DE1219694B

DE1219694B - Verfahren zur Erzeugung eines kleinen relativen Hysteresebeiwertes h/muA2 in hochpermeblen Nickel-Eisen-Legierungen

Info

Publication number: DE1219694B
Application number: DEV18605A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Friedrich Pfeifer
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1960-05-12
Filing date: 1960-05-12
Publication date: 1966-06-23
Also published as: GB922212A

Description

Verfahren. zur Erzeugung. eines kleinen relativen Hysteresebeiwertes hJwA2 in hochpermeablen Nickel-Eisen-Legierungen In der Nachrichtentechnik nimmt der Bau von Überträgern einen breiten Raum ein. Dabei wird besonderer Wert auf klirrarme Überträger gelegt.
Ein übertragen ist bekanntlich um so klirrärmer; je kleiner der relative Ilysteresebeiwert h/MA2 des für dörr Magnetkern des übertragers verwendeten Werkgtöifes ist. In dem Ausdtuck hlAi2 bezeichnet h den Hysteresebeiwert und MA die Anfängspermeabilität.
Wie aus der Literatur bekannt ist, hat der Quotient h/,uA - von Texturwerkstöffen abgesehen - bei fast allen magnetischen Werkstoffen etwa den gleichen Wert. Daraus folgt, daß diese Werkstöf£e einen um so kleineren relativen Hysteresebeiwert h/MA2 aufweisen müßten, je größer die Anfangspermeabilität dieser Werkstoffe ist.
Hohe Anfangspermeabilitäten werden bekanntlich in hochpermeablen Nickel=3isen-Legle.ungen, die auch noch Kupfer, Molybdän, Chrom oder Wolfram enthalten können, durch eine Schlußglühung bei 1150 bis 1300° C Mit anschließender Wärmebehandlung im Temperaturbereich von 400 bis 600' C erzeugt. Dabei sind, wie bekannt, die erreichten Werte für die Anfangspermeablität um so höher, je höher die Temperatur der Schlußglühürig liegt. Die Anwendung hoher Schlüßglühtemperaturen ist aber sowohl im Hinblick auf die schwierigere Handhabung als auch auf die geringe Wirtschaftlichkeit unerwünscht.
Die Erfindung gibt ein Verfahren an, nach dem bei Legierungen mit 70 bis 80% Nickel, 0 bis 15% Kupfer, 0 bis 10% Molybdän und/oder Chrom, Rest Eisen, die auf oder nahe der in der A b b. 1 gezeichneten Kurve liegen, dieselben geringen Werte des relativen Hysteresebeiwertes h/,uA2 zu erzielen sind wie nach einer Schlußglühung bei 1150 bis 1300° C mit anschließendem Anlassen. Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß die obengenannten Legierungen z. B. nach dem Wickeln oder Schichten zu Magnetkernen bei niedrigeren Schlußglühtemperaturen, d. h. solchen unter 1100° C und vorzugsweise nicht unter 900° C, in reduzierender Atmosphäre oder im Vakuum geglüht und anschließend im Temperaturbereich von 400 bis 600' C in geeigneter Weise angelassen werden.
Die geeignete Anlaßbehandlung sieht vor, daß die Legierungen im Hinblick auf einen kleinen relativen Hysteresebeiwert auf eine im vorgenannten Temperaturbereich von 400 bis 600' C liegende optimale Temperatur angelassen werden.
Die Anlaßbehandlung kann aber auch durch eine definierte Abkühlung erfolgen, d. h., der anzulassende Gegenstand muß den Temperaturbereich von 600 bis 40I1° C mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit durchlaufen, deren optimaler Wert durch einen Vorversuch im Hinblick auf den kleinsten relativen Hysteresebeiwert ermittelt worden ist.
Beispielsweise wurde ein aus einer im Vakuum geschmolzenen Legierung aus 710% Nickel, 14% Kupfer, 3% Molybdän, Rest Eisen, hergestellter Bandkern mit 35 mm Außen- und 25 mm Innendurchmesser, 10 mm Bandbreite und einer Bandstärke von 0,05 mm bei 10001 C in reinem Wasserstoff 5 Stunden schlußgeglüht. Die optimale Anlaßtemperatur lag bei 455° C. Die Anlaßzeit betrug 2 Stunden. Das Anlassen und das Abkühlen nach dem Anlassen erfolgte in Wasserstoffatmosphäre. Nach einer solchen optimalen Anlaßbehandlung zeigte der Bandkern eine Anfangspermeabilität von etwa 50000, gemessen bei 0,5 mOe Feldstärkeamplitude und 50 Hertz. Der relative Hysteresebeiwert dieses Kernes wurde zu 0,07 - 10-2 eni/kA festgestellt. Zum Vergleich wurde ein aus dem gleichen Material und in gleicher Weise hergestellter Bandkern bei einer höheren Temperatur, und zwar bei 1200° C in reinem Wasserstoff, schlußgeglüht. Die Dauer der Schlußglühung war 5 Stunden. Bei diesem Kern ergab sich im Hinblick auf einen kleinen relativen Hysteresabeiwert die optimale Anlaßtemperatur zu 460° C. Die Anlaßdauer betrug 2 Stunden. Das Anlassen und Abkühlen nach dem Anlassen erfolgte ebenfalls in Wasserstoffatmosphäre. Die Anfangspermeabilität des auf 460' C angelassenen Bandkernes wurde zu 90000, der kleinste relative Hysteresebeiwert zu 0,07 - 10-3 cm/kA gemessen. Wie aus den Meßwerten der beiden Bandkerne hervorgeht, verringert sich die Anfangspermeabilität von etwa 90 000 des bei 1200' C schlußgeglühten Kernes auf etwa 50 000 des bei 1000' C schlußgeglühten Kernes, wogegen der kleinste Wert für den relativen Hysteresebeiwert mit ,0;07 - 103- cm/ke- unterändert bleibt.
A b b. 2 zeigt die Abhängigkeit des relativen Hysteresebeiwertes von der Anlaßtemperatur des vorstehend genannten :.Bandkernes, der., :.aus einer Legierung mit;710/b Nickel, 14 % Ku fery,. 3 °/o Molybdän und Rest Eisen _ hergestellt und'''bei' 1000° C schlußgeglüht war. ' - - ' " A b b. 3 gibt die Abhängigkeit des relativen Hysteresebeiwertes von der Anläßtemperatur eines aus der gleichen Legierung hergestellten Bandkernes wieder, der jedoch bei 1200° C schlußgeglüht war.

Als weiteres Beispiel sei ein Bandkern aus einer Legierung mit 79% Nickel, 5% Molybdän, Rest Eisen,.angeführt. Der Bandkern hatte die gleichen Albmessungen wie 'die im vorsteheüderi'@Beispiel erwähnten Bandkerne. Zur Erzielung "des kleinsten relativen Hysteresebeiwertes wurde- der Bandkern' 2 Stunden bei 480° C angelassen. Das Anlassen und das Abkühlen nach dem Anlassen erfolgte in Wasserstoffatmosphäre. Die folgende Tabelle zeigte die nach verschiedenen Schlußglühtemperaturen an dem Bandkern für ,uA udd li/,tA2 geiüessenen Werte." ""

Schlußglühung Bandkern aus 79 0/a Nickel,

5 /0 Molybdäri@ Rest. Eisen

Zeit Tehipecatur'"- '- I - _ # . ` I ..`-h/AA2

Stunden o C AA 10-3 cm/kA

5 1200 100000 0,07

' 5 " -1100 - -j 60000 0,07

" 5 1000 32 000' 0;07

"_ . 9Ö0 -- .'=23 000 @:. . 007

Wie sicli aus den Werten der Tabelle ablesen läßt, ist der relative HysteresebeWert weitgehend unabhängig von der Höhe der Schlußglühtemperatur.

Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet durch die" Benützung einer niedrigeren Schlußglühtemperatur auf einfache und günstigere Weise als bisher einen kleinen relativen ,Hysteresebeiwert in hochpermeablen Nickel-Eisen-Legierungen zu erzeugen.. In vielen Fällen eist der" kleine .Wert für hfMA2 entscheidend für die Anwendung: Es sei darauf hingewiesen, daß der relative Hysteresebeiwert hlMA2 scherungsunabhängig ist. Die Größe der Permeabilität ist in der Praxis häufig von untergeordneter Bedeutung und -spielt überall dort, wo' der Magnetkern iriit Stoßfugen oder Luftspalten versehen werden muß,. wegen der dabei auftretenden Scherung nur eine unbedeutende Rolle. ,-Im übrigen kann gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Beibehaltung" des günstigen relativen Hysteresebeiwertes durch geeignete Wahl der Schlußglühtemperatur die Permeabilität des Werkstoffes innerhalb eines gewissen Bereiches 'geändert werden.
Die niedrige Schlußglühtemperatur hat noch den Vorteil, daß die magnetischen Eigenschaften des behandelten Werkstoffes, z. B. die Anfangspenneabilität, gegen mechanische Beanspruchung weniger empfindlich sind als bei eiheai 1Vläterial mit hoher Schlußglühung. Auch .ist -:der Anomaliefaktor der Grenzfrequenz (Verhältnis der gemessenen zur berechneten Grenzfrequenz) bei niedriger Schlußglühtemperatur günstiger. . -Wenn im vorstehenden Text von der Legierung gesprochen wird, so soll darunter nicht nur die Legierung in Form von Blechen, Bändern oder Drähten verstanden werden,' sondern auch die aus diesen Teilen hergestellten Gegenstände, insbesondere einzelne oder zu Kernpaketen geschichtete Stanzteile oder aus Bändern gewickelte Bandkerne.
Die in dem erfindungsgemäßen Verfahren angegebene Schlußglühung unter 11Ö0° C, und vorzugsweise nicht unter 900° C,' sowie das Anlassen oder das Abkühlen im Temperaturbereich von 400 .bis 4b0° C sind auf die, Fertigteile;" also z.- B. auf "die fertigen Stanzteile und auf :die, ,'fertiggeschichteten oder gewickelten Mägnetkeine - änzuwenddn, . da andernfalls die durch angegebene .Wärmebehandlung erzeugten guten magnetischen .j Eigenschaften durch die mechanische Bearispruchüng bei der Formgebung der Kerne wieder verschlechtert werden wüiden,' Wenn im vorstehenden. Text von dem -'Ersatz ,des Molybdäns durch Chrom gesprochen wird, "so-' ist damit gemeint, daß das Molybdän vorzugsweise im Verhältnis der Atomgewichte; fersetzt wird.

Claims

" Patentansprüche: 1. Verfahren zur Erzeugung` eines kleinen relativen Hysteresebeiwertes, h/M@? '.in höchpermeablen, kupferhaltigen öder kupferfreien Nickel-Eisen-Legierungen mit oder. ohne Molybdän aus 70 bis 80% Nickel 0":füs- 15% Kupfer,. 0 -bis 10% Molybdän und/oder'Chrom, Rest Eisen, die auf oder nahe der in Abb; 1 gezeichneteri"Kürve liegen, dadurch gek.`e,nnz.eichnetdaß die'Legierungen ih Form der, Fettigteile bei. eifer Temperatur unter 110Q°;C, , und- vorzugsweise nicht unter etwa 900° C:,iri reduzierender Atmosphäre oder im Vakuuni'schlußgeglüht und anschließend im Temperaturbereich -von 400 Ibis 600° C auf eine im Hinblick auf einen kleinen relativen Hysteresebeiwert optimale Temperatur angelassen werden. " - . '- ..
2. Verfahren nach Ai@pruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anlassen durch langsames Abkühlen der Nickel-Eisep-Legierungen im Temperaturbereich von 600 ,'bis 400° C mit einer durch einen Vorversuch,'im Hinblick auf den kleinsten relativen- Hysterogebeiwert ermittelten optimalen Abkühlungsgeschwindigkeit erfolgt
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, angewendet auf gewickelte Bandkerne aus *den genannten Legierungen.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2; angewendet auf. geschichtete Kernblechpakete aus den genannten Legierungen. " ' ' In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 867 006.