när valsningen genomfördes omedelbart efter platt- ämnets utmatning. (B) och (C) visar kylningskurvorna erhållna genom hållning av materialet vid 110000 under 50 sekunder resp vid 1200°C under 150 sekunder.

Såsom tydligt framgår av fig 2, i fallet med hålltemperatur av 1000°C, försämras värdet genom 50 sekunders hålltid, och när hàlltiden är mer än 100 sekunder, är själva den sekundära rekri- stallisationen instabil. I fallet med hålltider för 110000 och 1200°C, uppträder liknande tendenser som i fallet med 1000°C, men en högre hålltemperatur tenderar att möjliggöra längre till- låtlig hålltid före värdesförsämring och uppträdandet av sekun- där rekristallisation.

Om emellertid materialet hållas vid i100°C under 200 sekun- der, förhindras den sekundära rekristallisationen att äga rum 7213591-6 _ 6 'ooh hållet vid 1200°C under mer än 200 sekunder, försämras den magnetiska egenskapen. Detta fenomen kan tillskrivas antagandet att det mesta av AlN som har upplösts i grundmassan genom håll- ningen vid 1500°C under 50 minuter utskiljes under hållningen mel- lan looo een i2oo° sa ett mängden av AlN av effektiv storlek som utskiljts under kylning i varmvalsningssteget blir relativt liten, och den senare utskiljningen fortskrider šnabbt vid en relativt låg-temperaturhallning som vid 1000°C, medan den fortskrider lång- samt vid en hög-temperaturhållning.

Liknande tendenser iakttagas genom resultaten av liknande experiment som de enligt fig 2 genomförda på material med olika kiselhalter i avseende på hållningstemperaturen och -tiden. I 7 detta fall varierar emellertid det tillåtna temperatur- och tid- området i motsvarighet till kiselhalterna. _ I fallet med 1,0 % kiselhalt iakttages nämligen försämring- en av värdet när hálltiden blir längre i fallet med hålltempera- turen 1000°C, men uppträdandet av den sekundära rekristallisa- tionens korn är stabil även med hålltid av 150 sekunder. I fal- let med hålltemperaturen 1100°C iakttages en viss försämring av värdet när hàlltiden blir längre, men uppträdandet av den sekundä- ra rekristallisationens korn är stabilt även när hålltiden över- skrider 200 sekunder.

När hálltiden är vid 120000 har hàlltiden ej någon inverkan på försämring av värdet och på uppträdandet av den sekundära re- kristallisationens korn i fallet med 1,0 % kiselhalt. Detta indi- kerar att temperaturen av 1200° C i sig själv är tillfredsställan- de för upplösningen av AlN i plattämnet. När a andra sidan kisel- halten i materialet ökas, blir den tillàtna hálltemperaturen och -tiden före valsningen extremt snäva. I exempelvis fallet med 3,15 % kiselhalt blir uppträdandet av den sekundära rekristallisa- tionens korn instabil oavsett hålltiden, och en hàlltemperatur av 1150°C som lägst är nödvändig och hàlltiden är även lämpligen inom 5o sekunder 1 syfte att undvika försämring av värdet. _ Fig 4 visar resultaten av observationer beträffande relatio- nen mellan kylningscyklerna hos varmvalsning och mängden av AlN- -utskiljning genom förändring av kiselhalten. I fallet av 2,8 % kiselhalt börjar AlN att utskiljas kring 1250°C och utskiljningen fortskrider snabbt under 1200°C, medan i fallet med 1,1 % kisel- halt AlN ej väsentligt utskiljes vid en temperatur ner till 1000°C, och börjar att utskilja vid en temperatur under 1000°C. Detta be- 7213591-6 7 Fdömes vara beroende av det faktum att a-8-omvandlingszonen hos materialet ökar eller minskar i motsvarighet till dess kol- och kiselhalter, och beteendet för AlN-utskiljning står i nära rela- tion till mängden av ï-fas.

Därför är fenomenet att den långsamma kylningszonen före varmvalsningen förändras i enlighet med kiselhalten även helt bekräftat av resultaten i fig 3. Ävenså bör noggrant observeras utskiljningen av AlN efter avslutandet av varmvalsningen. Fig 5 visar relationen mellan B8~värdet och starttemperaturen för vat- tenkylning i fallet när plåten ärhölls genom värmning av 5 % Si stål vid 130000 under 30 minuter och omedelbart valsning av det- samma till en färdig tjocklek av 3,5 mm, och vattenkylning av plå- ten från temperaturen omedelbart efter varmvalsningen, och slutli- gen underkaetande av den varmvalsade plåten produktioneprocessen för en kornorienterad kiselstalplàt. Det förstås fran resultaten att bättre egenskaper erhållas när materialet kyles snabbt från det möjligast tidiga steget efter varmvalsningen till 600°C vid vilken det mesta av AlN-utskiljning är fullständig, nämligen att det kyles så snabbt som möjligt inom ett område under 200 sekun- der.

Inverkan av kiselhalten hos materialet vid detta ateg är liknande med den pà den långsamma kylningszonen före varmvals- ningen och är den att en högre kiselhalt är nödvändig för att snabbt kyla materialet från en högre temperaturzon, och att öns- kat värde vid en låg kiselhalt erhålles även vid långsam kylning från en relativt låg temperaturzon, och det förstås att mängden av d-I -omvandlingen hos materialet äger relation även i detta steg.

Som kylningsoykel i varmvalsningen av kornorienterad kisel- stålplåt innehållande en mycket liten mängd A1, är cykeln som vi- sas i fig 1 (A) mest önskvärd. Värmningen av plattämnet före varmvalsningen bör nämligen genomföras vid en temperatur och tid tillräckliga för fullständig återupplösning av AlN i grundmassan och varmvalsningen bör genomföras genom att hälla materialtempe- raturen efter ämnets utmatning fram till pábörjande av valsning- en (färdigvalsningen) vid en högsta temperatur för en så kort tid som möjligt, och det är nödvändigt att materialet kyles så snabbt som möjligt till rumstemperaturen omedelbart efter avslu- tande av valsningen. 7213591-6 I fallet med varmvalsade stålplâtar erhållna medelst den ovan mest önskvärda kylningscykeln, kan värmebehandlingen vid hög tempera- tur för återupplösning av AlN och för rekristallisation utelämnas och ändå kan man erhålla utmärkta egenskaper hos plåten, såsom visas i exempel (1).

Enligt föreliggande uppfinning åstadkommes sålunda ett sätt att framställa kornorienterat kiselstål i form av plåt eller band med hög magnetisk flödestäthet, kännetecknat av att man eventuellt efter förvalsning, varmvalsar ett stålgöt eller -plattämne inne- hållande ej mer än 4,0 % Si, ej mer än 0,085 % C, 0,010 - 0,065 % syralösligt Al, och ej mer än 0,012 % N, underkastar den varmvalsa- de plåten eller det varmvalsade bandet en satsvis eller kontinuer- lig glödgning vid 750 - 1200°C jämte eventuell nitrering till ej mer än 0,012 % N och en snabb kylning för att utskiljda AlN före färdig- kallvalsning, kallvalsar plåten eller bandet med åtminstone ett steg inbegripande en färdigkallvalsning med 65 - 95 % reduktion och en eventuell mellanglödgning, avkolar plåten eller bandet och färdig- glödgar plåten eller bandet vid en temperatur över 800°C, varvid nämnda varmvalsning består i värmning av götet eller plattämnet i en återvärmningsugn vid en temperatur över 120006 för att upplösa AlN och varmvalsning till en önskad tjocklek under följande till- stånd: 1) Efter det att stålgötet eller -plattämnet uttagits från återvärmningsugnen skall tiden för kylning av materialet till en temperatur mellan 1000 och 1250°C vara mindre än 200 sekunder i be- roende av kiselhalten. 2) Efter ovannämnda kylning till mellan 1000 och 1250°C skall tiden för kylning ned till 600°C vara mindre än 200 sekunder.

Som förklarats förut, när stålplåten behandlats i enlighet med föreliggande uppfinning, föranledes en sekundär rekristallisations- struktur av mycket hög orientering av Al (mera korrekt AlN) men i ett visst område kan ett högre B8-värde nämligen (100) <100> sekun- där rekristallisationsstruktur med högre ackumuleringsgrad erhållas när Al-halten ökar. När sålunda sådant material användes för att fram- ställa en färdig produkt av en tjocklek mer än ca 0,35 mm kan med sä- kerhet erhållas ett mycket utmärkt värde. I fallet med framställning av en färdig produkt med en tjocklek mindre än 0,3 mm är emellertid produkten mera känslig för inverkan från de andra elementen såsom C, Si och N och produktionsbetingelserna när Al-haltan ökar, och för så- vitt dessa faktorer ej noggrant regleras, kommer sålunda mängden, stor- 7213591-6 9 rleken och fördelningen av AlN att bli obalanserade och föranleda ofullständig sekundär rekristallisation.

I syfte att korrigera sådana tillstånd måste man effektivt hålla AlN i god balans så att det blir möjligt att öka stabili- teten i legeringssammansättningen och produktionstillståndet och att utöka det tillàtliga området för Al till en högre Al-halt så att färdigprodukter med markant förbättrade värden, isynner- het tunna plåtar av tjocklek mindre än 0,3 mm, med säkerhet kan erhållas.

Vid framställning av kornorienterad kiselstålplåt med hög magnetisk flödestäthet från A1-haltiga stål har det enligt före- liggande uppfinning lyckats att kommersiellt framställa färdiga produkter, isynnerhet tunna färdigprodukter, som har mer per- fekt sekundär kristallisation ooh mycket utmärkta värden genom nitrering av det varmvalsade materialet som förut nämnts 1 en kontinuerlig glödgningsbehandling. _ Skälen till att färdiga produkter med ytterligare förbätt- rade värden kan erhållas genom en lämplig nitrering kan beskrivas som följer. Även om de magnetiska egenskaperna blir mycket utmärk- ta när Al-halten ökar, så blir den sekundära rekristallisationen något instabil på grund av obalansen hos AlN-halten.

Såsom beskrives i den Japanska patentskriften Sho 46-23820 är den utskilda AlN av speciellt fin storlek närvarande i en spe- cifik mängd. AlN har sådan förmåga att korntillväxten hos grund- massan utefter tillväxten hos de sekundära rekristallisationskär- norna förhindras, men endast kornen med en specifik orienterings-_ relation till utskiljningsriktningen för den fina A1N tillåtas se- lektivt att växa, varför sålunda orienteringen hos den sekundära rlkristallisationen är mycket noggrant reglerad så att den mycket sensitiva (100)«<100> orienteringen kan erhållas.

En hög A1N-halt är gynnsam för (iO0)<:i00=> orienteringen och valet av den sekundära rekristallisationens korn, men till- växten hos den sekundära rekristallisationenskärnor förhindras genom de kraftigt preventiva verkningarna vid en alltför stor mängd AlN, vilken sålunda föranleder en ofullständig sekundär rekristallisation.

När nitreringsbehandlingen tillämpas, minskar det anrikade kvävet mängden av fin AlN till en lämplig mängd och eliminerar faktorn som förhindrar tillväxten hos den specifika sekundära rekristallisationens kärnor så att den sekundära rekristallisatio- nen göres stabil. ' 7213591-6 10 rävensá binder kväve med Al i stålet och gör det möjligt att åstadkomma en lämplig manga av den specifika fina Am när så blir nödvändigt. Sålunda gäller att även om Al-halten är hög kan selektiviteten av (iiO)'-sekundära rekristallisationens korn upprätthållas och deras tillväxt effektivt regleras.

I nitreringen som genomföras för att underlätta bildandet av den effektiva AlN, varierar den erforderliga mängden av ökat eller anrikat kväve mellan 0,0005 och 0,004 % beroende på den kemiska sammansättningen hos materialet, isynnerhet Al-halten och N-halten, bearbetningsförloppet för nitreringsbehandlingen och tjockleken hos den färdiga produkten, och härigenom är det önskvärt att den totala mängden av kväve i stålplåten är 0,005- -0,0i2 %. Sedan mängden av kväve har reglerats till ovannämnda område, tillämpas utskiljningsbehandlingen som bildar den effek- tiva AlN för att åstadkomma 0,0005-0,0095 % av AlN.

Om mängden av ökat kväve ligger utanför ovanämnda område, t.ex. under den lägre gränsen, blir den sekundära rekristallisa- tionen instabil, och över den övre gränsen, kan det mycket höga B8-värdet som är kännetecknet för en stàlplåt med hög magnetisk flödestäthet ej längre erhållas, och stabiliteten hos den sekun- dära rekristallisationen blir dålig.

Från aspekten med ökat eller anrikat kväve, kan det övervä- gas att tillsätta hela nödvändiga mängden kväve under stålframställ- ningen, men det är önskvärt att komponenterna, isynnerhet Al-halten ökas i syfte att framställa tunna plåtar med en tjocklek mindre än 0,30 mm som har mycket utmärkta värden, och sålunda ökas naturligt mängden av kväve som erfordras för bildandet av den effektiva AlN.

Om emellertid en stor mängd kväve tillsättes under stâlframställ- ningen, kommer blåsor och sprickor att uppträda i större omfattning i den färdiga plåten, varigenom utbytet av färdigplåt minskas. Å andra sidan gäller att om nitreringen göres under den kon- tinuerliga glödgningen av den varmvalsade stâlplåten kommer, ett.så- [dant ickeönskvärt fenomen ej att uppträda även om kvävehalten ökas. 'Ävenså är nitrering under den kontinuerliga glödgningen av den varm- valsade plåten mycket fördelaktig genom att snäv reglering kan gö- ras hos materialet i vilket mängden och bildandet av effektiv AlN är obalanserad på grund av variationer hos komponenterna (Al, N) vid stàlframställningen och genom variationer av varmvalsningstill- stànden. 7213591-6 11 F Nitreringen kan även genomföras i den kontinuerliga avkol- niDåSålödgningen för den kallvalsade stålplåten av färdigtjocklek.

Men i detta fall är det mycket svårt att snävt reglera den nitre- rande mängden, och sålunda blir produktionen ojämn och instabil även om utmärkta värden erhållas i vissa fall. _ Varje nitreringskälla kan användas för nitreringen, och exem- pelvis kan gas innehållande kväveföreningar sasom NH5 och NO sättas till ugnsgasen, eller kan en kväveförening beläggas direkt på stål- plåten. Användandet av N2-gas som kvävekälla är ej effektivt på grund av att N2-gas är inert. På något sätt tillföres aktiverat kväve och anrikas för nitreringen.

Kväveökningen eller -anrikningen hos stålplåten medelst gas- formig kväveförening såsom NH; och NO uppnås genom att införa des- sa gasformiga kväveföreningar var för sig eller blandade med ugns- gasen i en glödgningsugn och för stàlplåten. I fallet när kväve- ökningen göres genom beläggning av en kväveförening på stålplàten, sätt som separatorn anbringas före färdigglödgningen. Exempelvis blandas pulver av mangannitrid osv med vatten och droppas på be- läggningsrullen under omröring och belägges på ytan hos stålplå~ ten. Mängden av kväve som skall tillsättas regleras genom belägg- ningsmängden.

I fallet med NH3-gas, som vanligast användes, måste mängden av aktiv kvävekälla erforderlig för det förutnämnda området för ökat eller anrikat kväve vara mer än 0,2 % uttryckt 1 blandninge- proportionen för ugnsgasen, även om mängden är beroende av gas- strömningshastigheten och tid.

Nitreringsbehandlingen genomföras lämpligen i det kontinuer- liga glödgningssteget för den varmvalsade stálplåten, men om sa er- fordras kan det genomföras före detta steg. I detta fall genom- föres nitreringen vid en temperatur över 600°C under en tid av 30 sekunder upptill 30 minuter, och mängden av nitreringskälla som skall tillföras måste vara större än 0,2 % i blandningsproportio- nen till ugnsgasen i fallet med NH3.

Efter nitreringsbehandlingen kyles stàlplåten exempelvis till rumstemperatur och underkastas successivt den vanliga kon- tinuerliga glödgningen, eller efter kvävebehandlingen underkastas stålplàten successivt den vanliga kontinuerliga glödgningen och snabbkyles för att föranleda effektiva AlN-utskiljningar.

Materialet som användes enligt föreliggande uppfinning är, såsom förut nämnts, ett vanligt stål eller ett kiselstål innehål- lande mindre än 4,0 % kisel och 0,010-0,065 % aluminium och före- 7213591-6 12 rliggande i form av stålgöt erhållna genom vanlig stålframställnings- och smältningsmetod, eller i form av stálplattämnen erhållna genom kontinuerlig gjutning eller tryckgjutning. Kommersiellt framställ- da stålplattämnen innehålla mer än 0,0020 % kväve, vilket är väl så tillräckligt för bildandet av den.enligt föreliggande uppfinning viktiga AlN. Ovannämnda material varmvalsas till 1,5-7 mm tjocklek, eventuellt efter förvalsning för att bryta ner gjutstrukturen. AlN- -utskiljningsglödgningen efter varmvalsningen men före färdigkall- valsningen beskrivas helt i den japanska patentskriften Sho 46-23820, och de väsentliga punkterna är att materialet glödgas i temperatur- området 750-1200°C under en tid av 30 sekunder upptill 30 minuter och därefter snabbt kylas genom temperaturomràdet från 950-400°C inom 2-200 sekunder. Kallvalsningen i samband med föreliggande uppfinning genomföras på sådant sätt att färdigkallvalsningen göres med ett reduceringsförhàllande av 65-95 % beroende på kiselhalten.

Avkolningsglödgningen och färdigglödgningen efter kallvalsningen kan göras medelst någon vanlig metod.

Exempel 1 Ett kiselstålgöt innehållande 0,050 % C, 3,05 % Si, 0,030 % Al och 0,028 % S förvalsades till en plattämnestjocklek av 40 mm, vil- ket plattämne hölls vid 135000 under 30 minuter och omedelbart där- efter underkastades en färdigvalsning. Utgàngstemperaturen för vals- ningen var 128000 och tiden efter ämnets utmatning till start av valsningen var 15 sekunder. Ämnet nedvalsades till en tjocklek av 3,5 mm medelst två stick i färdigvalsningen, varvid sluttemperaturen hos valsning var 112000 och tiden efter ämnesutmatningen fram till helt avslutad valsning var 35 sekunder. Sedan kyldes plåten snabbt i vatten till 20°C. Den erforderliga tiden för den snabba kylning- en var 10 sekunder.

Den så erhållna varmvalsade plåten betades med syra, kall- valsades med 90 % till en färdigtjocklek av 0,35 mm, utsattes för en kontinuerlig avkolningsglödgning ooh en färdigglödgning i H2 vid 1200°C under 20 timmar. De magnetiska värdena i valsningsrimuflng- en hos produkten var som nedan angives. 38 = 1,91+§ (wb/mz) w 17/5o= 1,16 (w/kg).

Exempel 2 att xiselstålgöt innehållande o,o45 % c, 2,3 % sl, o,o25 % A1 och 0,013 % S förvalsades dvs bröts ned, till en plattämnestjocklek av 40 mm, vilket ämnet hölls vid 130000 i 30 minuter och omedelbart därefter hölls det i en ugn vid 120000 i 100 sekunder teh utsattes 7213591-6 15 'sedan för färdigvalsningen. Den erforderliga tiden efter ämnets utmatning till starten för färdigvalsningen var 180 sekunder, och färdigvalsningen gjordes medelst två stick för att giva en plåt- cjeexiek av 4,0 mm vid en eiutcemperatur av 1o5o°c. Tiden från ämnets utmatning till valsningens avslutande var 210 sekunder.

Den så färdigvarmvalsade stålplåten utsattes omedelbart för snabb kylning i vatten till rumstemperatur. Den erforderliga tiden för vattenkglningen var ca 10 sekunder. Den varmvalsade stálplåten betades sedan i syra, kallvalsades med 25 %, glödgades i N2-at- meefär vid 11oo°c 1 2 minuter een snabbkyiaee 1 ioo°c varmt vet- ten. Sedan betades plåten med syra, kallvalsades 88 % till en färdigtjooklek av 0,35 mm, avkolades kontinuerligt, och utsat- tes för färdigglödgningen i N2 vid 120000 i 20 timmar. De magne- tiska värdena i valsningsriktningen hos den färdiga produkten var som följer.

B8 1,983 (wb/ma) W17/50 1,52 (W/ke) Den relativt låga järnförlusten Jämfört med B8-bärdet är beroende på den ovanligt stora kornstorleken hos produkten.

Exemgel 2 Ett kiselstàlgöt innehållande 0,053 % C, 2,80 % Si, 0,052 % A1 och 0,027 % S förvalsades till ett plattämne av tjocklek 40 mm, vilket ämne hölls vid 1350°C i 30 minuter och omedelbart utsattes för en färdigvalsning.

Starttemperaturen för valsningen var 1280°C, tiden erforder- lig efter ämnets utmatning till starten för valsningen var 15 se- kunder. Ämnet nedvalsades till en plåttjooklek av 2,8 mm med tre etiek 1 färaigveisningen till en eiuctemperaeur av 98o°c. Den nia som erfordrades från ämnets utmatning till valsningens avslutande var 45 sekunder. Kylningen efter valsningen gjordes i luft och I tiden erforderlig för kylning av plåten till 30000 var 180 sekun- der. Den varmvalsade plåten glödgades sedan i N2-atmosfär vid 115o°c 1 2 minuter, een kyiaee från 115o°c till rumstemperatur 1 45 sekunder med användning av en ånga-vattensprutning. Den glödga- de plåten betades i syra, kallvalsades till en färdigtjocklek av 0,30 mm, utsattes för en avkolningsglödgning och en färdigglödgning i H2 vid 1200°C i 20 timmar. De magnetiska värdena i valsningsrikt- ningen hos produkten var som följer.

B8 = 1,923 (wb/m2) W 17/50 = 1,05 (W/ka) ll 7213591-6 F Exemgel 4 14 Stàlgöt A och B med en legeringssammansättningsom visas it tabell 1 förvalsades, varmvalsades och underkastades nedan visa- de behandlingar. Behandlingarna fram till varmvalsningen voro de- samma som i exempel 3.

T a b e 1 1 1 C Si Al N A 0,047 2,88 0,054 0,0056 B 0,045 2,98 0,031 0,006} Varmvalsad stålplàt Kontinuerlig giödgning (11oo°c 1 2 minuter) (1) N2 ioo % Ugnsgasz <2) H2 Qswmösez Betning med syra Kallvalsning (1) 0,35 mm (2) 0,50 mm Kontinuerlig avkolningsglödgning (850°C) Färdiggiöagning (12oo°c) Tabell 2 visar ökningen [Ä N för kväve efter nitreringsbe- handlingen, den totala kvävemängden TN och mängden av utskild AlN (N som Alfl).

Fig 5 visar makrostrukturen och de magnetiska värdena hos plåten erhållen med ovan angivna behandlingar.

I fallet med plåt av 0,55 mm tjocklek erhölls utmärkta värden alldeles oavsett nitreringsbehandlingen. Å andra sidan gäller i fallet med plåt av 0,30 mm tjocklek att den sekundära rekristallisationen är ofullständig och värdena är dåliga när nitreringsbehandlingen ej tillämpas. När nitreringsbehandlingen tillämpas var den sekundära rekristallis-ationen fullständig och utmärkta värden erhölls. Sålunda är det tydligt att inverkan av nitreringsbehandlingen är anmärkningsvärd i fallet med tunna pro- dukter.

T a b e l l 2 ¿§ N TN A1N (N som A1N) A o,oo52 o,oo88 o,oo7o B o,oo28 o,oo91 o,oo68 7213591-6 15 Exemgel 5 Stålgöt A använt 1 exempel 4 förvalsades, varmvalsades under liknande tillstånd som i exempel 4 och utsattes för de behandling- ar som visas nedan.

Varmvalsad plåt Beläggning av nitrid íli) ingen beläggning (2) mangannicrid (N-nait 6 %) beiades med 100 g/m2 Kontinuerlig giöagning (11oø°c 1 2 minuter, N2 1oo %) Betning med syra Kallval ning (O,23 mm) kunuinu riig avxuiningsgiöagning (85o°c) Färaiggiödgning (12oo°c) Tabell 3 visar ökningen_[§ N för kväve efter nitreringsbe- handlingen; totala kvävet TN och utskild AlN.

Fig 6 visar makrostrukturen och magnetiska värdena hos plåten erhàllen genom ovannämnda behandlingar.

T a b e l 1 3 Process ÅÄ N TN AlN (N som AlN) (2) o,oo25 o,oo79 o,oo63 Exemgel 6 Stàlgöt A enligt exempel 4 förvalsades, varmvalsades under liknande betingelser àom i exempel 4 och underkastades följande behandlingar.

Varmvalsad plåt Kontinuerlig förgiödgning (ugnsgas Ng 95 % + NH; 5 %) (1) ingen förglödgning za) 7oo°c 1 io minuter Kontinuerlig giödgning (1ioo°c) Betning med syra Kallvalsning (0,27 mm) Kontinuerlig avkolningsglödgning (850°C) Färdigglödgning (12oo°c) w 7213591-6 16 F Tabell 4 visar kvävemängderna [Ä N, TN och AIN efter nitre- ringsbehandlingen.

Fig 7 visar makrostrukturen och de magnetiska värdena hos_ plåten erhâllen med ovan angivna behandlingar. Det är underför- stått att verkan av nitreringsbehandlingen är betydande.

Tabel; 4 A N TN Am (N som A1N) o,oo3o o,oo86 o,oo69 Process (2)

Claims (2)

7213591-6 17 _ P_@2_°11_2l<_1:§1 Sätt att framställa kornorienterat kiselstål i form av plåt eller band med hög magnetisk flödestäthet, k ü n n e - t e c k n a t av att man, eventuellt efter förvalsníng, varm- valsar ett stålgöt eller -plattämne innehållande ej mer än U,0 å Si, ej mer än 0,085 % C, 0,010-0,065 % syralösligt Al, och ej mer än 0,012 % N, underkastar den varmvalsade plåten eller det varm- valsade bandet en satsvis eller kontinuerlig glödgning vid 750- 120000 jämte eventuell nitrering till ej mer än 0,012 % N och en snabb kylning för att utskilja AlN före färdigkallvalsning, kall- valsar plåten eller bandet med åtminstone ett steg inbegripande en färdigkallvalsning med 65-95 % reduktion och en eventuell mel- langlödgning, avkolar pläten eller bandet och färdigglödgar plå- ten eller bandet vid en temperatur över 800°C, varvid nämnda varm- valsning består i värmning av götet eller plattämnet i en åter- värmningsugn vid en.temperatur över 120000 för att upplösa AlN och varmvalsning till en önskad tjocklek under följande tillstånd:

1. ) Efter det att stålgötet - eller plattämnet uttagits från återvärmningsugnen skall tiden för kylning av materialet till en temperatur mellan 1000 och 125000 vara mindre än 200 sekunder i beroende av kiselhalten.

2. ) Efter ovan nämnda kylning till mellan 1000 och 125000 skall tiden för kylning ned till 60000 vara mindre än 200 sekunder. ANFÖRDA PUBLIKATIONER: Tyskland 1 583 326 US 3 632 456, 3 636 579 Andra publikationer: "Bönder, Bleche, Rohre" Dusseldorf 12(1971), nr 1,sid 11-17.