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Die Erfindung betrifft magnetische Legierungen aus Eisen und Nickel, einem dritten Element, das Aluminium oder Silizium ist. und einem vierten widerstandserhöhenden Element, wie Chrom, Wolfram, Vanadium, Molybdän. Sie stellt eine Verbesserung der Legierung von hoher magnetischer Permeabilität@ und hohem elektriscken Leitungswiderstand dar. welcke 32-42% Silizipm oder Aluminium, 1-4% Chrom oder ein anderes den elektrischen Leitungswiderstand erhöhendes Element und den Rest, d. i. 50-66% Eisen enthält.
Es wurde gefunden, dass durch Erhöhung des Nickelgehaltes. hauptsächlich auf Kosten des Eisengehaltes, es möglich ist, Legierungen zu erhalten, deren spezifische magnetische Permeabilität grösser als die des Eisens, von der Grössenordnung 1000 ist und die einen sehr hohen elektrischen Leitungswiderstand
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Grössenordnung 750, welche für die Zwecke, zu welchen Legierungen der vorliegenden Art verwendet werden, nicht hoch genug ist.
Weiters soll durch die vorliegende Erfindung eine Legierung geschaffen werden, die sieh für die Kerne von Transformatoren für Wechselströme von Tonfrequenz besonders eignet. Hiebei ist es wünschenswert, die Legierung einer Wärmebehandlung zu unterziehen, um die gewünschten Eigenschaften hervorzurufen. Legierungen gemäss der Erfindung enthalten : 40-50% Eisen, 1-5% Silizium oder Aluminium, 1-5% Chrom oder ein Element von ähnlichen Eigenschaften, der Rest, jedoch nicht weniger als 42%, ist Nickel.
Zweckmässig liegt der Nickelgehalt zwischen 45 und 55%. Ein Mangangehalt von 0-2 bis 0-5% ist gleichfalls wünschenswert. Chrom ist zwar vorzuziehen, doch ist in manchen Fällen auch Molybdän.
Wolfram oder Vanadium verwendbar. Silizium ist dem Aluminium im allgemeinen vorzuziehen. Die Legierungen sind frei von Verunreinigungen. Kohlenstoff ist besonders nachteilig. ein Kohlenstoffgehalt von 0-1% beraubt die Legierung in magnetischer Hinsicht ihres Wertes, ein Kohlenstoffgehlt von 0'2% drückt die Permeabilität um 60% herab. Fm in der Legierung unganze Stellen zu vermeiden, ist es notwendig, ein Metall mit desoxydierenden Eigenschaften zuzusetzen. Für diesen Zweck ist
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steigen und es wird unmittelbar vor dem Giessen zu Knüppeln oder Ingots zugesetzt. Nach dem Giessen werden die Knüppel in der bekannten Weise auf Blech verarbeitet, aus dem dann Stücke von der gewünschten Form ausgestanzt werden, die dann für die thermische Behandlung bereit sind.
Biegen oder Kaltbearbeiten der Stücke nach der thermischen Behandlung ist unzulässig, aber das Lackieren und Zusammenstellen ist bei einiger Vorsiett ausführbar. Ferner sind dreischenkelige Kernbleche mit einem Luftspalt im mittleren Schenkel in Transfolmatoren verwendet worden. Davon kann Gebrauch gemacht werden, wenn der Schenkel bei der Einführung in die Spule nicht dareind verbogen wird.
Die Wärmebehandlung der Legierung, um ihr die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erteilen, wird wie folgt ausgeführt.
Die aus den Blechen gestanzten Stücke werden in einem Ofen einer Temperatur von etwa 900-1100 C, zweckmässig aber von 10000 C ausgesetzt und bei dieser Temperatur durch etwa fünfzehn
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Atmosphäre wünschenswert. Das kann dadurch erreicht werden, dass man die gestanzten Stücke in Kästen füllt und die Zwisehenräume zwischen ihnen mit reinen Stahldrehspänen ausfüllt. Die Kästen samt Inhalt werden im Ofen abkühlen gelassen und die Dauer des Abkiihlens muss über etwa 20 Stunden betragen. Die thermisch behandelten Stücke sind dann zum Zusammenstellen bereit.
Beispiel 1 :
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<tb>
<tb> Nickel <SEP> 48-5%
<tb> Eisen <SEP> 48 <SEP> %
<tb> Chrom <SEP> 2 <SEP> %
<tb> Silizium <SEP> 1#5%
<tb>
Diese Legierung in Form von ausgestanzten. wie vorstehend beschrieben, thermisch behandelten Stücken ergab nach der Abkühlung eine Anfangspermeabilitäi von 1500 und einen elektrischen Leitungswiderstand von 67 Mikroohm pro Kubikzentimeter.
Durch Erhöhung des Chrom-und Siliziumgehaltes wird zwar der elektrische Leitungswiderstand erhöht, aber die Anfangspermeabilität wird etwas verringert.
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<tb>
<tb> Nickel <SEP> 46%
<tb> Eisen <SEP> 46%
<tb> Chrom <SEP> 5%
<tb> Silizium <SEP> 3%,
<tb>
in Form von thermisch behandelten ausgestanzten Blechstücke, hatte eine Anfangspermeabilität von 1250 und einen elektrischen Leitungswiderstand von 105 Mikroohm pro Kubikzentimeter.
Beispiel 3 : Wird im Beispiel 1 das Silizium durch Aluminium ersetzt, so sinkt die Anfangs- permeabilität auf 1400, der elektrische Leitungswiderstand bleibt praktisch derselbe.
Bei Transformatoren für Wechselströme von Tonfrequenz ist es nötig, die wirksame Permeabilität zu kennen, d. i. die Permeabilität bei einem polarisierenden Gleichstrom von der magnetisierenden Kraft Bi, im Verein mit einem Wechselstrom von einer magnetisierenden Kraft H. Zu diesem Zweck wurden aus der Legierung nach Beispiel 1 hergestellte U-und T-förmige Stanzstücke so zusammengestellt, dass sie zwei rechteckige Löcker bildeten, in denen die Bewicklung untergebracht wurde. Nach der thermischen Behandlung, Bewicklung und Prüfung bei einem Gleichstromfeld H1 von 1 Gauss und einem Wechselstromfeld H von 0-2 Gauss bei 1000 Hertz ergab sich eine wirksame Permeabilität von 1000.
Bei einem zwischen 0-01 und 0-5 Gauss schwankenden Wechselfeld H war die die Permeabilität darstellende Kurve praktisch eine Gerade. Diese Eigenschaften machen die beschriebene Legierung für Transformatoren von Tonfrequenzströmen ausserordentlich wertvoll, welche sich durch ein gleichmässiges Übersetzungsverhältnis über den ganzen Bereich der musikalischen Töne kennzeichnen.
Soll die Permeabilität in gegen Null konvergierenden Feldern grösser als 1500 sein, so wird der
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1800 und einen elektrischen Leitungswiderstand von 75 Mikroohm pro Kubikzentimeter. Weiters kann gemäss der Erfindung der Legierung Kupfer in einer 5% nicht übersteigenden Menge, u. zw. am besten auf Kosten des Nickels zugesetzt werden.
Beispiel 4 : Eine Legierung von
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<tb>
<tb> Nickel <SEP> 48 <SEP> %
<tb> Eisen <SEP> 44%
<tb> Chrom <SEP> 1#5%
<tb> Silizium <SEP> 1#5%
<tb> Kupfer <SEP> 5%.
<tb>
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einen elektrischen Leitungswiderstand von 78 Mikroohm pro Kubikzentimeter. Bei Prüfung vos Blechstanzstücken mit Bewicklung und einem Gleichstromfeld B von 1 Gauss und einem Wechselstromfeld H von 0-2 Gauss bei einer Frequenz von 1000 Hertz ergab sich eine wirksame Permeabilität von 1050.
Die wirksame Permeabilität bei zwischen 0-10 und 0-5 Gauss schwankendem Wechselfeld H wurde praktisch durch eine Gerade dargestellt.