<Desc/Clms Page number 1>
BESCHRIJVING behorende bij de Belgische Octrooiaanvrage van
EMI1.1
BELL rrELEPHOI'if.u MAI.'JlJFACTURIl\fC CO.'iY SOCIET-4L ANOl'-J'Yl\lE:.
ANTWERPEN - BELGIË. betreffende WERKWIJZE TER VERVAARDIGING VAN IJZERVLOKKEN.
Het is bekend dat magnetiseerbare spoelkernen uit electrisch geleidend materiaal ten behoeve van de vermindering der verliezen, vooral bij gebruik in hoogfrequentkringen, uit zo fijn mogelijk ver- deeld materiaal moeten zijn samengesteld. Zo is men er toe gekomen dergelijke kernen uit zo fijn mogelijk ijzerpoeder te'persen. Des te fijner het poeder is, des te geringer moeten op zichzelf de ver- liezen worden. Aan de andere kant is het niet moeilijk in te zien dat de noodzakelijke electrische isolatie der deeltjes van elkaar een des te groter deel van het volume der kern vereist, des te kleiner de afzonderlijke deeltjes zijn. Vroeger was ook de vorm der afzon- derlijke deeltjes zo, dat zij. in geen enkele richting bijzonder uitgesproken was.
Indien echter een in verhouding groot volumedeel door dit isolatie- en bindmiddel wordt ingenomen, wordt de permea- biliteit betrekkelijk gering, daar de veldlijnen naar verhouding gro-
<Desc/Clms Page number 2>
te weglengten in magnetisch ongunstig materiaal moeten afleggen.
Daarom is men in die gevallen, waar een grote permeabiliteit nood- zakelijk is, er toe overgegaan in plaats van de korrelvormige struc- tuur der poederdeeltjes een vlokkenvormige structuur na te streven.
De afzonderlijke vlokken, flenters of schilfers moeten dan met hun grootste afmeting parallel liggen aan de magnetische veldlijnen.
Op deze manier kan de magnetische weerstand van de poederkern zeer belangrijk verminderd worden. Tegenover de zo fijn mogelijkepoeder- vorm van korrelige structuur wordt daarbij echter onder bepaalde omstandigheden weer een zekere verhoging der verliezen op de koop toe genomen. Deze is echter bij niet te hoge frequenties meestal - toelaatbaar.
Volgens de uitvinding wordt nu een dergelijke vlokken-, Slenter- of schilferstructuur van het ijzer op deze wijze verkregen, dat een electrolytische of galvanische afscheiding van geschikte stoffen of stofmengsels op een geleidende onderlaag wordt veroor- zaakt, welker oppervlakte bedekt is met een poreuze en zeer dunne isolatielaag.
Op die delen van de geleidende onderlaag, welke door de isolatielaag heen toegankelijk zijn, wordt een neerslag gedepo= neerd met een vlakke structuur doch zo klein mogelijke afmetingen, welnee naderhand door afschrappen of afsl'ingeren'van de onderlaag @ wordt losgemaakt, Het materiaal, dat op deze-wijze electrolytisch of galvanisch wordt neergeslagen, behoeft principleel niet in elemen- taire vorm te worden neergeslagen. Het is zonder meer denkbaar een aantal componenten na elkaar of tegelijkertijd neer te slaan en deze door een warmtebehandeling, uitgevoerd aan het vervaardigde poeder in een geschikte atmosfeer, tot een bepaalde mate te beïnvloeden.
Dit moet dan zo worden ingericht dat geen ongewenst sinteren der deeltjes optreedt. Bij voorkeur valt het te beïnvloeden poeder door een clindrische, buisvormige ruimte, resp. oven, waarin in bepaalde doorsneden de gewenste temperaturen worden gehandhaafd en waardoor
<Desc/Clms Page number 3>
geschikte gassen kunnen worden geleid.
Het losmaken der neergeslagen deeltjes kan worden bereikt met mechanische middelen, in bepaalde gevallen geholpen door centrifuga- le werkingen of electrische velden. De dikte der neergeslagen deel- tjes wordt bepaald door de intensiteit, resp. door de tijdsduur der electrolytische of galvanische inwerking. Natuurlijk moet het neerslagproces niet zo lang worden uitgevoerd tot een samenhangende metaallaag is gevormd. Toch kan onder bepaalde omstandigheden ook zo een laag nog uit elkaar gereten worden tot een gewenste struc- tuur. liet is namelijk onder omstandigheden vaak voordelig als onder laag voor de electrolytische of galvanische neerslag een onderlaag met elastische structuur te gebruiken.
Men kan dus bijv. elastische en geleidende.kunststoffen banden gebruiken of banden van geleidend gemaakt rubber of silicium, welke, nadat de neerslag heeft plaats- gevonden, elastisch gedeformeerd worden zodat hierdoor het losraken en verwijderen der afzonderlijke deeltjes bereikt wordt.
Bij voorkeur wordt de werkwijze continu uitgevoerd. Op een band zonder einde, welke rondloopt als een drijfriem, wordt op'een bepaalde plaats in een desbetreffend electrolytisch bad de neerslag aangebracht. Under bepaalde omstandigheden is het dan mogelijk om op een andere plaats van de inrichting de isolerende, poreuze be- dekking, tezamen met het gevormde poeder, af te schrappen. Het kan bijv. bij verhoogde temperatuur gebeuren en wel bij zo'n tempera- tuur, dat de isolatiestof minstens week geworden is of zich zelfs in vloeibare toestand bevindt. Bij voorkeur wordt zo'n soort iso- latiestof gekozen dat deze kan dienen als electrische isolatie der vlokvormige delen, waarvan kernen moeten worden geperst.
In dat geval moet dus bij een continu vervaardigingsproces steeds op een bepaalde plaats een poreuze isolatielaag worden opgespoten welke bijv. door het bij verhoogde temperatuur uitdrijven van een oplos- middel eerst tot verharden worden gebracht en welke na het neerslaa, van de magnetische substantie opnieuw week of vloeibaar wordt ge-
<Desc/Clms Page number 4>
maakt, eventueel onder gebruikmaking van een oplosmiddel. Natuurlijk is echter ook een proces uitvoerbaar waarbij steeds dezelfde poreuze isolatielaag gebruikt wordt.
Volgens de aangegeven werkwijze ter vervaardiging van magne- tiseerbare deeltjes is het mogelijk deeltjes van elke gewenste dikte en afmeting te vervaardigen, indien er voor gezorgd wordt dat de kathode op de juiste wijze voorbehandeld wordt. Zo is het bijv. nut tig om de kathodeband, welke bijv. uit corrosie bestendig staal be- staat, eerst zorgvuldig te reinigen in een bad. De band krijgt dan bij zijn verdere beweging een bedekking van was of een dergelijke electrische isolerende stof, terwijl deze bedekking uitsparingen of poriën bevat met de gewenste afmeting der vlokken. net opbrengen van deze bedekking kan dan bijv. geschieden door opspuiten of door opdrukken. In deze gaatjes, welke cirkel- of ellipsvormig kunnen zijn, kan de neerslag der ferromagnetische stof plaatsvinden. De di' .te der neerslag hangt af van de verblijfsduur in het electrolyt.
Op deze manier is het bijv. mogelijk om blaadjes van 'magnetische e stof te verkrijgen welke 5-10m dik zijn en een diamter hebben van 1 tot mm. Daar met het bekende walsproces van 15-25/1^worden verkre- gen, is de door de aangegeven uitvinding bereikte technische verbe- tering duidelijk merkbaar.
In de figuur is schematisch een inrichting aangegeven voor de vervaardiging van magnetische vlokken. Als onderlaag dient een rond lopende band 1, welke van links beginnend, eerst het reinigheidsbad 2 doorloopt. In een drooginrichting 3 wordt de band gedroogd en vervolgens gebeurt bij 4 het opdrukken of opspuiten van het poreuze patroon uit isolatiemateriaal. Het electrolytisch of galvanisch neer slaan van het magnetiseerbare materiaal geschiedt in bad 5, terwijl bij 6 het,af schrappen van de neergeslagen magnetische plaatjes plaat= vindt. De band zelf wordt dan via leirollen weer naar het reiniging bad teruggevoerd. De afgeschrapte magnetiseerbare deeltjes vallen, eventueel na verwijdering van het electrolyt en van de isolatiestof,
<Desc/Clms Page number 5>
in een gloeioven 7, waarin de droging kan worden uitgevoerd.
Boven- dien echter kunnen door temperatuurbehandelingen de magnetische eigenschappen der aanvankelijk brosse deeltjes Verbeterd worden.
Uit de gloeioven komen de deeltjes in de kneder 8 waar isolatie- en bindmiddel toegevoegd wordt en met de deeltjes wordt gekneed. Ten- slotte komen zijn in de pers 9 waar zij tot kernen of blikken worden geperst. Het is voordelig er op te letten dat de vlokken georiën- teerd zijn volgens de hoofdrichting van de magnetische flux, wat bereikt kan worden door de inwerking van magnetische velden en/of ultrasonore of laagfrequente trillingen der persvorm tijdens de pershandeling.
De beschreven werkwijze kan nog op deze wijze gevarieerd wor- den, dat de kathodeband achter elkaar verschillende electrolytische baden doorloopt, zodat op elkaar liggende neerslagen ontstaan welke door een thermische nabehandeling der Ingemaakte vlokken homogeen kunnen worden gemaakt. Als voorbeeld voor een dergelijke werkwijze kan worden aangegeven dat de bekende componenten voor permanente magneten neergeslagen kunnen worden als bijv. metalen neerslagen.
Om permanente magneten te kunnen verkrijgen, worden de deeltjes dan aan een sterk constant magneetveld onderworpen tijdens het homogeen gloeien, wat gebeuren moet boven het Uuriepunt, en tijdens de afkoe- ling, d.w.z. nog op de dragerkathode of ook na het afschrappen.
Het spreekt vanzelf dat bijv. bij het afdrukken van de dunne poreuze isolatielaag, de poriën een zodanige vorm kunnen hebben dat vlokken van gelijke grootte en ongeveer in de vorm van cirkels of ellipsen ontstaan kunnen. De aangegeven werkwijze kan gemakkelijk zo worden uitgevoerd dat op gewenste wijze magnetisch harde of zach- te lichamen ontstaan.
<Desc / Clms Page number 1>
DESCRIPTION pertaining to the Belgian Patent Application of
EMI1.1
BELL rrELEPHOI'if.u MAI.'JlJFACTURIl \ fC CO.'iY SOCITE-4L ANOL'-J'Yl \ le :.
ANTWERP BELGIUM. concerning PROCESS FOR MANUFACTURE OF IRON FLAKES.
It is known that magnetizable coil cores of electrically conductive material must be composed of material that is divided as finely as possible in order to reduce losses, especially when used in high-frequency circuits. Thus it has been possible to press such cores from iron powder as fine as possible. The finer the powder, the smaller the losses in themselves must become. On the other hand, it is not difficult to see that the necessary electrical isolation of the particles from each other requires the greater part of the volume of the core, the smaller the individual particles are. In the past the shape of the individual particles was such that they. was not particularly outspoken in any direction.
However, if a relatively large part by volume is occupied by this insulating and binder, the permeability becomes relatively low, as the field lines are relatively large.
<Desc / Clms Page number 2>
travel lengths in magnetically unfavorable material.
Therefore, in those cases where a high permeability is required, it has been decided to pursue a flaky structure instead of the granular structure of the powder particles.
The individual flakes, flakes or chips must then have their largest dimension parallel to the magnetic field lines.
In this way, the magnetic resistance of the powder core can be reduced very significantly. Against the finest possible powder form of granular structure, however, under certain circumstances, a certain increase in losses is accepted. However, this is usually permissible at not too high frequencies.
According to the invention, such a flake, slenter or flaky structure of the iron is now obtained in this way, that an electrolytic or galvanic deposition of suitable substances or substance mixtures is effected on a conductive substrate, the surface of which is covered with a porous and very thin insulation layer.
On those parts of the conductive bottom layer, which are accessible through the insulating layer, a deposit is deposited with a planar structure but the smallest possible dimensions, but is subsequently loosened from the bottom layer by scraping or stripping. which is electrolytically or galvanically deposited in this way, does not in principle need to be deposited in elementary form. It is readily conceivable to deposit a number of components one after the other or simultaneously and to influence them to a certain extent by means of a heat treatment carried out on the powder produced in a suitable atmosphere.
This must then be arranged in such a way that no undesired sintering of the particles occurs. Preferably, the powder to be influenced falls through a cylindrical tubular space, resp. furnace, in which the desired temperatures are maintained in certain sections and by which
<Desc / Clms Page number 3>
suitable gases can be conducted.
Detachment of the deposited particles can be accomplished by mechanical means, aided in some cases by centrifugal action or electric fields. The thickness of the deposited particles is determined by the intensity, resp. by the duration of the electrolytic or galvanic action. Of course, the deposition process should not be carried out so long until a cohesive metal layer is formed. Nevertheless, under certain circumstances, such a layer can still be torn apart to form a desired structure. This is because it is often advantageous under certain circumstances if a bottom layer with an elastic structure is used for the electrolytic or galvanic deposition under layer.
Thus, for example, one can use elastic and conductive plastic tapes or tapes made of conductive rubber or silicon, which, after the deposition has taken place, are elastically deformed to thereby achieve the detachment and removal of individual particles.
Preferably, the process is carried out continuously. On an endless belt, which runs around like a driving belt, the precipitate is deposited at a specific place in a corresponding electrolytic bath. Under certain circumstances it is then possible to scrape off the insulating, porous coating, together with the powder formed, at a different location on the device. It can be done, for example, at an elevated temperature and that at such a temperature that the insulating material has at least softened or is even in a liquid state. Preferably, such a type of insulating material is chosen that it can serve as electrical insulation of the flake-shaped parts, the cores of which are to be pressed.
In that case, in a continuous manufacturing process, a porous insulating layer must always be sprayed on at a specific location, which, for example, is first hardened by expelling a solvent at elevated temperature and which, after precipitation, of the magnetic substance softens again. or becomes liquid
<Desc / Clms Page number 4>
, optionally using a solvent. However, a process can of course also be carried out in which the same porous insulation layer is always used.
According to the disclosed method for manufacturing magnetizable particles, it is possible to produce particles of any desired thickness and size, if care is taken to prepare the cathode in the correct manner. For example, it is useful to first carefully clean the cathode strip, which consists, for example, of corrosion-resistant steel, in a bath. The tape then, on its further movement, is covered with wax or the like electrically insulating material, and this cover contains recesses or pores of the desired floc size. This coating can then be applied, for example, by spraying on or by imprinting. In these holes, which can be circular or elliptical, the deposition of the ferromagnetic material can take place. The depth of the precipitation depends on the residence time in the electrolyte.
In this way it is possible, for example, to obtain sheets of magnetic material which are 5-10 m thick and have a diameter of 1 to mm. Since 15-25 / 1 ^ are obtained with the known rolling process, the technical improvement achieved by the indicated invention is clearly noticeable.
The figure schematically shows a device for the production of magnetic flakes. A circular conveyor belt 1, which starts from the left, first passes through the cleaning bath 2 as a base layer. The strip is dried in a drying device 3 and subsequently printing or spraying on the porous pattern of insulating material takes place at 4. The electrolytic or galvanic deposition of the magnetizable material takes place in bath 5, while at 6 the scraping of the deposited magnetic plates takes place. The belt itself is then returned to the cleaning bath via guide rollers. The magnetizable particles that have been scraped off fall, possibly after removal of the electrolyte and the insulating material,
<Desc / Clms Page number 5>
in an annealing furnace 7, in which the drying can be carried out.
In addition, however, temperature treatments can improve the magnetic properties of the initially brittle particles.
From the annealing furnace, the particles enter the kneader 8 where insulation and binder are added and the particles are kneaded. Finally, they enter the press 9 where they are pressed into cores or cans. It is advantageous to ensure that the flakes are oriented according to the main direction of the magnetic flux, which can be achieved by the action of magnetic fields and / or ultrasonic or low-frequency vibrations of the mold during the pressing operation.
The described method can also be varied in this way that the cathode strip passes one after the other through different electrolytic baths, so that superposed deposits are formed which can be made homogeneous by a thermal after-treatment of the canned flakes. As an example of such a method it can be stated that the known components for permanent magnets can be deposited as, for example, metal deposits.
In order to obtain permanent magnets, the particles are then subjected to a strong constant magnetic field during the homogeneous annealing, which must take place above the hour point, and during the cooling, i.e. still on the carrier cathode or also after scraping.
It goes without saying that, for example, when printing the thin porous insulating layer, the pores can have such a shape that flakes of equal size and approximately in the shape of circles or ellipses can form. The indicated method can easily be carried out to form magnetically hard or soft bodies in a desired manner.