DE2226379A1 - Verfahren zum herstellen von kaltgewalztem elektroblech - Google Patents

Verfahren zum herstellen von kaltgewalztem elektroblech

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DE2226379A1 DE19722226379 DE2226379A DE2226379A1 DE 2226379 A1 DE2226379 A1 DE 2226379A1 DE 19722226379 DE19722226379 DE 19722226379 DE 2226379 A DE2226379 A DE 2226379A DE 2226379 A1 DE2226379 A1 DE 2226379A1
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Description

Dipl.-lng. H. Sauenland · Dr.-lng. R. König · Dipl.-lng. K. Bergen
Patentanwälte - 4000 Düsseldorf ■ Cecilienallee 76 · Telefon 43273a
Unsere Akte: 27 170 29. Mai 1972
Stahlwerke Peine-Salzgitter AG., 3150 Peine
"Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech mit einer ^100V Orientierung, bei dem ein Stahl mit bis 0,1% Kohlenstoff, 0,15 bis 0,35% Mangan, 0,3 bis 2,4% Aluminium, bis 0,25% Kupfer und bis 0,05% Schwefel Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen warm- und anschließend kaltgewalzt sowie danach geglüht wird.
Es ist bekannt, daß kornorientiertes Blech mit einer sogenannten Goss-Textur )i10^ ^001— über besonders gute magnetische Eigenschaften verfügt, jedoch anisotrop ist, d.h. die magnetischen Eigenschaften sind richtungsabhängig und am günstigsten in Walzrichtung. So betragen beispielsweise die V^-Wattverluste eines 0,35 mm dicken kaltgewalzten Elektroblech.es üblicher Zusammensetzung mit Goss-Textur in Walzrichtung nur 1,44 W/kg, aber 3,08 W/kg in Querrichtung.
Bleche mit anisotropen magnetischen Eigenschaften besitzen daher den Nachteil, daß sie nur für solche Zwecke verwendet werden können, bei denen die magnetischen Kraftlinien in die Walzrichtung fallen; sie sind beispielsweise nicht verwendbar bei der Motorenherstellung,
309850/0153
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht nun darin, ein Verfahren zu schaffen, durch das Elektrobleche mit isotropen magnetischen Eigenschaften und mit einer 4100? <£hkX> -Orientierung hergestellt werden können. Die Lösung dieser Aufgabe geht davon aus, daß die magnetischen Eigenschaften der siliziumhaltigen Elektroblech^ auf einen günstigen Wattverlustwert eingestellt werden, d.h. daß geringe Wattverluste in allen Richtungen auftreten. Das wird dadurch erreicht, daß der Aluminiumgehalt des Ausgangsmaterials zwischen 0,3 bis 2,4% liegt. Dies widerspricht der bisherigen Auffassung, wonach der Aluminiumgehalt für kornorientierte siliziumhaltige Elektrobleche 0,02% nicht übersteigen darf. Im einzelnen besteht die Erfindung darin, einem Stahl mit bis 0,1% Kohlenstoff, 0,15 bis 0,35% Mangan, 0,3 bis 2,4% Aluminium, bis 0,25% Kupfer, bis 0,05% Schwefel und bis 0,02% Phosphor, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen durch ein Warmwalzen bei 820 bis 1080°C ein Gefüge mit mindestens 5%iger J1OO? <hkl7 -MDrientierung zu geben, den Stahl anschließend mit einer Querschnittsabnahme von 50 bis 85% kaltzuwalzen und abschliessend bei 820 bis 12000C rekristallisierend zu glühen.
Die chemische Zusammensetzung des Stahls, insbesondere dessen Aluminiumgehalt sowie die strenge Einhaltung der Walztemperatur und die Querschnittsabnahme beim Kaltwalzen garantieren, daß der Stahl ein Gefüge mit einer «lOOj <chkl7 Orientierung erhält und magnetisch isotrop ist.
Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu behandelnde Stahl kann auch bis 2% Silizium enthalten; der Siliziumgehalt ergibt sich im Einzelfall aus der Phasengrenze zwischen
098 50/0153
cL-Eisen und dem ^f -Eisen.
Um das Gefüge auf eine möglichst gleichmässige Korngröße einzustellen, kann der Stahl nach dem Warmwalzen bis fünfzehn Minuten bei einer Temperatur von 900 bis-10000C normalisiert werden. Das -Normalisierungsglühen kann entkohlend erfolgen, beispielsweise dadurch, daß mit Zunder versehenes Warmband geglüht wird. Andererseits kann auch ein entkohlendes Festbundglühen vorzugsweise in einer DX-AtmοSphäre mit einem Taupunkt von -250C angewandt, werden.
Nach dem Beizen wird der warmgewalzte Stahl, beispielsweise Warmband, kaltgewalzt, um dem Gefüge die gewünschte Orientierung zu verleihen. Ein mehrstufiges Kaltwalzen muß mit einem Zwischenglühen bei 550 bis 9500C erfolgen und kann in reduzierend entkohlender Atmosphäre durchgeführt werden, um ein anschließendes Beizen zu vermeiden. Vorzugsweise beträgt die Querschnittsabnahme beim Kaltwalzen 50 bis 85%. Nach dem Kaltwalzen kann der Stahl entkohlend geglüht werden.
Erfindungsgemäß wird der kaltgewalzte Stahl bzw. das Blech . oder Band abschließend dicht unterhalb A-, geglüht. Dabei liegt die Glühtemperatur in Abhängigkeit vom Kohlenstoffgehalt bei 820 bis 12000C0 Das Rekristallisierungsglühen kann in reduzierender Atmosphäre oder auch im Vakuum erfolgen, um das Kornwachstum und die Ausbildung der gewünschten Rekristallisationstextur zu fördern.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen des näheren erläutert.
3098S0/0153
Beispiel 1
Bei einem Versuch wurde ein Stahl mit 0,016% Kohlenstoff, 0,07% Mangan, 0,61% Aluminium und 0,007% Stickstoff, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen zu Brammen vergossen und anschließend bei 915°C zu Warmband mit einer Dicke von 3 nun ausgewalzt. Das Warmband wurde alsdann gebeizt und mit einer Dickenabnahme von 84% bis auf eine Dicke von 0,48 mm kaltgewalzt sowie abschließend dreißig Minuten bei 850°C in Wasserstoff rekristallisierend geglüht. Die Wattverluste von Proben des geglühten Kaltbandes lagen für V-q bei 1,40 W/kg und für V15 bei 2,08 W/kg.
Beispiel 2
Der Versuch des Beispiels 1 wurde an einem Stahl mit 0,58% Aluminium und 0,9% Silizium wiederholt. Dabei wurde das Warmband jedoch 15 Minuten bei 10000C entkohlend geglüht, anschließend mit einer Dickenabnahme von 83% bis auf eine Banddicke von 0,52 mm kaltgewalzt und 30 Minuten bei 8500C in Wasserstoff rekristallisierend geglüht. Proben des kaltgewalzten Bandes besaßen einen V.Q-Wattverlust von 1,44 W/kg und einen V.^-Wattverlust von 2,15 W/kg.
Beispiel 3
Der Versuch des Beispiels 1 wurde mit einem Stahl wiederholt, dessen Aluminiumgehalt 1,37% und dessen Siliziumgehalt
309850/0153
2% betrugen und der nach dem Warmwalzen mit einer Dickenabnahme von 8196 zu Blechen mit einer Dicke von 0,56 mm kaltgewalzt wurde. Bei Proben dieses Bleches ergab sich ein V10-Wattverlust von 1,20 W/kg und ein V^-Wattverlust von 2,00 W/kg.
Beispiel 4
Im Rahmen einer Versuchsreihe wurden zehn Stähle der in Beispiel 1 erwähnten Art, jedoch mit unterschiedlichen Aluminiumgehalten warmgewalzt und teils mit, teils ohne Normalisierungsglühen vor dem Kaltwalzen jeweils zweistufig nach einem dreißigminütigen Zwischenglühen bei 8500C kaltgewalzt, danach eine Stunde bei 8500C rekristallisiert und anschließend hinsichtlich ihrer Wattverluste untersucht. Die jeweiligen Aluminiumgehalte, Enddicken, Verformungsgrade und Wattverluste ergeben sich aus der nachfolgenden Tabelle.
Stahl ο, Al Enddicke Normalisie
ren		 Dickenab
nahme		 V Wattverluste
(W/kg)		 2 5
ο, {*) (mm) (°C/min.)
vor dem Kalt
walzen		 1 io 1 1 ,02
1 ο, 58 0,59 keine 50 + 60,5 1 ,47 1 ,66
2 58 0,42 keine 50 + 72 1 ,14 ,68
3 58 0,42 keine 60 + 65 ,15
309350/0153
Portsetzung der Tabelle:
4 0,59 0,59 1OOO°C/15 50 η 1,33 1,80
5 0,59 0,45 ti 50 H 1,20 1,72
6 0,59 0,44 I! 60 H 1,14 1,67
7 1,37 0,57 keine 60 η 1,00 1,70
8 1,37 0,48 keine 50 η 1,10 1,80
9 1,37 0,40 keine 50 H 0,90 1,60
10 1,39 0,30 keine 70 η 0,80 1,50
- 60,5
- 70
- 63,5
r 52,5
l· 68
r 73,5
- 66,5
Sämtliche Proben besaßen ein Gefüge mit der erfindungsgemässen -!100} -£hkl7 -Orientierung, für das Fig. 1 in zwanzigfacher Vergrößerung ein Beispiel wiedergibt. Die sich aus der Tabelle ergebenden Wattverluste beweisen das Vorliegen der vorerwähnten Orientierung. Die metallurgrafische Untersuchung ergab, daß die Kornlänge mindestens das fünffache der Blechdicke betrug.
Beispiel 5
Bei einem weiteren Versuch wurde die in Beispiel 4 beschriebene Arbeitsweise mit einem Stahl, dessen Aluminiumgehalt jedoch auf 2,3% eingestellt wurde, wiederholt. Die aus diesem Stahl hergestellten Elektroblech^ wiesen einen V.Q-Wattverlust von 1,0 W/kg und einen V^c-Wattverlu± von 1,6 W/kg bei einer Probendicke von 0,43 mm auf.
Das Diagramm der Fig. 2 zeigt, daß sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, insbesondere im Bereich größerer Blech-
309850/01 S3
dicken geringere Wattverluste in allen Richtungen ergeben, der Stahl mithin magnetisch isotrop ist. Daran erweist sich die Überlegenheit des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Elektrobleches gegenüber dem bekannten kornorientierten Elektroblech gleicher Dicke mit einer Goss-Textur.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß der Aluminiumgehalt es erlaubt, das Blech mit einer oxydischen Isolierschicht aus FeO.SiOpAIpO, zu versehen und auf diese Weise ein Beschichten mit Magnesia zu vermeiden. Schließlich ist mit dem Aluminiumgehalt auch der Vorteil verbunden, daß die Bleche infolge Abbindens des Stickstoffs alterungsbeständig sind.
Ein Vergleich der beiden Kurven der Fig. 3 zeigt deutlich, daß die Walzverluste vom Winkel in bezug auf auf die Walzrichtung praktisch unabhängig sind, d.h. der Stahl isotrope magnetische Eigenschaften besitzt.
309850/0153

Claims (1)

  1. Stahlwerke Peine-Salzgitter AG., 3150 Peine
    Patentansprüche;
    / 1. Werfahren zum Herstellen von kaltgewalztem Elektroblech ^—'mit isotropen magnetischen Eigenschaften durch Warm- und anschließendes Kaltwalzen eines Stahls, dadurch gekennz ei chnet , daß das Gefüge eines Stahls mit bis 0,1% Kohlenstoff, 0,15 bis .0,35% Mangan, 0,3 bis 2,4% Aluminium, bis 0,25% Kupfer, bis 0,05% Schwefel und bis 0,02% Phosphor, Rest Eisen einschließlich erschmelzungsbedingter Verunreinigungen durch ein Warmwalzen bei 820 bis 10800C zu mindestens 5% in eine |100^ -Orientierung gebracht, der Stahl anschließend mit
    einer Quersehnittsabhahme von 50 bis 85% kaltgewalzt und absah
    wird.
    abschließend bei 820 bis 950°C rekristallisierend geglüht
    2, Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung eines bis 2,0% Silizium enthaltenden Stahls,
    3, Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeich^ net durch eine Endtemperatur von mindestens 815°C beim Warmwalzen und einer Haspeltemperatur von unter 7200C,
    4, Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl im Anschluß an das Warmwalzen normalisiert wird.
    9850/0153
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahl mit Zunder entkohlend normalisiert wird.
    6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kaltwalzen zweistufig mit einem zehn- bis dreißigminütigen Zwischenglühen bei 550 bis 9500C erfolgt.
    7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadur&h gekennzeichnet, daß das Blech nach dem Kaltwalzen entkohlend geglüht wird.
    985 0/0 153
    Leerseite
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