DE1264476B - Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhoehung der Permeabilitaet von Siliziumstahlblech - Google Patents

Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhoehung der Permeabilitaet von Siliziumstahlblech

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DE1264476B
DE1264476B DEU7307A DEU0007307A DE1264476B DE 1264476 B DE1264476 B DE 1264476B DE U7307 A DEU7307 A DE U7307A DE U0007307 A DEU0007307 A DE U0007307A DE 1264476 B DE1264476 B DE 1264476B
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Harry Mack Alworth
Harry Franklin Shannon
Edward Bernard Stanley
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND
DEUTSCHES
PATENTAMT
AUSLEGESCHRIFT
Int. α.:
C21d
Deutsche Kl.: 18 c-1/78
Nummer: 1264 476
Aktenzeichen: U 7307 VI a/18 c
Anmeldetag: 7. Juli 1960
Auslegetag: 28. März 1968
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhöhung der * Permeabilität von Siliziumstahlblech mit 2,75 bis 3,5 % Silizium, bis zu 0,15 % Mangan, bis zu 0,05% Kohlenstoff, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen.
Siliziumstahlbleche mit Goßtextur werden in üblicher Weise bekanntlich dadurch hergestellt, daß das warmgewalzte Blech kalt ausgewalzt, geglüht, wieder kalt ausgewalzt und geglüht und schließlich einer Schlußglühung unterworfen wird. Es ist bekannt, daß ίο die erzielbare Kornorientierung auch vom Zustand des Bleches vor dem Kaltwalzen, d.h., von der Vorbehandlung des warmgewalzten Bleches abhängt.
Es hat sich nun herausgestellt, daß im Gefüge des warmgewalzten Bleches vorhandene Karbidausscheidüngen einen Einfluß auf die erzielbare Kornorientierung haben. An den Korngrenzen ausgeschiedene Karbidteilchen haben einen ungünstigen Einfluß, wohingegen innerhalb des Korns ausgeschiedene länglichrunde Karbidteilchen einen günstigen Einfluß besitzen. Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß die Art der Karbidausscheidung durch entsprechende Wärmebehandlung der warmgewalzten Bleche gesteuert werden kann. Insbesondere erreicht man die Ausscheidung länglichrunder Karbidteilchen im Korninneren, wenn man das warmgewalzte Blech 1 bis 60 Minuten lang bei 790 bis 9500C hält, dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sek. auf 310 bis 4800C abschreckt, bei dieser Temperatur 1 bis 20 Minuten lang hält und schließlich auf Raumtemperatur abkühlt. Ein in dieser Weise wärmebehandeltes Siliziumstahlblech weist nach Durchführung der üblichen zur Kornorientierung dienenden Verfahrensschritten eine verringerte Verlustleistung und erhöhte Permeabilität auf.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhöhung der Permeabilität von Siliziumstahlblech mit Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung
und zur Erhöhung der Permeabilität von
Siliziumstahlblech
Anmelder:
United States Steel Corporation,
Pittsburgh, Pa. (V. St. A.)
Vertreter:
Dipl.-Ing. M. Licht und Dr. R. Schmidt,
Patentanwälte, 8000 München 2, Theresienstr. 33
Als Erfinder benannt:
Harry Mack Alworth, Monroe Heights, Pa.;
Harry Franklin Shannon, Pittsburgh, Pa.;
Edward Bernard Stanley, Apollo, Pa. (V. St. A.)
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 9. Juli 1959 (825 889) - -
2,75 bis 3,5 % Silizium, bis zu 0,15 °/0 Mangan, bis zu 0,05% Kohlenstoff, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das warmgewalzte Blech vor den Verfahrensschritten, die der Kornorientierung dienen, bei 790 bis 9500C bis 60 Minuten lang geglüht wird, dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sek. auf 310 bis 48O0C abgeschreckt wird, bei dieser Temperatur bis 120 Minuten lang gehalten wird und schließlich auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
Aus der nachfolgenden Tabelle ist ersichtlich, welchen Einfluß die Abkühlung eines warmgewalzten Stahlbandes von einer Temperatur, bei der die Karbide gelöst sind, auf das Gefüge und die Verlustleistung des kornorientierten Stahlbleches hat.
Mikrogefüge Art der Abkühlung langsame Verlustleistung bei 50 Hz
und 15 Kilogauß
Watt/kg
Nur Karbide an den Korngrenzen Abschreckung auf 6500C und
Abkühlung		 1,41
Karbide an den Korngrenzen und läng
lichrunde Ausscheidungen		 Abkühlung in Luft 1,24
Keine sichtbaren Ausscheidungen Abschreckung durch Wasser langsame 1,22
Nur länglichrunde Ausscheidungen Abschreckung auf 425° C und
Abkühlung		 1,14
809 520/465
Die unerwünschten Karbidausscheidungen an den Korngrenzen bilden sich innerhalb kurzer Zeit bei verhältnismäßig hohen Temperaturen. Die Bildung derartiger Ausscheidungen kann verhindert werden, wenn man das warmgewalzte Stahlblech auf 8400C erwärmt, wenigstens 10 Minuten lang auf dieser Temperatur hält und anschließend mit solcher Geschwindigkeit abschreckt, daß keine unerwünschten Ausscheidungen von Karbiden an den Korngrenzen auftreten. Beispielsweise wird mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sek. und vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von wenigstens 65°C/Sek., insbesondere mit 80°C/Sek. abgeschreckt. Nach diesem sogenannten Lösungsglühen sind keine sichtbaren Ausscheidungen vorhanden. Wenn warmgewalztes Stahlblech ohne sichtbare Ausscheidungen zu kornorientiertem Stahlblech verarbeitet ist, sind die Verlustleistung und Permeabilität dieses Stahlbleches etwas besser als des Stahlbleches, das aus warmgewalztem Stahlblech mit sichtbaren Ausscheidungen ..an den Korngrenzen hergestellt ist. ■■. -
Die erwünschten länglichrunden Ausscheidungen bilden sich bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen (unterhalb 55O0C) in einer begrenzten Zeitspanne und können dadurch erzeugt werden, indem man das lösungsgeglühte Stahlblech wieder auf 425° C erwärmt und auf dieser Temperatur 10 Minuten lang oder länger hält. Ein warmgewalztes Stahlblech, das nach einem Lösungsglühen dieser Ausscheidungsbehandlung unterworfen und anschließend durch das bekannte Verfahren zu kornorientiertem Stahlblech verarbeitet wird, hat bessere Eigenschaften als ein Stahlblech, das nach dem Warmwalzen nur einer Lösungsglühbehandlung unterworfen worden ist.
In der folgenden Tabelle sind die Ergebnisse angegeben, die sich bei Versuchen mit drei Stählen ergaben:
Vorbehandlung warmgewalzten Stahlbleches
Verlustleistung bei 50 Hz
und 15 Kilogauß
Watt/kg
Permeabilität
bei 15 Kilogauß
Stahlblech A
a) Keine
b) Lösungsglühbehandlung*
" c) Lösungsglühbehandlung
und Ausscheidungsbehandlung**.
Stahlblech B
a) Keine
b) Lösungsglühbehandlung*
c) Lösungsglühbehandlung
und Ausscheidungsbehandlung**.
Stahlblech C
a) Keine
b) Lösungsglühbehandlung*
c) Lösungsglühbehandlung
und Ausscheidungsbehandlung**.
1,34
1,27
1,10
1,40
1,32
1,12
1,29
1,29
1,09
8 759
9 218
16 681
4 799
8 441
15 234
8 758
8 544
15 923
* Lösungsglühbehandiung: Erwärmen auf 8400C — Beibehalten dieser Temperatur für 10 Minuten — Abschrecken mit Wasser. ** Ausscheidungsbehandlung: Erwärmen auf 425° C — Beibehalten dieser Temperatur für 10 Minuten — Abkühlen in Luft.
Es wurde festgestellt, daß das Lösungsglühen durchgeführt werden kann, indem man den Stahl von 1 bis 60 Minuten lang auf Temperaturen im Bereich von 790 bis 950° C hält. Die längeren Zeiten sind bei den niedrigeren Temperaturen und umgekehrt die kürzeren Zeiten bei den höheren Temperaturen erforderlich.
Es wurde weiterhin festgestellt, daß die Ausscheidungsbehandlung bei Temperaturen im Bereich von 310 bis 480° C und mit Behandlungszeiten von 1 bis 120 Minuten und sogar länger durchgeführt werden kann. Bei den höheren Temperaturen sind kürzere Zeiten und bei den niedrigeren Temperaturen längere Zeiten erforderlich.
Die Lösungsglühbehandiung und die Ausscheidungsbehandlung können auch durchgeführt werden, indem . der Stahl in den entsprechenden Temperaturbereichen mit entsprechend langsamer Geschwindigkeit abgekühlt wird. So kann bei einem vorteilhaften Verfahren der folgenden Erfindung das warmgewalzte Stahlblech, welches das letzte Walzengerüst einer Warmwalzanlage mit einer Temperatur von über 925° C und vorzugsweise von 9500C verläßt, auf eine Temperatur von 790° C abkühlen, bevor es durch Übersprühen mit Wasser, vorzugsweise mit einer Geschwindigkeit von über 65° C pro Sekunde, auf eine Temperatur von 425°C abgeschreckt wird. Anschließend wird das Blech bei ungefähr dieser Temperatur zu Bunden aufgerollt und durch den Temperaturbereich der Ausscheidungsbehandlung gekühlt.
Nach der oben beschriebenen Behandlung des warmgewalzten Bleches, das eine Stärke von 1,9 bis 2,3 mm haben kann, wird es einer weiteren Behandlung unterworfen, durch die es auf die gewünschte Endstärke gebracht und durch die die gewünschte Kornorientierung entwickelt wird. Diese Behandlung besteht aus einer ersten, in kaltem Zustand durchgeführten Verformung auf 0,5 bis 0,75 mm, an die sich eine Glühbehandlung bei 870 bis 940° C und vorzugsweise in einer inerten Atmosphäre mit einem Taupunkt von höchstens —4° C anschließt. Anschließend wird das Stahlblech im kalten Zustand auf eine Endstärke von vorzugsweise entweder 0,30 oder 0,35 mm ausgewalzt und wiederum geglüht. Dieses
Glühen wird bei einer Temperatur im Bereich von 760 bis 815° C und entweder in einer inerten Atmosphäre oder in einer reduzierenden Atmosphäre durchgeführt, die aber in jedem Falle vorzugsweise über 2 % Wasserdampf enthält. Anschließend wird das Stahlblech bei einer Temperatur von über HOO0C in einer trockenen Atmosphäre, vorzugsweise Wasserstoffatmosphäre, kastengeglüht. Nach einer derartigen Behandlung weist das Stahlblech Goßtextur auf.

Claims (3)

Patentansprüche: IO
1. Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhöhung der Permeabilität von Siliziumstahlblech mit 2,75 bis 3,5 % Silizium, bis zu 0,15% Mangan, bis zu 0,05% Kohlenstoff, Rest Eisen und Spuren von Verunreinigungen, dadurch gekennzeichnet, daß das warmgewalzte Blech vor den Verfahrensschritten, die der Kornorientierung dienen, bei 790 bis 95O0C 1 bis 60 Minuten lang geglüht wird, dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 40°C/Sek. auf 310 bis 48O0C abgeschreckt wird, bei dieser Temperatur 1 bis 120 Minuten lang gehalten wird und schließlich auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das warmgewalzte Blech bei 8400C 10 Minuten lang geglüht wird, dann mit einer Geschwindigkeit von mehr als 65°C/Sek. auf 425 0C abgeschreckt wird, bei dieser Temperatur 10 Minuten lang gehalten und schließlich auf Raumtemperatur abgekühlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Warmwalzen des Stahlbleches bei einer Temperatur von über 925° C beendet und dann abgeschreckt wird.
In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 969 732;
deutsche Auslegeschrift Nr. 1 009 214.
809 520/465 3.68
ruckerei Berlin
DEU7307A 1959-07-09 1960-07-07 Verfahren zur Verringerung der Verlustleistung und zur Erhoehung der Permeabilitaet von Siliziumstahlblech Pending DE1264476B (de)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US82588959A 1959-07-09 1959-07-09
US94965A US3151005A (en) 1959-07-09 1961-03-13 Method of producing grain-oriented electrical steel

Publications (1)

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