RO114637B1

RO114637B1 - Procedeu pentru realizarea tablelor din aliaje fier - siliciu

Info

Publication number: RO114637B1
Application number: RO94-00529A
Authority: RO
Inventors: Fritz Bolling; Andreas Bottcher; Manfred Espenhahn; Christof Holzapfel
Original assignee: Thyssen Stahl Ag
Priority date: 1993-04-05
Filing date: 1994-03-30
Publication date: 1999-06-30
Also published as: CN1098440A; AU5924394A; EP0619376A1; BR9401398A; CZ282649B6; SK38894A3; SK281614B6; ES2121590T3; HU216760B; RU94009842A; CA2120438C; PL173284B1; US5711825A; EP0619376B1; CA2120438A1; JPH06322443A; ATE169346T1; HUT70224A; HU9400843D0; US5759294A

Description

Invenția se referă la un procedeu de realizare a tablelor din aliaje fier-siliciu, cu grăunți orientați, utilizate, în special, în domeniul electrotehnic, la motoarele electrice.

Sunt cunoscute procedee de realizare a benzilor de aliaje fier-siliciu (RO 68035), care constau în pregătirea unei topituri metalice din aliaj fier-siliciu, cu compoziția chimică alcătuită din 0,07% carbon, de la 2,60% până la 4,0% siliciu, de la 0,03% la 0,24% mangan, de la 0,01% la 0,07% sulf, de la 0,015% la 0,04% aluminiu, până la 0,02% azot și de la 0,1% la 0,5% cupru. Topitura metalică este turnată în lingouri sau sub formă de alte produse,pentru a putea fi supuse operațiilor tehnologice de prelucrare la cald, pentru a se obține o bandă metalică. Banda metalică respectivă este supusă, în continuare, unei laminări la rece, după care se aplică un tatament termic de recoacere. După acest tratament, banda metalică este supusă altei laminări la rece, unui tratament termic de decarburare, apoi unui tratament termic de recoacere, pentru obținerea structurii finale a produsului final. De asemenea, se mai aplică benzilor respective și recoacerea finală, înaintea laminării la rece, la o temperatură cuprinsă între 760°C și 1160°C pe o durată de timp cuprinsă între 15 s până la 2 h.în continuarea procesului de realizare a benzilor, se aplică răcirea benzilor respective de la temperatura de 930°C până la o temperatură de peste 400°C, apoi se aplică răcirea până în jur de 260°C, cu o viteză mai mare decât viteza de răcire a aerului. Laminarea la rece se face cu un grad de reducere de cel puțin 80%. Condițiile preferate, în cazul aplicării tratamentului termic de recoacere finală, constau în încălzirea produselor respective la o temperatură cuprinsă între 9805°C și 1160°C, răcirea cu o viteză mai mare decât răcirea lentă în aer până la o temperatură sub 870°C și mai mare decât 650°C și laminarea la rece cu un grad de reducere de cel puțin 85%.

Topitura metalică trebuie să conțină siliciu, aluminiu, mangan, sulf și cupru. Copoziția chimică a topiturii metalice a fost alcătuită din 0,02...0,07% carbon,

2,60...3,5% siliciu, un echivalent de mangan de 0,05...0,24%, 0,01 ...0,05% sulf, 0,015...0,04% aluminiu, 0,0030...0,0090% azot, 0,1...0,3% cupru, restul fier și impurități accidentale. Aceste procedee necesită faze multiple de realizare a benzilor metalice.

Mai sunt cunoscute procedee de fabricare a tablelor din aliaj fier-siliciu (publicația DE-C2 2909500] cu grăunți orientați, a cărei compoziție chimică este formată din 2,0% până 4,0% siliciu, până la 0,085% carbon și până la 0,065% aluminiu sau un alt inhibitor cunoscut. Produsele obținute în urma turnării se încălzesc întro singură treaptă până la temperatura de cel puțin 1300°C, de preferință mai mare de 1350°C, menținându-se la această temperatură o anumită perioadă de timp, pentru egalizarea temperaturii în întreaga masă a produsului. în timpul perioadei de menținere, inhibitorii se dizolvă complet înainte de operația de laminare la cald, fără să apară pericolul de a se separa în formațiuni grabe în timpul laminării la cald. Pentru o separare efectivă a inhibitorilor, se prevede ca laminarea la cald să conțină o operație de recristalizare în timpul laminării finale cu cel puțin o reducere a secțiunii mai mari de 30% pe fiecare trecere de laminare într-un interval de temperatură de 960°C până la 1190°C. O separare a inhibitorilor și mai ales o mărire a grăunților se evită în cazul acestui procedeu cunoscut, atunci când operația de recristalizare a bramelor încălzite în profunzime la o temperatură de cel puțin 1350°C se execută într-un interval de temperaturi de 1050°C până la 11 50°C.

RO 114637 Bl în cazul produselor din aliaje fier-siliciu a cărei compoziție conține aluminiu, încălzirea lor într-o singură treaptă, la o temperatură mai joasă și, în plus, laminarea la cald într-un interval de temperaturi, de asemenea, coborât, duce la separarea șila mărirea grăunților nitrurii de aluminiu. Drept rezultat, recristalizarea la treptele uite- 50 rioare de laminare este incompletă. Acest aspect duce la înrăutățirea proprietăților magnetice ale produselor din aliaje fier-siliciu. Pentru evitarea, pe cât posibil, a acestui fenomen, bramele, înainte de laminarea la cald, adică înainte de prelaminare și laminarea finală, se încălzesc la o temperatură mai mare de 1000°C, de preferință până la maximum 127O°C, și se lasă la această temperatură o perioadă suficientă de 55 timp pentru egalizarea temperaturii în toată masa. Bramele se laminează la cald, în mod cunoscut, într- singură treaptă de laminare sau în două trepte, pentru a se obține grosimea finală a benzii metalice respective. După aplicarea unei operații de laminare la rece, banda metalică este supusă unei încălziri, apoi unui tratament termic de decarburare. în final, se aplică, pe ambele fețe ale benzii metalice, un separator 60 de recoacere, în vederea aplicării unui tratament termic de recristalizare secundară. Separările de (Si,AI]N, care apar în cazul acestui procedeu, devin inhibitori activi numai atunci când banda metalică laminată la rece este supusă, înaintea încălzirii pentru tratamentul termic de recristalizare primară și decarburare, la o nitrurare, adică la treaptă suplimentară de tratare termică. 65

Deși coborârea temperaturii de încălzire a bramelor duce, în mod avantajos, la evtarea formării zgurii lichide în interiorul cuptorului, la o economisire de energie, necesită timpi de staționare în cuptor mult mai mari și faze suplimentare de realizare a produsului respectiv.

Mai sunt cunoscute procedee de realizare a benzilor din aliaje fier-siliciu (RO 70 68036), care constau în turnarea topiturii metalice, cu compoziția chimică formată din 2,5...3,5% siliciu, 0,01 ...0,05% aluminiu și mai puțin de 0,065 % carbon, sub forma de lingouri sau alte produse corespunzătoare. Produsele respective sunt supuse încălzirii, pentru a fi laminate la cald. Temperatura de laminare la cald este cuprinsă între 1370°C și 1430°C, după care se aplică un tratament termic de recoa- 75 cere intermediară la o temperatură cuprinsă între 1050°C și 1170°C, timp de 10 la 60 s. în intervalul de temperatură de 7OO...9OO°C se aplică o răcire lentă, pentru ca în intervalul de temperatură cuprins între 85O°C și 750°C să se aplice o răcire cu viteză mare. în continuare, se aplică o fază de laminare la rece pentru reducerea secțiunii cu 80. .90%, fază urmată de un tratament termic de recoacere la o temperatură 80 cuprinsă între 780°C și 870°C. Tratamentul termic de recoacere finală se face la o temperatură de 1200°C într-o atmosferă controlată.

Problema care apare în cazul procedeelor de realizare a produselor din aliaje fier-siliciu, utilizate la motoarele electrice, constă în reducerea fazelor de procedeu, simultan cu îmbunătățirea proprietăților magnetice, mai ales a pierderilor de remag- 85 netizare.

Problema a fost rezolvată prin supunerea bramelor turnate continuu sau a lingourilor, a căror copoziție chimică este alcătuită din 0,02% până la 0,10% carbon, din 2,5% până la 6,5% siliciu, din 0,03% până la 0,15% mangan, unei încălziri într-o singură sau în mai multe trepte, după care sunt supuse prelucrărilor la cald și la rece. 90 Benzile laminate la rece sunt supuse unei noi reîncălziri, pentru tratamentul termic de recristalizare în atmosferă umedă conținând hidrogen și azot, tratament care se

RO 114637 Bl aplică concomitent cu tratamentul termic de decarburare. în continuare, se aplică pe banda metalică, laminată la rece, un agent de separare conținând în principal MgO, după care benzile metalice sunt supuse unei maleabilizări la temperatură ridicată și unei maleabilizări finale,

Bramele se încălzesc, înainte de laminarea la cald, la o temperatură mai mică decât temperatura de solubilitate T₇ pentru sulfurile de mangan, în funcție de conținutul de siliciu, și mai mare decât temperatura de solubilitate T₂ pentru sulfurile de cupru, tot în funcție de conținutul de siliciu. Bramele, încălzite la temperatura stabilită și pe toată secțiunea, sunt supuse unei prelaminări, pentru a se obține o grosime intermediară, după care se laminează fie direct până la grosimea finală corespuzătoare laminării la cald, fie se reîncălzesc la o temperatură de cel puțin 960°C, după care sunt supuse laminării, dar trebuie respectat ca temperatura de sfârșit de laminare să fie cuprinsă în domeniul de temperaturi de la 880°C până la 1000°C. Grosimea finală a benzii laminate la cald trebuie să fie cuprinsă între 1,5 mm și 7mm. Cel puțin 60% din conținutul total de azot, după această laminare la cald, se va afla sub formă de particule grobe de AIN.

Benzile laminate la cald se încălzesc în profunzime până la temperatura cuprinsă între 880°C și 1150°C într-un iterval de timp de 100 la 600 s, apoi se răcesc cu o viteză mare pentru separarea azotului până la cantitatea maximă posibilă a conținutului total de azot sub formă de particule grobe sau fine AIN și pentru separarea particulelor fine de sulfură de cupru. Sulfura de cupru acționează ca inhibitor principal în creșterea grăunților, efect care duce ca în final să se obțină benzi metalice cu grăunți orientați cu valori ridicate ale inducției magnetice, atunci când conținuturilre în mangan, cupru, sulf sunt astfel reglate ca raportul dintre produsul dintre conținutul de mangan și cupru, pe de o parte, și conținutul de sulf, pe de altă parte, să fie cuprins în intervalul de la Q,1 la 0,4. Compoziția chimică a aliajului fiersiliciu mai poate cuprinde până la 0,15% staniu, de preferință, între 0,02% și 0,06% staniu.

Procedeul conform invenției prezintă următoarele avantaje:

-îmbunătățește proprietățile magnetice ale produselor obținute;

-reduce numărul de faze pentru obținerea benzilor pentru mașini electrice; -nu necesită condiții deosebite pentru aplicare;

-produce produse cu puține defecte.

Invenția va fi prezentată în continuare în legătură și cu fig. 1...4, care reprezintă:

-fig. 1, curbele de solubilitate MnS-/-Mn + S;

-fig.2, curbele de solubilitate C₂S-/-Cu + S;

-fig.3, curbele de solubilitate MnS/Mn + S și Cu₂S/2Cu + S;

-fig.4, inducția magnetică B_a și pierderea P_{7 7} de remagnetizare.

Procedeul, conform invenției, este destinat producerii tablelor sau a benzilor metalice, cu grăunți orientați, cu o grosme cuprinsă între 0,1 mm și 0,5 mm, pornind de la brame obținute prin turnare continuă sau prin turare pe bandă, brame a căror compoziție chimică este formată, în procente de greutate, din mai mult decât □,005%, de preferință de la 0,02% până la 0,10%, carbon, până la 6,5% siliciu, între 0,03% și 0,15% mangan, de la 0,010% până la 0,50% sulf, de la 0,010 % până la maximum 0,035% aluminiu, de la 0,0045% până la 0,012% azot, de la

RO 114637 Bl

0,020% până la 0,30% cupru și, eventual, până la 0,15% staniu, restul fiind fier și impurități accidentale. Bramele, obținute după tehnologii cunoscute, sunt încălzite, 140 înainte de prima deformare plastică la cald prin laminare, la o temperatură mai mare de 1000°C, dar să nu depășească 1270°C, temperatură la care sunt menținute, pentru uniformizarea temperaturii în întreaga masă. în cazul procedeului conform invenției, compoziția chimică a bramelor trebuie să conțină între 1,5% și 4,5% siliciu și mai puțin de 0,007% sulf. Preferabil, compoziția chimică a bramelor trebuie să 145 cuprindă de la 3,0% până la 3,3% siliciu,de la 0,040% până la 0,070% carbon, de la 0,050% până la 0,15% mangan, de la 0,02% până la 0,035% sulf, până la 0,025% aluminiu, de la 0,007% până la 0,009% azot, de la 0,020% până la 0,20% cupru, evntual până la 0,15% staniu, iar restul fiind fier.

După ce bramele au atins o temperatură mai mică decât temperatura T₇ de 150 solubizare a sulfurilor de mangan și mai mare decât o tempertură T₃ de solubilizare a sulfurilor de cupru, sunt supuse prelaminării. Temperatura de început și de sfârșit a procesului tehnologic de laminare se stabilește în funcție de conținutul de siliciu din compoziția chimică a bramelor supuse procesului de prelucrare. în continuare, în cazul în care temperatura de la prima treaptă de laminare a scăzut sub limita admisă, 155 tablele se reîncălzesc, pentru a fi supuse unei noi laminări la cald, pentru a se obține o grosime cuprisă în intervalul de la 1,5 mm la 7 mm. Numărul de treceri la laminarea la cald depinde de grosimea inițială a bramelor, acestea fiind de 3 până la 7 treceri pentru prima operație de laminare și de 5 până la 9 la a doua laminare, pentru ca produsul final, laminat la cald, să prezinte o grosime cuprinsă între 1,5 mm până 160 la 5 mm. Această grosime nu trebuie să depășească 7 mm. în acest caz, grosimea bramelor, la prima operație de laminare, este cuprinsă între 150 mm și 300 mm, de preferință, în intervalul de 200 mm până la 250 mm. Grosimea produsului, după această primă laminare, trebuie să fie cuprinsă între 30 mm până la 60 mm. Dacă se utilizează brame subțiri, obținute prin procedeul de turnare pe bandă, atunci se 165 poate renunța la prima operație de laminare. în orice caz, numărul de treceri la laminare se stabilesc în funcție de grosimea de plecare a bramelor. Temperatura produselor obținute la prima treaptă de laminare nu trebuie să scadă sub 96O°C, dar, de regulă, se lucrează cu o temperatură cuprinsă între 880°C și 1000°C. în timpul acestor faze de încălzire, se produce și o separare a azotului, în așa fel încât 60% din 170 conținutul total de azot trece sub formă de particule grosiere de AIN. Caracteristica esențială a fazei de laminare la cald este că produsele sub formă de bandă sau table se laminează la cald în așa fel ca temperatura de sfârșit de laminare finală să fie cât mai scăzută, aceasta trebuind să fie cuprinsă în intervalul de 880°C și 1000°C, de preferință cuprinsă în intervalul de 900°C până la 980°C. Limita inferioară a tempe- 1 75 raturii de laminare se determină în așa fel încât să nu fie posibile deformări, respectiv, să se realizeze o laminare a benzilor fără dificultăți și să nu apară neomogenități în structura de laminare a benzilor.

în timpul treptelor de încălzire la deformarea la cald prin laminare, nu are loc punerea în soluție a întregii cantități de sulfuri de mangan, de aceea chiar după lami- 180 narea la cald există o importantă cantitate de sulfuri de mangan separate sub forma unor particule grobe. Acest aspect face ca sulfurile de mangan să joace rolul de inhibitor în creșterea grăunților și să nu devină active în următoarele trepte de prelucare a produselor din aliaj fier-siliciu. încălzirea produselor în profunzime, înainte de lami

RO 114637 Bl

185

190

195

200

205

210

215

220

225

230 narea la cald, la o temperatură mai mică decât temperatura de solubilizare a sulfurilor de mangan și la o temperatură mai mare decât temperatura de solubilitate a sulfurilor de cupru, are ca efect trecerea în soluție doar a unei catități reduse de nitruri de aluminiu. După terminarea operației de laminare la cald există mai mult de 60% din cantitatea totală de azot legată de aluminiu sub forma de AIN, aceste nitruri de aluminiu sunt separate sub forma unor particule grobe. Unitatea de măsură pentru cantitatea de azot combinată cu aluminiu, precum și determinarea acestora, are loc după procedee chimice cunoscute din literatura de specialitate (Analytical Chemistry, voi.21, nr. 12/1949). în cazul procedeului de obținere a benzilor cu permeabilitate înaltă, cu grăunți orientați (HGO), după procedeul conform invenției, după încălzirea la temperatură ridicată și după terminarea laminării la cald, numai foarte puție particule de MnS și, practic, nici o cantitate de particule de AIN sub 100 nm nu mai există în structura benzilor metalice.

Aspectul de separare a sulfurilor de mangan și a nitrurilor de aluminiu descris anterior apare și în cazul în care se produc benzi sau table cu grăunți orientați regulat (RGO).

în cazul în care procedeul este aplicat la realizarea tablelor sau benzilor cu permeabilitate înaltă cu grăunți orientați (HGO), principalul inhibitor, după aplicarea fazelor de laminare la cald, este sulfura de cupru care precipită sub formă de particule fin divizate, având un diametru mediu de mai puțin de 100 nm, de preferință mai mic de 50 nm, constituind, în fazele următoare ale procedeului, faza de inițiere, esențială și activă. Numai într-o mică cantitate nitrurile de aluminiu devin active ca inhibitor după fazele de laminare la cald.

Produsele obținute după laminarea la cald sunt supuse, în continuare, unei reîncălziri la o temperatură cuprinsă între 880°C și1150°C, de preferință într-o singură treaptă, la o temperatură cuprinsă între 950°C și 1100°C. Acestă fază de procedeu se poate realiza în mai multe trepte, pe o durată de timp cuprinsă întrelOO s și 600s. Prin acest tratament termic la cald, se separă particulele care acționează ulterior ca inhibitor pentru creșterea grăunților cristalini. Aceste particule au un diametru mediu mai mic de 100 nm, de preferință mai mic de 50 nm. Astfel, după laminarea la cald, în structura benzilor metalice se află un mare număr de particule fine de sulfură de cupru cu această mărime și, în comparație cu aceasta, un număr foarte mic de particule fine de AIN. Față de aceasta, în cazul obținerii benzilor sau tablelor HGO pentru mașini electrice, nu există în mod practic particule fine de AIN de această mărime în tabelul 4 este prezentat modul cum este influențat felul și mărirea separărilor, precum și efectul acestor separări ca inhibitori în cazul procedeului conform invenției. Tot în tabelul 4 se mai prezintă diferențele față de separările existente, care se realizează prin procedeele cunoscute în cazul obținerii produselor tip HGO și RGO. Benzile sau tablele obținute prin laminare la cald sunt supuse răcirii cu o viteză mai mare de 15 K/s, aceasta putând fi mai mare de 25 K/s. în timpul acestui tratament, se produce o separare avansată a azotului, până la o valoare maxim posibilă, sub formă de particule grosiere și fine de AIN și separarea particulelor fine de sulfură de cupru.

Compoziția chimică preferată a aliajului fier-siliciu pentru obținerea tablelor sau benzilor utilizate pentru mașini electrice este alcătiută, în procente de greutate, din

RO 114637 Bl

3,0% până la 3,3% siliciu, de la 0,040% până la 0,070% carbon, de la 0,050% până la 0,150% mangan, de la 0,020% până la 0,035% sulf, de la 0,15% până la 0,25% aluminiu, de la 0,0070% până la 0,0090% azot, de la 0,020% până la 0,20% cupru, restul fiind fier și impurități. Conținuturile de mangan, cupru și sulf al bramelor este astfel reglat, încât produsul dintre conținuturile de mangan și cupru, raportat la con- 235 ținutul de sulf, să fie cuprins între 0,1 și 0,4. Se preferă un conținut de mangan cuprins între 0,070% și 0,10%, un conținut de sulf cuprins între 0,020% și 0,025% și un conținut de cupru cuprins între 0,020% și 0,060%. Conținutul de sulf, în cazul prezentei invenții, este mai mare de 0,015%, ajungând până 0,050%, iar conținutul de aluminiu este redus, fiind încadrat în limitele de 0,01% până la 0,030%, ajungând 240 până la 0,035%. Ca urmare a conținuturilor stabilite de sulf, aluminiu și cupru din compoziția chimică, se constată, după laminarea la cald, așa cum s-a prezentat anterior, că benzile sau tablele au mai puține fisuri la marginea acestora și o mai bună distribuție a particulelor de sulfură de cupru care acționează ca inhibitor principal, determinând, după terminarea procesului, obținerea de benzi sau table cu 245 grăunțiorientați, pentru mașini electrice cu valori ridicate ale inducției magnetice B_a, atunci când conținuturile de sulf, mangan și cupru sunt astfel reglate încât să fie respectată condiția ca (Μη x Cu) / S să fie cuprins între 0,1 și 0,4, iar conținutul de mangan să fie cuprins între 0,070% și 0,10%, iar cel de sulf să fie cuprins între 0,020% și 0,025%. 250

Așa cum s-a precizat anterior, compoziția chimică a aliajului mai poate cuprinde până la 0,15% staniu, dar, de preferință, conținutul de staniu trebuie să fie cuprins între 0,020% și 0,060%, dar proprietățile magnetice nu se îmbogățesc datorită prezenței staniului. După obținerea bramelor cu compoziția chimică precizată mai sus, acestea se încălzesc la temperaturile necesare procesului de deformare plastică, tem- 255 peratură dependentă de conținuturile prestabilite de mangan, sulf și siliciu, aceasta trebuind să fie mai mică decât temperatura de solubilzare a sulfurilor de mangan și, în același timp, să fie mai mare decât temperatura de solubilizare a sulfurilor de cupru. Acest interval de temperaturi se poate vedea in fig. 3, care prezintă în comun curbele de solubilitate cuprinse în fig. 1 și 2. în fig. 1 este prezentată curba de 260 solubilitate T₇ = f (Mn, S, 3,0%...3,20% Si) pentru sulfura de mangan, iar în fig. 2 este prezentată curba de solubilitate T_s = f (Cu, S, 3,0%...3,2% Si) pentru sulfura de cupru. Fig. 1 ...3 explică comportarea la procesul de dizolvare a sulfurilor la tablele sau benzile cu grăunți orientați și conținuturi obișnuite de siliciu, utilizate la mașini electrice. Conținuturile luate în considerație corespund exemplelor de realizare 265 prezentate în tabelele 1... 3.

în tabelul 1 sunt trecute rezultatele obținute în urma aplicării procedeului pentru fabricarea tablelor sau benzilor cu grăunți orientați din brame cu grosimea inițială de 215 mm. Grosimea finală a acestor produse a fost cuprinsă între 0,23 mm și 0,35 mm. 270

Utilizarea unei copoziții chimice a bramelor, ca cea menționată mai sus, are ca efect că, la încălzirea în profunzime a bramelor, sulfurile de mangan, practic, nu sunt aduse în soluție în totalitate înainte de procesul de deformare plastică la cald, prin laminare. Deoarece curbele corespunzătoare de solubilitate pentru nitrurile de aluminiu sunt asemănătoare, respectiv comparabile cu cele ale sulfurilor de mangan, 275 la încălzirea în totalitate a bramelor, în conformitate cu fazele procedeului conform

RO 114637 Bl invenției, se separă deja și partea preponderentă rămasă a nitrurii de aluminiu. După aplicarea acestor faze ale procedeului, în structura benzilor sau tablelor se găsec aproape numai sulfuri de cupru puse în soluție. Caracteristicile esențiale ale procedeului conform invenției sunt prezentate în coloanele 1 și 2 din tabelul 3, unde se arată că bramele trebuie să conțină o cantitate de sulf mai mare de 0,010%, de preferință, cantitatea acestuia trebuie să fie mai mare de 0,015% și că, în fiecare caz, în vederea separărilor particulelor fine de sulfură de cupru, trebuie să se realizeze o încălzire la temperatură ridicată a benzii metalice după laminarea la cald, în caz contrar, nu sunt prezente, în fazele următoare ale procedeului, particule cu dimensiune mai mică de 100 nm, de preferință mai mică de 50 nm, în număr suficient care să acționeze ca inhibitor, aceasta datorită separării timpurii a particulelor grobe de MnS și ALN

După ce a avut loc încălzirea la o temperatură cuprinsă între 880°C și 1150°C, se aplică răcirea rapidă cu o viteză mai mare de 25 K/s până la la o temperatură sub 700°C, după care benzile din aliaj fier-siliciu sunt supuse unei laminări la rece, până ce acestea capătă o dimensiune intermediară, după care, în continuare, sunt supuse laminării la rece cu un grad de reducere de cel puțin 65%, fază după care benzile metalice capătă grosimea finală. De preferință, gradul de reducere la a doua treaptă de laminare la rece este de cel puțin 75%, iar temperatura benzilor în timpul ultimei faze de laminare la rece este cuprinsă între 100°C și 300°C.

De prefrință, laminarea la rece se face într-o singură etapă, gosimea benzii fiind în acest caz de 0,1 mm până la 0,5 mm. în funcție de grosimea finală a benzii laminate la cald și de conținutul de staniu, laminarea la rece poate avea loc în două etape, efectuându-se, așa cum s-a prezentat anterior, o încălzire imediat după efectuarea laminării la cald, la o temperatură mai mare de 1000°C. Aceasta contribuie la stabilizarea structurii rezultată în urma recristalizării secundare, în cazul aplicării tratamentului de maleabilizare la temperatură ridicată care urmează. După operația de laminare la rece, se aplică o încălzire la temperatură ridicată, pentru recristalizare și decarburare după procedeele cunoscute, cuprinsă între 750°C și 900°C, de preferință între 820°C și 880°C, într-o atmosferă umedă conținând hidrogen și azot. în continuare, benzile metalice se încălzesc, în cuptoare tip clopot sau alte cuptoare aemănătoare, pentru tratamentul de maleabilizare pe o durată mai mare de timp, cu o viteză de încălzire redusă, care poate fi între 10 K/h și 100 K/h, de preferință între 15 K/h și 25 K/h. Temperatura de încălzire este de cel puțin 1150°C într-o atmosferă care conține azot și hidrogen. Benzile metalice, după ce au fost menținute la această temperatură, timp de 0,5 h până la 30 h, sunt supuse unui nou ciclu de răcire, cu viteză mică. La sfârșit, se aplică un strat de acoperire,cu încălzirea aferentă corespunzătoare.

în tabelul 1 sunt prezentate opt exemple de realizare a unor bezi din aliaj fiersiliciu, la care s-a aplicat fazele procedeului conform invenției, bramele având grosimea inițială de 215 mm. în tabelul 2 sunt prezentate rezultatele obținute în urma aplicării procedeului. în acest caz, faza de laminare la rece s-a realizat în două etape, cu și fără tratamentul de maleabilizare înainte de prima etapă de laminare la rece.

Așa cum rezultă din tabele 1 și 2, table sau benzi cu grăunți orientați tip RGO, cât și HGO, se pot obține, având realizată inducția magnetică B₈.Cu ajutorul procedeului conform invenției, se pot obține calități de tablă sau benzi pentru mașini

RO 114637 Bl electrice de calitate superioară, aplicând un număr mai redus de faze. Totodată, procedeul permite atât aplicarea unor temperaturi mai coborâte pentru tratamentul de maleabilizare, cât și valori mai bune pentru pierderile de remagnetizare. Aspectul 325 respectiv este prezentat în fig. 4, la care, pentru benzile cu grăunți orientați, cu o grosime finală de 0,30 mm, sunt prezentate valorile din tabelele 1 și 2, pentru inducția magnetică și pierderea de remagnetizare prin curbele TGO (Thyssen Grain Oriented). Apoi,sunt prezentate comparativ cu acestea din fig. 4 perechile corespunzătoare și caracteristicile benzilor tip RGO și HGO, care până în cazul acestui procedeu se puteau 330 obține prin procedee separate.

Spre deosebire de procedeele cunoscute de realizare a tablelor sau benzilor de tipul HGO, pentru mașini electrice, s-a stabilit că inhibitorul hotărâtor pentru crșterea particulelor este reprezentat de particulele de sulfura de cupru fin divizate, precipitate, având un diametru mediu mai mic de 100 nm, de preferință mai mic de 335 50 nm, care reprezintă în treptele următoare ale procedeului faza de inițiere propriuzisă, esențială și activă. Nitrurile de aluminiu, ca inhibitor, numai într-o cantitate foarte mică devin active. Aspectul respectiv este prezentat în exemplele de comparație, care nu sunt conforme cu procedeul conform invenției, pe când procedeul având aceleași faze se aplică la brame la care conținutul de sulf este mai mic de 0,005%. în acest 340 caz, nu sunt multe particule care să acționeze ca inhibitor. De asemenea, în cazul procedeelor cunoscute de realizare a tablelor sau benzilor tip RGO, pentru mașini electrice, caracteristic pentru aceste procedee este că bramele au un conținut de maximum 0,005% aluminiu.

După obținerea dimensiunii finale, în urma laminării la rece, benzile sau tablele 345 sunt încălzite în vederea realizării tratamentului de recristalizare, tratament care, de asemenea, se realizează în atmosferă umedă conținând hidrogen și azot. Concomitent, se aplică decarburarea, apoi se aplică pe ambele fețe ale produselor un separator de recoacere, care poate fi MgO, apoi se aplică reîncălzirea,pentru maleabilizare și acoperirea de izolare. 350

Așa cum s-a prezentat anterior, prin aplicarea procedeului conform invenției se pot obține table sau benzi cu grăunți orientați, cu aceeași inducție magnetică B_aîn Tesla, așa cum prezintă tablele sau benzile tip RGO și HGO, dar cu valori îmbunătățite pentru pierderea prin remagnetizare P., 7/50 în Watt pe kg.

în tabelul 1 sunt prezentate rezultatele obținute în urma aplicării pocedeului 355 conform invenției la obținerea tablelor cu grăunți orientați, utilizate la mașinile electrice, pornind de la brame cu o grosime de 215 mm. Benzile, în stare finală, după laminarea la rece, au avut o grosime cuprinsă între 0,23 mm și 0,35, pierderea prin remagnetizare P! 7/50 și inducția magnetică B_a realizată.

în tabelul 2, de asemenea, se prezintă rezultatele obținute prin aplicarea 360 procedeului la obținerea tablelor, benzilor cu grăunți orientați, utilizate la mașinile electrice, utilizând brame groase de 215 mm. Grosimea finală a benzilor laminate la rece a fost cuprinsă între 0,23 mm și 0,30 mm. Pierderea de remagnetizare realizată, P_v a fost de 7/50, fiind, de asemenea, realizată și inducția magnetică B_a.

Tabelul 3 prezintă rezultatele obținute cu ajutorul procedeelor cunoscute, 365 aplicate la obținerea tablelor cu grăunți orientați, cu pierderea de remagnetizare realizată P_v 7/50 și cu inducția magnetică B_a realizată.

Așa cum rezultă din aceste tabele, datele obținute sunt în urma aplicării procedeului conform invenției la mai multe șarje de aliaje fier-siliciu cu compoziție diferită.

370 RO 114637 Bl

00 IX o co co ιχ co CO ID \|X cu cu o co <- o o o o o o CO o o o o o o	o ^\|X_O mOoP CU CU O CD ¹ CU LD CU <- CO CD CU CD CD O	240 1000 30 0,0072 0,30	1,12 1,86
co ιχ o co co ιχ co cu ld rx cu cu o co <- o o o o o o cd o o o o o o	ld O LD S CD CD t- mOOR LD CU O O ^L - CD CO . <T <- LD <— CU CD CD O	240 1020 28 0,0075 0,27	1,07 1,87
IX CD CO <~ co CO -sT in CO CU CU o CO □ o □ o o o cd □ o o o □ o	O ID S CU CD O _m LO ΙΏ H <J CU O O - CD CO - CU <- ΙΏ <- CU CD CD O	240 1080 30 0,0072 0,30	1,13 1,84
o CD CU CU CO CO ld cd cu cu o cd <- ID O □ O O O cd o o o o o o	O o in K o ix <- _m o o H CO CU O O - CD <J - <ΐ <- LO <- CU CD CD O	240 1050 25 0,0050 0,27	<T LD <— CO <:—
o CO CD cu CU 00 co <J LD CD CU CU O CD v- o o o o o o cd o o o o o o	O LD £ CU \|X v- o O H co cu o O in <t <- in <- CU CD CD o	LO ΓΊ ° oo Q 8 KT O CD ^ω. cu <- cu o o	0,97 1,93
cu fx st CO LD 00 CO CU ΙΌ IX CU CU o IX <-000000 cd θ' O’ o O 0 o'	ID o ld £ CD CD <— „ o O H LD CU o O ^L - ID CO ^u- ’JvlDr- CU CB CD O	240 1080 30 0,0078 0,23	LD 00 O 00
co co in co cu <~ LD IX CU CU O IX <- o o o o o o cd o o' o o' o' o	CD O LD M r- mOOR CD CU O O ^L ID CU . CU <— LD <— CU CD CD O	240 1080 24 0,0076 0,27	0,97 1,93
co IX O CD CD IX CD 00 LD \|X CU CU O CD <-000000 cd o o’ o o’ o’ o	o <î ix o mOOR CU CU o CD ^L CU LD . CU CO CB CU CD CD O	r- n oS ° o <tf O CD ^ω. CU V- V- o o	1,00 1,92
Si c Compoziția chimică, % Mn s Al N Cu	Durata de încălzire, min Temperatura cuptorului, °C Grosimea inițială a benzii, mm Laminarea Temp. la laminarea finală, °C la cald Grosimea finală a benzii laminate la cald, mm Temperatura, de laminare finală, °C Temperatura ruloului, °C Valoarea N-Beeghly,	Durata de încălzire a benzii laminate la cald, s Obținerea Temperatura de benzii încălzire, °C laminate Viteza de încălzire, K/s la rece Valoarea N-Beeghly, % Grosimea finală la laminarea la rece (o treaptă], mm	CD i— rx 03 cfm ’-ΰ- Q) >CD O ω g- σ> p (Ό CL E

LO	O	LO	o	LO	□
IX	ω	co	CD	CD	o
CD	CO	co	co	co

LD	O	LD	o	LD	□	LD
O		ir-	CU	CU	co	00
«sT			St	st	st	st

cu

RO 114637 Bl ω

-Q

CU

LD

X

sr

co

LD 00 C0

O CD cu

o □

cn

CU LD T- O

X O

cu o

CU O X O O O

CD LD

Π

CD

□ CD

O CO

O O

□ co

O cn 0

LD LD

ο st

LJ 03 Π CO

o CD

cu □ cu 00

co’ o

o

o o d

st

ID

cu

CD

d

cn

s-

CU

cu

d

00

st

X O 00 CO X co

O [X cu

ID

O 00 0

00 LD |X CU CU o CO *- o o o o o o

st CU

O

o cn

CO

O CU

O LD

O O

O 00

O cn v-

ΙΩ LD

0

CD

CD CU

cu CD

CD

ω o o o o o o

cu

CD

cn

CU

CD

d

CD

Γ“·

CU

d

O

s-

00

co

LD

st

co co o

o 00 cu

ID

V- CD s- O

cn o

cu □

cu o ιχ o o o

CD IX

O

cu O

CD

O CD

LD CD

O O

O 00

O co

LD ΙΩ_

0

LJ CD n

0 CD

'O CD

CD CD

CO' O

O

o

o o o

st

LD

Γ“

CU

CD

d

Γ“

cn co

CU

d

□

st

cn

LD

st

co

LD 00 CU

o ΓΧ cu

o CD O

ID

v- LD O

X O

cu o

CU O X O O O

CD CU

O

CO

O CO

O CU

0 0

o CD

O CD O

Ο 00

0 sr

LJ 00 O CD

X cu

CD CD

cu CD

CO O

O

o o o

CU

LD

CU

CD

d

CD

cu

CU

d

O

ω

CD

00

ID

st

co 00 o

o 00 cu

O cu o

ID

V- co s- o

CB O

cu o

CU O IX o o o

ω IX

O

CO

O CO

LD CO

O 0

>co ω

>co >co ω ω

LD LD

0 ’sT

LJ co n cn

□ co

cu O cn

co' O

O

o o o

sf

LD

CU

CD

ω

d

CU

0

co

n

(J

φ

O ',5

>co (0 M—

E E

φ c_ _co

Ε Ε

ω țd co

-Φ Φ 4-5

CD

ramelor, min

£_ O 4-3 CL 0 O co 3C0 co 4-3

co ω c_ CO c E _co CD

O co ω _ro )C0 4-3 co _c

ω □ 3Co“ co c

ω

co Φ 0 co ⁰ .E CD E t- CO 1x1 )C0 ^ra

C0 4-5 CL Φ Φ £_ 4-3

o -C0 φ 4-3 co 0 E co

CO 0 Έ CJ 0 □ co ȚJ N C0 C 0 Φ _Q

Φ ω Φ £_ _Φ (0

E E

$ □Γ

X CC m

ω ω

c

CD

Al N Cu

izime a bi

o 4-3 ω c_ N >CD O

0) co ’-UJ

ω (0 4-3· 'c

t _cp n c CD _Q

M— CD L- ro c F

CJ 0 '0

χο

αί £_ N 3C0 ω

£- . Ό CL ω Φ Φ != E

‘n 0 Φ JD co

CD Φ L. JXI >co o

ω \

φ c_ CO c Ε _Φ

[teapta c

0

£

c

CO

_ro

0 O

_c CD

<Φ

Ό c- >C0 φ

Φ

£

iZ

_co

xo o^x

încălzirea în prof

Φ “0 CO c_ 0 4-3 CO c_ 0) CL E 0) 1-

n c Φ _Q CO ω E ω o c_ O

0) _Q CO £_ 0 4-3 CO c. ω cl E ω 1-

)C0 CO c 14— co CD E ω o £_ CD

ω Ό co c_ □ 4-3 CO £_ CD CL E <D 1—

0 C_ co c_ □ 4-5 CO c_ Φ CL E <D 1—

Valoarea N-Beei

Durata de pr

ξ ω Ș 1 φ $ c. Ό S ω E n ro · — r N (C E ω 0 ω <- Η- > Ο

N 3CU ω ₍0 φ Ό co 4-5 co £_ 0 Q

Φ Ό CO c_ 0 4-3 (0 c_ Φ CL E ω 1—

ω c_ ’q )C0 £_ Φ 0 co N/ ω 4-5 >

>co cu _c M— co Φ E ω o c_ ω

>CD

O

E

: =

0

Φ 4-5

Ic O

C 0)

CO u

ω 0

(0 ‘4-5’n

JD CO CD

_ro Φ 4-3

C0 φ £_ φ

Ε _φ

Φ 0 φ u _ro

40)C0

Φ u

O CL E o

L_ Φ C ‘4-3_Q

(0 c E CO

C ‘4-3_0 Ο

ν 0 φ JD

Φ ’c_ CL O

4-3 Φ c CD (0

ω

CJ

c

RO 114637 Bl

r- cd

0,063

0,095

0,024

0,023

CD co o O O

0,070

co o

CD IX st

□ CD CU o

1020

m O ID ^{L J}- CO C9

0,0065

O O co st O 00 CU V- cu

cu 00 o o o

0,030

K~ □

CD

in

CU CD

CD

co

in

o

CD

o

X

00

O CD CU

O cu O

in

_

px

co

CD O

CD o

CU □

CU O CD cu O O O O

23

o

CD

in in

O cu

,00

o sî

O CU

O

o o

,30

cu □

CD

co

O

o

O

□ O o o

sr

in

CU

CD

□

cu

CD

o

O

cu

o

O

CD

IX

CD

o IX cu

□ o

CD

o 00 o

Γχ

CD O

in o

st

u o

cu o o o

ΓΧ O

cu

o

C0_

O CD

00'

o st

IX

o o O co

st 'ΓΟΟ CD

cd'

o

O 0

O

sf-

in

CU CD

CD

O

cu

CU

□ CD

cu

ld

ιχ

ST

CD

LD

co

CD

o CD CU

tn δ

ro

cu

LD O

IX O

CU o

CU O

(J o

IX O

CD in

□

CO

□ CD

O CD

o o

>ro ω

3(0 φ

3(0 ω

>co ω

O CD

00

CD st

co o

O

o

O

o

d

st

in

V”

CU

CD

o

Q_

O

cu

CD O

T3*

cd

ra

O —

E E

_ro cn

E E

c E

=5 ίΟ 4-3

CD o

d ra

ω

4-3 ra c

ece,

Q_

3(0

o

E

i_

or

Σ3 O

ra

_ro

n

ca

_ra

Φ

(0

U—

>ro 4-3

u

_ro

n

3(0 4-3

E

3(0

ra

3(0

i laminate

(_

ra

cd

O

c

CD

Al N Cu Sn

me a bra

ro 4-3 o 4-> Φ c_ 'n

E E N C

φ ί_ ra c E _ra

c E jra 'n c:

ra c M— Φ £_ ra c

CD O

x° o^x

Φ _Q ra φ r_ JȘI

x° O'

nzii lamin

N C

>(0 o

_Q

_ra

Φ _□

F

'5

_>s

nzi

<ra o

X.

- Φ ^_Q

profui

£ Φ Ό

re >ro ra

3(0 ra

ra 3(0 ra

_ro φ TJ

o _o Z3 i_

CD Φ Φ m

rii be

<E φ “O

φ

CD Φ Φ

ro 30 m

călzirea în |

ra L_ □ 4-3 ra C_ Φ Q_ E

4-3‘c ra Φ E ω o

ro ί3 4-3 ra î_ Φ Q_

c M— ra φ E ω o î_

ra ίΟ 4-3 ra î_ φ Q_ E

(0 L_ Z3 4-3 ra t. φ Q_ E

loarea N -1

irata încălzi

ro î_ =3 4-3 ro î_ φ Q_ E

O 3(0 i_ Φ Ό ra N Φ 4-3

LLJ t z ro φ î_ ro _o (Π

msimea fim

CD X fx oT

1— 00 CO

<J=

ω c- 1- CD

Φ I—

CD

Φ 1-

φ ra l- >

Q

1—

>

CD

x° cr 3(0

O

Φ

F

XJ

'n c

Φ

U

_c

N

ra

(J Φ

Φ

o

c_

o

(13

i_

(0 4-3-

0) _Q

_ro

_Q ro

_ro

433CD

ro E

N

ra

φ

îl)

Π)

4-3

O

Φ

1 /

î_

4-3

Φ

Q_

£_

Φ

ra

p

ω

c

Q_

O

4->_n

E

4-3* n

E

O

CJ

CD

_ra

CD

_ro

CL

o	in	□	in	O	in
st	sf	in	in	CD	CD
st	st	st	st	St	St

495 □LO r-r^ θ''T

O	LO	o
co	co	CD
		θ’

RO 114637 Bl

Claims

Revendicări

1 .Procedeu pentru realizarea tablelor din aliaje Fe - Si, cu grăunți orientați, cu o grosime finală cuprinsă între 0,1 mm și 0,5 mm, din brame obținute prin turnare continuă sau prin turnarea pe bandă din aliaje fier-siliciu, având mai mult de 0,005%, de preferință între 0,02% și 0,10% C, între 2,5% până la 6,5% Si, între 0,03% și 0,15% Mn, brame care se încălzesc în profunzime, în una sau mai multe trepte, și se laminează la cald până la grosimea finală, după care se încălzesc la temperatură ridicată și se răcesc cu viteză mare de răcire, după care sunt laminate la rece într-o singură sau în mai multe trepte, până se obține grosimea finală a benzilor laminate la rece, benzi care, în continuare, sunt supuse unei noi încălziri pentru recristalizare într-o atmosferă umedă de hidrogen sau azot, concomitent realizându-se și tratamentul de decarburare, apoi, pe ambele fețe ale benzilor metalice, se aplică un agent de separare care conține, în principal, MgO, operație urmată de un tratament de maleabilizare la temperatură ridicată, după care se aplică un strat de izolare, caracterizat prin aceea că, bramele obținute, care conțin suplimentar de la 0,010% la 0,05% S, de la 0,010% până la max. 0,035% Al, de la 0,0045% până la 0,0120% N, de la 0,020% până la 0,30% Cu și, eventual, până la 0,15% Sn, restul Fe și impurități, se încălzesc în profunzime înainte de laminarea la cald la o temperatură care este mai mică decât temperatura de solubilizare T₁ pentru sulfurile de mangan, în funcție de conținutul de Si, și mai mare decât temperatura de solubilizare T_s a sulfurilor de cupru, în funcție tot de conținutul de Si din compoziția chimică a bramelor, brame care, în continuare, se prelaminează la cald, mai întâi la o grosime întermediară și, în continuare sau odată cu aplicarea unei temperaturi inițiale de cel puțin 960°C și aunei temperaturi de laminare finale în intervalul de la 880OC până la 1000°C, se laminează final la cald, până la o grosime finală a benzii laminate în intervalul de la 1,5 mm până la 7 mm,pentru separarea azotului într-o proporție de cel puțin 60% din conținutul total de azot sub formă de particule grosiere de AIN, după care,în continuare, se aplică o încălzire, timp de 100 s până la 600 s, la o temperatură în intervalul cuprins între 880°C și 1150°C, după care se răcesc cu o viteză de răcire mai mare de 15 K/s, pentru separarea azotului până la o cantitate maximă posibilă din conținutul total de azot sub formă de particule grosiere și fine de AIN și pentru separarea particulelor fine de sulfură de cupru.
2. Procedeu conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că, bramele conțin între 3,0% și 3,3% Si, între 0,04% și 0,07% C, între 0,05% și 0,150% Mn, între 0,020% până la 0,035% S, între 0,015% și 0,025% Al, între 0,007% și 0,009% N, între 0,020% și 0,20% Cu, eventual, până la 0,15 % Sn, restul fier și impurități.
3. Procedeu conform uneia din revendicările 1,2, caracterizat prin aceea că, temperatura inițială, la etapa de laminare finală la cald, este mai mare de 1000°C.
4. Procedeu conform uneia din revendicările 1 la 3, caracterizat prin aceea că, temperatura de laminare finală se află în intervalul cuprins între 900°C și 980°C.
5. Procedeu conform uneia din revendicările 1 la 4, caracterizat prin aceea că, temperarura de încălzire a benzii laminate la cald este cuprinsă în intervalul de la 950°C la 1100°C.
6. Procedeu conform cu oricare revendicare de la 1 la 5, caracterizat prin aceea că, răcirea după încălzirea la temperatură ridicată a benzii metalice laminată

RO 114637 Bl la cald are loc cu o viteză mai mare de 25 K/s.
7. Procedeu conform cu oricare din revendicările 1 la 6, caracterizat prin aceea că,benzile având gosimea benzii laminate la cald, se răcesc rapid până la o temperatură de sub 7OO°C. 550
8. Procedeu conform cu oricare din revendicările 1 la 7, caracterizat prin aceea că, înainte de încălzire și răcire cu o viteză mai mare de 15K/s, benzile laminate la cald sunt supuse unei prime etape de laminare la rece, până la o grosime intermediară, și apoi, după treapta de încălzire și răcire rapidă, benzile sunt încălzite la temperatură ridicată, apoi se aplică a doua treaptă de laminare la rece, până la 555 dimensiunea finală, cu un grad de reducere de cel puțin 65%.
9. Procedeu conform cu oricare din revendicărilie de la 1 la 8, caracterizat prin aceea că, după încălzirea la temperatură ridicată, la a doua treaptă de laminare la rece, se aplică un grad de reducere de cel puțin 75%.
10. Procedeu conform cu oricare din revendicările 1 la 9, caracterizat prin 560 aceea că, benzile care se laminează până la grosimea finală a benzii laminate la cald, se încălzesc la o temperatură cuprinsă în intervalul de la 800°C la 1000°C, înainte de treapta de laminare la rece avansată.
11. Procedeu conform cu oricare din revendicările 1 la 10, caracterizat prin aceea că, benzile se mențin la o temperatură cuprinsă între 100°C și 300°Cîn ultima 565 etapă de laminare la rece, în timpul cel puțin unei treceri.