Opis patentowy opublikowano: 30.04.1983 118192 Int. C1.3C21D 1/78 H01F 1/04 Twórcywynalazku: Uprawniony z patentu: Nippon Steel Corporation, Tokio (Japonia) Sposób wytwarzania magnetycznej cienkiej blachy stalowej o ukierunkowanym uziarnieniu Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu wytwarzania magnetycznych cienkich blach stalowych o ukie¬ runkowanym uziarnieniu i wysokim stopniu orientacji ziarna.Magnetyczne cienkie blachy stalowe sa szeroko stosowane jako materialy rdzeniowe w silnikach, transformatorach mocy, pradnicach i tym podobnych. W tym celu magnetyczne blachy stalowe musza miec takie wlasciwosci magnetyczne, aby duzy strumien magnetyczny mógl byc na ogól otrzymany przy malym pradzie wzbudzajacym i aby wspólczynnik stratnosci na rdzeniu byl tak maly, by mógl zapewnic sprawna przemiane doprowadzonego pradu wzbudzajacego na energie magnesowania. Materialy magnetyczne moga byc sklasyfikowane na dwie grupy: jedna grupe stanowi nieorientacyjny material magnetyczny, stosowany glównie do silników, a druga grupe — material magnetyczny o zorientowanym ziarnie, majacy zastosowanie glównie w transformatorach, chociaz jest stosowany na wielka skale w silnikach.Reasumujac, material magnetyczny o ukierunkowanym uziarnieniu jest lepszy od nieorientowanego materialu magnetycznego, poniewaz wykazuje on znacznie lepsze wlasciwosci magnetyczne w kierunku walcowania i wyzszy stopien zorientowania ziarna.Podstawowa metoda wytwarzania magnetycznej cienkiej blachy stalowej zostala ujawniona przez N. P. Gossa w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 1 965 559 i od tego czasu magnety¬ czne cienkie blachy stalowe o zorientowanym ziarnie sa wytwarzane przemyslowo w duzych ilosciach.W cienkich blachach stalowych o zorientowanym ziarnie kierunek walcowania jest zgodny z latwo magnesowalnymi osiami krystalograficznymi, mianowicie <001, jak okreslono za pomoca wskazników Millera (Miller Crystallo-graphio Index System) i powierzchnia cienkiej blachy stalowej sklada sie z ziaren majacych ukierunkowanie krystalograficzne {110}<001, które jest równolegle do plaszczyzny krystalo¬ graficznej {110}, równiez jak okreslono za pomoca wskazników Millera.Wszyscy wynalazcy i odkrywcy, w zakresie orientowania krystalitów w magnetycznych cienkich bla¬ chach stalowych o ukierunkowanym uziarnieniu {110}<001, odkrytego przez N. P. Gossa, byli zaintereso¬ wani tym, jak przeprowadzic ukierunkowanie ziarna w celu polepszenia gestosci strumienia magnetycznego w kierunku walcowania i w nastepstwie tego obnizyc straty w rdzeniu. Zwlaszcza Taguchi i inni ujawnili w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3287 183 metode, która w uproszczony sposób umozliwia wytwarzanie magnetycznej cienkiej blachy stalowej o ukierunkowanym uziarnieniu majacej tak wysoka integracje, ze srednie przesuniecie kata pojedynczych ziaren od doskonale zorientowanego ziarna {110}<001 o okolo 3° pozwala uzyskac bardzo wysoka gestosc strumienia magnetycznego w kierunku2 118192 walcowania. Metoda ta znalazla szerokie zastosowanie na wielka skale przemyslowa i wyparla metode Gossa.Tak wiec podsumowujac, w ciagu ubieglych 10 lat, od czasu wynalazku Gossa magnetycznej cienkiej blachy stalowej o ukierunkowanym uziarnieniu, rozwazano na ulepszeniem magnetycznych wlasciwosci, zblizonych do idealnego ukierunkowania Gossa, o orientacji {110}<001, jak pokazano na fig. 1.Celem niniejszego wynalazku jest uzyskanie magnetycznej cienkiej blachy stalowej o ukierunkowanym uziarnieniu, majacej dobre wlasciwosci magnetyczne ze znaczna przewaga nad typowymi materialami magnetycznymi o orientowanym ziarnie, przy czym istota wynalazku polega na tym, ze os krystalografi¬ czna <001 jest utrzymana równolegle do kierunku walcowania, tak jak w orientacji Gossa, natomiast pochylenie plaszczyzn obraca sie i rozprasza wokól osi <001, przy czym do cienkiej blachy stalowej stosuje sie pewne napiecie rozciagajace.Bardzej szczególowo, obecny wynalazek obejmuje ulepszenie magnetycznej cienkiej blachy stalowej o ukierunkowanym uziarnieniu, zawierajacej krzem w ilosci nie przekraczajacej 4,5%, przy czym ulepszenie charakteryzuje sie tym, ze w celu poprawienia wskaznika stratnosci na rdzeniu w kierunku walcowania, os krystalograficzna <001 poszczególnych ziaren uzgadnia sie do kierunku walcowania, plaszczyzne krysta¬ lograficzna, równolegla do powierzchni cienkiej blachy stalowej, stanowiaca plaszczyzne {h,k,o} obraca sie i rozprasza wokól osi <001, równoleglej do kierunku walcowania, przy czym cienka blache stalowa poddaje sie dzialaniu sily rozciagajacej, zasadniczo rzedu 350-1500G/mm2 w kierunku walcowania.Ulepszenie wedlug wynalazku charakteryzuje sie oprócz tego tym, ze powyzsze obrócone katy wokól osi krystalograficznej <001 rozposcieraja sie zasadniczo w obrebie kata w zakresie 0-±20° i stanowia ukierunkowanie plaszczyzny {h,k,o}<001. • Ulepszenie wedlug wynalazku charakteryzuje sie jeszcze dodatkowo tym, ze rozciaganie uzyte do cienkiej blachy stalowej jest wytwarzane za pomoca warstewki izolujacej wytworzonej na powierzchni blachy.Sposób wedlug wynalazku daje jeszcze wieksza korzysc jesli jest stosowany do magnetycznych cienkich blach stalowych o grubosci nie wiekszej niz 0,5 mm i majacych sredni wymiar uziarnienia nie wiekszy niz50nm.Parametry orientacji {h,k,o}<001 przyjete w niniejszym wynalazku przedstawiaja teksture, w której co najmniej 90% skladników uziarnienia jest w takim ukladzie atomów, ze plaszczyzna {110} równolegla do kierunku walcowania jest skrecona i rozpostarta wobec osi <001 w obrebie kata w zakresie 0-±20°, korzystnie 0-± 15°.Odnosnie sposobu wytwarzania cienkich blach stalowych majacych ukierunkowanie uziarnienia {h,k,o}<001 proponowano kilka metod i odkryc. Wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2473 156 magnetyczny material o ukierunkowanym uziarnieniu, majacy orientacje Gossa {110}<001 jest walcowany i zarzony tak, aby otrzymac pod wzgledem grubosci cienka magnetyczna blache stalowa majaca zorientowanie ziarna, w których os <001 jest równolegla do kierunku walcowania i plaszczyzna {110} jest skrecona wobec osi.Japonski opis patentowy nr Sho 45-17056 ujawnia metode wytwarzania tekstury <001przez walco¬ wanie i wyzarzanie plaskowników ze stali zlewnej. Bardziej szczególowe wyjasnienia beda podane ponizej w ujawnionych opisach patentowych, Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2473 156 i Japonii nr Sho 45-17056, w odniesieniu do fig. 1.Wedlug opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2473 156 ziarna sa rozmieszczone glównie w orientacji {120}<001. Tak wiec, os krystalograficzna wobec orientacji Gossa jest skrecona o 18,4°, aby w ten sposób polepszyc wskaznik stratnosci na rdzeniu w kierunku walcowania, lecz integracja wzdluz osi <001 w kierunku walcowania jest znacznie nizsza i nie widzi sie orientacji {110}<001.Ze wzgledu na mala integracje ziarna wzdluz osi <001, które jest bardzo wskazana dla magnety¬ cznego materialu, wartosc indukcji magnetycznej Bio wynosi tylki 18150 T, jak przedstawiono w przykla¬ dach opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 2473 156. Dlatego trudno jest otrzymac magnetyczna cienka blache stalowa wysokiej jakosci postepujac wedlug tego patentu.Wedlug japonskiego opisu patentowego nr Sho 45-17056 os obrotu wobec osi <001 obraca sie równiez, co pociaga za soba podwójna orientacje tekstury uziarnienia, nie uwzgledniona w teksturze metoda Gossa. Wlasciwie nalezy uwazac, ze ten stan techniki dotyczy magnetycznej cienkiej blachy stalo¬ wej podwójne orientowanej. Ponadto, ten stan techniki nie jest wolny od wad patentu Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 2473 156 i ustepuje teksturze Gossa pod wzgledem wlasciwosci magnetycznych w kierunku walcowania, poniewaz domena magnetyczna latwo tworzy kat 90°.Autorzy obecnego wynalazku przeprowadzili obszerne badania nad przezwyciezeniem wymienionych wyzej trudnosci i odkryli, ze straty na rdzeniu moga byc znacznie zmniejszone bez pogorszenia orientacji ziarna, jesli kat obrotu osi obrotowej wobec osi <001 jest utrzymany w granicach od 0 do ±20°, korzystnie od 0 do ± 15°.118192 3 Jedna z najbardziej waznych cech charakterystycznych obecnego wynalazku jest poddanie cienkiej blachy stalowej orientacji ziarna i naprezeniu rozciagajacemu, jak wymieniono wyzej. Najpierw, co sie tyczy orientacji ziarna, wynalazek ma na celu wywolanie orientacji ziarna jak pokazano na fig. 3, w porównaniu do orientacji Gossa pokazanej na fig. 2. Fig. 3 ilustruje przyklad, w którym ziarna sa obrócone o ± 15° i rozproszone wokól osi <001 równoleglej do kierunku walcowania. Cecha charakterystyczna orientacji ziarna sposobem wedlug wynalazku polega na tym, ze os <001 poszczególnych ziaren jest zgodna z kierunkiem walcowania cienkiej blachy stalowej i plaszczyzna krystalograficzna równolegla do powierzchni blachy stalowej sklada sie z plaszczyzny (h,k,oj, która jest obrócona i rozproszona plaszczyzna {110} wokól jej osi <001, równoleglej do kierunku walcowania.Do rozciagania blachy stalowej jest niezbedne uzycie sily rozciagajacej zasadniczno rzedu 350-1500G/mm2 w kierunku walcowania, przy czym w przypadku cienkiej blachy stalowej o zorientowa¬ nym ziarnie jak okreslono wyzej, rozciaganie moze byc stosowane za pomoca warstwy szkliwopodobnej, utworzonej przez uzycie MgO na powierzchnie blachy, stosujac warstwe izolujca po zakonczeniu wyzarzania.Dzialanie sily rozciagajacej na cienka blache stalowa wystepuje podczas jej chlodzenia po obróbce cieplnej przez róznice rozszerzalnosci cieplnej pomiedzy baIcha stalowa i powierzchnia warstwy. Jesli pokrywajaca masa zastosowana do blachy stalowej jest wysuszona i poddana spiekaniu, zazwyczaj w temperaturze 350°C lub wyzszej, wytworzona warstwa przylega do powierzchni blachy nie powodujac stanu naprezenia. Jednak jednoczesnie z ochladzaniem blacha stalowa ma wieksza tendencje do kurczenia sie, niz powierzchnia warstwy, poniewaz blacha stalowa ma wieksza rozszerzalnosc cieplna. W tym przy¬ padku, dopóki powierzchnia warstwy przylega do blachy, blacha taj jest poddana naprezeniu rozciagaja¬ cemu, podczas gdy powierzchnia warstwy ulega kurczeniu sie dostosowujac sie do cienkiej blachy stalowej.Stwierdzono, ze zastosowanie rozciagania cienkiej blachy stalowej jest korzystne dla polepszenia magnetostrykcji i wspólczynnika stratnosci na rdzeniu. Jako specjalny sposób zastosowany do rozciagania cienkiej blachy stalowej mozna uzyc mase pokrywajaca, która zawiera koloidalna krzemionke jako sklad¬ ni k glówny, z dodatkiem fosforanu glinu, bezwodnika chromowego lub chromianu; oprócz tego moze byc uzyty pyl krzemionkowy i/lub kwas borowy, nastepnie pokryta blache stalowa poddaje sie spiekaniu do wytworzenia warstwy na powierzchni blachy.Jednak .niniejszego wynalazku nie nalezy ograniczyc do powyzszej specjalnej masy, lecz równiez mozna uzyc kazda mase powlokowa, która moze tworzyc warstwe izolacyjna, odpowiednia od rozciagania blachy stalowej, jak opisano wyzej.Wynalazek jest opisany bardziej szczególowo w odniesieniu do zalaczonych rysunków.Figura 1 pokazuje schematycznie os obrotu wokól osi <001 wedlug obecnego wynalazku, w porów¬ naniu z typowa technika. Fig. 2 pokazuje figury biegunowe zorientowanego ziarna {100} i krystalograficzne rozmieszczenie w typowej magnetycznej cienkiej blasze stalowej (tekstura Gossa {110}<001). Fig. 3 pokazuje figury biegunowe zorientowanego ziarna {100} i krystalograficzne rozmieszczenie w magnetycznej cienkiej blasze stalowej wedlug wynalazku (tekstura {h,k,o}<001). Fig. 4 pokazuje zaleznosc pomiedzy wspólczynnikami stratnosci na rdzeniu i róznymi silami rozciagania w kierunku walcowania cienkich blach stalowych majacych wielkosc ziarna 10nm, 25 nm, 50nm i 60 nm, gdzie „o" oznacza blachy majace typowa orientacje ziarna, a „•" oznacza blachy majace orientacje ziarna wedlug obecnego wynalazku. Fig. 5(a) pokazuje figury biegunowe ziaren {100} i rozwiniecia powtórnej rekrystalizacji w blasze otrzymanej w przykladzie III przedstawionego wynalazku. Fig. 5(b) pokazuje figury biegunowe ziaren {100} i rozwiniecia powtórnej rekrystalizacji ziaren w porównaniu z blacha w odniesieniu do przykladu III. Fig. 6(a) pokazuje makrostrukture blachy otrzymanej w przykladzie III obecnego wynalazku, a fig. 6(b) pokazuje makro- strukture porównawczej blachy w odniesieniu do przykladu III. Fig. 7 przedstawia figury biegunowe ziaren {100} w blasze otrzymanej w przykladzie III obecnego wynalazku.Szczególowe wyjasnienia uzasadniajace ograniczenia sily rozciagania stosowane do cienkiej blachy stalowej sa podane ponizej w zwiazku z niektórymi warunkami wykonania, w odniesieniu do fig. 4. Na fig. 4 wspólczynnik stratnosci na rdzeniu (oznaczony „o") typowy dla cienkiej blachy stalowej, majacy orienta¬ cje Gossa, porównano ze stratnoscia dla blachy stalowej (oznaczenie „•"), majacej orientacje ziarna obró¬ cona i rozproszona wokól osi <001 równoleglej do kierunku walcowania, zgodnie z przedstawionym wynalazkiem (wylaczajac blachy majace wielkosc ziarna 60nm). Porównania dokonano we wspólzale¬ znosci z rozciaganiem blachy stalowej. Jak widac z rysunku —jest oczywiste, ze jesli przecietna srednica ziarna jest stosunkowo wieksza od 60nm, to nie ma znacznej róznicy pomiedzy typowym materialem (di) majacym orientacje Gossa i blacha stalowa (d2) majaca orientacje ziarna obróconego i rozproszonego wokól osi <001 równoleglej do kierunku walcowania. W przypadku materialów majacych przecietna srednice ziarna nie wieksza niz 50nm, jak wyszczególniono w obecnym wynalazku, np. w przypadku | przecietnych srednic 10nm i 25 nm, materialy (aa, b2, c2), zgodnie z wynalazkiem wykazuja znaczne pole-4 118 192 pszenie wspólczynnika stratnosci w porównaniu z typowymi materialami (ai, bi, ci) majacymi orientacje Gossa, szczególnie jesli sila rozciagania cienkiej blachy stalowej wynosi w zakresie 350-1500G/mm2, jak okreslono w tym wynalazku.Chociaz nie zostal wyjasniony mechanizm, który ma wplyw na polepszenie wspólczynnika stratnosci na rdzeniu zgodnie z wynalazkiem, mozna przyjac jego dzialanie nastepujace. Jak wiadomo, jesli pole magnetyczne jest uzyte do ferromagnetyku, stanowiacego magnetyczna cienka blache stalowa, to w blasze bedzie spowodowany ruch scianek domen magnetycznych oraz obrót tych domen, a tym samym cienka blacha stalowa zostaje namagnesowana. Szczególnie zmienne pole magnetyczne powoduje ruch i obrót domen magnetycznych w sposób ciagly i, jak wiadomo, towarzysza temu straty na rdzeniu, takie jak straty z histerezy i straty wiropradowe.Polepszenie wspólczynnika stratnosci na rdzeniu zgodnie z wynalazkiem, jak mozna przyjac, wiaza sie z podzialem domen na podobszary domen w nastepstwie okreslonej orientacji ziarna i okreslonej sily rozciagania blachy i skutkiem tego wiaze sie to ze zmniejszeniem odleglosci ruchu poszczególnych scianek domen magnetycznych, a zatem ze zmniejszeniem strat wiropradowych.W zwyklych materialach magnetycznych, w których poszczególne ziarna sa rozmieszczone w idealnej orientacji Gossa {110}<001lub w orientacji bardzo bliskiej orientacji Gossa, róznica orientacji pomiedzy przyleglymi ziarnami jest bardzo mala. Jednak w materiale magnetycznym wedlug tego wynalazku, w którym ziarna sa rozmieszczone w orientacji {h,k,o}<001, róznica orientacji pomiedzy przyleglymi ziar¬ nami jest znacznie wieksza w porównaniu ze zwyklymi materialami magnetycznymi. Sam fakt, ze róznica jest wieksza, wskazuje na odmiennosc struktury warstw granicznych pomiedzy domenami ziarna zwyklych materialów magnetycznych i materialu wedlug wynalazku.Równiez, jesli cienka blacha stalowa jest poddana dzialaniu sily rozciagajacej, wówczas warstwy graniczne domen ziarna sluza jako osrodki naprezen spowodowanych defektami sieci krystalicznej i domeny zostaja bardzo podzielone, a zatem przyczyniaja sie do zmniejszenia strat wiropradowych. Mozna przyjac, ze polepszenie wspólczynnika stratnosci na rdzeniu uzyskane w tym wynalazku wynika z faktu, ze cienka blacha stalowa majaca orientacje {h,k,o}<001 jest poddana sile rozciagajacej odpowiedniej dla struktury warstw granicznych pomiedzy domenami ziarna, co tworzy osrodki naprezen powodujace duzy podzial domen magnetycznych, dajac tym samym udoskonalenie odnosnie strat magnetycznych.Magnetyczna cienka blacha stalowa otrzymana sposobem wedlug wynalazku wykazuje straty na rdzeniu, szczególnie w kierunku walcowania zmniejszone przez wspólzalezny mechanizm pomiedzy okres¬ lona orientacja ziarna i okreslona sila rozciagania dzialajaca na blache, lecz nalezy zauwazyc, ze wlasci¬ wosci magnetyczne w innych kierunkach niz w kierunku walcowania sa takze ulepszone przez okreslone rozmieszczenie {h,k,o}<001 samego ziarna, poniewaz skladowa <111 w plaszczyznie cienkiej blachy jest zmniejszona lub prawie sprowadzona do zera.Obecny wynalazek nie jest zwyczajnym polaczeniem znanej wlasciwosci zastosowania wlóknistej tek¬ stury <001 i wlasciwosci uzytego naprezenia rozciagajacego do magnetycznej cienkiej blachy stalowej Gossa, co jest calkowicie zrozumiale ze wzgledu na znaczna róznice pomiedzy wartosciami okreslonymi przez „o" i „•" na fig. 4. Gdyby przedstawiony wynalazek byl zwyczajnym polaczeniem powyzszych wlasciwosci, to takie same charakterystyki rozciagania, o ile chodzi o materialy majace orientacje Gossa, powinno sie uzyskac az do pomiarów wlasciwosci magnetycznych w kierunku walcowania. Jednak w rzeczywistosci magnetyczne cienkie blachy stalowe majace orientacje {h,k,o}<001 wykazuja znacznie lepsza poprawe wspólczynnika stratnosci na rdzeniu, szczególnie jesli sila rozciagania jest rzedu od 350-1500G/mm2, jak pokazano na fig. 4.Toudoskonalenie moze byc przypisane faktowi, ze skutecznosc warstw granicznych ziarna do duzego podzialu domen magnetycznych jest daleko wieksza, niz w materialach majacych orientacje Gossa i takie ulepszenie nie moglo byc spodziewane przez zwykle polaczenie znanych faktów.W odniesieniu do orientacji ziarna, okreslenie {h,k,o}<001 uzyto w niniejszym wynalazku w celu uogólnienia. Jednakzfe, zgodnie z wynikami bardziej szczególowych badan okazalo sie, ze rozproszenie ziarna w granicach ± 15°-±20° wokól orientacji Gossa {110}<001, jak sie wydaje, daje najkorzystniejsze rezultaty. Wzieto to pod uwage ze wzgledu na fakt, ze jesli obrót i rozproszenie wzrastaly i skladowe {110}<001 wzrastaja do 90°, to domeny magnetyczne równiez powiekszaja sie. Powody do róznych ograniczen, okreslonych w niniejszym wynalazku sa wyjasnione ponizej.Zawartosc krzemu jest ograniczona do ilosci nie wiekszej niz 4,5%. Jak wiadomo, krzem wykazuje w cienkiej blasze stalowej czynny opór elektryczny i znacznie poprawia wspólczynnik stratnosci na rdzeniu.Jednak przy zawartosci krzemu ponad 4,5% podatnosc na obróbke blachy stalowej pogarsza sie i dlatego górna granica zawartosci krzemu jest ustalona na 4,5% i zazwyczaj krzem jest zawarty w ilosci okolo 3%.Tymczasem istnieje kilka typowych gatunków magnetycznej cienkiej blachy stalowej do specjalnych zasto¬ sowan, które nie zawieraja krzemu lub maja go w bardzo malej ilosci. Obecny wynalazek jest równiez111 192 5 korzystny do stosowania do takich typowych gatunków magnetycznej cienkiej blachy stalowej. Dlatego w przedstawionym wynalazku dolna granica zawartosci krzemu jest ustalona na 0%.W niniejszym wynalazku nie ma specjalnych ograniczen odnosnie innych skladników chemicznych i takich pierwiastków, jak Mn, S, Al, a takie Ti, V, Nb, Se i Sb, które moga wystepowac pojedynczo lub w polaczeniu, w normalnych magnetycznych i elektrycznych cienkich blachach stalowych. Odnosnie grubosci magnetycznej cienkiej blachy stalowej wedlug wynalazku, jesli grubosc jest wieksza niz 0,5 mm, trudno jest czasami praktycznie zastosowac rozciaganie blachy stalowej tak, aby uzyskac polepszenie wskaznika strat- nosci na rdzeniu przez zastosowanie okreslonej sily rozciagania w polaczeniu z okreslona orientacja ziarna, staje sie zasadniczo niewielkie tak, ze wymagane ulepszenie magnetycznych wlasciwosci nie moze byc osiagniete.Odnosnie przecietnej srednicy uziarnienia w magnetycznej cienkiej blasze stalowej wedlug wynalazku, jesli srednica jest wieksza niz 50 mm, to ulepszenie wskaznika stratnosci na rdzeniu staje sie niewielkie, jak przedstawiono na fig. 4. Zatem, w sposobie wedlug wynalazku sa wskazane srednice uziarnienia nie wieksze niz 50 mm. Powód obnizania sie wskaznika stratnosci przy wzroscie ziarna nie jest jeszcze wyjasniony, lecz mozna smialo przypuszczac, ze istnieje pewna górna granica wielkosci ziarna, skoro wymagane wyniki wedlug wynalazku pochodza ze szczególnej struktury granicznej ziarna, jak opisano wyzej. Wynalazek objasniaja korzystne przyklady sposobu wykonania wynalazku.Przyklad I. Walcowane na goraco blachy stalowe o grubosci 2,3mm i 3 do 7,5mm otrzymano z poszczególnych 10 gatunków stali zlewnej, wytworzonych w prózniowym piecu do topienia o pojemnosci 50 kg. Sklad chemiczny blach byl nastepujacy: Si 2,7-3,1%; C 0,04-0,06%; Mn 0,07-0,10%; S 0,022-0,028%; Al 0,024-0,031%; N 0,0045-0,0085%; Fe reszta.Jako objasnienie typowej metody w celu porównania, wakowane na goraco blachy stalowe o grubosci 2,3 mm, uprzednio wyzarzone w temperaturze 1100°C poddaje sie walcowaniu na zimno ze zgniotem 88%, nastepnie wyzarzaniu odweglajacemu w temperaturze 830°C i wyzarzaniu w temperaturze 1150°C, zgodnie z opisem patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3287 183, w celu otrzymania magnetycznej cienkiej blachy stalowej o grubosci 0,30mm i ukierunkowanym uziarnieniu.W celu wytworzenia róznych gatunków cienkiej blachy stalowej majacej orientacje ziarna {h,k,o}<001, blachy stalowe o grubosci 3 do 7,5 mm wyzarza sie w temperaturze 1000°C w ciagu 5 minut, nastepnie walcuje na zimno do grubosci 2,3 mm, wyzarza w temperaturze 900°C, walcuje na zimno do grubosci 0,30mm, odwegla przez wyzarzanie w temperaturze 850°C i wyzarza w temperaturze I200°C w ciagu 20 godzin w przeplywie wodoru, dla uzyskania magnetycznej cienkiej blachy stalowej, w której orientacja skrystalizowanych wtórnie ziaren jest obrócona o 0-45° wokól osi <001, równoleglej do kierunku walcowania. Tak otrzymane cienkie blachy stalowe majace rekrystalizowane wtórnie ziarna rozmieszczone w orientacji Gossa i w orientacji {h,k,o}<001, pokryto ciekla powloka po obu stronach blachy w ilosci od 2 do 8g/m2 na kazda strone blachy. Ciekla powloka skladala sicz: 20% zawiesina wodna krzemionki koloidalnej 100 ml 50% roztwór wodny fosforanu glinu 60 ml Bezwodnik chromowy 6g Kwasborowy 2g Ta ciekla powloka jest uzyteczna w zastosowaniu do uzyskiwania duzych sil rozciagajacych. Do stosowania mniejszych sil rozciagajacych moze byc uzyta ciekla powloka skladajaca sie z fosforanów, takich jak fosforan magnezu.Cienkie blachy stalowe pokryte ciekla powloka poddano spiekaniu w atmosferze azotu w temperaturze od 750°C do 850°C w ciagu 10-30 sekund, w piecu o pracy ciaglej, celem zachowania w cienkich blachach stalowych naprezenia szczatkowego odpowiadajacego zastosowanej sile rozciagania. Wielkosc sily rozcia¬ gania oblicza sie przez zginanie cienkiej blachy stalowej po usunieciu powloki z jednej strony przez chemi¬ czne spolerowanie, bez spowodowania odksztalcenia. f Zwiazek pomiedzy stratnoscia na rdzeniu w kierunku walcowania i sila rozciagajaca tak otrzymanej blachy stalowej pokazano na fig. 4, gdzie punkty pomiarów oznaczone „o" przedstawiaja wartosci uzy¬ skane dla typowych materialów a i, bi, ci i di majacych uziarnienie w przyblizeniu wedlug typowej orientacji Gossa. Punkty te wskazuja, ze wartosc stratnosci na rdzeniu zmienia sie i maja minimalna wartosc zalezna od zastosowanej sily rozciagajacej. Natomiast punkty pomiarów oznaczone „•" przedstawiaja wartosci uzyskane dla cienkich blach stalowych a*, b2, C2i di majacych orientacje ziarna {h,k,o)<001przy zastoso¬ waniu podobnych sil rociagajacych. Na fig. 4 wyraznie widac, ze w porównaniu z punktami oznaczonymi „o" wartosci stratnosci na rdzeniu sa w kazdym punkcie pomiarowym polepszone w cienkich blachach stalowych a2, b2 i c2,objetych zakresem tego wynalazku. W ten sposób w przypadku blach stalowych ai i a2 majacych przecietna srednice ziarna lOnm, chociaz wskaznik W17/15 stratnosci na rdzeniu obniza sie w6 11S192 typowym materiale o orientacji Gossa, jesli jest uzyta odpowiednia sila rozciagania, jednak prawie nie osiaga on wartosci ponizej 1,0 WAg, podczas gdy materialy majace orientacje {h,k,o}<001 i poddane dzialaniu sily rozciagania okolo 700G/mm2, wykazuja wskaznik stratnosci na rdzeniu bardzo czesto znacznie ponizej 1,0 WAg, np. 0,97 WAg. Jest calkowicie zrozumiale z powyzszego objasnienia, ze przed¬ stawiony wynalazek daje zauwazalne wyniki.Przyklad II. Wlewek ciagly plaski, o nizej podanym skladzie, byl walcowany na goraco dla otrzy¬ mania 10 cienkich blach stalowych walcowanych na goraco, o grubosci 2,3 mm. Sklad wlewek byl nastepu¬ jacy: Si 2,97%; C 0,052%; Mn 0,085%; S 0,026%; Al 0,029%; N 0,0078%; reszta zasadniczo Fe.Cienka blache stalowa walcowana na goraco w temperaturze 1130°C poddano, trawieniu kwasem, walcowaniu na zimno do grubosci 0,30 mm w sposób jak podano w przykladzie I, a nastepnie odweglono przez wyzarzenie w temperaturze 845°C. Ochlodzone blachy pokryto tlenkiem magnezu i poddano ostate¬ cznemu wykonczeniu przez wyzarzenie w temperaturze 1190°C. Nastepnie, tak jak w przykladzie 1, cienkie blachy pokryte ciekla powloka o skladzie: 20% zawiesiny wodnej krzemionki koloidalnej — lOOml; 50% roztworu wodnego fosoforanu glinu — 60 ml; bezwodnika chromowego — 6g; kwasu borowego — 2g; celem wytworzenia na cienkich blachach warstwy rozciagajacej. Cienkie blachy w ten sposób pokryte powloka ogrzewano w temperaturze 830°C w celu otrzymania wypalonej warstwy o wyrównanym poziomie.W celu przeprowadzenia walcowania na zimno, 5 cienkich blach poddano walcowaniu na zimno, jak opisano ponizej, aby zilustrowac wynalazek, natomiast pozostale 5 cienkich blach poddano w celu porów¬ nawczym zwyklemu walcowaniu na zimno walcami nierowkowanymi. Pierwsze 5 cienkich blach walco¬ wano na zimno, stosujac dodatkowo do zwyklego walca nierówkowanego dwa typy walców bruzdowych.Jeden typ walców bruzdowych jest uzyty do walcowania na zimno blachy o grubosci 2,3 mm do grubosci l,60mm i ma rowki w ksztalcie „V", o kacie rozwarcia 90°, glebokosci 0,25mm i odstepach rowków 3,5 mm; rowki sa ulozone we wzór o ukosnych i przerwanych rysach skrzyzowanych ze soba pod katem 20° do kierunku pionowego do osi walca. Walce maja srednice 130mm. Cienka blacha stalowa o grubosci 2,3mm jest walcowana na zimno przez pare powyzszych walców bruzdowych do maksymalnej grubosci l,60mm, po czym walcowana na zimno przez nastepne walce bruzdowe do grubosci 0,85mm. Tenostatni typ walców bruzdowych ma nastepujace uksztaltowanie rowków: ksztalt „V", o kacie rozwarcia 120°, glebokosci 0,15mm, i odstepach rowków 2,0mm, przy czym rowki sa ulozone we wzór o ukosnych i przerwanych rysach skrzyzowanych ze soba pod katem 25° do kierunku pionowego do osi walca. Walce maja srednice 130mm i walcowanie prowadzi sie za pomoca pary walców bruzdowych tego typu.W ten sposób blache o grubosci 2,3 mm poddano walcowaniu na zimno do grubosci 0,85 mm na powyzszych dwóch typach walców bruzdowych nadajacych blasze wzór powierzchni rowkowanej. Nastep¬ nie blache walcowano na zimno do grubosci 0,30 mm na zwyklych walcach gladkich, dla uzyskania prawie takiej samej cienkiej blachy, jak po walcowaniu blachy na zimno tylko walcami gladkimi. Magnetyczne wlasciwosci powyzszych dwóch grup produktów (a) i (b) pokazano w nastepujacej tablicy: Tablica Grupa (a) Wedlug wynalazku Grupa (b) Porównanie B, (Wb/m2) 1,93-1,95 (przecietnie 1,94) 1,93-1,95 (przecietnie 1,94) W17/50 (WAg) 0,98-1,05 (przecietnie 1,02) 1,07-1,21 (przecietnie 1,12) Powyzsze dwie grupy produktów poddano trawieniu celem wywolania wtórnej rekrystalizacji ziarna.Fig. 5(a) przedstawia orientacje poszczególnych ziaren naniesionVch figur bieguna {100} i widok ziaren w grupie (a), a fig. 5(b) pokazuje to samo w grupie (b).Wykazano takim samym pomiarem jak w przykladzie I, ze sila rozciagania w kierunku walcowania uzyskana przez warstwe szkliwopodobna lub warstwe rozciagajaca wytworzona na produktach wynosi okolo 800 G/mm2 w obu grupach produktów (a) i (b). Wielkosc ziaren w obu grupach produktów jest nie wieksza niz50nm.Orientacja ziarna produktów w grupie (a) walcowanych na zimno bruzdowymi zawierala nie tylko zwykle ziarna majace orientacje Gossa, lecz równiez szereg ziaren majacych orientacje Gossa obrócona i rozproszona w kierunku walcowania.111192 7 Te ziarna majace rozproszona orientacje {h,k,o}<001 stanowia wtórnie rekrystalizowane ziarna o odpowiednio malym wymiarze, które sa rozproszone wokól ziaren orientacji Gossa majacych odpowiednio duza wielkosc.Reasumujac, produkt grupy (a) walcowany na zimno za pomoca walców bruzdowych wedlug tego wynalazku, pokazuje doskonaly wskaznik stratnosci na rdzeniu, tak jak W17/50 — przecietnie 1,02 W/kg.Zatem, wyniki przedstawionego wynalazku sa bardzo godne uwagi w porównaniu do typowych materialów magnetycznych.Przyklad III. Wlewek ciagly plaski o nizej podanym skladzie byl ogrzewany i walcowany na goraco na cienka blache stalowa walcowana na goraco, o grubosci 2,3 mm. Sklad wlewek by nastepujacy: C — 0,053%; Si — 2,95%; Mn — 0,07%; S — 0,023%; Al — 0,028%; N — 0,007%; reszta Fe i nieuniknione zanieczyszczenia.Nastepnie cienka blache stalowa walcowana na goraco ogrzewano w temperaturze 1120°C w ciagu 2 minut, oziebiono w atmosferze powietrza i szybko, spryskujac woda, ochlodzono z temperatury 950°C do temperatury bliskiej pokojowej. Cienka blache tak ochlodzona poddano trawieniu, po czym poddano walcowaniu na zimno w pojedynczym etapie do koncowej grubosci 0,30mm i poddano odweglaniu przez wyzarzenie w temperaturze 850°C w ciagu 3 minut w przeplywie mieszaniny 75% wodoru i 25% azotu (temperatura rosy 60°C).Po wyzarzeniu odweglajacym cienka blache pokryto ciecza usuwajaca zgorzeline o skladzie: wody — 1000ml, MgO — 100g, Ti02 — 5g, Na2S23 — 0,5 g. Nastepnie poddano koncowemu wyzarzeniu w nastepujacych warunkach: do temperatury 900°C w atmosferze 75% wodoru i 25% azotu, z szybkoscia ogrzewania 20°C/h; pomiedzy 900°C i 1050°C w atmosferze 75% wodoru i 25% azotu, z szybkoscia ogrzewania 5°C/h; pomiedzy 1050°C i 1200°C w 100% wodoru, z szybkoscia ogrzewania 20°C/h; 1200°C utrzymywano w ciagu 20 godzin w 100% wodoru.Podobna warstwe izolacyjna i w podobnych warunkach jak w przykladzie II wytworzono na cienkiej blasze. Otrzymana blacha wykazala bardzo dobre wskazniki stratnosci na rdzeniu, jak Bi= 1,96 T i W17/50 = 0,94 W/kg. Makrostruktura cienkiej blachy jest przedstawiona na fig. 6(a) w porównaniu z fig. 6(b) pokazujaca makrostrukture podobnej cienkiej blachy poddanej zwyklemu koncowemu wyzarzaniu przez ogrzewanie do temperatury 1200°C; przy stalej szybkosci grzania 20°C/h. Magnetyczne wlasciwosci cienkiej blachy w celu porównania wykazuja: B« = 1,94 T i W17/50= 1,05 W/kg. Figura bieguna {100} cienkiej blachy pokazana na fig. 6(a) jest pokazana na fig. 7.Struktura cienkiej blachy wytworzonej wedlug tego przykladu charakteryzuje sie tym, ze wiekszosc wiekszych ziaren (lOnm lub powyzej) jest bardzo zblizona do orientacji Gossa {110}<001 i ziarna te sa pochylone o 5° wokól orientacji Gossa, podczas gdy wiekszosc mniejszych ziaren (mniejsze niz 10nm) sa obrócone w zakresie od 5° do 20° wokól osi <001. PL PL PL