173949. lajstromszámú szabadalom • Eljárás kis vasveszteségű texturált sziliciumacél előállítására
3 173949 4 A találmány szerint kialakított bevonat, mint már mondottuk, az anyagban legalább 60 kp/mm2, de általában több, mint 90 kp/mm2 feszültséget hoz létre. A kialakuló feszültséget természetesen nagymértékben befolyásolja a textúráit szilíciumacél mérete. Célszerűen a lemezek vékonyabbak, mint 0,35 mm. A feszültség növelését azonban elsősorban a bevonatot alkotó elemek szinergetikus hatása eredményezi. Ennek következtében egy viszonylag vékony, például 0,05 mm vastagságú réteg alakítható ki anélkül, hogy a felület károsodást szenvedne. A kolloid állapotú szilíciumoxid azonban, amelynek a legnagyobb szerepe van abban, hogy igen vékony réteget alakíthatunk ki, hajlamos a vízfelvételre. Ezt van hivatva kiküszöbölni a hatvegyértékű króm a vizes oldatban. A hatvegyértékű króm alkalmazása igen fontos, minthogy a háromvegyértékű króm nem rendelkezik a kívánt hatással. A vizes oldatban levő foszfátionok elsősorban kötőanyagként szerepelnek, és lehetővé teszik a vékony rétegek kialakítását. Az oldatban levő magnéziumionok mennyisége általában legalább 0,3%. Szerepük az oldatban minél több hatvegyértékű króm oldódásának elősegítése anélkül, hogy a felületre a réteg por formában rakódjon le. A borítóréteget alkotó vizes oldat célszerű összetétele a következő: 8—19% foszfátion, 0,6—3,5% magnéziumion, 9-23% kolloid állapotú szilíciumoxid és 0,2—3,5% hatvegyértékű króm. Az oldatban jelen lehetnek még egyéb közegek is, például nedvesítő anyagok, pigmentek vagy az azonosításhoz szükséges festékek, továbbá semleges szilárd anyagok, mint például töltőanyagok. A területen járatos szakember számára nyilvánvaló, hogy az ismertetett vizes oldat igen sokféle módon állítható elő. A magnéziumionokat például létre lehet hozni magnéziumfoszfáttal vagy magnéziumkromáttal vagy akár magnéziumoxiddal, illetve magnéziumhidroxiddal. Ha a magnéziumionokat magnéziumfoszfát vagy magnéziumkromát segítségével állítjuk elő, egyéb foszfátion és/vagy hatvegyértékű króm bevitelére alkalmas anyagokat is kell alkalmazni. Célszerű a magnéziumionokat MgO-ból előállítani. Ez esetben az oldatba együttesen 10%-nál nagyobb mennyiségben viszünk be magnéziumoxidot és szilíciumoxidot. Megjegyezzük még azt is, hogy az oldat pH értékétől függően a foszfátionok különböző protonizált formái lehetnek egyensúlyban. Hasonlóan a hatvegyértékű króm is olyan különböző módosulatok formájában lehet egyensúlyban, amelyek a protonizáció és komplex formáció különböző fokozatait mutatják. A bevonatréteg kezelése idő- és hőmérsékletfüggő folyamat. A fém hőmérséklete ennek során legalább 650 °C kell legyen, de célszerű a hőmérsékletet 760 °C fölött tartani. A hőntartás idejének pontos meghatározása nehezebb, minthogy ez a hőmérséklet és még egyéb tényezők hatására is változik. Tekintettel arra, hogy általában az acél feszültségmentesítését kell elérni, a végső texturáló hőkezelés után együtt végezhető a bevonatréteg kezelése és a feszültségmentesítés. Ennek a hőmérséklettartománya általában 800—850 °C. A találmány szerinti eljárással kialakított bevonatréteget az előállítására szolgáló vizes oldat összetételével jellemeztük, minthogy magának a borítórétegnek a pontos kémiai összetételét nem tudjuk. Elvi megfontolások alapján azonban valószínűsíthető, hogy a foszfátionok a bevonatrétegben polimer polifoszfátokat alkotnak, amelyeket a bevonatréteg egyéb alkotói módosíthatnak. A bevonatréteg által létrehozott feszültséget az acélszalag elhajlásából határozzuk meg. Az acélszalag elhajlását úgy határozzuk meg, hogy a szalag egyik végét rögzítjük, a szalagot vízszintes helyzetbe hozzuk és a felső felületéről savas oldattal eltávolítjuk a bevonatréteget. így a bevonatréteg a szalagnak csak az egyik oldalán marad, és a bevonatréteg hatására az egyik oldalon létrejövő feszültség következtében a szalag behajlik. A mérésről természetesebben az amerikai Szabványügyi Hivatal közleményeiben található cikk ad ismertetést. A cikk szerzői A. Brenner és S. Senderoff, és a cikk a 42. kötet (1949) 105. oldalán található. A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük. 1. példa Textúráit szilíciumacél darabból Epstein-vizsgálathoz vágtunk ki próbákat. A próbák vastagsága 0,3 mm volt. A darabokat feszültségmentesítő hőkezelésnek vetettük alá 800 °C-on, a hőntartási idő 120 perc volt. A kemencében 80% nitrogénből és 20% hidrogénből álló atmoszféra volt. A darabokat öt kötegbe (A, B. C. D, és E) raktuk össze, álról minden egyes köteg 12 mintát tartalmazott. A vasveszteségeket 17 KG erősségű indukció mellett vizsgáltuk. A mérési eredményeket az I. táblázatban mutatjuk be. 1. táblázat Köteg Vasveszteség (watt/pound) A 0,680 B 0,667 C 0,654 D 0,699 E 0,682 A kezelés után valamennyi köteget bevonatréteggel láttuk el A bevonatrétegeket különböző vizes oldatokból állitottuk elő és henger segítségével vittük fel a szalagra. Az oldatok összetételét a II. táblázatban mutatjuk be. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
