182304. lajstromszámú szabadalom • Eljárás texturált sziliciumacél előállítására
182304 majd ha szükséges, ugyanezen atmoszférában egy magasabb hőmérsékleten végeznek hőkezelést, hogy a fölösleges karbon, kén és nitrogén az anyagból eltávozzon. Újabban olyan technológiát is alkalmaznak (lásd például a 4 173 502 sz. USA szabadalmi leírást), amely szerint úgy érik el a vasszilícium ötvözetek kedvező mágneses tulajdonságait, hogy csökkentik a bór mennyiségét a hidegen hengerelt és dekarbonizált közbülső lemezben és ugyancsak korlátozott mennyiségű bőrt adalékéinak a villamosán szigetelő bevonatrétegbe is. Ennél a technológiánál az is fontos, hogy a jó mágneses tulajdonságok csak abban az esetben érhetők el, ha az ötvözetben és a bevonatban levő összes bór meghatározott maximális értéken belül tartása mellett a bór mennyisége adott arányban áll az ötvözet nitrogén tartalmával. Az ismert bórtartalmú villamos szigetelő bevonatrétegek számos eljárással alakíthatók ki. Felvihetők az anyagra szuszpenzió formájában vagy elektrolitikus úton, amint az a 3 054 732, illetve 4 116 730 sz. USA szabadalmi leírásból kitűnik. A 3 054 732 sz. szabadalom szerint elektrolitikus úton visznek fel egy egyenletes magnéziumhidroxid (MgOH2) réteget, mintegy 13 u vastagságban. Ezután a bevonattal ellátott szalagot bórsav és káliumborát vagy egyéb hasonló bórvegyület vizes oldatába merítik. Az oldat célszerűen viszonylag híg, literenként 5—10 g bórvegyületet tartalmazhat. A másik megoldás, a 4 116 730 sz. USA szabadalom szerint az, hogy a bórtartalmú magnéziumhidroxid bevonatréteget egyetlen lépésben elektrolitikusan viszik fel az anyagra. A szabadalom szerint az adott eljárással bevonatolt anyag végső hőkezelése hidrogénben vagy hidrogén és nitrogén keverékében történik olyan hőmérsékleten, amely biztosítja a másodlagos rekrisztallizáció lefolyását. Ezután történhet egy magasabb hőmérsékleten végzett hőkezelés ugyanebben az atmoszférában, amennyiben szükséges, hogy a fölöslegben levő karbont, ként és nitrogént teljes mértékben eltávolítsák. Különböző vizsgálatok során kiderült, hogy a borral adalékolt vas-szilícium ötvözetek viselkedése a végső hőkezelés során az ötvözetben levő nitrogén és különösen az oldatban levő nitrogén mennyiségétől függ. Az oldatban levő nitrogén mennyiségén a teljes nitrogéntartalom és a borral vegyüietet alkotó nitrogén menyüyiségének a különbségét értjük. Az olyan vas-szilícium ötvözetek mágneses tulajdonságai, amelyek nem tartalmaznak kellő mennyiségű oldott nitrogént, azaz az oldott nitrogén mennyisége kevesebb, mint 20 ppm, a hagyományos hőkezelési eljárásokkal meglehetősen kedvezőtlenek. Jó mágneses tulajdonsággal rendelkező anyagot csak megfelelő mennyiségű nitrogén jelenlétével lehetett előállítani. A vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a villamosán szigetelő bevonatrétegbe adagolt bór kedvező hatása az anyag mágneses tulajdonságaira szintén csak akkor érvényesül, ha elegendő mennyiségű oldott nitrogén van jelen. A kismennyiségű oldott nitrogén kedvezőtlen hatása különösen jól látható, ha a vas-szilícium ötvözet kéntartalma is viszonylag alacsony, különösen, ha a mangán-kén arány nagyobb, mint 2,1. A jelen találmánnyal olyan eljárás kialakítása a célunk, amellyel jó mágneses tulajdonságok alakíthatók ki olyan vas-szilícium ötvözetekben is, amelyek oldott nitrogéntartalma lényegesen kevesebb, mint a hagyományosan alkalmazott vas-szilíciumötvözeteké és ezzel 3 lehetővé válik a bór adalék kedvező hatásának kihasználása a villamosán szigetelt bevonatréteg alkalmazása esetén is. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk 5 meg, hogy textúráit szilíciumacél előállítása során, amikor 2,2—4,5 súly% szilíciumot, bőrt és legfeljebb 0,1 súly% mangánt, valamint legfeljebb 20 ppm nitrogént tartalmazó közbülső szalagot, illetve lemezt készítünk, amelyben a mangán-kén arány legalább 2,1, és 10 azt bőrt tartalmazó bevonatréteggel látjuk el, majd textúráié hőkezelést végzünk a találmány szerint a textúráié hőkezelés első lépéseként a szalagot hidrogént és legfeljebb 20 térfogat% nitrogént tartalmazó atmoszférában 800 °C-ról 40 °C/óra sebességgel 1050 °C-ra 15 hevítve másodlagosan újrakristályosodott Goss-textúrát alakítunk ki, majd a szalagot 1175 °C-ra hevítjük és ezen a hőmérsékleten hidrogén atmoszférában 3 órás hőntartással a karbont, ként és nitrogént eltávolítjuk. A leírás során végső hőkezelésen azt a kezelést értjük, 20 amellyel a vas-szilícium ötvözetekben Goss-textúra alakítható ki, valamint amelynek során az anyagból eltávolítjuk az olyan nem kívánatos elemeket, mint például a karbon, kén és nitrogén. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz 25 segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a különböző anyagok mágneses permeabilitási értékeit mutatjuk be a villamosán szigetelő rétegből az anyagba jutó bór mennyiségének függvényében, 30 _ a 2. ábra pedig az 1. ábrához hasonló diagramot tartalmaz további anyagokra vonatkozóan. A találmány szerinti eljárás foganatosítása során olyan közbülső anyagból indulunk ki, amely finomszemcsés, dekarbonizált és amelyben a primer rekrisztallizáció 35 már lejátszódott. Ilyen közbülső anyagot az átlagosan képzett szakember minden nehézség nélkül elő tud állítani. További jellemzője a kiindulási anyagnak, hogy 2,2—4,5 s% szilíciumot, bőrt és legfeljebb 0,1 súly% mangánt tartalmaz, továbbá a mangán-kén arány leg- 40 alább 2,1. Az anyagban nem lehet több, mint 20 ppm oldott nitrogén és egyéb véletlen ötvöző, illetve szennyezőelemek. A kiindulási anyagon ismert módon villamosán szigetelő, bórtartalmú bevonatréteget hozunk létre a végső hőkezelés előkészítéseképpen. A bevonatréteget 45 előnyösen a már hivatkozott 3 054 732 vagy a 4 166 730 sz. USA szabadalmi leírásokban bemutatott módon lehet előállítani. Az „oldatban levő nitrogén” kifejezésen a jelen leírás és igénypontok során mindig olyan nitrogént értünk, 50 amely az adott vas-szilícium ötvözetből készült lemezben jelen van a stabil bórnitrideken, titánnitrídeken, alumíniumnitrideken stb. kívül, azaz az ötvözetben sztöchiometrikusan fölöslegben levő, nem vegyüietet alkotó nitrogént. Az oldatban levő nitrogén mennyisé- 55 gének jó közelítéssel történő meghatározásához a hagyományos makrokémiai analízis útján megállapított bértartalmat megszorozzuk a nitrogén atomsúlyának (14) és a bór atomsúlyának (10,8) hányadosával (1,3) és ezt az értéket kivonjuk az ugyancsak hagyományos makro- 60 kémiai analízis útján nyert értékből, melyet a nitrogén mennyiségére kaptunk. A bevonatréteg elkészítése után a találmány szerint a szalagot meghatározott sebességgel, nitrogént tartalmazó hidrogén védőgázban hevítjük, hogy a másodlagos 65 rekrisztallizáció lejátszódjék. A védőgázban levő nitro4 2
