Способ изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали Советский патент 1983 года по МПК C21D8/12 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗОТРОПНОЙ ХОЛОДНОКАТАНОЙ ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКОЙ СТАЛИ

Изобретение относится к области ме таллургии, в частности к производству изотропной холоднокатаной электротехнической стали.

Известен ряд способов изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали, включающий холодную прокатку горячекатаного листа и рекристал- лизаиию (первичную или собирательную). В частности, известен способ, который предусматривает вьтлавку, разливку, горячую прокатку, травление и обработку. травленного подката, заключающуюся в однократной холодной прокатке до толшины 0,5 мм и вакуумном отжиге при 1000°С 1.

Недостатком этого способа является низкий уровень магнитных свойств в готовом металле (B25Q(j 1,5 Тл), большая разница в значениях магнитных характеристик вдоль и поперек направления прокатки (, 12 Тл), большая раоноголшчпность готового металла.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления изотропной холоднокатаной эпектротехнической стали, который предусматривает выплавку, разливку, горячую прокатку до промежуточного размера, удаление перед холодной прокаткой поверхностной рекристаллизационной зоны механической щлифовкой, электролитической- полировкой или химическим травлением, холодную прокатку до окончательного размера, обезуглероживающий и окончательный от жиги Г 21 .

Недостатком такого способа являются высокая анизотропия магнитных свойств 2.50о О,1 Тл) и низкий уровень магнитных характеристик ( Вт-кг), обусловленные неоднородным текстурным состоянием по сечению металла после заключи гельного отжига, а также неудовлет ворительное качество поверасностн и больщая разнотопщинность готового металла. 31 связанная с особенностями процесса хо- лодной прокатки. Целью изобретения, является уменьшен анизотропии, повьпнение уровня магнитны свойств и улучшение микрогеометрии поверхности;Цель достигается тем, что пО способу производства изотропной стали, включающему вьшлавку, горячую прокатку, холод ную прокатку до окончательного размера . обезуглероживающий к заклк)чите,пьный отжиги, с прокатанной до окончательного раз.мера полосы удаляют поверхностный слой металла на глубину 1-10% окйнча- тельного размера. При этом удаление поверхностного слоя осуществляется после холодно-й прокатКй, обезуглёроживающего или заключительного отжигов. Холодная дефсррмапия- железокрёмн истых сплавов приводит К формированию существенной текстурной неоднородности по сечению прокатанного мета,лла. Поверхностные слои, глубина которых дости гает 1% толщины полосы, непосредственно контактируют с поверхностью валков характеризуются практически бестекстур- ным состо5шием. В подповерхностных зонах, лежащих на глубине 1--1О% толщины (в завис 1мости от химического состава и условий прокатки) от поверхности листа, осуществляется разворот кристаллитов с формированием компоненты J llll 112 . Текстура остального ме талла описывгзется деформационными ориентировками типа , lOO 0117 и |111 110 . Текстурная неоднородность, создан ная в процессе холодной прокатки, насле дуется 7ie только при последующем 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 111 112 i30°, в то время как остальной металл характеризуется ориентировками |100 Uvu;7, Q 001. Компонента подповерхностной зоны после заключительного отжига - llll 112 df 30° - является неблагоприятной, так как существенно повьпцает анизотропию магнитных свойств при одно764временном снижении их уровня. Поэтому изобретение предусматривает удаление слоев металла, расположенных на расстоянии 1-1О% 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 локализу- ется неблагоприятная ориентировка Illlli 1127 t ЗО, так и после заключительного отжига, что обеспечивает непосредственное удаление слоев с этой ориентировкой и получение однородноготекстурного состояния готового металла., Удаление поверхностной зоны на глубину менее 1% толщины листа не приводит к улучщению магнитнь1х свойств по оравне- нию с исходным металлом, так как при этом удаляется зона бестекстурной составляющей структуры, не влияющая на анизотропию и уровень свойств. Удаление поверхностной зоны на глубину более 1О% 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 |lOOWUVW и й-1 оУ 001-7. Формирующаяся при холодной прокатке текстурная неоднородность не наследуется от горячекатаного состояния. Доказательством этого является тот экспериментальный факт, что при. холодной деформации текстурно однородного горячекатаного подката (с этой целью щлифуют поверхностные слои горячекатаной полосы на глубину 30% толщины листа) также формируется вьпдеуказанная 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 С 2 . Так по известному способу перед холодной прокаткой дополнительно проводят удаление поверхностной рекристаялизованной зоны, в то время как для металла после холодной прокатки, обезуглероживающего и заключительного отжигов отсутствует само понятие поверхностная рекристаллизованная зона, по510cKonbKj в холоднокатаном металле зона . рекристаллизации вообще не обнаруживает ся, а после обезуглероживающего и заключительного отжигов этот слой занимает 1ОО% объема метгшла. Таким образом, . решение, предлагаемое в прототипе, не приемлемо для металла после холодной прокатки, обезуглероживающего и заключительного отжигов, так как оно не осуществимо. Наряду с формированием текст фной неоднородности по толщине листа, холодная прокатка приводит к ухудшению поверхности (образованию поверхностных дефектов, елочки и т„д.) и увеличению раз- нотолщинности листа. Поэтому удаление поверхностных слоев полосы после холодной прокатки обезуглероживающего или заключительного отжигов заметно улучшает микрогеометрию листа. Способ осуществляется следующим образом. В качестве исходного материала используют 2,5 мм горячекатаный подкат промьщ1ленной электротехнической стали следующего состава, %; С О,ОО5; Si 2.7; Ми 0,2; 80,005; Р О,01; (brO,04j Ni 0,05; Си 0,05; АС0,035; NO,OO8; ре остальное.L Пример. Обработка по известному способу (прототипу) заключается в двусторонней механической шлифовке подката (по О,1 мм с каждой поверхности)

Влияние вариантов обработок горячекатаного потката на уровень магнитных характеристик и разнотолшинность

Таблица

готового металла 76 .4 последуюшой двухкратной холодной про аткой до толщины 0,5 мм, обезуглероиванием при, 85О С в течение 5 мин (. 28 С) и заключительным отжи- гом при в течение 5 ч (; т.р. ) - 1 вариант,. Обработка по за5тляемому способу осуществлялась по 3 вариантам. Двукратная прокатка до 0,5 мм, двусторонняя механическая шлифовка полосы (по О,ОО5 мм с каждой cTopoHbi), обеэ углероживание (, 5 мин + т.р. « ) и заключительный отжиг (, .р. бЬ с) - 2 вариант. Двукратная холодная прокатка до О,5 мм, обезуглероживание (850С, 5 мин + т.р, ), двусторонняя механическая шлифовка (по О,ОО5 мм с каждой поверхности) и згислючительный. отжиг (, 5 ч + т.р. -60°С) 3вариант. Двукратная холодная прокатка до 0,5 мм, обезуглероживание (85О С, 5 мин + т.р. - 28°С), заключитещ ный отжиг (1000°С, 5 ч + т.р. ) и двусторонняя механическая шлифовка (по О,О05 мм с каждой поверхности) 4вариант. Результаты определения магнитных характеристик и разнотолщинности к металле, обработанном по вариантам 1-4, показаны в табл. 1.

Магнитная анизотропия ( Тл

Удельные потери ( РА/1,5/50), Вт/кг

Разнотолщинность по длине листа, мм

О,О90,О9

0,08

2,4

2,4

2,5

0,О20,О2

0,02

0,04 710 Результаты, приведенные в табл. 1, свидетельствуют о том, что проведение обработки по предлалаемому способу по сравнению с прототипом позволяет уменьшить анизотропию на 0,О1-О,О2 Тл, удельные потери на 0,2-О,3 Вт/кг и разнотолщинность на 0,О2 мм. П р и м е р 2. Горячекатаный подкат подвергают двукратной холодной прокатке до 0,5 мм, двусторонней механической на

Анизотропия магнитных свойств

(ЛВ,

), Тл

ОД

0,04 Из сопоставления результатов табл. 2 видно, что удаление поверхностного слоя ;на глубину менее 1% окончательного раз, мера листа (вариант А) сопровождается увеличением магнитной анизотропии (на 0,01-0,02 Тл), повышением удельных (тотерь (на О,2-О,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 (вариантР) не обеспечивает дальнейшего улучшения свойств и поэтому нецелесообразно в связи с большим расходом металла. Применение способа по изобретению позволяет получать изотропную холоднокатаную электротехническую сталь; снизить анизотропию магнитных свойств; повысить уровень магнитных характеристик изотроп ной холоднокатаной электротехнической стали; улучшить микрогеометрию поверхности листа, повысить коэффициент запол. нечия магнитопроводов, уменьшить габариты электрических аппаратов.

0,08

О,О9

0,09

2,4

2,4

2,5

0,02

0,02

0,02 Влияние глубины удаляемого повер5 :нобгного слоя уровень магнитных характеристик и раанотолщинность готового металла 76.8 шлифовке по 0,003 (вариант А), 0,005 мм (вариант В), 0,О5 мм (вариант С) или О,06 мм (вариант15) с каждой поверхности обезуглероживанию (, 5 мин + + т.р. 28 С) и заключительному отжигу (, 5 ч + т.р. -60°С). Разультаты замера магнитных характеристик и разнотолшинности в готовом металле, обработанном по варианта) А, В, С,1 , показаны в табл. 2, Т а б л и ц а 2 Экономический эффект от внедрения предлагаемого способа составит 336 тыс, руб. при экономии электроэнергии 33,6 10 КВТ/Ч. Форм.ула изобретения 1.Способ изготовления изотропной холоднокатаной электротехнической стали, включающий вьшлавку, горячую прокатку, травление, холодную прокатку до окончательного размера, обезуглероживающий и заключительный отжиги, о т л и чающийся тем, что, с целью уменьшения анизотропии, повьш ения магнитных свойств и улучшения микрометрии поверхности, с п{ экатанной до окончательного pa3t.iepa полосы удаляют поверхностный слой металла на глубину 1-10% окончательного размера. 2.Способ по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что поверхностный слой удаляют после холодной прокатки. 3.Способ по п. 1, о т л и ч а ю - щ и и с я тем, что поверхн(х:тный слой

.) 100, . 610

удалякст (л (.рс;жи1Х1ЮГ1и; г61. Зайдман И. Д., Борисеико В. Г.,

.Упрощенная технология производства

4, Способ но п. J., о т л и ч а ю -холоднокатаной малотекст -рованной

Lii и и с я том, что поверхностный слойэлектротехнической стали. М., Сталь,

удаляют после заключительного отжига.5 If Ю63, с. 76-8О.

Источники информации,2. Авторское свидете/хьство СССР

принятые во внимание при экспертизе№ 722959, кл. С 21Т) 8/1.2, 198О.