PL117770B1 - Method for the fabrication of electromagnetic silicon steel with high magnetic permeabilityi s vysokojj magnitnojj pronicaemost'ju - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia elektromagnetycznej stali krzemowej o duzej przenikalnosci magnetycznej, bedacej stala o tek¬ sturze Gossa.Z opisu patentowego St. Zjedn. Ameryki nr 3054732 znany jest sposób elektrolitycznego pokry¬ wania stali krzemowej podkladowa powloka ognio¬ trwala. W sposobie tym, stal stanowi katode elek- trolizera, w którym elektrolizie poddaje sie wodny roztwór zawierajacy co najmniej jeden zwiazek typu rozpuszczalnej w wodzie soli wapnia, magne¬ zu, manganu lub glinu. Wytworzona tym sposo- sem powloka przylega do stali znacznie lepiej niz powloki zawiesinowe i ma lepsze wlasciwosci izo¬ lacyjne.Z opisów patentowych St. Zjedn. Ameryki nr 3676227, 3700506 i 3945862, a takze z innych zródel literaturowych, znane sa powloki zawiesinowe za¬ wierajace bor. Powloki zawiesinowe róznia sie jed¬ nak znacznie od powlok galwanicznych. Ksztalt czastek powloki nanoszonej elektrolitycznie jest in¬ ny niz ksztalt czastek w powloce zawiesinowej.Inny charakter ma równiez reakcja miedzy po¬ wloka i jej podlozem. Powloki zawiesinowe sa bar¬ dzo kruche przed operacja wyzarzenia, podczas gdy powloki galwaniczne nie wykazuja kruchosci. Z dru¬ giej strony, powloki galwaniczne wytwarzaja pod-, czas wyzarzania tekstury znacznie wiecej wody.Obecnie stwierdzono, ze stosujac sposób wedlug wynalazku otrzymuje sie stal krzemowa wykazu- u ts 20 jaca wszelkie korzystne cechy stali pokrytej powlo¬ ka galwaniczna, a przy tym bedaca stala o tekstu¬ rze Gossa, majaca duza przenikalnosc magnetyczna.Sposób wedlug wynalazku obejmuje sporzadza¬ nie stopu stali krzemowej zawierajacego wagowo do 0,07% wegla, do 0,24% manganu, do 0,09% takiego pierwiastka jak selen lub siarka, do 0,05% glinu, do 0,02% azotu, do 1,0% miedzi i 2,5—4,0% krzemu, odlewanie stali, walcowanie na goraco, walcowanie na zimno w jednym lub kilku przepustach, norma¬ lizowanie miedzyoperacyjiie gdy stosuje sie dwa lub wiecej niz dwa przepusty walcowania na zim¬ no, odweglanie, nanoszenie ogniotrwalej powloki tlenkowej i koncowe wyzarzanie tekstury, przy czym nanoszenie powloki na stal prowadzi sie dro¬ ga elektrolizy wodnego roztworu zawierajacego jako glówny skladnik co najmniej jeden zwiazek, taki jak rozpuszczalna w wodzie sól wapnia, ma¬ gnezu lub glinu, stosujac stal jako katode, po czym pokryta powloka stal usuwa sie z roztworu i wy¬ grzewa sie te stal w podwyzszonej temperaturze, a cecha tego sposobu jest to, ze do elektrolitu do¬ daje sie bor i elektrolitycznie wytwarza sie na stali scisle przylegajaca powloke wodorotlenku metalu stanowiacego kation rozpuszczalnej w wodzie Soli, zawierajaca bor w ilosci co najmniej 3 czesci na milion w przeliczeniu na wage stali, Na ogól ilosc boru w powloce nie przewyzsza 100 czesci na milion. Ogniotrwala powloka tlenkowa tworzy sie podczas wygrzewania pokrytej powloka UT 7703 11T 770 4 stali w podwyzszonej temperaturze, przy czym za¬ zwyczaj ma to miejsce podczas koncowego wyza¬ rzania tekstury.Metody prowadzenia znanych etapów procesu nie maja decydujacego znaczenia dla istoty wynalazku i moga byc zgodne z opisanymi w wyzej podanych opisach patentowych, a takze w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 3855020. Okreslenie „odle¬ wanie" obejmuje takze ciagle procesy odlewania..Zakresem wynalazku objeta jest równiez obróbka cieplna tasm walcowanych na goraco.Przenikalnosc magnetyczna stali wytworzonej sposobem wedlug wynalazku wynosi co najmniej 23738•10-TTV(A/m) w polu magnetycznym o nate¬ zeniu 7,96*10* A/m.Jakkolwiek istnieje podstawa do przypuszczenia, ze sposobem wedlug wynalazku wytwarzac mozna stale krzemowe ze stopów o dowolnym skladzie, szczególnie korzystny jest stop zawierajacy wagowo 0,02—0,07% wegla, 0,01—0,24% manganu, 0,005—0,09% takiego pierwiastka jak siarka lub selen, 0,015— —0,05% glinu, do 0,02%.azotu,.do 1,0% miedzi, 2,5— —4,0% krzemu i zelazo jako reszte.Korzystnym elektrolitem jest roztwór zwiazku wapnia i/lub magnezu zawierajacy bor, przy czym bor moze byc zwiazany chemicznie lub fizycznie.Korzystnym zwiazkiem jest zwiazany z borem tle¬ nek magnezowy. Elektrolit moze równiez zawierac inne substancje, np. inhibitory wzrostu ziarn, takie jak siarka. Stosuje sie dodatek kwasów, np. kwa¬ su octowego, które reagujac ze zwiazkami tworza rozpuszczalne w wodzie sole. Podczas nakladania powloki wodorotlenkowej wartosci pH elektrolitu powinna wynosic co najmniej 7. Temperatura elek¬ trolitu wynosi zazwyczaj co najmniej 48,9°C.Sposób wedlug wynalazku ilustruje ponizszy przyklad.Pr z y k l a d. Odlewa sie wlewek stali krzemo¬ wej i poddaje go obróbce prowadzacej do otrzyma¬ nia stali krzemowej o teksturze Gossa. Sklad wa¬ gowy stopu jest nastepujacy: wegiel 0,055% mangan 0,13 % siarka 0,043* glin 0,0029% azot 0,0055% -¦-¦-: róiedi 0,19% \ : ¦ :.'-¦ bor 0,00a4% ¦ - .krzem -2,92% zelazo reszta Obróbka obejmuje kilkugodzinne wygrzewanie w podwyzszonej temperaturze, walcowanie na go¬ raco do grubosci nominalnej 0,2 cm, normalizowa¬ nie walcowanej na goraco tasmy, walcowanie na zimno na ostateczna grubosc tasmy, odweglanie, nanoszenie ogniotrwalej powloki tlenkowej i kon¬ cowe wyzarzanie tekstury.Podkladowa ogniotrwala powloke tlenkowa na¬ klada sie prowadzac elektrolize z uzyciem stali jako katody, usuwajac stal z roztworu i wygrzewajac pokryta powloka stal w podwyzszonej temperatu¬ rze. Elektrolit sporzadza sie mieszajac 24,1 ml kwa¬ su octowego, 3,5 g zwiazanego z borem tlenku ma¬ gnezowego i 976 ml Wody, Zwiazany z borem tlenek magnezowy zawiera 0,14% boru. Pokrywanie stali powloka prowadzi sie przy gestosci pradu 0,044 ampera/cmf, w temperaturze 65,6°C. Powloka za¬ wiera okolo 6 czesci na milion boru w przeliczeniu na wage stali.Osiem próbek stali (próbki A-H) poddaje sie ba¬ daniom na przenikalnosc magnetyczna i straty w . rdzeniu. Wyniki badan przedstawia tabela 1.Tabela 1 10 15 20 25 35 40 45 50 55 60 Prób¬ ka A B C- D •-E F G H Grubosc tasmy (cm 0,0297 0,0292 0,0289 0,0287 0,0295 0,0289 0,0289 0,0289 Przenikalnosc magnetyczna w polu magne¬ tycznym o nate¬ zeniu 7,96* 10* A/m wT/(A/m)-10-* 24391,5 23379 24316,2 23813,8 24316,2 24316,2 24316,2 24140,3 Straty w rdzeniu przy 17kB(T) (w watach/ /kg) 1,548 J 1,522 1,524 1,703 1,482 1,476 1,478 1,542 Z danych przedstawionych w tabeli 1 jasno wy¬ nika, iz wprowadzenie boru do elektrolitu jest ko¬ rzystne.W przypadku wszystkich osmiu próbek przeni¬ kalnosc w polu magnetycznym o natezeniu 7,96*10l A/m wynosi powyzej 23738 *10-7 T/(A/m) a dla wiekszosci próbek straty w rdzeniu nie przewyz¬ szaja 1,542 watów/kg przy 17kB(T). Powloki do¬ skonale przylegaja do stali.Trzy inne próbki (próbki I-K) z tego samego wlewka poddaje sie obróbce podobna metoda lecz do elektrolitu nie wprowadza sie boru. Wlasciwosci magnetyczne tych próbek przedstawia tabela 2* . . • . . Tabela 2 Prób¬ ka I J 1 K Grubosc tasmy (cm) 0,0289 0,0289 0,0295 Przenikalnosc magnetyczna w polu magne¬ tycznym o nate¬ zeniu 7,96 -10f A/m wT/(A/m)-10-* 23562,6 23738,4 23675,6 Straty w rdzeniu przy. 17kB(T) (w watach/ fcg) 1,797 1,769 1,795 | 85 Nalezy zwrócic uwage na fakt, ze dla zadnej próbki przenikalnosc nie przewyzsza 23738,4 T/(A/ /m)*10-"T, a straty w rdzeniu sa w przypadku wszy¬ stkich próbek wysokie.Tak wiec wlasciwosci magnetyczne próbek A-H wytworzonych sposobem wedlug wynalazku sa znacznie lepsze od analogicznych wlasciwosci pró¬ bek I-K wytworzonych sposobem znanym.5 117 770 6 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o duzej przenikalnosci magnetycznej, bedacej stala o teksturze Gossa, obejmujacy spo¬ rzadzanie stopu stali krzemowej zawierajacego 2,5—4,0% wagowych krzemu, odlewanie stali, wal¬ cowanie stali na goraco, walcowanie stali na zim¬ no, odweglanie stali, nanoszenie na stal ogniotrwa¬ lej powloki tlenkowej i poddawanie stali koncowe¬ mu wyzarzaniu tekstury, przy czym nanoszenie po¬ wloki na stal prowadzi sie droga elektrolizy wod¬ nego roztworu zawierajacego jako glówny sklad¬ nik co najmniej jeden zwiazek, taki jak rozpusz¬ czalna w wodzie sól wapnia, magnezu, manganu lub glinu, stosujac stal jako katode, po czym po¬ kryta powloka stal usuwa sie z roztworu i wy¬ grzewa sie te stal w podwyzszonej temperaturze, znamienny tym, ze do elektrolitu dodaje sie bor i elektrolitycznie wytwarza sie na stali scisle przy¬ legajaca powloke wodorotlenku metalu stanowia¬ cego kation rozpuszczalnej w wodzie soli, zawiera¬ jaca bor w ilosci co najmniej 3 czesci na milion w przeliczeniu na wage stali. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze * elektrolizie poddaje sie wodny roztwór zwiazku wapnia lub magnezu zawierajacego bor. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze elektrolizie poddaje sie wodny roztwór zwiazanego z borem tlenku magnezowego. w 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stop stali krzemowej zawierajacy wa¬ gowo do 0,07% wegla, do 0,24% manganu, do 0,09% takiego pierwiastka jak siarka lub selen, do 0,05% glinu, do 0,02% azotu i do 1,0% miedzi. u 5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze stosuje sie stop zawierajacy wagowo 0,02—0,07% wegla, 0,01—0,24% manganu, 0,005—0,09% takiego pierwiastka jak siarka lub selen, 0,015—0,05% glinu, do 0,02% azotu, do 1,0% miedzi, 2,5—4,0% krzemu * i zelazo jako reszte. PL PL PL

Claims (5)

1.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania elektromagnetycznej stali krzemowej o duzej przenikalnosci magnetycznej, bedacej stala o teksturze Gossa, obejmujacy spo¬ rzadzanie stopu stali krzemowej zawierajacego 2,5—4,0% wagowych krzemu, odlewanie stali, wal¬ cowanie stali na goraco, walcowanie stali na zim¬ no, odweglanie stali, nanoszenie na stal ogniotrwa¬ lej powloki tlenkowej i poddawanie stali koncowe¬ mu wyzarzaniu tekstury, przy czym nanoszenie po¬ wloki na stal prowadzi sie droga elektrolizy wod¬ nego roztworu zawierajacego jako glówny sklad¬ nik co najmniej jeden zwiazek, taki jak rozpusz¬ czalna w wodzie sól wapnia, magnezu, manganu lub glinu, stosujac stal jako katode, po czym po¬ kryta powloka stal usuwa sie z roztworu i wy¬ grzewa sie te stal w podwyzszonej temperaturze, znamienny tym, ze do elektrolitu dodaje sie bor i elektrolitycznie wytwarza sie na stali scisle przy¬ legajaca powloke wodorotlenku metalu stanowia¬ cego kation rozpuszczalnej w wodzie soli, zawiera¬ jaca bor w ilosci co najmniej 3 czesci na milion w przeliczeniu na wage stali.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze * elektrolizie poddaje sie wodny roztwór zwiazku wapnia lub magnezu zawierajacego bor.

3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze elektrolizie poddaje sie wodny roztwór zwiazanego z borem tlenku magnezowego. w

4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie stop stali krzemowej zawierajacy wa¬ gowo do 0,07% wegla, do 0,24% manganu, do 0,09% takiego pierwiastka jak siarka lub selen, do 0,05% glinu, do 0,02% azotu i do 1,0% miedzi. u

5. Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze stosuje sie stop zawierajacy wagowo 0,02—0,07% wegla, 0,01—0,24% manganu, 0,005—0,09% takiego pierwiastka jak siarka lub selen, 0,015—0,05% glinu, do 0,02% azotu, do 1,0% miedzi, 2,5—4,0% krzemu * i zelazo jako reszte. PL PL PL