DE3242444A1 - Verfahren zur herstellung eines kornorientierten elektro-stahlblechs - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines kornorientierten elektro-stahlblechs

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DE3242444A1 DE19823242444 DE3242444A DE3242444A1 DE 3242444 A1 DE3242444 A1 DE 3242444A1 DE 19823242444 DE19823242444 DE 19823242444 DE 3242444 A DE3242444 A DE 3242444A DE 3242444 A1 DE3242444 A1 DE 3242444A1
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektro-Stahlblechs, das eine hohe magnetische Flußdichte und einen niedrigen Umxnagnetisierungsverlust (Watt-Verlust) aufweist. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem die Herstellungsbedingungen so optimiert sind, daß ein Bruch des Stahlbandes infolge von Versprödung vermieden wird und ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, d.h. eine hohe magnetische Flußdichte und niedrige Ummagnetisierungsverluste, erhalten werden können.
üblicherweise werden kornorientierte Elektro-Stahlbleche nach einem Verfahren hergestellt, das die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte des Warmwalzens, Glühens, Kaltwalzens, Entkohlungs-Glühens und Abschluß-Hochtemperaturglühens umfaßt.
Die Textur ist dabei der dominierende Faktor, der die magnetischen Eigenschaften eines Elektro-Stahlblech-Produkts bestimmt. Insbesondere, wenn die Textur eines Bandes eines Siliciumstahls eine Vorzugsorientierung in der L00il-Richtung aufweist, d.h. die Richtung der
25 leichtesten Magnetisierung eines Eisenkristalls ist
parallel zur Walzrichtung des Siliciumstahl -Bandes ausgerichtet, kann ein kornorientiertes Elektro-Stahlblech mit ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften hergestellt werden. Die Textur des kornorientierten Stahlbleches wird während der zweiten Rekristallisation erzeugt, die während des Abschluß-Hochtemperaturglühens erfolgt.
Die sekundäre Rekristallisation wird durch die Verarbeitungsbedingungen beim Entkohlungs-Glühen und beim Kaltwalzen beeinflußt. Einer der grundlegenden Faktoren,
die für das Auftreten einer sekundären Rekristallisation verantwortlich sind, ist die Bildung der Textur durch
Gleitverformung während des Kaltwalzens des Stahlbandes. Die Art der Gleit-Verdrehung bestimmt die Typen und die Lebensdauer von potentiellen sekundären Rekristallisationskernen, die in der primären Rekristallisations-Textur infolge des Entkohlungs-Glühens gebildet werden.
Die magnetischen Eigenschaften von Siliciumstahl können durch eine Steigerung des Siliciumgehalts beträchtlich verbessert werden. Eine Steigerung des Siliciumgehalts führt in vorteilhafter Weise zu einer Zunahme des spezifischen elektrischen Widerstandes, der wiederum zu einer Abnahme der Wirbelströme und einer Abnahme der ümmagnetisierungsverluste (Watt-Verluste) führt. Eine Steigerung des Siliciumgehalts ist jedoch üblicherweise von einer Versprödung und einer Erschwerung des KaItwalz-Betriebs begleitet. Die Versprödung von Silicium4-stahl während des Kaltwalz-Prozesses erfolgt auf dem Wege des Trennbruchs , der eine Folge einer Zwillingsbildung innerhalb eines relativ niedrigen Temperaturbereichs ist, und der Blaubrüchigkeit, die Folge einer Alterung infolge einer dynamischen Verformung in einem hohen Temperaturbereich ist.
Es ist gut bekannt, daß der Trennbruch in Siliciumstahl sehr wahrscheinlich wird, wenn der Siliciumgehalt hoch ist und die Verformungstemperatur niedrig ist. Man könnte daher sehr leicht die Idee entwickeln, einen Siliciumstahl einem Hochtemperatur-Walzen zu unterwerfen, um einen Trennbruch zu vermeiden.
Die japanische Patent-Veröffentlichung No. 47-39448/72 offenbart ein Verfahren zur Verhinderung der Brüchigkeit eines Siliciumstahls, der als Elektro-Blech verwendet wird. Bei diesem Verfahren werden legierende Elemente
-5-1 wie Ca, Mg, Zr, Ti, V und W dem Stahl zugesetzt.
Es ist für einen Siliciumstahl, der als Elektro-Blech verwendet wird, insbesondere einen Siliciumstahl, der als ein kornorientiertes Stahlblech verwendet wird, entscheidend, nicht nur die Verarbeitungs-Anpassungsfähigkeit zu verbessern, sondern auch die magnetischen Eigenschaften zu verbessern.
Da wie oben beschrieben die Textur des Stahlbandes der dominierende Faktor ist, der die magnetischen Eigenschaften bestimmt, müssen die Herstellungsschritte besonders berücksichtigt werden, die in vorteilhafter Weise die Textur steuern, statt in erster Linie die Herstel-
15 lungs-Anpassungsfähigkeit verbessern zu können»
So kann daher , selbst wenn das übliche Kalt-Walzen durch das sogenannte Warm-Walzen ersetzt wird, das bei einer eher hohen Temperatur durchgeführt wird, eine erwünschte Textur nicht gebildet werden.
Das ist leicht zu verstehen, wenn man die technischen Entwicklungen bei Elektro-Blechen bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt berücksichtigt. Und zwar waren in den Anfangstagen der Erzeugung von Elektro-Blechen Elektro-Bleche hoher Qualität heiß-gewalzte Bleche, die etwa 4,5% Silicium enthielten.
Diese heiß-gewalzten Elektro-Bleche wurden in Anpassung an die Anforderungen an verbesserte magnetische Eigenschäften durch kalt-gewalzte Bleche ersetzt. Diese Anforderungen wurden in der Hauptsache dadurch erfüllt, daß man die Textur des Stahlbandes steuerte. Zusätzlich wurde der Siliciumgehalt von etwa 4,5% auf etwa maximal 3% abgesenkt, wobei der letzte Wert der Wert für den
35 Siliciumgehalt moderner Elektro-Bleche darstellt.
Der Hintergrund für die vorliegende Erfindung wird nunmehr in metallurgischen Begriffen weiter erläutert. Die wirksamen Gleitebenen eines Siliciumstahles verändern sich in Abhängigkeit von der Temperatur während des Kaltwaiz-Schrittes zur Erreichung einer Enddicke. Die Anzahl an Kristallebenen ist bei einer niedrigen Walζtemperatür begrenzt, weshalb die plastische Verformung beim Kaltwalzen nicht durch Gleit-Verformung aufgefangen werden kann. Es muß daher eine Zwillings-Verformung induziert werden, und eine Zwillings-Verformung kann zum Trennbruch führen.
Wenn die Temperatur im Walz-Schritt hoch ist, wird die Zahl der wirksamen Gleitebenen eines Siliciumstahls erhöht, was dazu führt, daß die Art der Kristallorientierung in unerwünschter Weise verändert wird. Das führt zu unerwünschten Veränderungen bei der primären Rekristallisations-Textur und bewirkt eine unvollständige sekundäre Rekristallisation oder eine unerwünschte Veränderung der Vorzugsorientierung bei der sekundären Rekristallisation. Das führt dazu, daß die magnetischen Eigenschaften eines kornorientierten Elektro-Stahlbleches beeinträchtigt werden, weshalb es demzufolge unmöglich ist, einfach das Verfahren des üblichen Kaltwalzens durch ein Warmwalzen zu ersetzen.
Es ist bekannt, die Textur eines extra-weichen Stahlbleches für das Tiefziehen dadurch zu steuern, daß man ein Warmwalzen durchführt. Da jedoch die Vorzugsorientierung eines extra-weichen Stahlbleches sich völlig von der eines Elektro-Bleches unterscheidet, kann das bekannte Warmwalzen in keiner Weise dazu verwendet werden, die Textur eines Elektro-Bleches zu steuern, bei dem der Zweck der Steuerung der Textur darin liegt, insbesondere die magnetische Flußdichte zu erhöhen.
übrigens war das Warmwalzen von Stahl auch wegen der
O OO
1 Blaubrüchigkeit tabu.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das es gestattet, in Kombination miteinander eine hohe magnetische Flußdichte in erster Linie durch die Erzeugung einer wünschenswerten Textur und zweitens durch einen hohen Siliciumgehalt zu erreichen, niedrige Ummagnetisierungsverluste durch einen hohen Siliciumgehalt zu erreichen und ferner eine Versprödung infolge von Trennbruch und Blausprödigkeit infolge des hohen Siliciumgehalts zu verhindern.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektro-Stahlbleches mit einer hohen magnetischen Flußdichte und niedrigen Ummagnetisierungsverlusten, bei dem ein Siliciumstahl, der von 3,0 bis 5,0 Gew.-% Silicium und nicht mehr als 0,085 Gew.-% Kohlenstoff enthält, nacheinander warm-gewalzt, in einem Temperaturbereich von 850 bis 12000C, vorzugsweise von 950 bis 12000C geglüht und dann schnell abgekühlt wird, dann bei einer starken Verdünnung von 76% bis 95%, vorzugsweise von 81% bis 95% bis zur Erreichung einer End-Blechdicke kalt-gewalzt wird, und dann einem Entkohlungsglühen und einem Schluß-Hochtemperatur-Glühen unterzogen wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Stahlband vor der Durchführung des starken Kaltwalzens auf eine Temperatur in einem Temperaturbereich vorgewärmt wird, durch den sowohl die Mindesttemperatur, die mindestens 2000C und wenigstens
gleich TT (0C) = (x -3,O)2 χ 100, beträgt, wobei χ der Siliciumgehalt in Gew.-% ist, als auch die Höchsttemperatur, die nicht mehr als 400°C und höchstens gleich T„(°C) = -200 · log(-) beträgt, wobei y die Umformge-
y _i
sehwindigkeit (Sekunden ) während des Kaltwalzens ist, so festgelegt werden, daß diese Temperatur beim ersten Kaltwalzdurchgang eingehalten wird.
-δι Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt in der angegebenen Reihenfolge die folgenden Stufen:
Warmwalzen eines Siliciumstahls, der von 3,0 bis 5,0 Gew.-% Silicium und nicht mehr als 0,085 Gew.-% Kohlenstoff enthält;
Glühen des warm-gewalzten Bandes bei einer Temperatur von 850 bis 12000C, vorzugsweise von 950 bis 12000C, und anschließendes rasches Abkühlen;
Erhitzen des geglühten Bandes auf eine Temperatur in einem Temperaturbereich, durch den sowohl die Mindesttemperatur, die mindestens 2000C und wenigstens gleich
2
T_(°C) = ( χ - 3,0) · 100 beträgt, wobei χ der Siliciumgehalt in Gew.-% ist, und die Höchsttemperatur, die nicht mehr als 4000C und höchstens gleich T„(°C) = -200 · log
1 -1)
(—) beträgt, wobei y die Umformgeschwindigkeit (Sekunden während des Kaltwalzens ist, so festgelegt werden, daß die Temperatur beim ersten Kaltwalzdurchgang eingehalten wird;
Kalt-Walzen des vorgewärmten Bandes bei einer Verdünnung von 76% bis 95%, vorzugsweise von 81% bis 95%;
25 Entkohlungs-Glühen des kalt-gewalzten Bandes; und
Schluß-Hochtemperaturglühen des entkohlungs-geglühten Bandes. Nachfolgend wird erläutert, welche Schwierigkeiten bei der Entwicklung des erfindungsgemäßen Kalt-Walz-Verfahrens überwunden werden mußten.
Es ist einfach, die Feststellung zu treffen, daß es zur Erzeugung der Textur erforderlich ist, den Gleitverformungsmechanismus während des Kaltwalzens geeignet zu steuern. Das Auftreten der Gleitverdrehung der Kristalle während des Walzens ist jedoch vor allem eine
« β · ο α ο
— ΟΙ Theorie, weshalb eine konkrete und zuverlässige Technik zur Erzeugung der gewünschten Textur in einem Stahlband, durch die die Magnetflußdichte verbessert wird, nicht auf ihr basierend entwickelt werden kann.
Es wurde daher bei der Entwicklung des erfindungsgemäßen
Verfahrens festgestellt, daß es erforderlich ist, die MikroStruktur eines kalt-gewalzten Bandes im Detail zu untersuchen und daher wurden die Mikrostrukturen eines 2Q derartigen Bandes unter Anwendung der Elektronen-Mikrokospie im Hinblick auf die Bildung der Textur in aufwendiger Weise untersucht.
Die beiden Figuren zeigen Ergebnisse einer solchen elekj5 tronen-mikroskopischen Untersuchung.
Fig. 1 (a) ist ein Elekttonen-Schliffbild der Struktur eines kalt-gewalzten Siliciumstahlbandes. Der gezeigte Typ der Mikrostruktur wird zu einer erwünschten Orientierung beim Endprodukt.
Fig. 1 (b) ist ein Elektronen-Schliffbild , ähnlich dem von Fig. 1(a). Der hier gezeigte Typ der Mikrostruktur hat jedoch eine unerwünschte Orientierung des Endprodukts zur Folge.
Im Ergebnis der aufwendigen Untersuchungen wurde gefunden, daß zur Schaffung eines kornorieniterten Elektro-Stahlblechs mit einer erwünschten Orientierung die Ver-Setzungsgruppen, die während des Kalt-Walzens erzeugt werden, in dem kalt-gewalzten Silicium-Stahlblech linear angeordnet sein müssen.
Eine derartige lineare Anordnung der Versetzungsgruppen ist in Fig. 1 (a) bei einer Vergrößerung von 10 000 gezeigt. Das kalt-gewalzte Band gemäß Fig. 1 (a) wurde nach
-ΙΟΙ einem Verfahren hergestellt, bei dem zuerst ein Siliciumstahl, der 0,04 Gew.-% Kohlenstoff, 4,0 Gew.-% Silicium und 0,0 3 Gew.-% säurelösliches Aluminium enthielt, warmgewalzt wurde, so daß ein 2,3 mm dickes warm-gewalztes Band erhalten wurde. Danach wurde das warm-gewalzte Band kontinuierlich bei 115O0C geglüht, wonach es rascli abgekühlt wurde, und wurde danach auf 2500C erhitzt. Anschliessend wurde das warm-gewalzte Band mit einer Temperatur von 25O0C in den ersten Durchgang des Kaltwalzens bei einer
-3 —1 Verformungsgeschwindigkeit von 8 χ 10 s eingeführt.
Das erhaltene kalt-gewalzte Band wies Versetzungsgruppen auf, die während des Kalt-Walzens erzeugt worden waren, und die eine lineare Anordnung aufwiesen.
Wenn das Band den restlichen Kaltwalz-Durchgängen bei 2500C und dem Schluß-Hochtemperaturglühen unterworfen worden war, wurde ein Endprodukt erhalten, das die folgenden magnetischen Eigenschaften zeigte: Bg = 1,94 Wb/m2 und W17,^ =1,06 W/kg .
Das gleiche Verfahren, das auch zu Erzeugung des in Fig. 1 (a) gezeigten Stahlbandes angewandt worden war, wurde auch zur Herstellung ,· de^ in Fig. 1 (b) gezeigten Stahlbandes angewandt , mit der Abweichung, daß das Stahlband vor dem Kaltwalzen auf eine Temperatur von 4500C anstelle von 25O0C erhitzt wurde. Die Versetzungsgruppen in dem erhaltenen kalt-gewalzten Band waren regellos angeordnet, so daß die erwünschten magnetischen Eigenschaften nicht erhalten werden konnten.
Bei der Schaffung der vorliegenden Erfindung wurden intensive Untersuchungen im Bereich der Stahlchemie/ der Wärmebehandlung und im Hinblick auf das Walz-Verfahren für ein Stahlband angestellt, um zu bestimmen, welcher der angegebenen Faktoren für die Bildung der MikroStruktur des Stahlbandes erforderlich ist, beispielsweise für die Struktur, die in Fig. 1(a) gezeigt ist. Im Ergebnis dieser
Untersuchungen wurde festgestellt, daß dann, wenn man einen Siliciumstahl vor dem Kalt-Walzen auf eine Temperatur von 2000C bis 4 000C erwärmt, so daß der Kohlenstoff in ausreichender Weise im fest gelösten Zustand erhalten bleibt, dieser gelöste Kohlenstoff die Bewegung der Versetzungsgruppen während des Kaltwalzens behindert, was dazu führt, daß eine lineare Anordnung der Versetzungsgruppen erhalten werden - kann.
jQ Die Aufheiztemperatur vor dem Durchführen des Kalt-Walzens muß daher im Bereich von 2000C bis 4000C liegen, und das Erhitzen sollte wenigstens 3 Minuten durchgeführt werden, um in befriedigender Weise den Kohlenstoff gelöst zu halten. Wenn die Vorwärmtemperatur 4000C überschreitet,
j5 zeigt der Kohlenstoff die Neigung, in Form von Carbiden auszufallen, die .die lineare Anordnung der Versetzungs-.gruppen etwas stören.
Wenn die Bewegung der Versetzungsgruppen so drastisch behindert wird, daß das Altern nach der dynamischen Verformung vollständig induziert wird, kommt es zum Auftreten der Stahlversprödung, d.h. es tritt Blausprödigkeit auf, und das Stahlband bricht im Kalt-Walzschritt. Obwohl es bekannt ist, die Vorwärmtemperatur so zu steuern, daß die Blausprödigkeit verhindert wird, stellten die Erfinder fest, daß neben der Walζtemperatür auch die Umformgeschwindigkeit ein wichtiger Faktor für die Verhinderung der Blausprödigkeit ist. Bei der Schaffung der vorliegenden Erfindung wurden in großem Umfange auch die Stahlchemie und die Walzbedingungen für ein Stahlband untersucht, und zwar im Hinblick darauf,, welche Faktoren die kritischen Bedingungen festlegen, bei denen es zum Auftreten von Blausprödigkeit kommt. Im Ergebnis der Untersuchungen wurde gefunden, daß die maximale Vorwärmtemperatür T (0C) des Stahlbandes »200 » log(1/y) betragen muß,
-1 wobei y die Umformgeschwindigkeit (Sekunden ) ist.
Das heißt, daß selbst, wenn die Vorwärmtemperatur in einem Bereich von 2000C bis 4000C liegt, eine Blausprödigkeit auftritt, wenn eine Temperatur angewandt wird, die die
Höchsttemperatur T„ überschreitet.
Zusätzlich wurde festgestellt, daß die Mindesttemperatur auf der Basis des Siliciumgehalts bestimmt werden sollte. Bei einer Temperatur unterhalb der Mindest-Vorwärmtemperatur wird das Walzen unmöglich, selbst wenn die Vorwärm-
"LO temperatur im Bereich yon 2000C bis 4000C liegt. Daher muß die Mindest-Vorwärmtemperatur T (0C) den Wert von (x - 3,0) · 1000C aufweisen, wobei χ der Siliciumgehalt in Gew.-% ist. Wenn der Siliciumgehalt 5% überschreitet, wird ein Siliciumstahl bei einer Temperatur von 4000C
,,- oder weniger spröde. In einem derartigen Fall ist es nicht nur unmöglich, einen Bruch des Stahlbandes während des Kalt-Walzens zu verhindern, sondern es ist auch unmöglich, die Textur des Stahlbandes derart zu steuern, daß die erfindungsgemäßen Effekte erreicht werden. Der maximale
20 Siliciumgehalt muß daher 5% betragen. Die Formel
2
(x - 3,0) · 100 zeigt, daß wenn der Siliciumgehalt
3,0% oder mehr beträgt, eine Gefahr dafür besteht, daß während des Kalt-Walzens bei Raumtemperatur eine Versprödung eintritt. Eine Versprödung kann jedoch verhindert werden, indem man die Vorwärm-Temperatur auf den Wert von T_ oder höher einregelt. Der minimale Siliciumgehalt kann
Jj
3,0% betragen. Vorzugsweise Bereiche für den Siliciumgehalt liegen zwischen 3% bis 4,5%. Wenn als Inhibitor säurelösliches Aluminium verwendet wird, liegt dessen Gehalt vorzugsweise im Bereich von 0,010 Gew.-% bis 0,065 Gew.-%.
Da es möglich ist, den ersten Kalt-Walzdurchgang unter Verwendung eines siliciumreichen Stahles durchzuführen, weil die Höchst- und Mindest-Vorwärmtemperaturen für das Vorwärmen vor dem ersten Kaltwalz-Durchgang in der angege-
-13-
benen Weise eingeschränkt sind, kann gemäß der vorliegenden Erfindung in der Kaltwalz-Stufe eine erwünschte Textur erhalten werden, und gleichzeitig kann ein Bruch infolge von Versprödung verhindert werden. Der zweite und die anschließenden Kaltwalz-Durchgänge können ohne irgendein absichtliches Erhitzen des Stahlbandes durchgeführt werden, da zu diesem Zeitpunkt die linear angeordneten Versetzungsgruppen, die während der Durchführung des ersten Kaltwalz-Durchganges erzeugt werden, einen TrennjQ bruch verhindert, wenn der zweite und die anschließenden Kaltwalz-Durchgänge durchgeführt werden. Das bedeutet, daß die natürliche Abkühlung während des Kaltwalzens keinerlei Probleme beinhaltet.
-L5 Außerdem wird infolge der durch die plastische Verformung erzeugten Wärme die Endtemperatur des Kalt-Walzens üblicherweise auf einer Temperatur im Bereich von 180 bis 3500C gehalten.
Obwohl oben der Begriff "Kalt-Walzen" verwendet wird, unterscheidet sich das erfindungsgemäße Kalt-Walzen ganz wesentlich dadurch von einem üblichen Kalt-Walzen, daß gemäß der vorliegenden Erfindung die Walztemperatur während des ersten Kaltwalz-Durchgangs gesteuert wird, indem der Siliciumgehalt und die Umformgeschwindigkeit berücksichtigt werden. Ferner unterscheidet sich auch die während des üblichen Kalt-Walzens erzeugte Arbeitswärme wesentlich von der Wärme, der ein Siliciumstahl vor der KaIt-Walzstufe ausgesetzt wird, da nur die zuletzt genannte Wärme zur Erzeugung linear angeordneter Versetzungsgruppen führen kann (Fig. 1(a)), wenn der erste Kaltwalζ-Durchgang durchgeführt wird.
Ferner unterscheidet sich die vorliegende Erfindung wesentlich von einem bekannten Verfahren, wie es in der japanischen Patentschrift No. 54-13846(79) beschrieben wird.
BAD ORIQiNAL
Bei diesem bekannten Verfahren wird ein Siliciumstahl zwischen den Kaltwalz-Durchgängen aus den oben beschriebenen Gründen innerhalb eines vorbestimmten Temperaturbereichs gehalten. Gemäß der vorliegenden Erfindung liegt die Verdünnung oder Dickenverminderung des Stahlbandes während des Kalt-Walzens im Bereich von 76% bis 95%, vorzugsweise von 81% bis 95%, da eine derartige starke Verdünnung zur Bildung einer erwünschten Textur beiträgt. Das Kalt-Walzen kann unter Verwendung einer üblichen rejQ versierbaren Kaltwalzwerks-Anlage und eines Heizofens, wie beispielsweise einem ölbad, durchgeführt werden, der verwendet wird, um das Stahlband vor dem Kalt-Walzen zu erhitzen.
je Die Warmwalz-Stufe, die Entkohlungs-Glühstufe und die Schluß-Hochtemperatur-Glühstufe können in einer üblichen Weise durchgeführt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen weiter erläutert.
Beispiel 1
Siliciumstähle mit den in Tabelle 1 gezeigten Zusammensetzungen wurden kontinuierlich zu Brammen gegossen,
25 und danach wurden die Brammen warm-gewalzt, so daß
2,3 mm dicke warm-gewalzte Bänder erhalten wurden. Die warm-gewalzten Bänder wurden kontinuierlich bei 11500C geglüht, wonach sie rasch abgekühlt wurden, und anschließend' wurde ein Kalt-Walzen, das 10 Kaltwalz-Durchgänge durch eine reversierbare Anlage umfaßte, durchgeführt.
Bei diesem Verfahren wurden die warm-gewalzten Bänder einer der folgenden Behandlungen unterzogen: Direktes Kalt-Walzen; Erhitzen auf 1500C für 20 Minuten; Erhitzen auf 3000C für 20 Minuten; Erhitzen auf 4500C für
20 Minuten; anschließend wurden die warm-gewalzten in der angegebenen Weise erhitzten Bänder direkt kalt-gewalzt, Daher waren die Temperaturen beim ersten Kaltwalz-Durchgang entweder Raumtemperatur oder 1500C, 3000C bzw. 4500C.
Die Umformgeschwindigkeit, während des ersten Kalt-walz-Durchgangs betrug 10~ Sekunden" .
Die erhaltenen 0,27 mm dicken kalt-gewalzten Bänder, die hei einer Verdünnung von 87% gebildet wurden, wurden bei 8500C einem Entkohlungsglühen und dann bei 12000C einem Abschluß-Hochtemperatur-Glühen unterzouen.
Tabelle 1
Stähle C
Gew.-%
Si
Gew.-%
Mn
Gew.-%
S
Gew.-%
säure
lösliches
Al
Gew.-%
N
Gew.-%
A 0..05 2.85 0.09 0.03 0.03 0.007
B 0.05 3.32 0.09 0.03 0.03 0.007
C 0.06 3.88 0.09 0.03 0.03 0.007
D 0.06 4.55 0.08 0.03 0.03 0.006
E 0.06 5.10 0.08 0.02 0.03 0.007
1 Die Ergebnisse der sekundären Rekristallisation,
die magnetischen Eigenschaften der Endprodukte und das Auftreten von Versprödung während des Kaltwalz-Schrittes sind in Tabelle 2 zusammengefaßt.
Tabelle 2
Temperatur beim A Raumtemperatur 15O0C 300c C 45O0C
1. Kaltwalz- (Vergleichs
Durchgang beispiel) t&Tvollständige
Stähle B B= 1.85 B = = 1.92 sekundäre Re
8 8 kristallisation
ünvollständige W17/50 β 1^ W17/50 ' = 1.12 (Vergleichs
beispiel)
C sekundäre B_ = 1.85 B = -- 1.92 ■ B * 1.8
Rekristalli sation 8 8 O
Unvollständige W17/50 = 1ΛΑ W17/50 = 1.08
sekundäre B0 = 1.84 -•1.91 Bü < 1.8
D Rekristallisation 8 8 8
Bruch beim 1 .Kalt N17/50=1·15 W17/50= = 1.06 Unvollständige
wal z-Durchgang sekundäre Re
E
(Vergleichs-
beispiel)
Bruch beim 2„Kalt B = = 1.91 kristallisation
wal z-Durchgang W17/50 = = 1.05 \ verg j-eicns—
beispiel)
Bruch beim 1.KaIt- Unvollständige
walz-Durchgang Bruch beim 2.KaIt- Bruch beim 2.KaIt- sekundäre Re-
walii-Durchgang walz-Durchgang Kristaixisatiion
(Vergleichs
beispiel)
Bruch bsim 1 .KaIt-
walz-Durchgang
9 β θ
1 I» &
• θ ·
OO
Wie Tabelle 2 zeigt, war die sekundäre Rekristallisation vollständig, und es trat während des Kalt-Walzens kein Bruch infolge von Versprödung auf, außer in den angegebenen Fällen.
Im Falle des Stahls D betrug die Mindest-Vorwärmtemperatur T_ (4,55 - 3,O)2 · 100, was den Wert 2400C ergibt.
Ij
Die Temperatur beim ersten Kaltwalz-Durchgang betrug 1500C und war somit zu niedrig, um eine Versprödung zu verhindern.
Da die maximale Vorwärm-Temperatur T 6 000C betrug, war die Umformgeschwindigkeit aus diesem Grunde sehr niedrig,
-3 -1
d.h. 10 Sekunden , was dazu führte, daß die höchste Temperatur des ersten Kaltwalz-Durchgangs, d.h. 4500C, beträchtlich niedriger lag als die maximale Vorwärm-Temperatur T , d.h. 6000C.
Wie in Tabelle 2 zu erkennen ist, werden durch geeignete Steuerung der Temperatur beim ersten Kaltwalz-Durchgang auf der Basis des Siliciumgehalts ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, d.h. Bg 1,9 Wb/m2 und W17,50 1,10 Watt/kg erhalten, ohne daß es während des Kaltwalzens zu unerwünschten Zwischenfällen kommt.
Beispiel 2
Unter Verwendung der Stähle B und D wurde das Verfahren gemäß Beispiel 1 wiederholt. Dabei wurden jedoch die Temperaturen des ersten Kaltwalz-Durchgangs und die Umformgeschwindigkeit so variiert, wie in Tabelle 3 gezeigt, um das Auftreten der Blausprödigkeit zu bestimmen.
( y ) Tabelle 3 2000 s~1
Unform- "Stahl 20 s~1 200 s~1
geschwindigkeit B
Temperatur
D Beträchtlich Walzen ist
2500C gehärtet Walzen ist möglich
B Walzen ist möglich
schwierig
D Bruch beim Walzen ist
3500C B zweiten Walzen ist möglich
Durchgang möglich
Bruch beim Walzen ist
4500C ersten Walzen ist möglich
Durchgang schwierig
-20-
Wie sich aus dem Obenstehenden ergibt, wird erfindungsgemäß ein Verfahren geschaffen, das sich von den bekannten deutlich unterscheidet und beträchtliche Vorteile aufweist, üblicherweise ist der Siliciumgehalt eines zur Herstellung von kornorientierten Elektro-Blechen verwendeten Stahls maximal 3%, da ein Kaltwalzen schwierig ist, wenn der Siliciumgehalt hoch ist. Obwohl ein übliches Warmwalzen zwar die schlechte Verarbeitbarkeit eines Siliciumstahls mit einem hohen Siliciumgehalt verbessern kann, war es bisher unmöglich, die Textur eines kaltgewalzten Bandes zu steuern und gleichzeitig vollständig ein Verspröden zu verhindern. Diese sich anscheinend ausschließenden Forderungen, die auch hervorragende magnetische Eigenschaften umfassen, werden gleichzeitig nach dem erfindungsgemäßen Verfahren befriedigt.
BAD ORIGINAL

Claims (3)

Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten Elektro- Stahlblechs Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines kornorientierten, hoch magnetischen Elektro-Stahlblechs mit einer hohen magnetischen Flußdichte und einem niedrigen Ummagnetisierungs-Verlust, bei dem ein Silicium-Stahl, der von 3,0 bis 5,0 Gew.-% Silicium und nicht mehr als 0,085 Gew.-Kohlenstoff enthält, nacheinander warmgewalzt, in einem Temperaturbereich von 850 bis 12000C geglüht und dann schnell abgekühlt wird, danach bei einer Verdünnung von 76 bis 95% stark kaltgewalzt wird, bis die End-Blechdicke erhalten wird, und dann einem Entkohlungsglühen und einem Abschluß-Hochtemperatur-Glühen unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet , daß das Stahlband vor der Durchführung des starken Kaltwalzens auf eine Temperatur
in einem Temperaturbereich vorgewärmt wird, durch den sowohl die Mindesttemperatur, die mindestens 2000C und wenigstens gleich Tx(0C) - (x-3,0)2 . 100 beträgt, wobei χ der Siliciumgehalt in Gewichtsprozent ist, als auch die Höchsttemperatur, die nicht mehr als 4000C und höchstens gleich T„(°C) = -200 . log {-) beträgt, wobei
y-1
y die Umformgeschwindigkeit (Sekunden ) während des Kaltwalzens ist, so festgelegt werden, daß die Temperatur beim ersten Durchgang des Kaltwalzens eingehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliciumgehalt von 3 Gew.-% bis 4,5 Gew.-% beträgt.
5
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und die nachfolgenden Durchgänge des Kaltwalzens ohne irgendein absichtliches Erhitzen des Stahlbandes durchgeführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Siliciumstahl von 0,010 bis 0,065 Gew.-% an säurelöslichem Aluminium enthält.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdünnung von 81 bis 95%
beträgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Glühtemperatur von 9 500C
30 bis 12000C beträgt.
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