175740. lajstromszámú szabadalom • Eljárás lágymágneses texturált vas-szilicium lemez előállítására és az eljátrással előállított hengerelt közbülső termék
3 175740 4 mat 15—90 ppm, a kéntartalmat 0,007—0,06 s°/0 és a mangántartalmat 0,02—0,1 s% között tartjuk. Emellett az olvadékot úgy állítjuk be, hogy egy súlyegység borra 2—4 súlyegység nitrogén jusson és a végső hőkezelés során legalább 0,007 s" „ kén még oldatban maradjon. A találmány szerinti eljárás hengerelt közbülső terméke 0,007—0,06 s% ként, 0,002—0,1 s% mangánt, valamint 4—40 ppm bőr és 15—95 ppm nitrogén adalékot tartalmaz, ahol egy súlyegység borra 2—4 súlyegység nitrogén jut. A találmány szerinti felismerés azért is meglepő, mert a bort általában káros szennyező elemként tartják számon, amely azonban szennyezőként is valamivel nagyobb mennyiségben fordul elő a hasonló ötvözetekben, mint amilyen mennyiségben a találmány szerinti kritikus hatását kifejti. A bőr 50 ppm-nél nagyobb mennyiségben valóban igen káros hatással van a mágneses tulajdonságokra, kivéve ha az egyébként önmagában ugyancsak káros hatású nitrogén is jelen van az ötvözetben. így a találmány szerinti felismerés, nevezetesen, hogy a bór 5—45 ppm mennyiségben igen kedvező hatást fejt ki a texturáló hőkezelés során, rendkívül meglepő. A vizsgálatok azt mutatták, hogy a bór adalék optimális menynyisége 5—20 ppm között van. A bór kedvező hatásának felismerése lényegében olyan tégelyek alkalmazásának köszönhető, amelyek bór szennyezőt tartalmaznak. A tégelyből kis mennyiségű bór került a vas-szilícium ötvözetekbe, és ennek hatása meglepő eredményeket produkált. A vizsgálatok során kitűnt, hogy az ilyen tégelyekben készített vas-szilícium ötvözetek bórtartalmát az olvadék karbontartalmának beállításával pontosan lehet szabályozni. Vasoxid bevitelével például megakadályozható a bórfelvétel e tégely falából. Megoldható a bór adalék bevitele bőrt nem tartalmazó tégelyek alkalmazása esetén is, bornak közvetlenül az olvadékba történő beadagolásával. Az eljárás kidolgozása során meglepő volt, az a tény is, hogy az igen kismennyiségű, de kritikus tartományban alkalmazandó bór pontos beadagolása sem laboratóriumi, sem üzemi körülmények között nem okozott nehézséget. A bőrt az ötvözet előállítása során közvetlenül öntés előtt adagoltuk általában az olvadékba. Az üzemben a bőrt a ferroszilícium szokásos beadagolása után adagoltuk be az öntőüstbe. A bevitt bór mennyisége, így a meleg- és hideghengerlés alatt, valamint a közbülső hőkezelések során nem változott. Jelentős bórveszteség léphet fel viszont, ha a bőrt sokkal az öntés előtt adagoljuk be, vagy a tuskókat sokáig tartjuk meleghengerlés előtt magas hőmérsékleten. A végső hőkezelés során viszont, amikoris a bór elősegíti a textúrát eredményező szekunder rekrisztallizáció lefolyását, a beadagolt bór lényegében teljes mértékben eltávozik az anyagból. További érdekessége a találmány szerinti megoldásnak, hogy a nitrogén és a bór aránya ugyancsak kritikus a szóbanforgó ötvözeteknél. Ha a bór és nitrogén aránya nem olyan, hogy egy súlyegység borra 2—4 súlyegység nitrogén jut, nem állítható elő egyenletesen jó mágneses tulajdonságokkal rendelkező vas-szilícium ötvözet abban az esetben sem, ha az anyag bórtartalma az említett kritikus határokon belül van. Az említett arányoknak megfelelően az ötvözetben a nitrogén szükséges menynyisége 15—95 ppm. , A nitrogén bevitele tetszőleges módon történhet, a gyakorlatban jól bevált az az eljárás, amelynek során a fémet vákuum-kemencébe helyezzük, és 30 torr nyomású nitrogén atmoszférát hozunk létre, majd argont vezetünk be a kemencébe, és ezzel hozunk létre 1 atm nyomást az öntés alatt. Az így előállított ötvözet mintegy 30 ppm nitrogént tartalmaz 10 ppm bór adalék mellett. A kemencében alkalmazott nitrogén nyomásának szükséges nagysága mindig a kemencetér térfogatának és az olvadék súlyának arányától függ. Jelentős még a találmány szerinti megoldás szempontjából a kén és a mangán aránya a fémben a végső hőkezelés során. Ez az arány ugyancsak kritikus a késztermék mágneses tulajdonságai szempontjából. Különösen fontos, hogy a kezelés alatt legalább 0,007 s% kén oldott formában legyen jelen. Ez a követelmény kielégíthető, ha mindkét adalékanyag viszonylag kis mennyiségben van jelen a vas-szilícium ötvözetben, és a fémben lényegében nincs is több kén, mint 0,007 s%. A mangánnak a ként lekötő hatása elhanyagolható, ha a rendszerben jelenlevő mangán mennyisége mintegy 0,002—0,006 s%. így a találmány szerinti eljárás foganatosítása során nem szükséges a mangántartalmat teljesen kiküszöbölni. Ha az olvadékban 0,006 s%-nál nagyobb mennyiségű mangán van, az olvadékba bevitt kén mennyiségét is növelni kell, hogy a végső hőkezelés során biztosítani lehessen a kívánt mennyiség oldatban tartását. Az elmondottakból nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti új vas-szilícium ötvözetből igen jó mágneses tulajdonságú lemezek állíthatók elő az ismert technológiával. Egyidejűleg eljárást is kidolgoztunk az említett, jó mágneses tulajdonságokkal rendelkező vas-szilícium lemez előállítására. A találmány szerinti, hidegen készméretre hengerelt vas-szilícium lemez megfelelő bór-, nitrogén, mangán- és kéntartalom mellett a végső hőkezelés során lejátszódó szekunder rekrisztallizáció következtében rendkívül előnyös mágneses tulajdonságokat biztosító textúrával rendelkezik, ugyanakkor a kész anyagban már bór nem található. A találmány szerinti eljárással az említett összetételű anyagot közbülső méretről hideghengerléssel alakítjuk készméretre, aholis a szekunder rekrisztallizációval (110) [001] irányítású textúrát alakítunk ki. A találmány előnyös kiviteli alakjainál a nitrogéntartalom nem haladja meg a 60 ppm mennyiséget, így a nitrogén jelenléte által gyakran létrejövő hólyagosodás, illetve repedékenység elkerülhető. A nitrogén mennyiségének megfelelő korlátok között tartása az acélgyártási eljárásoknál ismert módon megoldható. A bór adagolását az olvadéknak az üstbe történő bevezetése után célszerű elvégezni, közvetlenül mielőtt az anyagot kokillákba öntenénk. A szükséges mennyiség mintegy 10—20 ppm. A találmány szerinti eljárással először előállítjuk a kívánt összetételű vas-szilícium olvadékot, majd az öntött tuskókat melegen hengereljük közbülső méretre. Az öntéskor az olvadék 2,2—4,5 súly% szilíciumot, 0,003— 0,006 súly% ként, 0,001—0,1 súly% mangánt, 5—45 ppm bórt és 15—95 ppm nitrogént tartalmaz. A maradék vas és egyéb szokásos szennyező elérnek : karbon, alumínium, oxigén stb. Az olvadékban a nitrogén—bór arány 2—4/1. A meleghengerléssel előállított anyagot ezután hideghengerléssel alakítjuk tovább a készméret eléréséig. Ekkor végezzük el a végső hőkezelést, amelynek során a dekarbo-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
