AT113313B - Magnetische Eisen-Nickellegierung. - Google Patents

Description

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  Magnetische Eisen-Nickellegierung. 



   Es sind bereits magnetische Legierungen bekannt, die aus Eisen und Nickel mit Zusätzen von Kupfer und andern Elementen, wie Silizium, Chrom, Wolfram, Vanadium, Titan oder   Molybdän,   bei geringem Kohlenstoffgehalt bestehen und die sich durch hohe Permeabilität und hohen elektrischen Widerstand auszeichnen, was sie besonders für Krarupwicklungen und ähnliche Zwecke verwendbar macht. Es ist nun Gegenstand der Erfindung, Legierungen zu schaffen, die gegenüber diesen bekannten Legierungen noch wesentlich höhere Werte der Permeabilität und insbesondere des elektrischen Widerstandes aufweisen, was ihre Verwendbarkeit sehr steigert.

   Die Legierung nach der Erfindung unterscheidet sich in ihrer Zusammensetzung von den bekannten Legierungen hauptsächlich durch das Fehlen des Kupfers, wodurch die erwähnte Verbesserung der Legierungseigenschaften im wesentlichen bedingt und eine Änderung der Wirkung der einzelnen Legierungsbestandteile, insbesondere des Siliziums, gegen- über den andern Zusatzmetallen erzielt wird,
Die erfindungsgemässe Legierung enthält ausser Nickel 10-17%   Eisen, 1#5-4% Silizium   und als vierten Bestandteil   1-4%   Chrom, Wolfram, Vanadium oder Molybdän. Besonders vorteilhaft hat sich eine Legierung aus Nickel mit   12-5-13'5%   Eisen, 1'5-2% Silizium und   2-2'5% eines   der genannten Metalle als vierte Komponente erwiesen. 



   Legierungen gemäss der Erfindung sollen praktisch keinen Kohlenstoff enthalten ; vorteilhaft können Zusätze eines oder mehrerer desoxydierender Metalle, wie Magnesium, oder eines andern bekannten Desoxydationsmittels angewendet werden. Diese Zusätze sollen nicht mehr als. 0'4% betragen. 



   Solche Legierungen kennzeichnen sich durch eine sehr hohe magnetische Permeabilität bei sehr kleinen magnetisierenden Kräften, durch sehr schwache Hysterese und einen hohen elektrischen Leitungswiderstand. 
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  So <SEP> besitzt <SEP> eine <SEP> Legierung, <SEP> welche
<tb> 82% <SEP> Nickel,
<tb> 14% <SEP> Eisen,
<tb> 2% <SEP> Silizium,
<tb> 2% <SEP> Chrom <SEP> und <SEP> eine <SEP> Spur <SEP> Mangan <SEP> enthält,
<tb> 
 nach dem Schmieden, Ziehen zu einem feinen Draht und Ausglühen den hohen elektrisehen Leitungswiderstand von   57#7 Mikrohm   per cm3 und die folgenden magnetischen Eigenschaften : 
 EMI1.2 
 
<tb> 
<tb> Bei <SEP> H <SEP> = <SEP> 0-001 <SEP> Gauss <SEP>   <SEP> = <SEP> 6500
<tb> # <SEP> 0-005 <SEP> 6500
<tb> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 0#01 <SEP> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 6600
<tb> = <SEP> 0-05 <SEP> 7300
<tb> = <SEP> # <SEP> = <SEP> 0#1 <SEP> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 8850.
<tb> 



  Eine <SEP> Legierung, <SEP> welche <SEP> ausser <SEP> Nickel
<tb> 12-90% <SEP> Eisen,
<tb> 1-60% <SEP> Silizium,
<tb> 2-20% <SEP> Chrom <SEP> und
<tb> 0'50% <SEP> Mangan <SEP> enthält,
<tb> 
 
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 EMI1.4 
 
<tb> 
<tb> Magnetische <SEP> Permeabilität <SEP> bei <SEP> H <SEP> = <SEP> 0#01 <SEP> = <SEP> 10.000
<tb> # <SEP> # <SEP> # <SEP> H <SEP> = <SEP> 0#01 <SEP> = <SEP> 10.300
<tb> S <SEP> ==0-05 <SEP> =10. <SEP> 550
<tb> # <SEP> H <SEP> = <SEP> 0#1 <SEP> = <SEP> 13.100
<tb> # <SEP> H <SEP> = <SEP> 0#2 <SEP> = <SEP> 22. <SEP> 500
<tb> # <SEP> F==l-0 <SEP> = <SEP> 6.000.
<tb> 
 



  Der elektrische Leitungswiderstand ist 58 Mikrohm per   cm".   



   Die thermische Behandlung besteht im raschen Erhitzen des Drahtes auf 880  C in indifferenter Atmosphäre (Stickstoff), Belassen bei dieser Temperatur durch zwei Minuten und im   schliessliehen   raschen Abkühlen an der Luft. 



   Wird die Wärmebehandlung verlängert, so werden die magnetischen Eigenschaften schlechter ; auch ein langsames Abkühlen ist nachteilig. Die vorteilhafteste Abkühlungsgeschwindigkeit ist von den Abmessungen der   Gegenstände     abhängig. Gegenstände,   wie Spulen von etwa   18-20 mm Dicke.   

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 erfordern ein   Absehrecken.   Leiter   fürtelegraphisehe Zeiehengebung,   die mit Draht oder Band aus den obigen Legierungen umwickelt oder ausgestattet sind, können mit gutem Erfolg einer thermischen Behandlung unterzogen werden, indem man sie durch den Ofen und dann durch ein Rohr mit Wassermantel zieht. 



  Bei der thermischen Behandlung der Bandenden von Unterwasserleitern für Zeichengebungszwecke, bei denen die Hystereseverluste auf ein Mindestmass   herabgedrückt   werden müssen, ist eine etwas geringere Temperatur notwendig ; es hat sich gezeigt, dass eine Temperatur von   81) 0-8600 C   die vorteilhafteste ist. Es ist vorzuziehen, den Leiter statt durch ein Rohr mit Wassermantel durch eine Kammer zu ziehen, durch welche ein Strom eines indifferenten Gases, wie Stickstoff, streicht. Die Erhitzungsgesehwindigkeit des umwickelten (magnetisch belasteten) Leiters richtet sich nach seinen Abmessungen und wird durch seine Bewegungsgeschwindigkeit bestimmt. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die richtige Dauer der Erhaltung auf der vorgeschriebenen Temperatur zwei Minuten ist.

   Es kann also die   Bewegungsgeschwin-   digkeit durch Vorversuche mit zwei oder drei umwickelten Leitern von verschiedenem Gewicht bestimmt werden, aus welchen sich die zur Erreichung der Ofentemperatur erforderliche Zeit ermitteln lässt. Ist diese bekannt, so kann daraus die Bewegungsgeschwindigkeit des bewickelten Leiters leicht ermittelt werden. 



   Um die äusserst hohe Anfangspermeabilität von 10.000 zu erzielen, ist eine sehr sorgfältige metallurgische Behandlung erforderlich. Es sind reine Rohmaterialien und ein Schmelzverfahren nötig, bei welchem keine Verunreinigung stattfindet. 



   Das Verhältnis zwischen den vier Legierungsbestandteilen bestimmt die Eigenschaften der Legierungen. Bei steigendem Eisengehalt sinkt die Permeabilität rasch, ausser es wird der Gehalt an Silizium oder dem vierten Bestandteil (wie Chrom) verringert. Wenn beispielsweise die obige Legierung, mit einer Anfangspermeabilität von   10.   000,   16%   Eisen und entsprechend weniger Nickel enthielte, während der Prozentgehalt der übrigen Elemente derselbe bliebe, so würde die Anfangspermeabilität bloss 4000 betragen.

   Wird daher der Zusatz entweder von Silizium oder des vierten Bestandteiles (wie Chrom) erhöht, um den elektrischen Leitungswiderstand zu erhöhen, so ist eine Verringerung des Eisengehaltes nötig, um eine hohe Anfangspermeabilität zu erzielen ; doch ist man dabei an gewisse Grenzen gebunden. 
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<tb> Eine <SEP> Legierung <SEP> von <SEP> Nickel <SEP> mit
<tb> 10-5% <SEP> Eisen,
<tb> 2-2% <SEP> Silizium <SEP> und
<tb> 2-7% <SEP> Chrom
<tb> 
 hatte nach dem Schmieden, Ziehen und der Wärmebehandlung eine Anfangspermeabilität von 5000 bei einem elektrischen Leitungswiderstand von 73 Mikrohm per em3. Es können so Legierungen erhalten werden, welche nach der thermischen Behandlung eine magnetische Permeabilität aufweisen, die zwischen Feldstärken von   0#001   und   O'IOO   nahezu konstant ist.

   Solche Legierungen sind für Zeichengebungszwecke von besonderem Wert. 
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<tb> 
<tb> 



  Ein <SEP> Draht. <SEP> Nr. <SEP> 30 <SEP> S. <SEP> W. <SEP> (j. <SEP> aus <SEP> einer <SEP> Nickellegierung <SEP> mit
<tb> 16#9% <SEP> Eisen,
<tb> 2-2% <SEP> Chrom <SEP> und
<tb> 1-7% <SEP> Silizium
<tb> 
 besitzt nach der Wärmebehandlung bei   ÜUU C   in   Stickstoffatmosphäre   durch zwei Minuten und Luftkühlung die magnetischen Eigenschaften : 
 EMI2.3 
 
<tb> 
<tb> Bei <SEP> H <SEP> = <SEP> 0'001 <SEP> Gauss <SEP> p. <SEP> = <SEP> 3010
<tb> .,,.-0-010.... <SEP> ==3010
<tb> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 0#050 <SEP> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 3090
<tb> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 0#100 <SEP> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 3140.
<tb> 
 



   Der elektrische Leitungswiderstand dieser Legierung ist   60#3   Mikrohm per ems. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Magnetische Eisen-Nickellegierung, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 10-17% Eisen,   2--4% Silizium   und   1--4%   eines vierten Metalles, wie Chrom, Wolfram, Vanadium oder Molybdän, gegebenenfalls von höchstens 0'4% eines bekannten   desoxydierenden   Metalles.

Claims (1)

1. 2. Abänderung der Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Siliziumgehalt 1'5--2% beträgt.