AT127448B - Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus Eisen oder Eisenlegierungen für den Aufbau magnetischer Massekerne. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus Eisen oder Eisenlegierungen für den Aufbau   magnetiseher     Massekerne.   



   Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus Eisen oder Eisenlegierungen besonderer Eignung für den Aufbau von magnetischen Massekernen, wie dieselben beispielsweise für Induktionsapparate, Pupinspulen u. dgl. Verwendung finden. 



   Hiezu werden in der Bessemer Birne, im Siemens-Martin-Ofen, im Elektro-Ofen oder einem andern geeigneten Ofen aus dem   schmelzflüssigen   Zustande hergestellte Stahl-oder Schmiedeeisensorten oder deren Legierungen benutzt. 



   Gegenüber Metallpulvern, welche auf elektrolytischem oder chemischem Wege erzeugt werden, erzielt man dadurch den Vorteil, beträchtliche Mengen, beispielsweise 10--60 Tonnen des Ausgangsmaterials in gleichmässiger Beschaffenheit zu erhalten, während bekanntlich die elektrolytisch oder chemisch erzeugten Pulver gerade in magnetischer Beziehung schon in kleinen Mengen unterschiedliche Beschaffenheit zeigen. 



   Das aus dem Ofen kommende Metall wird gemäss der Erfindung, sei es bereits beim Erstarrungsprozess, beispielsweise durch Granulieren, oder noch besser nach erfolgter Erstarrung durch Aushämmern, Walzen, Ziehen u. dgl., in die Form von kleinen Stücken übergeführt, deren Abmessungen einige Millimeter betragen. Sehr günstige Resultate liefert ein gewalztes bzw. gezogenes Material, z. B. Draht, weil dieses eine verhältnismässig hohe Dichte und deshalb besondere Eignung für den Aufbau von Massekernen besitzt. 



   Auf den angegebenen Wegen erhält man ausserdem ein verhältnismässig wohlfeiles Metall. 



   Gemäss der Erfindung werden die auf diese Weise hergestellten Metallstückchen im Vakuumofen auf Rotglut erhitzt. Hiebei entweichen Verunreinigungen verschiedener Art, es gelingt, Oxyde zu entfernen und auch den Kohlenstoffgehalt im Eisen zu mindern. Insbesondere aber werden aufgenommene Gase ausgetrieben. Diese Umwandlungen vollziehen sich in gleichmässiger Weise durch die ganze Metallmenge, weil die einzelnen Teilchen nur geringe Abmessungen besitzen. Man kann deshalb auf die Vakuumglühung trotz gründlicher Auswirkung in verhältnismässig kurzer Zeit durchführen. 



   Die Gleichmässigkeit in der Beschaffenheit des Metalles wird durch diesen Prozess noch weiter erhöht, auch zwischen verschiedenen   Ofenchargen,   und man ist in der Lage, auch die Qualität minderwertiger Metalle oder Metallegierungen aufzubessern. 



   Es ist bekannt. dass Eisensorten mit sehr geringem Kohlenstoffgehalt, etwa   0'020/0,   nur sehr schwer oder gar nicht im   Walz-und Streckprozess   zu verarbeiten sind. Bei Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens kann man gleichwohl durch die nachträgliche Entfernung des Kohlenstoffes zu ausserordentlich kohlenstoffarmen Eisensorten gelangen. 



   Nachdem der Glühprozess im Vakuum beendet ist, wird dem Metall ein Gas zugeführt, am besten, indem der Vakuumofen mit dem betreffenden Gas gefüllt wird. Das Gas wird nunmehr begierig von dem Metall aufgenommen und das letztere in zweckentsprechender Weise gleichmässig damit durchsetzt. Dadurch werden die magnetischen Eigenschaften des Metalles bewusst beeinflusst. Für diesen Zweck finden vornehmlich Verwendung Wasserstoff, Ammoniak und Stickstoff oder auch Gemenge von diesen. 

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   Es ist bekannt, dass es bei Magnetkernen der in Betracht kommenden Art wichtig ist, eine hohe Permeabilität zu erzeugen, während gleichzeitig ein hoher Widerstand gegen Wirbelströme und eine möglichst geringe Hysterese gefordert werden. Diese Bedingungen sind jedoch in der Praxis schwer miteinander zu vereinbaren und die Herabsetzung'der Verlustquellen bedeutet in den meisten Fällen auch eine beträchtliche Verminderung der Permeabiliät. 



   Es ist bekannt, dass man durch Glühen im Vakuum die Permeabilität steigern kann, jedoch hat sich gezeigt, dass dann in den Massekemen gleichzeitig die Hysterese-und Wirbelstromverluste unverhältnismässig stark anwachsen. 



   Versuche haben gezeigt, dass hieran auch nur wenig durch Tränkung des glühenden Eisens mit den genannten Gasen geändert wird. Erhebliche Fortschritte lassen sich jedoch erzielen, wenn das auf diese Weise vorbehandelte Metall nach dem Abkühlen einer fortgesetzten kräftigen mechanischen Bearbeitung unterworfen wird, am besten indem die   Metallstückchen   unter Anwendung eines solchen Arbeitsprozesses zu Pulver zerkleinert werden. Versuche haben beispielsweise ergeben, dass aus Schmiedeeisen hergestellte Eisenkern, welche unter Zuhilfenahme des   erfindungsgemässen   Verfahrens hergestellt sind, eine gleichmässigere Permeabilität besitzen wie solche, die auf anderm Wege erzeugt wurden, dabei liess sich bei etwas verringerten Wirbelstromverlusten die Hysterese auf den dritten bis vierten Teil herabdrücken. 



   Das für die Begasung benutzte Gas ist je nach Art des als Ausgangsmaterial benutzten Metalles und der im einzelnen für den fertigen Kern verlangten Messergebnisse zu wählen. 



  Man kann dadurch die Endergebnisse im Kern zugunsten der Permeabilität oder zur Erzielung recht geringer Verluste beeinflussen. Besonders geringe Hysterese wird bei Verarbeitung von   Eisendrahtstückchen   durch Behandlung mit Stickstoff erreicht. 



   Wie bereits bekannt, gelingt die Durchführung des Verfahrens besonders gut, wenn die der Vakuumglühung unter Begasung unterzogenen Metallteilchen bereits verhältnismässig geringe Abmessungen besitzen. Sehr geeignet sind in dieser Beziehung   Drahtstuckchen   von etwa   2 inn   Stärke und 10 mm Länge. Diese können in kurzer Zeit durch die Vakuumglühung in dem gewünschten Sinne beeinflusst werden, anderseits kann man. dieselben auf helle Rotglut erhitzen, ohne dass sie zu einheitlichen Gebilden zusammensintern, wie dies z. B. bei Pulver geschieht, das auf derartige Temperatur gebracht wird. 



   Anderseits ist es aber auch wichtig, dass die   Metallstückchen   nicht zu klein gewählt werden, weil sonst bei dem Vermahlungsprozess zu Pulver die Zerkleinerung zu schnell vor sich geht und die einzelnen Pulverteilchen infolgedessen nicht die genügende mechanische Bearbeitung erfahren. Eine Fortsetzung des Mahlprozesses in beliebiger Weise ist aber auch nicht möglich, weil durch diese   naturgemäss   eine weitergehende Zerkleinerung eintritt und man infolgedessen nicht in der Lage ist, die Korngrösse so zu wählen, wie es zweckmässig erscheint. 



   Durch zu weitgehende Zerkleinerung der einzelnen Teilchen gelangt man zu Pulvern, welche sich nur mit Schwierigkeiten zu Kernen pressen lassen. Ausserdem nimmt auch bei sehr feinen Pulvern die Permeabilität des Kernes ab, ohne dass noch ein nennenswerter Vorteil durch Verringerung der Verluste erreicht wird. 



   Ein Ausführungsbeispiel möge das neue Verfahren noch näher erläutern. 



   Aus dem Siemens-Martin-Ofen gewonnenes Schmiedeeisen mit einem Kohlenstoffgehalt von   0'05-0'080/0   wird in bekannter Weise zu Draht von 2 mm Stärke verarbeitet. Der Draht wird in Stücke von etwa 10 mm Länge geschnitten und in diesem Zustand in einem Vakuumofen bei   8500 C   zwei Stunden   lang geglüht.   Alsdann wird in den Ofen Stickstoff eingeleitet und die Temperatur noch eine Stunde lang auf der gleichen Höhe gehalten. Der Ofen wird dann abgekühlt und die   Eisendrahtstückchen   werden in einer Mühle zu Pulver vermahlen und dieses wird dann einem Rundungsprozess unterworfen. Das Pulver ist dann für den Gebrauch fertig.

Claims (1)

1. PATENT-ANSPRUCH : Verfahren zur Herstellung von Pulvern aus Eisen oder Eisenlegierungen für den Aufbau magnetischer Massekerne, dadurch gekennzeichnet, dass das durch Schmelzen gewonnene Metall, am besten durch Auswalzen, Strecken, Ziehen und Zerschneiden in Form von Stücken geringer Abmessungen gebracht, zuerst im Vakuumofen bei Rotglut behandelt, dann in einer Atmosphäre. von Stickstoff, Wasserstoff, Ammoniak oder andern geeigneten Gasen geglüht und endlich durch einen Mahlprozess in Pulverform übergeführt wird.