Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung betrifft ein nicht kornorientiertes Elektroband oder -blech mit folgender Zusam mensetzung (aller Angaben in Gew.-%) 3,2 bis 3,4 Si, 0,85 bis 1,1 AI, 0,07 bis 0,2 Mn, 0,01 bis 0,04 P, 0,0003 bis 0,0030 S, 0,0005 bis 0,0025 N, 0,0010 bis 0,0050 C, 0,0015 bis 0,0040 Ti, 0,01 bis 0,08 Cr, bis zu 0,05 in Summe von Nb+Mo+V , Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen bis zu einer Ge samtmenge von 1,0 Gew-%, dadurch gekennzeichnet, dass es einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 50 °C von 0,62 bis 0,65 mWiti aufweist, ein Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung in Eisenkernen von rotierenden elektrischen Maschinen, insbesondere in Elektromotoren, beispielsweise in Elektro- oder Hybridfahrzeugen, und Generatoren.

Technischer Hintergrund

Nicht kornorientiertes (NO) Elektroband oder -blech wird zur Verstärkung des magnetischen Flusses in Ei senkernen von rotierenden elektrischen Maschinen, d.h. in Motoren und Generatoren, verwendet. Für zu künftige hocheffiziente elektrische Maschinen, z.B. Elektromotoren mit hohen Drehzahlen für Elektrofahr zeuge, werden spezielle NO Elektroband oder -blechsorten mit einem niedrigen Ummagnetisierungsverlust bei hohen Frequenzen und hoher magnetischer Polarisation bzw. Induktion mit hoher Permeabilität benö tigt.

Elektrobänder oder -bleche der hier in Rede stehenden Art gefertigten Bauteile erfordern die oben genann ten magnetischen Eigenschaften, die von den heute zur Verfügung stehenden NO-Elektroband oder -blech sorten oft nicht erfüllt werden können. Aus dem Stand der Technik sind nicht kornorientierte Elektrobänder und Verfahren zu ihrer Herstellung bereits bekannt.

EP 2 612 942 offenbart ein nicht kornorientiertes Elektroband oder -blech aus einem Stahl, der neben Ei sen und unvermeidbaren Verunreinigungen 1,0 bis 4,5 Gew.-% Si, bis zu 2,0 Gew.-% AI, bis zu 1,0 Gew.- % Mn, bis zu 0,01 Gew.-% C, bis zu 0,01 Gew.-% N, bis zu 0,012 Gew.-% S, 0,1 bis 0,5 Gew.% Ti und 0,1 bis 0,3 Gew.-% P enthält, wobei für das Verhältnis Gehalt Ti/Gehalt P, jeweils in Gew.-%, 1,0 < Gehalt Ti/Ge halt P < 2,0 gilt. Das nicht kornorientierte Elektroband oder -blech und aus einem solchen Blech oder Band gefertigte Bauteile für elektrotechnische Anwendungen zeichnen sich durch erhöhte Festigkeiten und gleichzeitig gute magnetische Eigenschaften aus. Hergestellt wird das NO-Elektroband oder -blech gemäß EP 2 612 942 dadurch, dass ein aus einem Stahl mit der voranstehend genannten Zusammensetzung be stehendes Warmband zu einem Kaltband kaltgewalzt und dieses Kaltband anschließend einer Schlussglü- hung unterzogen wird. Die Polarisierbarkeit bei niedrigen Frequenzen und die mechanischen Eigenschaften der Elektrobänder bzw. -bleche gemäß der EP 2 612 942 sind noch zu verbessern.

EP 2 840 157 offenbart ein nicht kornorientiertes Elektroband oder -blech, insbesondere für elektrotechni sche Anwendungen, hergestellt aus einem Stahl, der neben Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen 2,0 bis 4,5 Gew.-% Si, 0,03 bis 0,3 Gew.-% Si, bis zu 2,0 Gew.-% AI, bis zu 1,0 Gew.-% Mn, bis zu 0,01 Gew.-.% C, bis zu 0,01 Gew.-% N, bis zu 0,001 Gew.% S und bis zu 0,015 Gew.-% P, enthält, wobei im Gefüge des Elektrobands oder -blechs ternäre Fe-Si-Zr-Ausscheidungen vorliegen. EP 2 840 157 offenbart auch ein Verfahren zum Herstellen solcher Elektrobänder und -bleche, welches ein Schlussglühen beinhal tet. Die Polarisierbarkeit bei niedrigen Feldstärken und die mechanischen Eigenschaften des Elektrobands gemäß EP 2 840 157 sind noch zu verbessern.

WO 00/65103 A2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung von nicht kornorientiertem Elektroblech, bei dem ein Stahlvormaterial, das weniger als 0,06 Gew.-% C, 0,03 bis 2,5 Gew.-% Si, weniger als 0,4 Gew.-% AI, 0,05 bis 1 Gew.-% Mn und weniger als 0,02 Gew.-% S enthält, zu einem Warmband mit einer Dicke von kleiner 3,5 mm warmgewalzt wird, anschließend gebeizt und nach dem Beizen zu einem Kaltband mit einer Dicke von 0,2 bis 1 mm gewalzt wird. Die mechanischen und die magnetischen Eigenschaften des Elektra blechs gemäß WO 00/65103 A2 können ebenfalls noch verbessert werden.

Vor dem Hintergrund des Standes der Technik bestand die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein nicht kornorientiertes Elektroband oder -blech und ein aus einem solchen Band oder Blech gefertigtes Bau teil für elektrotechnische Anwendungen anzugeben, das im unteren Aussteuerungsbereich 100 bis 20 A/m möglichst hohe Polarisationswerte und gleichzeitig bei höheren Frequenzen von 400 Hz, 700 Hz und 1000 Hz niedrige Ummagnetisierungsverluste aufweist.

Darüber hinaus sollte ein Verfahren zur Erzeugung eines solchen NO-Elektroband oder -blechs angegeben werden, das durch eine auf die angegebene Legierung angepasste Schlussglühung besonders niedrige Ummagnetisierungsverluste sowohl bei niedrigen als auch bei höheren Frequenzen bei gleichzeitig verbes serten Polarisationswerten im niedrigen Aussteuerungsbereich aufweist.

Diese Aufgaben werden gelöst durch das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech mit folgender Zusammensetzung (aller Angaben in Gew.-%)

3,2 bis 3,4 Si,

0,85 bis 1,1 AI,

0,07 bis zu 0,18 Mn,

0,01 bis 0,04 P, 0,0003 bis 0,0030 S,

0,0005 bis 0,0025 N,

0,0010 bis 0,0050 C,

0,0015 bis zu 0,0040 Ti,

0,01 bis 0,08 Cr bis zu 0,05 in Summe von Nb+Mo+V,

Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen bis zu einer Gesamtmenge von 1,0 Gew-%, wobei es einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 50 °C von 0,62 bis 0,65 mWiti aufweist.

Des Weiteren werden die erfindungsgemäßen Aufgaben gelöst durch das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen nicht kornorientierten Elektrobands oder -blechs, umfassend mindestens die folgen den Verfahrensschritte:

(A) Bereitstellen eines warmgewalzten, warmbandgeglühten nicht kornorientierten Elektroband oder

-blechs, bevorzugt über den konventionellen Fertigungsweg via Stranggießanlage oder über Dünnbrammenfertigung, in einer Dicke von 1,5 bis 2,5 mm,

(B) Kaltwalzen des Elektroband oder -blechs aus Schritt (A) auf eine Dicke von 0,255 bis 0,31 mm, um ein Kaltband zu erhalten,

(C) Schlussglühen des Kaltbands aus Schritt (B), um das nicht kornorientierte Elektroband oder -blech zu erhalten, und

(D) Abkühlen des schlussgeglühten Kaltbands aus Schritt (C) mit einer üblichen mittleren Kühlrate von 1 K/s bis 10 K/s in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre, insb. mit höheren Wasserstoffantei len größer als 70%, bis zu einer unteren Grenztemperatur von 500 °C, wobei in Schritt (C) das Kaltband aus Schritt (B) zunächst mit einer Aufheizrate von mindestens 40 K/s auf eine Temperatur von 860 bis 940 °C, bevorzugt 880 bis 920 °C, aufgeheizt wird und anschließend mit einer Aufheizrate von 3 bis 20 K/s auf eine Temperatur von 1050 bis 1070 °C aufgeheizt wird, durch ein aus einem, solchen Elektroband oder -blech gefertigtes Bauteil und durch die Verwendung dieses nicht kornorientierten Elektroband oder -blechs in Eisenkernen von rotierenden elektrischen Maschinen, insbe sondere in Elektromotoren, beispielsweise in Elektro- oder Hybridfahrzeugen, und Generatoren.

Das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech weist eine verbesserte Polarisation J bei 100 bis 200 A/m und eine verbesserte Permeabilität im Bereich von 0,8 bis 1,2 T auf. Gleichzeitig sind die Ummagnetisierungsverluste sowohl bei niedrigen Frequenzen von beispielsweise 50 Hz als auch bei höheren Frequenzen von 400 bis 1000 Hz im Vergleich zu Materialien des Standes derTechnik ernied rigt. Dieses Verhalten wird erfindungsgemäß durch die genau angestimmte Legierungszusammensetzung und eine speziell angestimmte Glühung bei der Herstellung erreicht. Die vorliegende Erfindung betrifft ein nicht kornorientiertes Elektroband oder -blech mit folgender Zusam mensetzung (alle Angaben in Gew.-%)

3,20 bis 3,40 Si, bevorzugt 3,25 bis 3,35 Si,

0,85 bis 1,1 AI, bevorzugt 0,95 bis 1,05 AI,

0,07 bis zu 0,18 Mn, bevorzugt 0,14 bis 0,16 Mn,

0,01 bis 0,04 P, bevorzugt 0,015 bis 0,02 P,

0,0003 bis 0,0030 S, bevorzugt 0,0005 bis 0,002 S,

0,0005 bis 0,0025 N, bevorzugt 0,001 bis 0,002 N,

0,0010 bis 0,0050 C, bevorzugt 0,0015 bis 0,0025 C,

0,0015 bis zu 0,0040 Ti, bevorzugt 0,0017 bis 0,0035 Ti,

0,01 bis 0,08 Cr, bevorzugt 0,02 bis 0,06, besonders becorzugt 0,02 bis 0,04 Cr, bis zu 0,05 in Summe von Nb+Mo+V,

Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen bis zu einer Gesamtmenge von 1,0 Gew-%, wobei es einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 50 °C von 0,62 bis 0,65 mWiti aufweist Unvermeidbare Verunreinigungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise C, S, N, Ti, Cr, Ni, Cu, As, Pb und Bi.

Das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech weist einen spezifischen elektrischen Widerstand bei 50 °C von 0,62 bis 0,65 mWiti, auf. Verfahren zur Bestimmung des spezifischen elektri schen Widerstands sind dem Fachmann an sich bekannt. Verfahren zur Bestimmung des spezifischen elektrischen Widerstands sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise anhand einer Vierpunkt messung nach DIN EN 60404-13 : 2008-05 „Magnetische Werkstoffe - Teil 13: Prüfung zur Messung der Dichte, des spezifischen Widerstandes und des Stapelfaktors von Elektroblech und -band“.

Ein höherer spezifischer elektrischer Widerstand führt zur Erniedrigung des Ummagnetisierungsverlustes durch Senkung der bei steigender Frequenz entstehenden Wirbelstromverluste.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet Elektroband, dass das erfindungsgemäße Material in Form eines Stahlbands vorliegt, d.h. die Länge des Stahlbands ist wesentlich größer als die Breite. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet Elektroblech, dass das erfindungsgemäße Material in Form von Blechen vorliegt, wobei die Breite und Länge dieser Bleche größenmäßig außer durch die Breite und Länge des Stahlbands, aus dem sie bevorzugt erhalten werden, nicht beschränkt sind. In einer bevorzug ten Ausführungsform werden die erfindungsgemäßen Elektrobleche aus den erfindungsgemäßen Elektro- bändern durch Schneiden oder Stanzen erhalten. Die erfindungsgemäßen Elektrobleche können beispiels- weise in eine entsprechende Form gebracht werden, um dann in Stator oder Rotor eines Elektromotors eingesetzt zu werden.

Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech, wobei die Summe aus C, S, N und Ti höchstens 0,0090 Gew.-%, beträgt.

Das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech in der vorliegenden Erfindung weist es eine Enddicke von 0,255 bis 0,31 mm auf. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet „Enddi cke“ die Dicke des nicht kornorientierten Elektroband oder -blechs nach dem Kaltwalzen, d.h. in der Form, in der es auch später, beispielsweise in Elektromotoren, eingesetzt wird.

Weiter bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße nicht kornorientiertes Elektro band oder -blech, wobei bei seiner Herstellung ein Glühschritt bei einer maximalen Temperatur von 1050 bis 1070 °C, bevorzugt 1055 bis 1065 °C erfolgt. Durch diese besondere Art der Herstellung wird ein ent sprechendes Elektroband oder -blech erhalten, welches eine verbesserte Polarisation J bei 100 bis 200 A/m und eine verbesserte Permeabilität im Bereich von 0,8 bis 1,2 T aufweist. Gleichzeitig sind die Um magnetisierungsverluste sowohl bei niedrigen Frequenzen von beispielsweise 50 Hz als auch bei höheren Frequenzen von 400 bis 1000 Hz im Vergleich zu Materialien des Standes der Technik erniedrigt.

Beispielsweise betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech, wobei es bei einer Polarisation P von 1,5 T und 50 Hz Verlustwerte von maximal 2,3 W/kg je weils bei einer Blechdicke von 0,280 bis 0,310 mm, und Verlustwerte von maximal 2,2 W/kg, jeweils bei einer Blechdicke von 0,255 bis 0,280 mm, aufweist.

Bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech, wobei es bei einer Polarisation P von 1,0 T und 400 Hz Verlustwerte von maximal 14,2 W/kg je weils bei einer Blechdicke von 0,280 bis 0,310 mm, und Verlustwerte von maximal 13,55 W/kg, jeweils bei einer Blechdicke von 0,255 bis 0,280 mm, aufweist.

Bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech, wobei es bei einer Polarisation P von 1,0 T und 700 Hz Verlustwerte von maximal 33 W/kg jeweils bei einer Blechdicke von 0,280 bis 0,310 mm, und Verlustwerte von maximal 31,5 W/kg, jeweils bei einer Blechdicke von 0,255 bis 0,280 mm, aufweist.

Bevorzugt betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech, wobei es bei einer Polarisation P von 1,0 T und 1000 Hz Verlustwerte von maximal 58 W/kg je- weils bei einer Blechdicke von 0,280 bis 0,310 mm, und Verlustwerte von maximal 55 W/kg, jeweils bei einer Blechdicke von 0,255 bis 0,280 mm aufweist.

Des Weiteren weist das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech ein besonders vor teilhaftes, d.h. hohes, Verhältnis von der Polarisation J bei 50 Hz und 100 A/m und des Ummagnetisie rungsverlustes P bei 1 T und 400 Hz auf. Dieses Verhältnis wird durch die folgende Formel (1) beschrie ben:

100 ^* Jioo A/m, 50 Hz / Pl,0T, 400 Hz (1)

Die vorliegenden Erfindung betrifft bevorzugt das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech, wobei das mit 100 multiplizierte Verhältnis der Polarisation J bei 50 Hz und 100 A/m und des Um magnetisierungsverlustes P bei 1 T und 400 Hz mindestens 6,8, bevorzugt mindestens 7,0, beträgt.

Des Weiteren weist das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech ein vorteilhaftes, d.h. hohes, mit 100 multipliziertes Verhältnis der Polarisation J bei 400 Hz und 100 A/m und des Umma gnetisierungsverlustes P bei 1 T und 400 Hz auf. Dieses Verhältnis wird durch die folgende Formel (2) be schrieben:

100 ^* Jl00 A/m 400 Hz / Pl,0 T 400 Hz (2)

Die vorliegenden Erfindung betrifft bevorzugt das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech, wobei das Verhältnis der Polarisation J bei 400 Hz und 100 A/m und des Ummagnetisierungsver lustes P bei 1 T und 400 Hz mindestens 6,0, bevorzugt mindestens 6,1, beträgt.

Des Weiteren weist das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech bevorzugt eine Po larisation J bei einer Aussteuerung von 2500 A/m von mindestens 1,53 T, bei 5000 A/m von mindestens 1,63 und/oder bei 10000 A/m von mindestens 1,75, jeweils bei einer Blechdicke von 0,280 bis 0,310 mm, und eine Polarisation J bei einer Aussteuerung von 2500 A/m von mindestens 1,52 T, bei 5000 A/m von mindestens 1,62 und/oder bei 10000 A/m von mindestens 1,75, jeweils bei einer Blechdicke von 0,255 bis 0,280 mm auf.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen nicht kor norientierten Elektroband oder -blechs, umfassend mindestens die folgenden Verfahrensschritte: (A) Bereitstellen eines warmgewalzten, warmbandgeglühten nicht kornorientierten Elektroband oder - blechs, bevorzugt über den konventionellen Fertigungsweg via Stranggießanlage, in einer Dicke von 1,5 bis 2,5 mm,

(B) Kaltwalzen des Elektroband oder -blechs aus Schritt (A) auf eine Dicke von 0,255 bis 0,310 mm, um ein Kaltband zu erhalten,

(C) Schlussglühen des Kaltbands aus Schritt (B), um das nicht kornorientierte Elektroband oder -blech zu erhalten, und

(D) Abkühlen des schlussgeglühten Kaltbands aus Schritt (C) mit einer üblichen mittleren Kühlrate von 1 K/s bis 10 K/s in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre, insb. mit höheren Wasserstoffanteilen größer als 70%, bis zu einer unteren Grenztemperatur von 500 °C, wobei in Schritt (C) das Kaltband aus Schritt (B) zunächst mit einer Aufheizrate von mindestens 40 K/s auf eine Temperatur von 860 bis 940 °C, bevorzugt 880 bis 920 °C, aufgeheizt wird und anschließend mit einer Aufheizrate von 3 bis 20 K/s auf eine Temperatur von 1050 bis 1070 °C, bevorzugt 1055 bis 1065 °C aufgeheizt wird.

Die einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens werden im Folgenden detailliert beschrieben.

Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Bereitstellen eines warmgewalzten, nicht korn orientierten Elektroband oder -blechs, bevorzugt über den konventionellen Fertigungsweg via Stranggieß anlage oder über Dünnbrammenfertigung, in einer Dicke von 1,5 bis 2,5 mm.

Das in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens bereitgestellte warmgewalzte, nicht kornorientierte Elektroband oder -blech weist die oben genannte Zusammensetzung auf. Das Bereitstellen eines warmge walzten, nicht kornorientierten Elektrobands in Schritt (A) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt be vorzugt über den konventionellen Fertigungsweg via Stranggießanlage oder über Dünnbrammenfertigung.

Die Herstellung des erfindungsgemäß bereitgestellten Warmbands kann weitestgehend konventionell er folgen. Dazu kann zunächst eine Stahlschmelze mit einer der erfindungsgemäßen Vorgabe entsprechen den Zusammensetzung erschmolzen und zu einem Vormaterial vergossen werden, bei dem es sich bei kon ventioneller Fertigung um eine Bramme oder Dünnbramme handeln kann.

Das so erzeugte Vormaterial kann anschließend auf eine 1020 bis 1300 °C betragende Vormaterialtempe ratur gebracht werden. Dazu wird das Vormaterial erforderlichenfalls wiedererwärmt oder unter Ausnutzung der Gießhitze auf der jeweiligen Zieltemperatur gehalten. Das so erwärmte Vormaterial kann dann zu einem Warmband mit einer Dicke warmgewalzt werden, die typischerweise 1,5 bis 2,5 mm, beträgt. Das Warmwalzen beginnt dabei in an sich bekannter Weise bei ei ner Warmwalzanfangstemperatur in der Fertigstaffel von 1000 bis 1150 °C und endet mit einer Warmwal zendtemperatur von 700 bis 920 °C, insbesondere 780 bis 850 °C.

Das erhaltene Warmband kann anschließend auf eine Flaspeltemperatur abgekühlt und zu einem Coil ge haspelt werden. Die Flaspeltemperatur wird dabei idealerweise so gewählt, dass Probleme beim anschlie ßend durchgeführten Kaltwalzen vermieden werden. In der Praxis beträgt die Flaspeltemperatur hierzu bei spielsweise höchstens 700 °C.

Das warmgewalzte Elektroband oder -blech aus Schritt (A) kann direkt in Schritt (B) des erfindungsgemä ßen Verfahrens eingesetzt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfah rens betrifft die vorliegende Erfindung das erfindungsgemäße Verfahren, wobei nach Schritt (A), d.h. vor Schritt (B), in einem Schritt (A') eine Flaubenglühung bei einer Temperatur von 700 bis 800 °C erfolgt, be vorzugt bei einer Temperatur von 720 bis 760 °C. Mithin wird in einer bevorzugten Ausführung für Schritt (B) ein warmgewalztes, warmbandgeglühtes, nicht kornorientiertes Elektroband oder -blech, bevorzugt über den konventionellen Fertigungsweg via Stranggießanlage oder über Dünnbrammenfertigung, in einer Dicke von 1,5 bis 2,5 mm, bereitgestellt.

Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Kaltwalzen des Elektroband oder -blechs aus Schritt (A) auf eine Dicke von 0,255 bis 0,310 mm, um ein Kaltband zu erhalten.

Schritt (B) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Allgemeinen nach allen dem Fachmann bekann ten Verfahren erfolgen.

Das aus Schritt (B) erhaltene Kaltband kann direkt in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens über führt werden.

Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Schlussglühen des Kaltbands aus Schritt (B), um das nicht kornorientierte Elektroband oder -blech zu erhalten, wobei in Schritt (C) das Kaltband aus Schritt (B) zunächst mit einer Aufheizrate von mindestens 40 K/s auf eine Temperatur von 860 bis 940 °C, bevorzugt 880 bis 920 °C, aufgeheizt wird, anschließend mit einer Aufheizrate von 3 bis 20 K/s auf eine Temperatur von 1050 bis 1070 °C, bevorzugt 1055 bis 1065 °C aufgeheizt wird.

Das Schlussglühen in Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens beinhaltet mindestens die zwei ge nannten Teilschritte, ggf. können weitere Erwärmungs- und/oder Abkühlungsstufen durchlaufen werden. Das Kaltband, welches aus Schritt (B) erhalten wird, wird in Schritt (C) zunächst mit einer Aufheizrate von mindestens 3 bis 20 K/s auf eine Temperatur von 860 bis 940 °C, bevorzugt 880 bis 920 °C, aufgeheizt.

Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens kann im Prinzip in jeder dem Fachmann bekannten Vor richtung erfolgen, insbesondere in einem Durchlaufofen, besonders bevorzugt in einem horizontalen Durchlaufofen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt Schritt (C) bei geringen Bandzügen. Dies hat den Vorteil, dass nur geringe Kräfte auf das Kaltband während des Glühschritts aus geübt werden, so dass die Anisotropie der Ummagnetisierungsverluste von Längs- und Querrichtung möglichst gering bleibt. Die vorliegende Erfindung betrifft daher bevorzugt das erfindungsgemäße Verfah ren, wobei Schritt (C) bei Bandzügen von höchstens 10 N/mm ² erfolgt.

Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bevorzugt in einer reduzierenden Atmosphäre. Be sonders bevorzugt erfolgt Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens in einer Glühatmosphäre enthal tend mindestens 70 Vol.-%, insbesondere mindestens 85 Vol.-%, Wasserstoff. Neben Wasserstoff liegt in der Glühatmosphäre gegebenenfalls noch Stickstoffvor. Stickstoff führt durch Aufstickung der Oberfläche zu einer Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften.

Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt bevorzugt bei einem niedrigen Taupunkt. Bevorzugt erfolgt Schritt (C) des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem Taupunkt von höchstens -10 °C, beson ders bevorzugt höchstens -20 °C erfolgt.

Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Abkühlen des schlussgeglühten Kaltbands aus Schritt (C) mit einer üblichen mittleren Kühlrate von 1 K/s bis 10 K/s in einer nicht-oxidierenden Atmo sphäre, insb. mit höheren Wasserstoffanteilen größer als 70% bis zu einer unteren Grenztemperatur von 500 °C.

Nach Schritt (D) des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband im Prinzip so vor, wie es in den beschriebenen Anwendungen eingesetzt werden kann. Gege benenfalls kann das aus Schritt (D) erhaltene nicht kornorientierte Elektroband weiteren Verfahrensschrit ten unterzogen werden, beispielsweise Reinigung, Haspeln, Schneiden und/oder Stanzen in Elektrableche etc.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit auch ein erfindungsgemäßes nicht kornorientiertes Elek troband oder -blech wie oben beschrieben, mit der entsprechenden Zusammensetzung, hergestellt in ei- nem erfindungsgemäßen Verfahren umfassend mindestens die Verfahrensschritte (A) bis (D), wie oben beschrieben.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein aus dem erfindungsgemäßen nicht kornorientierten Elektro- band oder -blech gefertigtes Bauteil für elektrotechnische Anwendungen, insbesondere Eisenkerne von rotierenden elektrischen Maschinen, insbesondere in Elektromotoren, beispielsweise in Elektro- oder Hy bridfahrzeugen, und Generatoren. Entsprechende Verfahren zur Herstellung solcher Bauteile sind dem Fachmann an sich bekannt, beispielsweise Stanzen, Schneiden, Lasern, Kleben etc.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung des erfindungsgemäßen nicht kornorientierten Elektrobands oder -blechs in Eisenkernen von rotierenden elektrischen Maschinen, insbesondere in Elek tromotoren, beispielsweise in Elektro- oder Hybridfahrzeugen, und Generatoren.

Die Ummagnetisierungsverluste P können erfindungsgemäß durch alle dem Fachmann bekannten Ver fahren bestimmt werden, insbesondere mittels eines Epsteinrahmens, insbesondere gemäß DIN EN 60404-2:2009-01: Magnetische Werkstoffe - Teil 2: Verfahren zur Bestimmung der magnetischen Ei genschaften von Elektroband und -blech mit Hilfe eines Epsteinrahmens“. Dabei werden entsprechende Elektrableche in Längs- und Quer- Streifen geschnitten und als Mischprobe im Epsteinrahmen vermes sen.

Das hier beschriebene nicht kornorientierte Elektrobands charakterisiert eine Anisotropie der magneti schen Verlustwerte bei 1,5 T und 50 Hz in Längs- und Querrichtung von kleiner 20%.

Beispiele

Die nachfolgenden Ausführungsbeispiele dienen der näheren Erläuterung der Erfindung. Die eingesetzten Stahlzusammensetzungen werden in Tabelle 1 genannt.

Tabelle 1: Stahlzusammensetzungen

Alle Angaben, falls nicht anders angegeben, in Gew.-%, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen

Es wurden erfindungsgemäße Beispiele 10 bis 20 und 22 bis 33, und Vergleichsproben VI bis V9 und V21 hergestellt. Dazu wurde jeweils nach der Erschmelzung der Zusammensetzungen gemäß Tabelle 1 die er haltene Bramme warmgewalzt, (gegebenenfalls) einer Warmband-Haubenglühung bei 740 °C unterzogen und gebeizt. Anschließend wurde das Material, auf eine Enddicke von 0,255 bis 0,310 mm kaltgewalzt (s. Tabelle 2 und 3) und dann schlussgeglüht. Die Vergleichsproben VI bis V9 und V21 und die erfindungsge mäßen Beispiele 10 bis 20 und 22 bis 33 wurden nach den in den Tabellen 2 und 3 angegebenen Glühtem- peraturen schlussgeglüht. Die erhaltenen Dicken sind ebenfalls in den Tabellen 2 und 3 angegeben.

Die magnetischen Kennwerte, d.h. J 100 A/m 50 Hz, J 100 A/m 400 Hz, J 2500 A/m, J 5000 A/m, J 10000 A/m, P1,5T 50 Hz, RI,OT 400 Hz, RI,OT 700 Hz und RI,OT 1000 Hz, wurden jeweils für Proben nach der Schlussglühung bestimmt. Des Weiteren wurden noch die folgenden Verhältnisse bestimmt: Jioo

J 100 A/m 400 Hz/ Pl,0 T 400 Hz (2) Tabelle 2: erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele, Nenndicke 0,30 mm

Tabelle 3: erfindungsgemäße Beispiele und Vergleichsbeispiele, Nenndicke 0,27 mm nicht bestimmt

Gewerbliche Anwendbarkeit

Das erfindungsgemäße nicht kornorientierte Elektroband oder -blech zeigt eine verbesserte Polarisation bei 100 bis 200 A/m, eine verbesserte Permeabilität bei 0,8 bis 1,2 T sowie gleichzeitig abgesenkte Um- magnetisierungsverluste bei niedrigen Frequenzen von 50 Hz und bei höheren Frequenzen von 400 bis 1000 Hz. Daher kann es vorteilhaft in rotierenden elektrischen Maschinen, insbesondere in Elektromoto ren und Generatoren, eingesetzt werden.