DE1458521B2

DE1458521B2 - Verwendung einer co fe v dauermagnetlegierung zur herstellung von umzumagnetisierenden bauteilen in schaltern

Info

Publication number: DE1458521B2
Application number: DE19641458521
Authority: DE
Inventors: Harold Lothrop Borden Kinne-Ion Borough; Wenny jun. Daniel Herman Morris Township; N.J. Gould (V.StA.)
Original assignee: Western Electric Co Inc
Current assignee: AT&T Corp
Priority date: 1963-12-18
Filing date: 1964-12-02
Publication date: 1971-12-02
Also published as: BE657333A; SE303338B; NL6414243A; FR1419144A; US3364449A; DE1458521A1; GB1094988A; JPS4325818B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Co-Fe-V-Dauermagnetlegierung zur Herstellung von umzumagnetisierenden Bauteilen in Schaltern.

In der Zeitschrift »The Bell System Technical Journal«, Jan. 1960, Seite 1 ff., ist eine Schalterklasse beschrieben, die sich durch Verwendung eingeschmolzener Metallkontakte auszeichnet. Die Metallkontakte sind bei elektronischen Schaltgeschwindigkeiten steuerbar und so ausgelegt, daß sie im geschalteten Zustand verbleiben, ohne daß hierzu ein Haltestromkreis erforderlich wäre. Sie besitzen Ansprechzeiten im Mikrosekundenbereich und sind in der Lage, als Auswahlschaltelement unter Verwendung koinzident auftretender Ströme arbeiten zu können.

Der in dem vorstehend genannten Aufsatz beschriebene Schalter weist zwei von einer Hülse aus Magnetwerkstoff umgebene Schaltzungen auf, die ebenfalls aus einem weichmagnetischen Werkstoff bestehen. Die Schaltzungen und die Hülse liegen innerhalb eines magnetischen Kreises in Serie, wobei eine Magnetisierung der Hülsen durch Beaufschlagung einer die Hülse umgebenden Spule mit einem Stromimpuls ein Schließen der Schaltzungen bewirkt. Der Magnetwerkstoff für die Hülse muß dabei so gewählt werden, daß er eine für ein Aufrechterhalten des geschlossenen Kontaktzustandes ausreichende Remanenz besitzt, wenn der Stromfluß wieder unterbrochen wird.

Es ist bekannt (deutsche Patentschrift 1 084 033), band- oder drahtförmige Dauermagnete aus einer Eisen-Kobalt-Vanadium-Legierung (45 bis 50% Kobalt, bis zu 20% Vanadium, Rest Eisen) herzustellen, wobei durch eine Kaltverformung bis zu einem Streckfaktor zehn und einem anschließenden Anlassen bei etwa 550° C Remanenzwerte bis zu 10 700 Gauß erzielt werden. Die bekannte Dauermagnetlegierung wurde in Geräten, beispielsweise in Drehmagnetmeßwerken verwendet, bei denen an die erzielbaren Remanenzwerte und das Rechteckverhältnis der Hysteresisschleife keine zu hohen Anforderungen gestellt werden. Nicht alle dieser bekannten Dauermagnetlegierungen eignen sich jedoch für die Verwendung als umzumagnetisierende Schaltkontaktglieder in Schaltern der eingangs genannten Art, vielmehr ist insbesondere der Vanadiumgehalt, wie im folgenden ausgeführt wird, für die erfindungsgemäße Verwendung in kritischen Grenzen zu halten.

In dem eingangs genannten Aufsatz ist zwar eine Dauermagnetlegierung für die Hülse angegeben, die eine ausreichende Remanenz bei einem geeigneten Rechteckverhältnis besitzt, doch wurde gefunden, daß die Koerzitivkraft der Dauermagnetlegierung stark temperaturabhängig ist. Diese Temperaturabhängigkeit erfordert entweder eine genaue Temperaturregelung oder die Verwendung größerer Halteströme, wodurch indessen unerwünschte Auswirkungen auf die Auswahlfunktion von koinzidenten Strömen auftreten.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für die Hülse eines Schalters der eingangs genannten Art einen Magnetwerkstoff anzugeben, der bei einer hohen Remanenz und einem guten Rechteckverhältnis eine über einen großen Temperaturbereich stabile Koerzitivkraft aufweist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Verwendung einer Dauermagnetlegierung, bestehend aus 40 bis 75 Gewichtsprozent Kobalt, 25 bis 60 Gewichtsprozent Eisen und 1 bis 5 Gewichtsprozent Vanadium, die einer bekannten Schlußbehandlung, bestehend aus Kaltwalzen um mindestens 60% und Anlassen über eine Dauer von 0,25 bis 25 Stunden bei 400 bis 675° C, wobei die kürzeren Zeiten den höheren Temperaturen entsprechen, unter worfen worden ist. Die erfindungsgemäß verwendete Dauermagnetlegierung zeigt eine beachtliche Temperaturunempfindlichkeit der Koerzitivkraft über einen großen Betriebstemperaturbereich sowie Werte

für die Koerzitivkraft, die Remanenz und das Rechteckverhältnis, die für einen Betrieb eines Schalters der genannten Art gut geeignet sind. Darüber hinaus wird die Herstellung des Schalters wesentlich erleichtert und dessen Empfindlichkeit gegen mecha-

■5 nische Erschütterungen oder Stöße wesentlich verringert. Ein etwa gleich großer Temperaturausdehnungskoeffizient wie derjenige einer üblich verwendeten Einschmelzlegierung gestattet ferner den Aufbau einer neuen Schalterklasse, bei der die Schaltzungen selbst aus der erfindungsgemäßen Dauermagnetlegierung hergestellt sind, so daß die die Schaltzungen umgebenden äußeren magnetischen Anordnungen entfallen können.

Hinsichtlich des Kobaltanteiles können größere Toleranzen vorhanden sein. Das beigegebene Kobalt ist insbesondere für die erhöhte Koerzitivkraft und für eine bessere Bearbeitbarkeit verantwortlich. Zwar verursacht ein zunehmender Kobaltanteil im allgemeinen eine Abnahme der Sättigungsfeldstärke und Remanenz, doch treten solche Werte bei allen Schaltern der in Rede stehenden Art erst bei einer Höhe auf, die weit oberhalb des angegebenen maximalen Kobaltanteiles liegt. Das Ausbauchungsverhältnis, das weitgehend durch die Größe

B_rH_c

(hierin bedeutet BH_max das Produkt des Flusses in Gauß mit der angelegten Feldstärke in örsted, genommen im zweiten Quadranten, mit dem der größte numerische Wert erhalten wird, und B_r und H_c die Fluß- bzw. Feldwerte in den gleichen Einheiten beim herrschenden Feld Null bzw. beim magnetischen Fluß Null) beschrieben wird, nimmt mit zunehmendem Kobaltgehalt von etwa 62% bei 40 Teilen Kobalt auf etwa 80% bei 50% Kobalt zu. Dieses Verhältnis nimmt bei noch größeren Kobaltanteilen etwas ab und liegt bei 75 Teilen Kobalt bei etwa 75%. Für die hierin betrachteten Zwecke werden 60% als bevorzugter Minimalwert des Ausbauchungsverhältnisses betrachtet.

Der Vanadiumgehalt ist kritisch und liegt zwischen 1 und bis etwa 5%. Der für die Erzielung optimaler Eigenschaften erforderliche Minimalwert hängt in geringem Maße vom Kobaltanteil ab, wobei der untere angegebene Wert dem größten Kobaltanteil entspricht. Der minimale Vanadiumanteil liegt bei etwa 2% für gleiche Kobalt- und Eisen teile und bei etwa 1% bei 75 Teilen Kobalt. Die Vanadiumbeigabe verbessert die Kaltverformbarkeit, erhöht den spezifischen, magnetischen Widerstand, verbessert das Ausbauchungsverhältnis und erhöht die magnetische Sättigung sowie die Koerzitivkraft. Ein über die angegebene maximale Grenze hinaus zunehmender Vanadiumanteil verursacht eine Abnahme der Remanenz. Dauermagnetlegierungen der genannten Art, die innerhalb des angegebenen Bereiches liegen, sind magnetisch

isotrop bis zu einem Vanadiumgehalt von etwa 3,5%. Zwar können auch geeignete Betriebseigenschaften der erfindungsgemäßen Schalter unter Verwendung anisotroper Legierungen erhalten werden, doch bestehen bei isotropem Material größere Toleranzen hinsichtlich der Anpassung dieser Werkstoffe an die verschiedensten Ausführungsformen der Schalter. Im Hinblick auf eine leichte Herstellung bestimmter Schalterelemente ist ein Abbiegen in Richtung der Kaltverformung erforderlich, ferner die Ausnutzung der magnetischen Eigenschaften in einer senkrechten Richtung. Während es möglich ist, die gewünschten Eigenschaften in einer solchen senkrechten Richtung einzustellen, kann bei einem anisotropen Material ein anderes Fertigungsprogramm erforderlich sein, als es bei der Bearbeitung eines Werkstoffes verwendet wird, bei dem die magnetischen Eigenschaften parallel zur Bearbeitungsrichtung von Bedeutung sind. Demgemäß erscheint es zweckmäßig, den Vanadiumgehalt auf maximal 3,5% zu beschränken. Dieser Wert wird daher als bevorzugtes Maximum betrachtet.

Während die Legierungszusammensetzung innerhalb vergleichsweise großer Bereiche geändert werden kann, und zwar zumindest hinsichtlich der Hauptbestandteile Kobalt und Eisen, hängen die magnetischen Eigenschaften der fertigen Dauermagnetlegierung außerordentlich von den gewählten Herstellungsbedingungen ab. Es ist absolut erforderlich, daß als letzter Verfahrensschritt eine an sich bekannte Behandlung, bestehend aus einem Kaltziehvorgang mit nachfolgendem Anlassen, erfolgt. Während zwischen der am Ende stattfindenden Kaltverformung und der Warmbehandlung keine Behandlung vorgenommen werden sollte, die die magnetischen Eigenschaften beeinflußt, werden zu diesem Zeitpunkt die Teile gestanzt und geformt. Sofern im Anschluß an die Kaltverformung eine Schlußwarmbehandlung unmittelbar folgt, soll hierunter auch der vorstehend angegebene Sachverhalt verstanden werden. Die Kaltverformung, die beispielsweise durch Walzen, Ziehen, Gesenkschmieden usw. erfolgen kann, muß mindestens 60% entsprechend der nachstehenden Gleichung betragen:

z = ■ 100%.

^Ao

Hierin bedeutet Z die Kaltverformung in Prozent, A₀ und A₁ den Anfangs- bzw. Endquerschnitt. Ein bevorzugter Wert ist eine 90%ige Reduktion, die ein Ausbauchungsverhältnis von mindestens 65% ergibt.

Die Teilwarmbehandlung kann bei Temperaturen zwischen 400 und 675°C ausgeführt werden. Die optimale Zeit der Warmbehandlung reicht von einer halben Stunde bis 675° C bis zu 20 Stunden bei 400⁰C. Eine leichte Erhöhung der Warmbehandlungsdauer ist zulässig. Die maximalen Zeiten liegen zwischen einer und 25 Stunden, wobei der untere Wert wieder der höheren Temperatur von 675° C entspricht. Die Mindestdauer der Warmbehandlung kann zwischen einer Viertelstunde und 15 Stunden liegen, wobei wieder der untere Wert der höheren Temperatur entspricht. Die minimale Warmbehandlungszeit hängt etwas vom Querschnitt des warm zu behandelnden Werkstückes ab. Während dieser letzte Gesichtspunkt keine wesentliche Rolle spielt bei Schalterteilen, deren Abmessungen im allgemeinen unterhalb von 1,25 mm liegen, sollte bei wesentlich größeren Abmessungen die Warmbehandlungsdauer so gewählt werden, daß auch der innere Teil des Werkstoffes aufgeheizt wird. Einige nachstehend angegebenen Beispiele beziehen sich auf Werkstoffe, die zwischen 1 und 3 Stunden bei Temperaturen zwischen 550 und 575° C einer Warmbehandlung unterzogen wurden; dieser Warmbehandlungsbereich wird als optimaler Bereich angesehen.

Das Anlassen wird, ebenso wie alle anderen Warmbehandlungsschritte des Verfahrens, im angegebenen Temperaturbereich bis herunter auf 350° C zweckmäßig unter Schutzgas durchgeführt, so daß eine Oxydation des Vanadiums verhindert wird, obgleich bei der Herstellung dickerer Abschnitte von 1,5 mm und mehr mit einer Luftatmosphäre gearbeitet werden kann. Als geeignete Schutzgase kommen Wasserstoff, Formiergas, Argon, Helium, Stickstoff usw. in Frage.

Einige der physikalischen Eigenschaften der erfindungsgemäß verwendeten Dauermagnetlegierung sollen nachstehend beschrieben werden. Die genannten Verarbeitungsbedingungen bezogen sich auf die beiden letzten Verfahrensschritte. Die Vorbehandlung hat wenig Einfluß und kann beispielsweise die übliche Folge von Kaltzieh- und Ausglühvorgängen umfassen,

. wie diese auf viele Materialien bei der Herstellung feiner Drahtbänder oder anderer feiner Drahtformen angewendet werden.

Bearbeitbarkeit: Die Legierung ist mechanisch ziemlich hart und hat im ausgeglühten Zustand eine Rockwell-Härte C-20 bei guter Hämmerbarkeit und Duktilität. Die Legierung konnte zu Blechen und Folien bis auf eine Dicke von 0,005 mm ausgewalzt, zu Drähten mit 0,025 mm Durchmesser gezogen und zu Bändern ausgewalzt werden, deren Dicke zwischen 0,0127 und 0,2032 mm und deren Breite zwischen 0,127 und 1,651 mm lag.

Der mittlere Temperaturausdehnungskoeffizient liegt im Temperaturbereich von 30 bis 550° C bei einem Wert von 10,26 χ 10~^6oC. Dieser Wert entspricht etwa demjenigen einer handelsüblichen 52%igen Nickel-Eisen-Legierung, die zum Einschmelzen in Glas vorgesehen ist und bei trockenen und quecksilbergefüllten Zungenschaltern verwendet wird. Zusätzlich läßt sich die Legierung leicht in Glas einschmelzen.

Plattiereigenschaften: Die erfindungsgemäße Dauermagnetlegierung wurde mit Kupfer-, Silber- und Goldschichten bis zu einer Stärke von 0,0127 mm plattiert, wobei diese Plattierungen gut haften ohne zusätzliche Warmbehandlung für die Anlegierung und ist auch gegenüber einer Kaltverformung beständig.

Einige der magnetischen Eigenschaften sind nachfolgend angeführt.

Magnetostriktion: Al/l = 40 χ ΙΟ"⁶ bei H = 100 örsted.

Permanentmagnetische Eigenschaften: Die Koerzitivkraft reicht bis etwa 50 örsted und die Remanenz bis zu etwa 21,5 Kilogauß.

Temperaturstabilität: Wie im Zusammenhang mit F i g. 1 erläutert wird, ist die Koerzitivkraft innerhalb eines Temperaturbereiches von —15,6 bis 54,4° C stabil.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand der Zeichnung beschrieben, es zeigt
F i g. 1 die Temperaturabhängigkeit der auftreten-

den Koerzitivkraft der erfindungsgemäßen Dauermagnetlegierung (Kurve 1) und einer typischen Ferritzusammensetzung (Kurve 2),

F i g. 2 die Form einer mit Gleichstrom gemessenen Hysteresisschleife einer Probe der Dauermagnetlegierung, wobei auf der Abszisse die Feldstärke und auf der Ordinate die Induktion aufgetragen ist,

F i g. 3 eine perspektivische Ansicht eines Schalters der genannten Art, bei dem die erfindungsgemäße Dauermagnetlegierung verwendet ist,

F i g. 4 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Schalters, bei dem gleichfalls ein Dauermagnetlegierungselement verwendet ist, und

F i g. 5 eine teilweise geschnittene Ansicht eines Schalteraufbaues, bei dem eine Zunge aus der erfindungsgemäßen Dauermagnetlegierung hergestellt ist.

In F i g. 1 zeigt die Kurve 1 die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkraft für eine Dauermagnetlegierung nach der Erfindung. Die Kurve 2 von F i g. 1 gibt die Temperaturabhängigkeit der Koerzitivkraft für eine Ferritzusammensetzung wieder, die ansonsten die erforderlichen magnetischen Eigenschaften besitzt, wie sie bei einem Schalter der genannten Art verwendet werden. Ein Vergleich der beiden Kurven zeigt eine verhältnismäßig gute Temperaturempfindlichkeit der Koerzitivkraft.

In F i g. 2 ist eine Hysteresisschleife einer erfindungsgemäßen Dauermagnetlegierung dargestellt, die aus 3,5% Vanadium, 48,5% Kobalt und 48% Eisen zusammengesetzt ist.

Die Bedeutung des Ausbauchungsverhältnisses

BH_n

B_rH_r

35

geht aus dieser Figur hervor. Der Punkt im zweiten Quadrat, der dem maximalen Wert des Produktes BH entspricht, liegt im Knie 10 der Kurve. Dieses Produkt wird verglichen mit dem Produkt aus der im Punkt 11 gemessenen Remanenz und der im Punkt 12 gemessenen Koerzitivkraft H_c genommen. Das B_r Ausbauchungsverhältnis ist für die magnetischen Eigenschaften charakteristischer als das Rechteckverhältnis, das normalerweise definiert ist als das Verhältnis von B_r Sättigungsinduktion B_s (gemessen im Punkt 13). Das Ausbauchungsverhältnis für die dargestellte Hysteresisschleife beträgt 71,5%. Es liegt also im Hinblick auf den für Schalter der in Rede stehenden Art geforderte Minimalwert von 50% sehr günstig.

Der Schalter nach F i g. 3 ist aus der USA.-Patentschrift 3 075 059 bekannt und weist ein Paar magnetisierbarer Schaltzungen 21 und 22 auf, die aus weichmagnetischem Material bestehen und in einer Glasrohre eingeschmolzen sind. Die beiden Schaltzungen überlappen sich, wie bei 23 dargestellt ist, zur Bildung einer Kontaktstelle. Die einander überlappenden Teile sind im normalen Betriebszustand voneinander getrennt. Das Glasrohr 24 ist von einer längsgeschlitzten oder »C«-Hülse 25 umgeben, die aus der erfindungsgemäß verwandten Dauermagnetlegierung besteht. Die Hülse 25 ist ihrerseits auf der Höhe der Kontaktstelle 23 der Zungen 21 und 22 von einer Nebenschlußplatte 26 umgeben, die aus weichmagnetischem, permeablem Material besteht.

Auf beiden Seiten der Nebenschlußplatte 26 sind auf die Hülse 25 zwei Wicklungsgruppen ΤΠ_γ,ΤΠ₂ und 28_1; 282 gewickelt. Die Wicklungspaare 27 und 28 sind bei A, A₂ bzw. B, B₂ angeschlossen. Jede der Wicklungen 2I₁ und 2S₁ hat die doppelte Wicklungszahl jeder der Wicklungen 27₂ und 28₂, wodurch eine differentielle Wirkungsweise ermöglicht wird. Die Wicklungen/1 sind am Anschluß^, die WicklungenB am Anschluß B₁ miteinander verbunden. Eine vollständige Beschreibung der Wirkungsweise der Vorrichtung nach F i g. 3 oder der der übrigen dargestellten Vorrichtungen erscheint nicht notwendig, da sie der vorstehend genannten USA.-Patentschrift oder dem eingangs erwähnten Artikel in »The Bell System Technical Journal« entnommen werden kann. Ein Schließen des Schalters wird durch Hiridurchschicken eines Stromes durch die Wicklungen erreicht. Hierbei entsteht ein magnetischer Flußweg, der über die Schaltzungen 21 und 22 am Kontaktgebiet 23 geschlossen wird. Die zur Aufrechterhaltung der Kontaktschließung erforderliche Remanenz 21 muß dabei ausreichend groß sein, um die Rückstellkraft der Schaltzungen überwinden zu können. Dieser Zustand tritt bei dem Schalter nach F i g. 3 ein, wenn den Anschlüssen A und B Impulse zugeführt werden, und zwar so, daß die gleiche Magnetisierungsrichtung in den auf beiden Seiten der Nebenanschlußplatte 26 gelegenen Hülsenteilen entsteht. Eine Umkehr der Magnetisierungsrichtung einer der beiden Hälften der Hülse 25 bewirkt einen über die Nebenschlußplatte 26 führenden Flußweg, wodurch kein nennenswerter Fluß mehr über die Schaltzungen führt.

Bei dem Schalter nach F i g. 4 sind zwei aus der erfindungsgemäß verwandten Dauermagnetlegierung bestehende, remanente Glieder zur Steuerung zweier Schaltzungen vorgesehen.

Dieser Schalter ist aus der USA.-Patentschrift 2 995 637 bekannt und weist ein Paar Stäbe 30 und 31 aus Dauermagnetlegierung auf, die zwischen einem Paar weichmagnetischer Scheiben 32 und 33 gehalten sind. Zwischen den Scheiben 32 und 33 werden ferner zwei zu den Stäben 30 und 31 benachbarte Schaltzungen 34 gehaltert. Diese weisen getrennte Anschlüsse 35 auf, die durch die Scheiben 32 und 33 elektrisch isoliert durchgeführt sind. Die Schaltzungen 34 können mit dem innerhalb der Hülse 25 angeordneten Schaltzungen nach F i g. 3 identisch sein. Eine Wicklung 36 umgibt beide Stäbe 30 und 31, während eine Wicklung 37 nur auf den Stab 31 aufgewickelt ist. Der dargestellte Schalter ist dafür ausgelegt, daß im Koinzidenzfall die Schalterzungen betätigt werden, daß aber die Schaltzungen abfällen, wenn die einzige Wicklung mit einem Strom beaufschlagt wird. Anfänglich werden zur Vorbereitung des Schalters die Stäbe 30 und 31 in der gleichen Richtung (entweder nach oben oder nach unten) magnetisch gesättigt, und zwar durch Hindurchschicken eines Stromes durch die Wicklung 36. Da die den Stäben 30 oder 31 zugeordneten Flüsse entgegengerichtet sind, sucht sich der Summfluß beider Stäbe einen Weg über die Schaltzungen 34, wodurch der Schalter schließt. Für die dargestellte Ausführungsform wird nun der remanente Zustand des Stabes 30 hergestellt und bleibt durch zukünftige Betriebszustände unbeeinflußt.

Im Normalbetrieb werden die Schalterzungen 34 geöffnet durch einen Strom durch die Wicklung 37, dessen Richtung und Betrag so gewählt sind, daß die Remanenz des Stabes 31 umgepolt wird. Nachdem nunmehr der Fluß in entgegengesetzten Richtungen innerhalb der beiden Stäbe 30 und 31 verläuft, wird

1 4ÖÖ bZ 1

ein Flußverlauf erzeugt, der einen geschlossenen, die Schalterzunge 34 umgehenden magnetischen Kreis bildet. Ein Schließen des Schalters wird durch gleichzeitig erfolgendes Zuführen von Treibströmen zu den Wicklungen 36 und 37 erreicht. Jeder dieser Ströme ist für sich nicht ausreichend, um die Magnetisierung des Stabes 31 umzupolen; hierfür ist die Magnetisierungskraft beider Ströme erforderlich. Der anfängliche Flußverlauf, der ein Schließen der Schalterzungen 34 bewirkt, wird dadurch wieder hergestellt. Da nur eine Wicklung 36 dem Stab 30 zugeordnet ist, und da der der Wicklung 36 zugeführte Strom selbst nicht ausreicht, die Remanenz des Stabes 30 umzupolen, bleibt diese unbeeinflußt.

Der Schalter nach F i g. 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der zumindest eine der Schaltzungen selbst aus einer erfindungsgemäß verwandten Dauermagnetlegierung besteht. Dieser Schalter weist ein Glasrohr 41 mit eingeschmolzenen Anschlüssen 42 auf. Eine Schaltzunge 43 aus dauermagnetischem Material ist am linken Anschluß 42 befestigt. Eine zweite Schaltzunge 44, die aus hochpermeablem, weichmagnetischem Material oder aus einer Dauermagnetlegierung gemäß der Erfindung hergestellt sein kann, ist am rechten Anschluß 42 befestigt, und zwar so, daß sich die freien Enden der Schaltzungen 43 und 44 zur Bildung einer Kontaktstelle 49 überlappen. Ferner ist am rechten Anschluß 42 ein Permanentmagnet 45 mit einer eingeprägten Magnetisierungsrichtung befestigt. Eine Spule 46 ist auf den die Schaltzunge 43 umgebenden Teil des Glasrohres 41 aufgewickelt.

Die Wirkungsweise dieses Schalters ist ähnlich der voranstehend beschriebenen Schalter. Die Spule 46 ist so vorgespannt, daß die Magnetisierungseinrichtung der Schaltzunge 43 der durch den Permanentmagneten 45 induzierten Magnetisierungsrichtung der Schaltzungen 44 entspricht, wodurch der Schalter geschlossen wird. Eine Umpolung der Magnetisierungsrichtung der Schaltzunge 30 führt zu zwei getrennten Flußwegen, wobei im einen die Schaltzunge 43 und im anderen die Schaltzunge 44 liegt. Unter diesen Bedingungen öffnet sich der Schalter infolge der Rückstellkraft der Schaltzungen 43,44.

Nachfolgend sind Beispiele angegeben, die sich auf die unter den vorstehend beschriebenen Bedingungen erfolgende Herstellung der erfindungsgemäß verwandten Dauermagnetlegierung beziehen.

Beispiel 1

Eine Schmelze wurde unter Verwendung folgender Materialien vorbereitet:

1,536 kg Elektrolyt—Kobalt
1,375 kg Elektrolyt—Eisen
0,273 kg Ferro—Vanadium

(0,112 kg Vanadium, 0,161 kg Eisen)
0,16 kg Elektrolyt—Mangan
3,200 kg

Nach Erreichen einer Temperatur von 1550⁰C wurde die Schmelze 2 Minuten lang auf dieser Temperatur gehalten, so daß ein Durchmischen und ein völliges Auflösen der Bestandteile schier gestellt ist. Anschließend wurde die Schmelze zur Herstellung eines Blockes in eine Form gegossen und erstarren gelassen. Zum Warmwalzen des Blockes zu einem Band von 1,524 mm Dicke oder zum Gesenkschmieden zu einer Stange mit 6,35 mm Durchmesser wurde der Block auf etwa 1250⁰C erwärmt. Das Warmwalzen erfolgte in 14 Stichen mit einer Verringerung der Dicke von 1,27 mm pro Stich und — soweit dies erforderlich war — unter zwischenzeitlich erfolgendem Wiederaufwärmen. Das Gesenkschmieden erfolgte in 20 Schritten, und zwar mit einer Durchmesserverringerung von 0,635 mm pro Schritt. Das warmverformte Band- oder Stangenmaterial wurde zum Kaltbearbeiten durch Erwärmen auf 900⁰C und durch Abschrecken in Eis—Salzwasser vorbereitet. Die so erhaltenen Proben waren dann für eine Kaltverformung ausreichend duktil. Das Bandmaterial wurde auf 0,015 mm Dicke reduziert (Querschnittsreduktion von 90%) und der Draht auf 0,56 mm, und zwar mit Zwischenglühen bei 3,17 und 1,58 mm.

Die kaltverformte Dauermagnetlegierung wurde dann bei 595 ± 15°C während 120 ± 10 Minuten unter Schutzgas, z. B. Formiergas oder Wasserstoff, warm behandelt. Anschließend wurde der Ofen auf 350 bis 300⁰C, wonach dann das Schutzgas durch Luft zum Blaufärben der Dauermagnetlegierung und zum Verbessern der Korrosionsbeständigkeit. Diese Temperatur und diese Umgebungsatmosphäre wurden etwa 10 bis 15 Minuten lang aufrechterhalten. Nach der Warmbehandlung hatte die Dauermagnetlegierung folgende magnetische Eigenschaften:

Remanenz B, (Gauß)	Koerzitivkraft H_c (örsted)	Rechteck verhältnis ß_r B„,„	Ausbauchungs- verhällnis BH _x
18 200	38	0,92	B_rH_c
0,75

Alle Messungen waren Gleichstrommessungen bei einer magnetischen Feldstärke von H= 100 ± 5 Oersted.

Beispiel 2

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, jedoch unter Verwendung folgender Ausgangsmaterialien :

1,536 kg Kobalt

1,360 kg Eisen

0,288 kg Ferro—Vanadium

(0,144 kg Vanadium, 0,144 kg Eisen)
0,016 kg Mangan
3,200 kg

Nach der wie vorstehend beschriebenen Bearbeitung hatte die Dauermagnetlegierung folgende magnetische Eigenschaften:

Remanenz B_r 17 200 Gauß

Koerzitivkraft H_c 48 Oersted

Rechteckverhältnis 0,90

Ausbauchungsverhältnis .... 0,74

Beispiel 3

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde unter Verwendung folgender Materialien wiederholt:

1,568 kg Kobalt
1,568 kg Eisen
0,064 kg Vanadium

3,200 kg

Nach der wie oben angegebenen erfolgten Ver-

109 549/245

i 4ÜO

arbeitung hatte die Dauermagnetlegierung folgende magnetischen Eigenschaften:

Remanenz 21 500 Gauß

Koerzitivkraft 25 Oersted

Rechteckverhältnis 0,95 ⁵

Ausbauchungsverhältnis .... 0,85

Beispiel 4

2,240 kg Kobalt

0,677 kg Eisen

0,267 kg Ferro—Vanadium

(0,112 kg Vanadium, 0,156 kg Eisen) 0,016 kg Mangan

3,200 kg
Nach der wie oben angegebenen erfolgten Ver- 20

arbeitung hatte die Legierung folgende magnetischen Eigenschaften:

Remanenz 15 000 Gauß

Koerzitivkraft 50 Oersted

Rechteckverhältnis 0,96

Ausbauchungsverhältnis .... 0,71

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer Dauermagnetlegierung, bestehend aus 40 bis 75% Kobalt, 25 bis 60% Eisen und 1 bis 5% Vanadium, die einer bekannten Schlußbehandlung, bestehend aus Kaltwalzen um mindestens 60% und Anlassen über eine Dauer von 0,25 bis 25 Stunden bei 400 bis 675⁰C, wobei die kürzeren Zeiten den höheren Temperaturen entsprechen, unterworfen worden ist, zur Herstellung der umzumagnetisierenden Bauteile in durch Ummagnetisierung zu betätigenden Schaltern.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen