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Dokumentenidentifikation DE3875676T2 18.03.1993
EP-Veröffentlichungsnummer 0305966
Titel Verfahren zur Herstellung von kornorientierten Stahlblechen mit Metallglanz und ausgezeichneter Stanzbarkeit.
Anmelder Nippon Steel Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Nakayama, Hisanobu Nippon Steel Corp. Yawata;
Tanaka, Osamu Nippon Steel Corp. R&D Lab.-I;
Yasumoto, Hiromichi Nippon Steel Corp. Yawata;
Senoo, Seiichi Nippon Steel Corp. Yawata W;
Zaizen, Youichi Nippon Steel Corp. Yawata W;
Yamazaki, Kouji Nippon Steel Corp. Yawata Wor, Kitakyushu City Fukuoka Pre., JP
Vertreter Vossius, V., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Tauchner, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Heunemann, D., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Rauh, P., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Hermann, G., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Schmidt, J., Dipl.-Ing.; Jaenichen, H., Dipl.-Biol. Dr.rer.nat., Pat.-Anwälte; Tremmel, H., Rechtsanw., 8000 München
DE-Aktenzeichen 3875676
Vertragsstaaten BE, DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 30.08.1988
EP-Aktenzeichen 881141295
EP-Offenlegungsdatum 08.03.1989
EP date of grant 04.11.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 18.03.1993
IPC-Hauptklasse C21D 1/70
IPC-Nebenklasse C21D 3/04   C21D 8/12   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von glasfreiem, kornorientierten Elektrostahlblech mit Metallglanz und insbesondere ein Stahlblech mit ganz hervorragender Stanzbarkeit.

Kornorientiertes Elektrostahlblech wird im allgemeinen folgendermaßen hergestellt: Eine Siliziumstahlbramme mit einem Siliziumgehalt von 4,0% oder darunter wird warmgewalzt, wahlweise geglüht, einer oder zwei Kaltwalzungen oder mehreren Kaltwalzungen alternierend mit Zwischenglühen unterzogen und dann auf die Blechenddicke kaltgewalzt. Sie wird dann einem Decarbonisierungsglühen unterzogen, damit eine SiO&sub2;-haltige Oxidschicht auf ihrer Oberfläche entsteht, worauf ein hauptsächlich aus MgO bestehender Glühseperator aufgebracht und getrocknet wird. Das Blech wird dann zu einem Bund gewickelt und einem Hochtemperaturendglühen unterzogen. Infolgedessen wird die Ausbildung von Goss-Struktur aufweisenden Rekristallisationskörnern gefördert, und es bildet sich eine Glasschicht auf der Blechoberfläche aus. Bei Bedarf wird eine Isolierbeschichtungsflüssigkeit auf das Blech aufgebracht und dann eingebrannt, so daß sich eine Isolierschicht darauf ausbildet.

Kornorientiertes Elektrostahlblech wird als Material für Eisenkerne für Dynamos, Transformatoren und anderen elektrischen Ausrüstungen verwendet. Normalerweise wird ein solcher Kern hergestellt, indem das Blech unter Verwendung eines Stahlwerkzeuges zu entsprechend geformten Kernblechen gestanzt oder geschert wird und die Kernbleche dann zu einem Kern zusammengepackt werden. Bei der Herstellung eines Eisenkerns für einen Turbinengenerator beläuft sich die Anzahl der benötigten Kernbleche beispielsweise auf 100 000 bis 200 000. Außerdem ist es erforderlich, die Höhe des Stanzgrates dieser Bleche so in Grenzen zu halten, daß beispielsweise 15 um nicht überschritten werden. Das ist wichtig, damit ein abnormer Anstieg der Kernverluste verhindert wird, der darauf zurückzuführen ist, daß die Ränder der Kernbleche gekürzt wurden, nachdem sie zum Kern zusammengepackt worden sind.

Die Oberfläche von kornorientiertem Elektrostahlblech wird mit einer Glasschicht oder mit zweierlei, nämlich einer Glasschicht und einer Isolierschicht, beschichtet. Da die Glasschicht sehr hart ist, erhöht sie den verschleiß des Werkzeugs beim Stanzvorgang. Aus diesem Grunde tritt nach mehreren Tausend Stanzvorgängen mitunter ein Stanzgrat auf, und es wird erforderlich, das Werkzeug nachzuschleifen oder es durch ein neues zu ersetzen. Dies führt zu einer starken Verringerung der Arbeitseffizienz und zu einem Anstieg der Unkosten.

Ein Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Stahlblech mit Metallglanz wird beispielsweise in der veröffentlichten, ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 53(1978)-22113 offenbart. Nach diesem offenbarten Verfahren beträgt die Dicke der beim Decarbonisierungsglühen erzeugten Oxidschicht nicht über 3 um, und feines Aluminiumoxidpulver, vermischt mit 5-40% hydratiertem mineralischen Silikapulver, wird als Glühseperator verwendet. Nach dem Aufbringen dieses Separators wird das Stahlblech endgeglüht. Dieses Verfahren hat bestimmte positive Auswirkungen, z. B. daß eine dünne Oxidschicht erzielt wird, durch das vorhandene hydratierte mineralische Silikamaterial die Ausbildung einer gut abtrennbaren Glasschicht möglich wird und das Produkt einen metallischen Glanz bekommt.

Als bekannter Glühseparator, der die Ausbildung einer Glasschicht unterdrückt, gilt der in der veröffentlichten, ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 55 (1980)-89423 offenbarte, die einen Glühseparator verwendet, der aus feinem Aluminiumoxidpulver, vermischt mit 5-30% hydratiertem mineralischen Silikapulver, einer Sr-Verbindung, einer Ba-Verbindung, Kalziumoxid und Kalziumhydroxid besteht, wobei der Glühseparator vor dem Endglühen auf das Stahlblech aufgebracht wird. Als weiterhin bekannt gilt das in der veröffentlichten, ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 56(1981)-65983 offenbarte, die einen Glühseparator verwendet, der aus Aluminiumhydroxid, vermischt mit 20 Gew.-Teilen eines Verunreinigungen entfernenden Zusatzes und 10 Gew.-Teilen eines Unterdrückungsmittels, besteht, wobei der Separator auf das Stahlblech aufgebracht wird, damit eine dünne Glasschicht mit einer Dicke von maximal 0,5 mm entsteht.

Ferner offenbart die veröffentlichte, ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 59(1984)-96278 einen Glühseparator aus Al&sub2;O&sub3;, der gegenüber dem SiO&sub2; in der während des Decarbonisierungsglühens entstandenen Oxidschicht und dem zwecks Verringerung der Reaktionsfähigkeit bei über 1 300ºC kalzinierten MgO eine geringe Reaktionsfähigkeit besitzt. Nach US-A-3265600 und US-A-3125473 wird die Stanzbarkeit durch Entfernen der Forsterit-Glasschicht verbessert. Dieses Verfahren hat dadurch eine positive Wirkung, daß es die Ausbildung einer Forsterit- Schicht (Glasschicht) unterdrückt.

Unter echten Produktionsbedingungen kommt es jedoch mitunter beispielsweise zu Schwankungen beim Taupunkt oder bei der Bildung der Gasatmosphäre während des Decarbonisierungsglühens. Es treten auch lokale Schwankungen bei der Dicke der Oxidschicht auf, die sich auf der Oberfläche des Stahlblechs ausgebildet hat. Ferner unterliegt das Stahlblech selbst, je nach Vorgeschichte, Oxidationsschwankungen bezüglich der Länge bzw. der Breite. Andererseits sind Verfahren zur Entfernung von Glasschichten bekannt, schließen aber das Risiko ein, daß die Entfernung nicht gleichmäßig erfolgt. Jedenfalls gibt es bis heute kein Verfahren für die folgerichtige Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech mit Metallglanz.

Zusammenfassung der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von kornorientiertem Stahlblech mit Metallglanz und ausgezeichneter Stanzbarkeit gemäß Patentanspruch 1 bereitzustellen. Bevorzugte Ausführungsformen des beanspruchten Verfahrens ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ausführliche Beschreibung der Erfindung

Bei der Herstellung von kornorientiertem Elektrostahlblech folgen auf das Warmwalzen ein wahlweises Glühen, eine oder zwei Kaltwalzungen oder mehrere Kaltwalzungen alternierend mit Zwischenglühungen, Kaltwalzen auf die Blechenddicke, Decarbonisierungsglühen, Aufbringen eines Glühseparators, Aufwickeln zu einem Bund und Endglühen. Die Erfindung beschreibt nicht die Bestandteile des Stahls im einzelnen oder die Schritte bis dahin, wo das Stahlblech auf die Enddicke gewalzt wird. Diese können frei gewählt werden.

Das kornorientierte Elektrostahlblech, dessen Enddicke durch Kaltwalzen erreicht worden ist, wird decarbonisierungsgeglüht. Durch dieses Decarbonisierungsglühen wird Kohlenstoff aus dem Stahl entfernt, es wird eine Primärrekristalisation bewirkt und eine SO&sub2;-haltige Oxidschicht auf der Oberfläche des Bleches ausgebildet.

Nach dem Decarbonisierungsglühen wird auf das kornorientierte Elektrostahlblech ein Glühseparator aufgebracht. Es ist wichtig, daß der Glühseparator zu diesem Zeitpunkt eine solche Zusammensetzung hat, daß sich während des Endglühens keine Glasschicht ausbildet, sondern die Blechoberfläche statt dessen einen Metallglanz bekommt.

Erfindungsgemäß wird ein Glühseparator verwendet, der aus 100 Gew.-Teilen (im folgenden einfach "Teile" genannt) Magnesiumoxid (MgO), vermischt mit 2-40 Teilen eines oder mehrerer Salze aus der Gruppe solcher Alkalimetalle wie Li, Na, K und Rb und solcher Erdalkalimetalle wie Ca, Ba, Mg und Sr, besteht.

Wird ein Glühseparator verwendet, der aus mindestens zwei Teilen Chlorid eines Alkalimetalls oder eines Erdalkalimetalls, vermischt mit 100 Teilen Magnesiumoxid, besteht, so wird die Reaktion zwischen dem Magnesiumoxid und dem SiO&sub2; während des Endglühens unterdrückt, wobei sich keine Glasschicht bildet. Das Chlorid im Glühseparator zersetzt nämlich das SiO&sub2; in der Oxidschicht. Um diese Wirkung zu erzielen, ist es erforderlich, daß der Glühseparator mindestens zwei Teile Chlorid pro 100 Teile Magnesiumoxid enthält. Ist weniger Chlorid enthalten, bildet sich eine haftende Glasschicht aus, oder es bildet sich eine Glasschicht an bestimmten Stellen aus, was zu einem ungleichmäßigen äußeren Erscheinungsbild und zu einer Verschlechterung der Qualität des Produktes führt. Wenn andererseits die Menge des mit Magnesium vermischten Chlorids zu groß ist, kommt es beim Endglühen zum Zusammenkleben. Außerdem wird es da, wo sich nach Aufbringen einer Isolierbeschichtungsflüssigkeit und einem nachfolgenden Einbrennvorgang eine Isolierschicht ausbilden soll, schwierig, den Glühseparator im vorausgehenden Leichtbeizungsschritt zu entfernen. Um diese Probleme auszuschließen, wird der Chloridgehalt auf höchstens 40 Teile festgelegt.

Wenn dieser Glühseparator auf kornorientiertes Elektrostahlblech mit diesem Glühseparator aufgebracht und das Blech endgeglüht ist, ist das Blech über die gesamte Länge ohne Glasschicht, wobei Dickenschwankungen, die die Oxidschicht während des Decarbonisierungsglühens möglicherweise aufweist, nicht verhindert werden können, und hat Metallglanz sowie eine hervorragende Stanzbarkeit.

Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine zu geringe Glühtemperatur dazu führt, daß die für die Decarbonisierung erforderliche Zeit unpraktikabel lang wird und möglicherweise nur eine unvollständige Decarbonisierung stattfindet, wird die Glühtemperatur auf mindestens 800ºC festgelegt. Da andererseits eine zu hohe Temperatur die Decarbonisierung behindert und die ausgebildete Oxidschichtmenge vergrößert, die wiederum die Wahrscheinlichkeit einer nach dem Endglühen zurückbleibenden, ungleichmäßigen Glasschicht erhöht, wird diese Temperatur ferner auf höchstens 850ºC festgelegt. Obwohl keine Notwendigkeit dafür besteht, die Decarbonisierungsglühzeit vorzuschreiben, beträgt sie vorzugsweise 90-180 Sekunden. Das Glühen wird in einer Atmosphäre mit H&sub2;, N&sub2;&sub1; Ar, H&sub2;O und einer kleinen Menge CO und CO&sub2; durchgeführt. Es ist wichtig, die Oxidationsrate mit dieser Gasatmosphäre zu steuern. Ist die Oxidationsrate PH&sub2;O/PH&sub2; zu niedrig, so findet eine unzureichende Decarbonisierung statt, was eine negative Wirkung auf die elektrischen Eigenschaften des Bleches hat. Daher wird PH&sub2;O/PH&sub2; auf mindestens 0,25 festgelegt. Ist die Oxidationsrate zu hoch, so bildet sich eine große Oxidschichtmenge aus, und es ist wahrscheinlich, daß nach dem Endglühen eine unregelmäßige Glasschicht zurückbleibt. Daher ist die obere Grenze bei dieser Rate auf 0,55 festgelegt worden.

Nach dem Endglühen wird das kornorientierte Elektrostahlblech einem Planierungsglühen unterzogen, um es zur Blechform zu strecken. Zu diesem Zeitpunkt bildet sich eine Oxidschicht auf der Blechoberfläche mit Metallglanz aus, obwohl alle Anstrengungen darauf gerichtet sind, die Atmosphäre so trocken wie möglich zu halten. Diese Oxidschicht verschlechtert sowohl die Stanzbarkeit als auch die elektrischen Eigenschaften des Bleches.

Es wurden Experimente durchgeführt, um eine Möglichkeit zur Beseitigung dieses Problems zu finden, und es wurde festgestellt, daß eine deutliche Verbesserung der Stanzbarkeit und gute elektrischen Eigenschaften dadurch erreicht werden können, daß man auf die Oberfläche des kornorientierten Metallglanz-Elektrostahlbleches eine anorganische Beschichtung aufbringt, dann Planierungsglühen durchführt und danach eine organische Beschichtung auf die Blechoberfläche aufbringt.

Als anorganische Beschichtung kann eine benutzt werden, die aus einem oder mehreren, beispielsweise, Phosphaten wie Phosphorsäure, Aluminiumphosphat, Magnesiumphosphat, Kalziumphosphat, Zinkphosphat und Manganphosphat, Chromaten wie Chromsäure, Magnesiumchromat, Aluminiumchromat, Kalziumchromat und Zinkchromat, Dichromat und Kolloidsilika besteht. Das Beschichtungsgewicht beträgt vorzugsweise 0,5-2,5 g/m². Der anorganischen Beschichtung kann Borsäure, Borat oder Silikat hinzugefügt werden.

Nach dem Aufbringen der anorganischen Beschichtung wird Planierungsglühen bei 800-870ºC durchgeführt. Dieser Temperaturbereich ist als der effektivste für das Strecken zur Blechform ausgewählt worden. Da das Stahlblech erfindungsgemäß mit der oben erwähnten Beschichtung bedeckt ist, ist es absolut nicht von Oxidation durch die Gasatmosphäre betroffen, was zu verbesserter Stanzbarkeit führt und gute elektrische Eigenschaften garantiert.

Als nächstes wird die organische Isolierbeschichtung auf das Blech aufgebracht und bei beispielsweise 250-350ºC eingebrannt, so daß sich eine Isolierschicht ausbildet. Als organische Beschichtung kann beispielsweise eine Akrylbeschichtung oder eine aus Styrol, Polyvinyl, Melamin, Phenol, Silizium, Vinylazetat, Epoxid oder ähnlichem verwendet werden. Ein organisches Beschichtungsmittel, vermischt mit einem anorganischen Beschichtungsmittel, ist auch verwendbar. Durch die Verwendung einer organischen Beschichtung allein wird die Stanzbarkeit des kornorientierten Elektrostahlbleches verbessert. Eine weitere dramatische Verbesserung der Stanzbarkeit kann jedoch dadurch erreicht werden, daß man zuerst die Ausbildung einer Oxidschicht durch das Aufbringen einer anorganischen Beschichtung verhindert und dann weiterhin die organische Beschichtung aufbringt und einbrennt.

Für das Aufbringen des Glühseparators auf das kornorientierte Elektrostahlblech kann jedes Verfahren verwendet werden. Er kann z. B. in Form einer Schlemme oder durch elektrostatischen Farbauftrag aufgebracht werden.

Beispiel 1

Ein kornorientiertes Elektrostahlblech, bestehend aus 0,046% C, 3,12% Si, 0,057% Mn, 0,022% S einerseits sowie Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen andererseits, wurde auf eine Dicke von 2,3 mm warmgewalzt. Das warmgewalzte Blech wurde dann zweimal auf eine Blechdicke von 0,35 mm kaltgewalzt, wobei zwischen den beiden Kaltwalzungen ein dreiminütiges Zwischenglühen bei 980ºC durchgeführt wurde. Das kaltgewalzte Blech wurde dann bei einer feuchten Wasserstoffatmosphäre einem Decarbonisierungsglühen unterzogen. Als nächstes wurden auf die Probenbleche Glühseperatoren aufgebracht, deren Zusammensetzung in Tab. 1 dargestellt ist, und die Bleche wurden einem 20-stündigen Endglühen bei 1 200ºC unterzogen. Beim darauffolgenden Dauerwärmeplanierungsschritt wurde eine Phosphatbeschichtung plus Kolloidsilika auf die Probenbleche aufgebracht und eingebrannt, und zwar in einer solchen Menge, daß ein Beschichtungsgewicht nach Einbrennen von 2 g/m² erreicht wurde.

Die dabei entstehenden Probenbleche wurden auf ihr äußeres Erscheinungsbild, Stanzbarkeit und elektrische Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tab. 1 dargestellt.

Tabelle 1
Probe Nr. Glühseparator (Gew.-teile) MgO Al&sub2;O&sub2; Zusätze Äußeres Erscheinungsbild Stanzbarkeit** (nach Beschichtung mit Phosphat) Magnet. Eigenschaften Bemerkungen Keinerlei Glasschicht; gleichmäßiger Metallglanz Erfindung Vergleichsprobe Vollständige Glasschicht Vergleichsprobe Metallglanz, jedoch leicht unregelmäßig

* Anzahl dere Stanzungen mit einem Stahlwerkzeug mit 5 mm Durchmesser vor Erreichung einer Stanzgrathöhe von 50 um

Wie aus Tab. 1 hervorgeht, waren alle Probenbleche, die unter Verwendung eines aus den erfindungsgemäßen, in Gewichtsanteilen ausgewiesenen Bestandteilen (Nr. 1-7) bestehenden Glühseparators hergestellt worden sind, ohne Glasschicht, hatten Metallglanz und waren gut stanzbar, und zwar nicht nur im Vergleich zur Vergleichsprobe Nr. 1, das unter Verwendung eines herkömmlichen Glühseparators zum Aufbringen einer vollständigen Beschichtung hergestellt worden ist, sondern auch zur Vergleichsprobe Nr. 2, das unter Verwendung eines Glühseparators, der behauptungsgemäß keine Substratbeschichtung erzeugt.

Außerdem hatten die Probenbleche, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt worden sind, gute elektrische Eigenschaften (Magnetflußdichte B&sub1;&sub0; und Kernverluste W17/50). Da das erfindungsgemäße, kornorientierte Elektrostahlblech keinerlei Glasschicht auf der Oberfläche hat, besitzt es nicht nur eine verbesserte Stanzbarkeit, sondern ist auch mit besseren elektrischen Eigenschaften ausgestattet, und zwar dadurch, daß die Bewegung der Magnetdomänenwände während der Magnetisierung erleichtert wird.

Beispiel 2

Es wurde ein 0,35 mm dickes, decarbonisierungsgeglühtes Blech verwendet, das auf die gleiche Weise gewonnen worden ist wie das im Beispiel 1. Auf decarbonisierungsgeglühte Probenbleche wurden Glühseparatoren mit einer in Gewichtsanteilen ausgewiesenen Zusammensetzung nach Tab. 2 mit 8 g/m² pro Seite aufgebracht, und die Bleche wurden dann einem 20-stündigen Endglühen bei 1 200ºC unterzogen. Im darauffolgenden Dauerwärmeplanierungsschritt wurde eine Aluminiumphosphatbeschichtung plus Kolloidsilika mit einem Gewicht von 2 g/m² auf die Probenbleche aufgebracht und eingebrannt. Das äußere Erscheinungsbild, Stanzbarkeit und magnetische Eigenschaften des so gewonnenen Produktes sind in Tab. 2 dargestellt. Die Stanzbarkeit wurde nach dem gleichen Verfahren wie in Beispiel 1 ermittelt.

Tabelle 2
Probe Nr. Glühseparator MgO CaCl&sub2; Äußeres Erscheinungsbild Stanzbarkeit** (nach Beschichtung mit Phosphat) Magnet. Eigenschaften Bemerkungen Vergleichsprobe Gleichmäßige Glasschicht Nahezu keine Glasschicht Keinerlei Glasschicht; freiliegende Körner

Obwohl in dem Fall, wo nur zwei Teile CaCl&sub2; hinzugefügt worden sind, die schwache Ausbildung einer Glasschicht beobachtet wurde, war die Verbesserung der stanzbarkeit dennoch beträchtlich. Die Zugabe von fünf oder mehr Teilen CaCl&sub2; führte zu einem Blech ohne jegliche Glasschicht, mit einer vollständig und gleichmäßig freiliegenden Metalloberfläche, einem guten äußeren Erscheinungsbild und einer äußerst hervorragenden stanzbarkeit.

Beispiel 3

Ein kornorientiertes Elektrostahlblech, bestehend aus 0,045% C, 3,08% Si, 0,060% Mn, 0,024% S einerseits sowie Fe und unvermeidliche Verunreinigungen andererseits, wurde auf eine Dicke von 2,3 mm warmgewalzt. Das warmgewalzte Blech wurde dann zweimal auf eine Blechdicke von 0,35 mm kaltgewalzt, wobei zwischen den beiden Kaltwalzungen ein dreiminütiges Zwischenglühen bei 950ºC durchgeführt wurde. Kaltgewalzte Probenbleche wurden dann unter den Bedingungen nach Tab. 3 einem Decarbonisierungsglühen unterzogen. Auf die Probenbleche wurden Glühseperatoren aufgebracht, deren Zusammensetzung in Tab. 3 dargestellt ist, und die Bleche wurden einem 20-stündigen Endglühen bei 1 200ºC unterzogen. Eine Phosphatbeschichtungsflüssigkeit plus Kolloidsilika wurde in einem Schritt, der auch zum Planierungsglühen diente, auf die Probenbleche aufgebracht und eingebrannt. Die dabei entstandenen Probenbleche wurden auf ihr äußeres Erscheinungsbild, stanzbarkeit und magnetische Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind in Tab. 4 dargestellt.

Tabelle 3
Probe Nr. Decarbonisierungsglühen** Temperatur PH&sub2; O/PH&sub2; Zusätze pro 100 Gew.-Teile MgO Bemerkungen Erfindung Vergleichsprobe Keine Zugabe

* Gleichmäßige Erwärmungszeit: 150 Sekunden

Tabelle 4
No. Äußeres Erscheinungsbild Stanzbarkeit** (nach Beschichtung mit Phosphat) Magnet. Eigenschaften C-Gehalt nach Decarbonisierung Keine gleichmäßige Schicht auf der gesamten Fläche Gewisse Unregelmäßigkeiten an den Rändern; leicht Schichtbildung Gleichmäßige Glasschicht

* Anzahl der Stanzungen mit einem Stahlwerkzeug mit 5 mm Durchmesser vor Erreichung einer Stanzgrathöhe von 50 um

Bei allen Probenblechen, die unter den erfindungsgemäßen Bedingungen 810ºC, PH&sub2;O/PH&sub2; = 0,28, 0,45 und 800ºC, PH&sub2;O/PH&sub2; = 0,35 hergestellt wurden, kam es nicht zur Ausbildung einer Glasschicht, sie hatten alle Metallglanz und ihre Stanzbarkeit war gut. Die Vergleichsmuster dagegen waren gleichmäßig mit einer Glasschicht versehen, und ihre Stanzbarkeit war schlecht. Schlecht war die Stanzbarkeit insbesondere wegen des Auftretens solcher Unregelmäßigkeiten wie Schichtbildung an den Randbereichen und schwache Schichtbildung über die gesamte Fläche bei der Probe Nr. 3, die mit einem zu hohen PH&sub2;O/PH&sub2;-Wert hergestellt worden ist, und bei der Probe Nr. 5, die bei einer zu hohen Temperatur hergestellt worden ist. Ferner brachte die Analyse zur Bestimmung des Kohlenstoffrestgehaltes nach der Decarbonisierung ein Abweichung von der Norm bei der Probe Nr. 5 zutage.

Beispiel 4

Ein kaltgewalztes Blech mit einer Enddicke von 0,35 mm, das wie in Beispiel 3 hergestellt worden ist, wurde 150 Sekunden lang in einer N&sub2;+H&sub2;-Atmosphäre bei einer Oxidationsrate PH&sub2;O/PH&sub2; = 0,35 bei 820ºC decarbonisierungsgeglüht. Auf die so gewonnenen Probenbleche wurden die Glühseparatoren nach Tab. 5 aufgebracht, und die Bleche wurden einem 20-stündigen Endglühen bei 1 200ºC unterzogen. Dann wurden die Probenbleche auf einer kontinuierlichen Beschichtungslinie einer Wärmeplanierung und -behandlung unterzogen, um die Beschichtung, die hauptsächlich aus Kolloidsilika und einem darauf befindlichen Orthophosphat bestand, einzubrennen. Die Eigenschaften des so gewonnenen Produktes sind in Tab. 5 dargestellt.

Tabelle 5
Nr. Zusätze pro 100 Gew.-Teile MgO Äußeres Erscheinungsbild Stanzbarkeit (nach Beschichtung mit Phosphat) Magnet. Eigenschaften Gleichmäßiger Metallglanz auf der gesamten Obefläche fast auf der gesamten Oberfläche Keine (Vergleichsprobe) Gleichmäßige Glasschicht

Beispiel 5

Ein Blech, bestehend aus 0,04% C, 3,1% Si, 0,06% Mn, 0,02% S, 0,001% Al, 0,005% N einerseits sowie Fe und unvermeidlichen Verunreinigungen andererseits, wurde auf 1 400ºC erwärmt und zu einem fertigen, warmgewalzten 21-mm-Bund bearbeitet. Nach dem Beizen wurde das Bund durch Hauptkaltwalzen auf 0,75 mm gebracht, einem 60 Sekunden dauernden Zwischenglühen bei 950ºC unterzogen und durch Endkaltwalzen auf 0,35 mm gebracht. Das kaltgewalzte Blech wurde bei 840ºC decarbonisierungsgeglüht, mit MgO, das 10 Gew.-% CaCl&sub2; enthielt, beschichtet und endgeglüht. Das Blech wurde dann mit Wasser gewaschen, um MgO zu entfernen, und einem Planierungsglühen (850ºC, 90 Sekunden lang) und einer Isolierbeschichtung (300ºC, 10 Sekunden lang) unterzogen. Danach wurden die Probenbleche nach den folgenden vier Varianten behandelt:

Fall 1 Auf das Probenblech wurde eine anorganische Aluminiumphosphatbeschichtung aufgebracht, wobei das Beschichtungsgewicht nach Trocknung 2 g/m² betrug, und dann wurde das Blech planierungsgeglüht.

Fall 2 Das Probenblech wurde in einer trockenen Atmosphäre mit 98% N&sub2; plus 2% H&sub2; planierungsgeglüht, es wurde eine organische Beschichtung, bestehend aus einer Magnesiumphosphatgrundlage mit organischem Akryl, mit einem Beschichtungsgewicht von 2 g/m² aufgebracht und eingebrannt.

Fall 3 Auf ein Probenblech, das wie im Fall 1 behandelt worden ist, wurde eine organische Beschichtung, bestehend aus einer Magnesiumphosphatgrundlage mit organischem Akryl, mit einem Beschichtungsgewicht von 2 g/m² aufgebracht und eingebrannt.

Fall 4 Auf ein Probenblech, das wie im Fall 1 behandelt worden ist, wurde eine organisches Epoxidharz mit einem Beschichtungsgewicht von 2 g/m² aufgebracht und eingebrannt.

Die so gewonnenen Probenbleche wurden auf Stanzbarkeit und elektrische Eigenschaften geprüft. Die Ergebnisse sind in Tab. 6 dargestellt.

Tabelle 6
Nr. Stanzbarkeit Magnetische Eigenschaften Bemerkungen Anzahl der Stanzungen vor Erreichung einer Stanzgrathöhe von 30 um Vergleichsprobe Erfindung

Stanzbedingungen: Stahlwerkzeug; Stanzdurchmesser 5 mm; Ziehspalt 9%; Hubzahl 400/min

Während die Vergleichsproben mit einer gleichmäßigen Glasschicht versehen waren und ihre stanzbarkeit schlecht war, waren die erfindungsgemäßen Probenbleche ohne Glasschicht, hatten Metallglanz und verfügten über eine ausgezeichnete Stanzbarkeit.


Anspruch[de]

1. Verfahren zum Herstellen von kornorientiertem Elektrostahlblech mit Metallglanz durch Decarbonisierungsglühen eines auf die Enddicke kaltgewalzten kornorientierten Elektrobleches, Beschichten des decarbonisierungsgeglühten Bleches mit einem Glühseparator und Endglühen des Bleches, mit den folgenden Verfahrensschritten:

a) Decarbonisierungsglühen bei einer Temperatur von 800 bis 850ºC in einer Atmosphäre mit einem PH&sub2;O/PH&sub2;- Verhältnis von 0,25 bis 0,55, um eine SiO&sub2;-enthaltende Oxidschicht auf der Blechoberfläche zu erzeugen,

b) Beschichten mit einem Glühseparator, enthaltend 100 Gew.-Teile Magnesiumoxid vermischt mit 2 bis 40 Teilen von einem oder mehreren Chloriden aus der Gruppe der Alkalimetalle und Erdalkalimetalle,

c) Endglühen, um das Blech mit einem glasfreien Metallglanz zu versehen,

d) Beschichten der Oberfläche des endgeglühten Bleches mit einer anorganischen Beschichtung,

e) Planierungsglühen und

f) Beschichten des planierungsgeglühten Bleches mit einer im wesentlichen organischen Beschichtung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die im wesentlichen organische Beschichtung im Schritt f) aus einem anorganischen Beschichtungsmittel als Basis besteht, der ein organisches Beschichtungsmittel zugemischt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Alkalimetall ein oder mehrere Mitglieder aus der Gruppe enthaltend Li, Na, K und Rb und das Erdalkalimetall ein oder mehrere Mitglieder aus der Gruppe enthaltend Ca, Ba, Mg und Sr umfaßt.

4. Glasfreies, kornorientiertes Elektrostahlblech mit Metallglanz und ausgezeichneter Stanzbarkeit, herstellbar durch das Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3.







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