Способ изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()ц1002376 (6 ) Дополнительное к авт. свкд-ву (51)M. Кл.

С 21 9 8/12 (22)Заявлено 02.04.81(21)3312444Е22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Гееудврстееявьй кемвтет

СССР пе декам яаоеретеккд и втермтий

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень J% 9

Дата опубликования описания 07.03.83 (53) УДК 621. .785(088.8) В. Я. Гольдштейн, С. В. Пашенко, Л. В. М ронор,,В. A Гневов и М. П. Колясников

Ц .:,," /

К (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт металЛуртии (7l ) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОТРОПНОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ, ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области мег:таллургии, в частности к производству изотропной холоднокатаной электротехни- ческой стали.

Известен ряд способов изготовления 5 изотропной холоднокатаной электротехнической стали, включаюший холодную прокатку горячекатаного листа и рекристаллизаиию (первичную или собирательную).

В частности, известен способ, который предусматривает выплавку, разливку, горячую прокатку, травление и обработку травленного подката, заключающуюся в однократной холодной прокатке до толши

:ны 0,5 мм и вакуумном отжиге при

100О С (1) .

Недостатком этого способа является низкий уровень магнитных свойств в готовом металле (132soo 1,5 Гл), боль20 шая разница а значениях магнитных характеристик вдоль и поперек направления прокатки (AB << 0,12 Тл), большая разнотолшпнность готового металла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали, который предусматривает выплавку, разливку, горячую прокатку до промежуточного размера, удаление перед холодной прокаткой поверхностной рекристаллизационной зоны механической шлифовкой, электролитическюй полировкой или химическим травлением, холодную прокатку до окончательного размера, обезуглероживаюший и окончательный отжоги (2) .

Недостатком такого способа являются высокая анизотропия магнитных свойств

ЬВ2 ос 0,1 Тл) и низкий. уровень магнитных характеристик (Р Ъ 2,7 Въ-кг), ЫВо обусловленные неоднороднйм текстурным состоянием по сечению металла после заключительного отжига, а также неудовлетворительное качество поверхности и большая разнотолшинность готового металла, 0"? 376 4

3 10 связанная с особенностями процесса холодной прокатки.

Целью изобретения; является уменьшение анизотропии, повышение уровня магнитных свойств и улучшение микрогеометрии поверхности.

Цель достигается тем, что по способу производства изотропной стали, включающему выплавку, горячую прокатку, холод/ ную прокатку до окончательного размера, . обезуглероживающий и заключительный отжиги, с прокатанной до окончательного азмера полосы удаляют човерхностный слой металла на глубину 1-10% оконча-

- тельного размера. При этом удаление поверхностного слоя осуществляется после холодной прокатки, обезуглерожи-i ваюшего или заключительного отжигов.

Холодная деформация железокремнистых сплавов приводит к формированию существенной текстурной неоднородности по сечению прокатанного металла. Поверхностные слои, глубина которых достигает 1% толщины полосы, непосредственно контактируют с поверхностью валков и характеризуются практически бестекстурным состоянием. В подповерхностных зонах, лежащих на глубине 1=10% толщины (в зависимости от химического состава и условий прокатки) от поверхности листа, осуществляется разворот кристаллитов с формированием компоненты

1 lllI < 112> . Текстура остального металла описывается деформационными ориентировками типа 112 ) <110), )lOOJ

< Ol1) и (111) < 110> .

Текстурная неоднородность, созданная в процессе холодной прокатки, наследуется че только при последуюшем обезуглероживании, но и после заключительного отжига. При этом локализация слоев, характеризующихся различным текстурным состоянием по сечению отожженного металла, аналогична их распределению в листе после холодной прокатки.

Так, после заключительного отжига поверхностные слои (до 1% толщины полосы) имеют бестекстурное состояние.

Подповерхностная зона, локализованная на расстоянии 1-10% толщины листа от поверхности, имеет текстуру ) ill ) (112 ) 30, в то время как остальной металл характеризуется ориентировками 100) < Q uJ>, Ц р < 001).

Компонента подповерхностной зоны после заключительного отжига — 1 1 1

<1 12):" 30 — является неблагоприятной, так как существенно повьццает анизотропию магнитных свойств при одновременном снижении их уровня. Поэтому

) изобретение предусматривает удаление слоев металла, расположенных на расстоянии 1-10% толщины от поверхности листа, на любой стадии обработки после холодной деформации: как непосредственно после прокатки или обезуглероживания, что ликвидирует слои металла, в которых после заключительного отжига локализуется неблагоприятная ориентировка 1 1 l) (112) 30, так и после заключительного отжига, что обеспечивает непосредственное удаление слоев с этой ориентировкой и получение однородного текстурного состояния готового металла.

Удаление поверхностной зоны на глубину менее 1% толщины листа не приводит к улучшению магнитных свойств по Оравне;нию с исходным металлом, так как при этом удаляется з ча бестекстурной составляюшей структуры, не влияющая на анизотропию и уровень свойств.

Удаление поверхностной зоны на глубину более 10% толщины полосы не улучшает магнитные характеристики по сравнению с металлом, у которого глубина удаляемого слоя составляет 1-10%, поскольку при этом удаляются текстурные слои, в которых после заключительного отжига формируются благоприятные текстурные компоненты (100 < UVe > и 1о ) <001).

Формирующаяся при холодной прокатке текстурная неоднородность не наследуется о г горячекатаного состояния. Доказательством этого является тот экспериментальный факт, что при холодной деформации текстурно однородного горячекатаного подката (с этой целью шлифуют поверхностные слои горячекатаной полосы на глубину 30% толщины листа) также формируется вышеуказанная: текстурная неоднородность по сечению холоднокатаного листа. Следовательно, именно холодная деформация ответственна за наблюдающиеся текстурные различия по сечению металла.

Кроме того, предлагаемый способ осуществляется на другой стадии производства изотропной холоднокатаной электротехнической стали по сравнению с известным (2) . Так по известному способу перед холодной прокаткой дополнительно проводят удаление поверхностной рекристаллизованной зоны, в то время как для металла после. холодной прокатки, обезуглероживаюшего и заключительного отжигов отсутствует само понятие поверх- .

1, 1 ностная рекристаллизованная эона, поТабпица1

Влияние вариантов обработок горячекатаного подката на уровень магнитных характеристик и разнотолщииность готового металла

Измеряемые параметры

Магнитная анизотропия (В ор ), Тл

О,l

0,09

0,09

0,08

Удельные потери (рл,1,5/50), Вт/кг

2,5

2,4

2,4

Разнотолшинность по длине листа, мм

0,04

0,02

0,02

0,02

5 10023 скольк в холоднокатаном металле зона . рекристаллизапии вообше не обнаруживается, а после обезуглероживаюшего и заключительного отжигов этот слой занимает

100% объема металла. Таким образом, решение, предлагаемое в прототипе, не приемлемо для металла после холодной прокатки, обезуглероживаюшего и заключительного отжигов, так как оно не осушествимо. 30

Наряду с формированием текстурной неоднородности по толшине листа, холодная прокатка приводит к ухудшению поверхности (образованию поверхностных дефектов, "елочки и т.д.) и увеличению раз- 5 нотолшинности листа. Поэтому удаление поверхностных слоев полосы после холодной прокатки обезуглероживаюшего или заключительного отжигов заметно улучшает микрогеометрию листа. 20

Способ осуществляется следующим образом.

В качестве исходного материала используют 2,5 мм горячекатаный подкат промышленной электротехнической стали 25 следующего состава, %: С 0,005; 51

2,7; М 0,2; 5 0,005; P 0,01; г0,04;

И1 0,05; Со 0,05; А80,035; И 0,008; остальное.

Пример 1. Обработка по известному способу (прототипу) заключается в двусторонней механической шлифовке подката (по 0,1 мм с каждой поверхности) 76 б с последуюшей двухкратной холодной про» каткой до толшины 0,5 мм, обезуглерсьо живанием при, 850 С в течение 5 мин (+т р. 28 С) и заключительным отжи гом при 1000 С в течение 5 ч (+т.р.

= 60 С) - 1 вариант.

Обработка по заявляемому способу осушествлялась по 3 вариантам.

Двукратная прокатка до 0,5 мм, двусторонняя механическая шлифовка полосы (по 0,005 мм с каждой стороны), обез-. углероживание (850 С, 5 мин + т.р. *=

28 С) и заключительный отжиг (1000 C, 5 + т.р. -60 С) - 2 вариант.

Двукратная холодная прокатка до

0,5 мм, обезуглероживание (850 С, о

5 мин + т.р. 2R С), двусторонняя механическая шлифовка (по 0,005 мм с каждой поверхности) и заключительный отжиг (1000 С, 5 ч + т.р. = -60 С)

3 вариант.

Лвукратная холодная прокатка до

0,5 мм, обезуглероживаиие (850 С, 5 мин + т.р. =" 28 С), заключи гельный отжиг (1000оС, 5 ч + т.р. =* -60 С) и двусторонняя механическая шлифовка (по 0,005 мм с каждой поверхности)

4 вариант.

Результаты определения магнитных характеристик и разнотолщинности к металле, обработанном по вариантам 1-4, показаны в табл. 1.

Та блица 2

Влияние, глубины удаляемого поверхностного слоя

HB уровень магнитных характеристик и разнотолшинность готового металла

Обработка по варианту

Изме,ряемые параметры

Анизотропия маг нитных свойств (ДВ2 Оо ) Тл

0,08

0,1

0,09

0,09

Удельные потери (Р, ), Вт/кг

2,7

2,4

2,4

Рази отолщинность по длине листа, ММ

0„02

0,02

0,04

0,02

7 1002

Результаты, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том, что проведение обработки по предлагаемому способу по сравнению с прототипом позволяет уменьшить анизотропию на 0,01-0,02 Тл, удельные потери на 0,2-0,3 Вт/кг и разнотолшинность на 0,02 мм.

Пример 2. Горячекатаный подкат подвергают двукратной холодной прокатке до 0,5 мм, двусторонней механической 10

Из сопоставления результатов табл. 2 видно, что удаление поверхностного слоя на глубину менее 1% окончательного раз, мера листа (вариант A) сопровождается увеличением магнитной анизотропии (на

0,01-0,02 Тл), повышением удельных 40 йотерь (на 0,2-0,3 Вт/кг) и ростом разнотолшинности (на 0,02 мм) по сравнению с металлом, обработанным по предлагаемому способу (варианты А и В).

Удаление поверхностных слоев на глубину более 10% толщины листа (вариант D) не обеспечивает дальнейшего улучшения свойств и поэтому нецелесообразно в связи с большим расходом металла.

Применение способа по изобретению позволяет получать изотропьую солоднокатаную электротехническую сталь; снизить анизотропию магнитных свойств; повысить уровень магнитных характеристик изотроп. ной холоднокатаной электротехнической

И стали; улучшить микрогеометрию поверхности листа, повысить коэффициент запол нения магнитопроводов, уменьшить габариты электрических аппаратов.

376 8 шлифовке по 0,003 (BBpHBHT А), 0,005 мм (вариант В), 0,05 мм (вариант С) или

0,06 мм (вариант 33) с каждой поверхности, обезуглероживанию (850 С, 5 мин + о

+ т.р. =- 28 С) и заключительному отжигу (1000 С, 5 ч + т.р. = -60 С).

Разультаты замера магнитных характеристик и разнотолшинности в готовом металле, обработанном по вариантам А, В, С,З, показаны в табл, 2.

Зкономический эффект от внедрения предлагаемого способа составит 336 тыс, руб, при экономии электроэнергии 33,6 10 квт/ч, Формула изобретения

1. Способ изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали, включающий выплавку, горячую прокатку, травление, холодную прокатку до окончательного разм е ра, обезуглероживающий и заключительный отжиги, о т л ичаюшийс ятем, что, сцелью уменьшения анизотропии, повышения магнитных свойств и улучшения микрометрии поверхности, с ппокатанной до окончательного размера полосы удаляют поверхностный слой металла на глубину

1-10% окончательного размера.

2.Способпоп, 1,отличаю— ш и и с я тем, что поверхностный слой удаляют после холодной прокатки.

3. Способ по п, 1, о т л и ч а ю— ш и и с я тем, что поверхностный =лой

1002:. !7 6 () лаляют пО(. л! Об< 5угл!. (ож!!!Заю!!!!."Го отжпго.

4. Способ по и. 1, о т л и ч а ю— шийся т< м, что поверхностный слой удаляют посг!е заключительного отжига..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Зайдман И. Д., Борисенко В. Г., Упрощенная технология производства холоднокатаной малотекстурованной электротехнической стали, М., Сталь», N.1,,1963, с. 76-80.

2. Авторское свидетег.ьство СССР

N. 722959, кл. С 219 8/12, 1980.

Составитель Г. Дудик

Редактор О. Юркова Техред Т.Фанта Корректор О. Билак

Заказ 1731/11 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комиеета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4