DE1036296B - Soft magnetic sintered body - Google Patents

Soft magnetic sintered body

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DE1036296B
DE1036296B DES41804A DES0041804A DE1036296B DE 1036296 B DE1036296 B DE 1036296B DE S41804 A DES41804 A DE S41804A DE S0041804 A DES0041804 A DE S0041804A DE 1036296 B DE1036296 B DE 1036296B
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Germany
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sintered body
reducing atmosphere
soft magnetic
powder
sintering
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DES41804A
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German (de)
Inventor
Dr Techn Habil Horst Schreiner
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

DEUTSCHESGERMAN

Jetzi Ki1 yL, Paf. Pl. \\ ff ΛJetzi Ki 1 y L , Paf. Pl. \\ ff Λ

ANMELDKTAG:REGISTRATION DAY:

BEKANNTMACHUNG DER ANMELDUNG UND AUSGABE DER AUSLEGESCHRIFT:NOTICE THE REGISTRATION AND ISSUE OF THE EDITORIAL:

S 41804 VI/18dS 41804 VI / 18d

3. DEZEMBER 1954 14. AUGUST 19 5 8DECEMBER 3, 1954 AUGUST 14, 1954 8

Es sind zahlreiche Versuche unternommen worden, auf dem Sinterwege magnetisch weiches Eisen herzustellen, dessen Koerzitivkraft unter dem zugelassenen Höchstwerte von Hc = 1,5 Oersted (Oe) liegt und das den geforderten Induktionswert von 15 000 Gauß bei einer Erregung von 20Oe und eine Sättigungsmagnetisierung von 19000 Gauß aufweist. Man versuchte bisher diese Werte dadurch zu erreichen, daß man möglichst reines Karbonyl-Eisenpulver als Ausgangsstoff verwendet. Die vorgenannten Werte konnten mit Karbonyl-Eisen jedoch nur bei starker Walzverformung (Kaltwalzen) und nachheriger Wärmebehandlung erzielt werden. Das auf diese Weise hergestellte Magneteisen liegt praktisch nur in Blechform vor und ist außerdem, bedingt durch den hohen Preis von reinem Karbonyl-Eisenpulver, sehr teuer. Abgesehen davon genügt für zahlreiche Anwendungsfälle die Blechform nicht den Anforderungen, insbesondere dann nicht, wenn Eisenkörper sehr komplizierter Form, z. B. bei Relais, benötigt werden.Numerous attempts have been made to produce magnetically soft iron by sintering, the coercive force of which is below the maximum permitted value of H c = 1.5 Oersted (Oe) and the required induction value of 15,000 Gauss at an excitation of 20Oe and a saturation magnetization of 19,000 Gauss. Up to now, attempts have been made to achieve these values by using as pure carbonyl iron powder as possible as the starting material. However, the aforementioned values could only be achieved with carbonyl iron with strong rolling deformation (cold rolling) and subsequent heat treatment. The magnetic iron produced in this way is practically only available in sheet metal form and is also very expensive due to the high price of pure carbonyl iron powder. Apart from this, the sheet metal shape does not meet the requirements for numerous applications, especially not when iron bodies of a very complicated shape, e.g. B. with relays, are required.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein weichmagnetischer Sinterkörper, der ohne Walzverformung die obengenannten Bedingungen erfüllt. Er besteht aus' einem Eisenpulver mit einem Gehalt an Nichteisenmetallen unter und über 0,01%. Als Nichteisenmetalle kommen z. B. Kupfer, Nickel, Chrom oder Mangan in Frage.The present invention relates to a magnetically soft sintered body which is free from rolling deformation meets the above conditions. It consists of 'an iron powder with a content of non-ferrous metals below and above 0.01%. As non-ferrous metals come z. B. copper, nickel, Chromium or manganese in question.

Während man bisher angenommen hatte, daß die magnetischen Eigenschaften, wie sie an einen weichmagnetischen Werkstoff gestellt werden, um so günstiger werden, je reiner das verwendete Ausgangseisenpulver ist, beruht die vorliegende Erfindung auf der Erkenntnis, daß es möglich ist, mit Ausgangseisenpulvern, die geringe nichtmetallische Verunreinigungen, z. B. Kupfer, Nickel, Chrom oder Mangan, enthalten, Sinterkörper herzustellen, die die oben angegebenen, an einen weichmagnetischen Werkstoff zu stellenden Bedingungen erfüllen. Derartige Pulver sind wesentlich billiger als das bisher bevorzugte Karbonyl-Eisenpulver. Es kommen z. B. die verhältnismäßig billigen, durch Verdüsen von geschmolzenem Schrott hergestellten Druckverdüsungseisenpulver in Frage, die neben anderen kleineren metallischen Verunreinigungen im allgemeinen einen Kupfergehalt von 0,1 bis 0,15% aufweisen. Ein solcher Prozentsatz an Verunreinigungen ist erfindungsgemäß für die Erzielung der von einem Weichmagnetkörper geforderten Eigenschaften besonders geeignet.While it was previously assumed that the magnetic properties, as they are placed on a soft magnetic material, are all the more favorable the purer the starting iron powder used, the present invention is based on Realization that it is possible with starting iron powders that contain low levels of non-metallic impurities, z. B. copper, nickel, chromium or manganese, contain, to produce sintered bodies that have the above, to meet the conditions to be placed on a soft magnetic material. Such powders are much cheaper than the previously preferred carbonyl iron powder. There come z. B. the proportionate cheap pressure atomizing iron powder made by atomizing molten scrap in Question that, in addition to other minor metallic impurities, generally have a copper content of 0.1 to 0.15%. Such a percentage of impurities is according to the invention for achieving particularly suitable for the properties required of a soft magnetic body.

Das Herstellungsverfahren des erfindungsgemäßen weichmagnetischen Sinterkörpers wird an dem nachfolgenden Beispiel erläutert:The manufacturing method of the soft magnetic sintered body according to the invention is based on the following Example explained:

Reduktions-Zunder-Eisenpulver mit einer Korngröße von 0,5 mm wurde etwa 1 Stunde lang in Wasserstoffatmosphäre einer Temperatur zwischenReduction scale iron powder with a grain size of 0.5 mm was in Hydrogen atmosphere at a temperature between

Weichmagnetischer SinterkörperSoft magnetic sintered body

Anmelder:Applicant:

Siemens-SctmckertwerkeSiemens-Sctmckertwerke

Aktiengesellschaft,Corporation,

Berlin und Erlangen,Berlin and Erlangen,

Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50Erlangen, Werner-von-Siemens-Str. 50

Dr. techn. habil. Horst Schreiner, Nürnberg, ist als Erfinder genannt wordenDr. techn. habil. Horst Schreiner, Nuremberg, has been named as the inventor

400 und 750° C ausgesetzt. Besonders vorteilhaft hat sich eine Temperatur von 600° C erwiesen. Anschließend wurde das Pulver in einer Matrize unter einem Preßdruck von 6 t/cm2 in die Endform gepreßt und 5 Stunden lang bei einer Temperatur zwischen 1000 und 1300° C in Wasserstoffatmosphäre gesintert. Der Sinterkörper wurde anschließend mit einem Preßdruck von 6 t/cm2 kalt nachverdichtet (kalibriert) und dann 1 Stunde lang unter den gleichen Bedingungen wie vorher einer Nachsinterung unterworfen. Der auf diese Weise hergestellte Sinterkörper wies folgende magnetische Daten auf:400 and 750 ° C exposed. A temperature of 600 ° C. has proven to be particularly advantageous. The powder was then pressed into the final shape in a die under a pressure of 6 t / cm 2 and sintered for 5 hours at a temperature between 1000 and 1300 ° C. in a hydrogen atmosphere. The sintered body was then re-compacted (calibrated) cold with a compression pressure of 6 t / cm 2 and then subjected to re-sintering for 1 hour under the same conditions as before. The sintered body produced in this way had the following magnetic data:

H0 = 0,78 bis 0,80 Oe;
Induktion bei 20 Oe =16000 Gauß; Sättigungsinduktion bei 200 Oe = 19 000 Gauß; Alterung = 0 bis 0,3 Oe. H 0 = 0.78 to 0.80 Oe;
Induction at 20 Oe = 16,000 Gauss; Saturation induction at 200 Oe = 19,000 Gauss; Aging = 0 to 0.3 Oe.

Die Alterung wurde durch eine lOOstündige Lagerung bei einer Temperatur von 100° C festgestellt. Es hat sich zweckmäßig erwiesen, das Ausgangspulver vor der Wärmebehandlung in reduzierender Atmosphäre einer Vorbehandlung in schwach oxydierender Atmosphäre, vorzugsweise in Stickstoff mit Wasserdampfgehalt (Partialdruck etwa 20 Torr), durchzuführen.The aging was determined by storage for 100 hours at a temperature of 100 ° C. It has proven to be useful to put the starting powder in a reducing powder before the heat treatment Pre-treatment atmosphere in a weakly oxidizing atmosphere, preferably in nitrogen Water vapor content (partial pressure about 20 Torr) to perform.

In der Zeichnung ist die Magnetisierungskurve von zwei erfindungsgemäßen Sinterkörpern dargestellt. Auf der Abszisse ist die Feldstärke H in Oe und auf der Ordinate die magnetische Induktion B in Gauß aufgetragen. Die ausgezogene Kurve entspricht einer Probe, bei der die vorgenannte Vorbehandlung durchgeführt worden ist, die gestrichelte Kurve entspricht einer Probe mit nicht vorbehandeltem Ausgangspulver. Man erkennt daraus, daß durch die Vorbehandlung eine größere Steilheit der Magnetisierungskurve beiThe drawing shows the magnetization curve of two sintered bodies according to the invention. The field strength H in Oe is plotted on the abscissa and the magnetic induction B in Gauss is plotted on the ordinate. The solid curve corresponds to a sample in which the aforementioned pretreatment has been carried out, the dashed curve corresponds to a sample with untreated starting powder. It can be seen from this that the pretreatment increases the steepness of the magnetization curve

809 597/400809 597/400

kleinen Feldstärken und eine höhere Sättigungsmagnetisierung erreicht wird. small field strengths and a higher saturation magnetization is achieved.

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Weichmagnetischer Sinterkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Eisenpulver mit einem Gehalt an Nichteisenmetallen unter 1 °/o, jedoch über 0,01% besteht.1. Soft magnetic sintered body, characterized in that it consists of an iron powder with a non-ferrous metal content below 1% but above 0.01%. 2. Sinterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Nichteisenmetall Kupfer, Nickel, Chrom oder Mangan enthält.2. Sintered body according to claim 1, characterized in that it is a non-ferrous metal, copper, Contains nickel, chromium or manganese. 3. Verfahren zur Herstellung von Sinterkörpern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgangspulver vor dem Pressen einer Wärmebehandlung zwischen 400 und 750° C, vorzugsweise bei 600° C, in reduzierender Atmosphäre ausgesetzt wird.3. A method for the production of sintered bodies according to claim 1 or 2, characterized in that that the starting powder is subjected to a heat treatment between 400 and 750 ° C., preferably before pressing at 600 ° C, in a reducing atmosphere. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierende Atmosphäre Wasserstoff verwendet wird.4. The method according to claim 3, characterized in that the reducing atmosphere is hydrogen is used. 5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wärmebehandlung in reduzierender Atmosphäre eine Vorbehandlung in schwach oxydierender Atmosphäre, vorzugsweise in Stickstoff mit Wasserdampfgehalt (Partialdruck etwa 20 Torr), durchgeführt wird.5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that before the heat treatment in reducing atmosphere, a pretreatment in a weakly oxidizing atmosphere, preferably is carried out in nitrogen with water vapor content (partial pressure about 20 Torr). 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sinterung bei einer Temperatur zwischen 1000 und 1300° C in reduzierender Atmosphäre während einer Zeit bis zu 5 Stunden erfolgt.6. The method according to any one of claims 3 to 5, characterized in that the sintering at a temperature between 1000 and 1300 ° C in a reducing atmosphere for a time up to takes 5 hours. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierende Atmosphäre Wasserstoff verwendet wird.7. The method according to claim 6, characterized in that that hydrogen is used as the reducing atmosphere. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sinterkörper einer Nachverdichtung (Kalibrierung) und einer Nachsinterung, vorzugsweise unter gleichen Bedingungen wie bei der Sinterung, unterworfen wird.8. The method according to any one of claims 3 to 7, characterized in that the sintered body recompaction (calibration) and resintering, preferably under the same conditions as with sintering, is subjected. In Betracht gezogene Druckschriften:
Kieffer und Hotop : »Sintereisen und Sinterstahl«, 1948, S. 74, 466 bis 468;Considered publications:
Kieffer and Hotop: "Sintereisen und Sinterstahl", 1948, pp. 74, 466 to 468; Kieffer und Hotop : »Metallurgie des Poudres«, 1947, S. 40, 50;Kieffer and Hotop: "Metallurgie des Poudres", 1947, pp. 40, 50; Wanke: »Einführung in die Pulvermetallurgie«, 1949, S. 87, 91, 152, 153.Wanke: "Introduction to Powder Metallurgy", 1949, pp. 87, 91, 152, 153. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings © 809 597/400 8.5»© 809 597/400 8.5 »
DES41804A 1954-12-03 1954-12-03 Soft magnetic sintered body Pending DE1036296B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1294678B (en) * 1964-12-22 1969-05-08 Krebsoege Gmbh Sintermetall Process for the production of iron sintered parts for magnetic purposes

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1294678B (en) * 1964-12-22 1969-05-08 Krebsoege Gmbh Sintermetall Process for the production of iron sintered parts for magnetic purposes

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