DE2443192A1

DE2443192A1 - METHOD FOR MANUFACTURING MAGNETIC CORE BODIES

Info

Publication number: DE2443192A1
Application number: DE2443192A
Authority: DE
Inventors: James W Cunningham; Norman M Pavlik
Original assignee: Westinghouse Electric Corp
Current assignee: CBS Corp
Priority date: 1973-09-11
Filing date: 1974-09-10
Publication date: 1975-07-24
Also published as: FR2243515A1; JPS5810846B2; CA1036659A; BR7407533D0; GB1473397A; ES429978A1; PH11060A; DE2443192C2; FR2243515B1; IN141767B; JPS5054898A; AU7306874A; IT1024021B

Description

DIPL.-ING. KLAL)S NELBECKERDIPL.-ING. KLAL) S NELBECKER

Pater, tan wg 11
4 Düsseldorf 1 · Schadowplatz 9Father, tan wg 11
4 Düsseldorf 1 Schadowplatz 9

Westinghouae Electric- Corporation
Pittsburgh, Pennsylvania, V. St. Δ.Westinghouae Electric Corporation
Pittsburgh, Pennsylvania, V. St. Δ.

Verfahren zur Herstellung von MagnetkernkörpernProcess for the production of magnetic core bodies

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Magnetkernkörpern zur Verwendung in elektrischen Geräten.The invention relates to a method for producing magnetic core bodies for use in electrical devices.

Magnetkerne für mittlere und hohe Frequenzen werden häufig aus pulverisierten, metallischen, magnetischen Materialien hergestellt oder aus Flocken, welche üblicherweise durch Ausrollen von Pulverpartikeln zu einer plättchenförmigen Gestalt hergestellt werden. Der Sinn der Verwendung von pulverisierten oder flockenförmigen Materialien besteht darin, eine erhöhte Tempe-Magnetic cores for medium and high frequencies are common made from powdered, metallic, magnetic materials or from flakes, which are usually made by rolling out of powder particles can be made into a platelet shape. The sense of using powdered or flake-shaped materials consists in increasing the tempe-

raturStabilität und verringerte elektrische Verluste zu er— _ zielen, wenn die Kerne hochfrequenten Wirbelströmen ausgesetztto achieve temperature stability and reduced electrical losses, when the cores are exposed to high frequency eddy currents

509830/0826509830/0826

sind, da zwischen den einzelnen Pulverpartikeln oder Flocken Luftspalte und isolierende Bereiche vorhanden sind. Luftspalte sind insofern wünschenswert, als sie die Verluste verringern, andererseits jedoch unerwünscht, da sie die effektive Permeabilität absenken, da pro Volumeneinheit eines Kernkörpers in diesem Fall nur ein geringeres Volumen an magnetischem Material vorhanden ist. 'because there are air gaps and insulating areas between the individual powder particles or flakes. Air gap are desirable in that they reduce losses, but are undesirable in that they increase effective permeability lower, since in this case only a smaller volume of magnetic material per unit volume of a core body is available. '

Einige der Nachteile der geringeren Permeabilität von aus . Pulver hergestellten Eisenkernen werden dadurch überwunden, dass die Kerne aus Flocken hergestellt werden, welche zu einer höheren Packungsdichte führen. Bei Verwendung von Flocken wird ferner der Gütefaktor Q bei niedrigen Frequenzen beträchtlich verbessert. Der Gütefaktor Q ist als das Verhältnis der Reaktanz des Kerns zum effektiven Serienwiderstand desselben definiert. Allgemein gesagt sind die Flocken gegeneinander isoliert und flach, wobei ihre Abmessungen in Länge und Breite wesentlich grosser sind als ihre Dicke.Some of the disadvantages of the lower permeability of off . Powder-made iron cores are overcome in that the cores are made from flakes, which become a lead to higher packing density. Furthermore, when using flakes, the figure of merit Q becomes considerable at low frequencies improved. The figure of merit Q is defined as the ratio of the reactance of the core to its effective series resistance. Generally speaking, the flakes are insulated from one another and are flat, with their length and width dimensions being substantial are greater than their thickness.

In der US-PS" 2,689,398 ist ein Verfahren zum Herstellen von magnetisierbaren Festkörpern beschrieben, gemäss welchem das magnetische Material in Form kleiner Partikel bzw. in pulverisierter Form einem Walzenpaar zur Erzeugung von Flocken zugeführt wird, wo das Material flachgewalzt wird um Flocken zu erhalten, deren Dicke üblicherweise zwischen etv/a 0,015 und etwa 0,025 mm liegt, während die Querabmessungen zwischen etwa 0,2 und 0,5 mm liegen. Anschliessend an das Flachwalzen wird das Flockenmaterial mit Siliziumoxidpulver gemischt um einzelne . Flocken zu erhalten, und die Mischung wird auf eine Temperatur von etwa 900⁰C erwärmt, um die Spannungen abzubauen, dieUS Pat. No. 2,689,398 describes a process for the production of magnetizable solids, according to which the magnetic material in the form of small particles or in pulverized form is fed to a pair of rollers for the production of flakes, where the material is rolled flat to obtain flakes, the thickness of which is usually between about 0.015 and about 0.025 mm, while the transverse dimensions are between about 0.2 and 0.5 mm. Subsequent to the flat rolling, the flake material is mixed with silicon oxide powder to obtain individual flakes, and the mixture becomes heated to a temperature of about 900 ⁰ C to relieve the stresses that

509830/0826509830/0826

während des Kaltwalzens der Materialpartikel zu Flocken erzeugt wurden. Vorteilhafterweise werden Wasserstoff oder gekrackte Aramoniakverbindungen verwendet, um während des Gltihvorganges eine Oxidation der Materialien zu verhindern. Nach dem Glühen werden die weichen Flocken in einen Separator gegeben, um das Siliziumoxid zu entfernen, und dann werden die Flocken, vorzugsweise in Luft, auf eine Temperatur zwischen etwa 200 und 250 C erhitzt, um eine oxidierte Oberfläche zu erhalten. Es wurde nun jedoch festgestellt, dass das Vorhandensein einer oxidierten Oberfläche bei den Flocken nicht wesentlich ist. Gemäss dem ^bekannten Verfahren wurden die Flocken anschliessend in eine Form vorgegebener Gestalt eingegeben und vorzugsweise so in derselben angeordnet, dass sie eine Lage einnahmen, in der sie parallel zu den Kraftlinien des magnetischen Feldes liegen, welches in dem Kern bei seiner späteren Vervrendung aufgebaut wird. An die Form wurden Presstempel angesetzt, um auf die Stirnseiten der Flocken einen Druck zwischen etwa.2,33 und 4,66 t/cm auszuüben
kernform zu pressen.were generated into flakes during the cold rolling of the material particles. Advantageously, hydrogen or cracked aramonia compounds are used in order to prevent oxidation of the materials during the annealing process. After annealing, the soft flakes are introduced into a separator to remove the silicon oxide, and then the flakes, preferably in air, heated to a temperature between about 200 and 250 C, to obtain an oxidized surface. It has now been found, however, that the presence of an oxidized surface on the flakes is not essential. According to the known method, the flakes were then put into a form of predetermined shape and preferably arranged in the same so that they assumed a position in which they lie parallel to the lines of force of the magnetic field which is built up in the core when it is later used . Press punches were attached to the mold in order to apply a pressure of between approx. 2.33 and 4.66 t / cm
to press core shape.

4,66 t/cm auszuüben und sie damit in die endgültige Magnet- 4.66 t / cm and thus in the final magnetic

Gemäss der US-PS 3,255,052 wird im wesentlichen in der gleichen Weise vorgegangen. Es wird von einem Metallpulver ausgegangen, welches gewalzt wird, um Flocken herzustellen, welche schliesslich zu einem Magnetkern gepresst werden. Ein bemerkenswerter Unterschied besteht darin, dass jede der Flocken gemäss dieser Patentschrift mit mehreren Beschichtungen magnetisch isoliert wird, wobei die Beschichtungen es ermöglichen, den fertigen Kern bei hohen Temperaturen zu glühen, ohne dass die Isolation der Flocken dabei zerstört würde. Die Kerne werden_r nachdem sie ausgeformt sind, bei Temperaturen zwischen etwa 800 und 95O°C geglüht, um die Spannungen im Werkstoff abzubauen'und die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erzielen. Anschliessend According to US Pat. No. 3,255,052, the procedure is essentially the same . The starting point is a metal powder, which is rolled to produce flakes, which are then pressed into a magnetic core. A notable difference is that each of the flakes according to this patent specification is magnetically insulated with several coatings, the coatings making it possible to anneal the finished core at high temperatures without the insulation of the flakes being destroyed in the process. The cores are _r after they are formed, annealed at temperatures between about 800 and 95O ° C, the stresses in the material abzubauen'und to achieve the desired magnetic properties. Afterward

509830/0826
ORSGiNAL INSPECTED 509830/0826
ORSGiNAL INSPECTED

.an die Wärmebehandlung werden die Kerne mit einer Geschwindigkeit zwischen etwa 15 und 75°C/min abgekühlt. Das betrachtete bekannte Verfahren ist speziell für ein Material geeignet, wie es im Handel unter der Bezeichnung Molybdän-Permalloy erhältlich ist; es wird jedoch .festgestellt, dass das Verfahren auch für andere Materialien anwendbar ist..to the heat treatment, the cores move at a speed cooled between about 15 and 75 ° C / min. That looked at known method is especially suitable for a material as it is commercially available under the name Molybdenum Permalloy is; However, it is stated that the method can also be used for other materials.

.Gemäss der US-PS 2,937,964 wird Molybdän-Permalloy verwendet. Gemäss dieser Patentschrift wird ein Verfahren zum Schmelzen der Legierung, zum Herstellen des Metallpulvers, zur Flockenerzeugung, zum Glühen, zum Isolieren, zum Ausrichten und zum Verdichten der Flocken vorgeschlagen. Anschliessend erfolgt dann ein abschliessendes Glühen des fertiggestellten Magnetkernkörpers bei einer Temperatur zwischen etwa 600°C und etwa 700⁰C, woraufhir man dann den geglühten Magnetkernkörper mit Luft auf Raumtemperatur abkühlte.According to US Pat. No. 2,937,964, molybdenum permalloy is used. According to this patent specification, a method for melting the alloy, for producing the metal powder, for flake production, for annealing, for isolating, for aligning and for compacting the flakes is proposed. A final annealing is then carried out then the completed magnetic core body at a temperature between about 600 ° C and about 700 ⁰ C, then cooled to woraufhir the annealed magnetic core body with air to room temperature.

Aus der vorstehenden Beschreibung des bekannten Verfahrens wird deutlich, dass es bisher als vorteilhaft angesehen wurde, metallische Partikel von annähernd kugelförmiger oder unregelmässiger Gestalt zu verwenden und diese flachzuwalzen und daraus einen Magnetkernkörper mit einzelnen flockenförmigen Lamellen herzustellen. Man erkennt, dass bei diesem Verfahren die Permeabilität des Magnetkerns vom Flockendurchmesser abhängig ist und dass die Verluste im Kernmaterial in Abhängigkeit von der Flockendichte schwanken, und zwar derart, dass beide Grossen beim Ansteigen der Flockenabmessungen ebenfalls grosser v/erden.From the above description of the known method it is clear that it has so far been considered advantageous to use metallic particles of approximately spherical or irregular shape and to roll them flat and use it to produce a magnetic core body with individual flake-shaped lamellae. It can be seen that in this procedure the permeability of the magnetic core is dependent on the flake diameter and that the losses in the core material are dependent of the flake density fluctuate, namely in such a way that both sizes as the flake dimensions increase as well greater v / earth.

509830/0826509830/0826

Aus der US-PS 1,850,181 ist es bekannt, dass Magnetkernkörper in der Weise hergestellt werden können, dass man zunächst feine Drähte zieht, die vorzugsweise aus einer Nickel-Eisen-Legierung bestehen und einen Durchmesser von etwa 100 ,um besitzen. Diese Drähte werden dann zu kurzen Stücken zerschnitten, welche geglüht und mit Eisenphosphat beschichtet werden. Anschliessend erfolgt dann eine Isolation der Teilchen mit einem isolierenden LaCk₇ und schliesslich werden die Teilchen mit einem Druck von etwa 1,55 bis 2,33 t/cm zu einem Magnetkernkörper gepresst.It is known from US Pat. No. 1,850,181 that magnetic core bodies can be manufactured in such a way that one first draws fine wires, which preferably consist of a nickel-iron alloy and have a diameter of about 100 μm. These wires are then cut into short pieces which are annealed and coated with iron phosphate. The particles are then isolated with an insulating LaCk ₇ and finally the particles are pressed with a pressure of about 1.55 to 2.33 t / cm to form a magnetic core body.

Um die relativ grossen Zwischenräume zwischen den Drahtstückchen zu füllen werden dabei zur Erzeugung eines kompakteren Magnetkernkörpers bis zu 20% pulverisiertes Eisen zugegeben. Dünne Drähte sind in ihrer Herstellung extrem teuer und die Drahtiiückchen haben eine so'geringe Packungsdichte> dass, selbst bei genauester Ausrichtung der Drahtstückchen, mindestens 20% pulverisiertes Eisen zugesetzt werden- sollten, um die entstehenden Hohlräume zu füllen und so einen besseren Magnetkernkörper zu erzeugen.In order to fill the relatively large spaces between the pieces of wire, this is used to produce a more compact one Magnetic core body added up to 20% powdered iron. Thin wires are extremely expensive to manufacture and the The back of wire has such a low packing density that, even with the most exact alignment of the pieces of wire, at least 20% powdered iron should be added to the resulting To fill cavities and thus create a better magnetic core body.

Ausgehend von dem vorstehend beschriebenen Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Magnetkernkörpern vorzuschlagen, dessen Vorteile nachstehend noch in den Einzelheiten erläutert werden sollen.Proceeding from the prior art described above, the invention is based on the object of proposing an improved method for producing magnetic core bodies, the advantages of which will be explained in detail below.

Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren der eingangs, be* schriebenen Art gelöst, welches gemäss der Erfindung durch . folgende Verfahrensschritte gekennzeichnet ist;The problem posed is achieved by a method of the type described at the beginning, which according to the invention is carried out by . the following process steps are identified;

098 30/082098 30/082

a) Von dünnen flachen Streifen aus einer Eisenlegierung werden Mikrolamellen abgeschnitten, die im wesentlichen die Form länglicher Rechtecke besitzen;a) From thin, flat strips of an iron alloy, micro-lamellae are cut, which essentially have the shape of elongated rectangles;

b) die Mikrolamellen werden in einer den Kohlenstoffgehalt verringernden und desoxidierden Atmosphäre geglüht, um durch Verringerung des Kohlenstoff-und Sauerstoffgehalts auf niedrige Werte verbesserte magnetische Eigenschaften zu erzielen;b) the micro-lamellae are in one the carbon content diminishing and deoxidizing atmosphere annealed to by reducing the carbon and oxygen content to achieve improved magnetic properties to low values;

c) die Mikrolamellen werden mit einer dünnen elastischen Isolation versehen;c) the micro-lamellas are provided with a thin elastic insulation;

d) eine Vielzahl von Mikrolamellen wird in eine Form der gewünschten Gestalt gögeben; "d) a plurality of micro-lamellae are molded into a mold of the desired shape; "

e) die Mikrolamellen werden in einer gewünschten Richtung ausgerichtet unde) the micro-lamellas are moved in a desired direction aligned and

f) die ausgerichteten Mikrolamellen werden-zu einem Festkörper verpresst, der die Gestalt des gewünschten Magnetkernkörpers besitzt.f) the aligned micro-lamellae become a solid pressed, which has the shape of the desired magnetic core body.

Erfindungsgemäss wird also handelsübliches Blechmaterial in einer neuen von den bekannten Verfahren unterschiedlichen Weise verwendet^ um daraus Mikrolamellen definierter Form herzustellen. Vorzugsweise werden die "Mikrolamellen¹¹ ,wie die flachen länglichen rechteckigen Partikel in der vorliegenden Anmeldung genannt werden, aus einfachem Kohlenstoffstahl hergestellt, indem dieser in Partikel mit definierter Form zerschnitten wird,According to the invention, commercially available sheet metal material is used in a new way that differs from the known methods, in order to produce micro-lamellae of a defined shape therefrom. Preferably, the "micro-lamellas ¹¹ , as the flat elongated rectangular particles are called in the present application, are made of simple carbon steel by cutting it into particles with a defined shape,

509830/0826509830/0826

insbesondere in Partikel in Form eines länglichen Parallelepipeds mit im wesentlichen rechteckförmigem Querschnitt. Diese Mikrolamellen werden dann entkohlt, magnetisch isoliert und anschliessend in eine Form gebracht und dort bis zu der gewünschten Dichte zusammengepresst, wobei der Pressvorgang ohne Verwendung eines Bindemittels zur Erzeugung eines einstückigen Magnetkernkörpers als Endprodukt ausreicht. in particular in particles in the form of an elongated parallelepiped with a substantially rectangular cross-section. These micro-lamellas are then decarburized, magnetically insulated and then brought into a mold and there pressed together to the desired density, the pressing process being sufficient to produce a one- piece magnetic core body as the end product without the use of a binding agent.

Vorteilhafterweise wird zur Herstellung der Mikrolamellen von einem Ausgangsmaterial in Form dünner Bleche aus einem einfachen Kohlenstoffstahl ausgegangen, wobei vorzugsweise mit einem Material gemäss der AISI-Norm vom Stahltyp 1010 gearbeitet wird. Das Stahlblech wird zu kleinen im wesentlichen länglichen, rechteckigen Partikeln in Form eines Parallelepipeds zerschnit ten, wobei für die Länge, die Breite und die Dicke bevorzugte Abmessungen eingehalten werden. Anschliessend an die mechanische Herstellung der Mikrolamellen werden diese zum Glühen einer Wärmebehandlung ausgesetzt, in welcher der einfache Kohlenstoff stahl entkohlt und desoxidiert wird, um die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erhalten und gleichzeitig die Spannungen abzubauen* welche beim Kaltwalzen der Bleche auf die gewünschte Stärke sowie beim Schneiden der Mikrolamellen erzeugt wurden. Anschliessend werden die Mikrolamellen dann beschichtet, wobei in der Praxis vorzugsweise mit einer Mischung auf der Basis von Magnesiumoxid gearbeitet wird,· welche zu einer sehr dünnen, jedoch flexiblen Beschichtung führt, welche selbst nach dem Pressvorgang zum Ausformen des Magnetkernkörpers noch an dem Lamellenmaterial haftet. Die beschichteten Mikrolamellen werden anschliessend in eine Form gegeben und magnetisch ausgerichtet, Advantageously, a starting material in the form of thin metal sheets made of a simple carbon steel is used as a starting point for the production of the micro-lamellae , a material of the steel type 1010 according to the AISI standard being preferably used. The steel sheet is cut into small, substantially elongated, rectangular particles in the shape of a parallelepiped, with preferred dimensions being adhered to for length, width and thickness. After the mechanical production of the micro-lamellas, they are subjected to a heat treatment for annealing , in which the simple carbon steel is decarburized and deoxidized in order to obtain the desired magnetic properties and at the same time relieve the stresses * which occur during cold rolling of the sheets to the desired thickness as well as during Cutting the micro-lamellas were generated . The micro-lamellae are then coated, whereby in practice a mixture based on magnesium oxide is preferably used, which leads to a very thin, but flexible coating that still adheres to the lamellar material even after the pressing process for shaping the magnetic core body. The coated micro-lamellas are then placed in a mold and magnetically aligned,

509830/0826509830/0826

V7obei vorzugsweise mit dem eisernen Polstück eines Elektromagneten gearbeitet wird. Danach werden der oder die Stempel auf die Form aufgesetzt und das Material wird einem Druck ausge-V7obei preferably with the iron pole piece of an electromagnet is being worked on. Then the stamp or stamps are placed on the mold and the material is printed out.

setzt, der vorzugsweise zwischen etwa 7,75 und 15,5t/cm liegt, wobei eine Packungsdichte von über 80% erreicht wird. Anschliessend an den Pressvorgang kann der verfestigte Magnetkernkörper aus der Form entnommen werden und behält dann seine Form und seine Abmessungen bei.sets, which is preferably between about 7.75 and 15.5 t / cm, a packing density of over 80% is achieved. Following the pressing process, the solidified magnetic core body can be removed from the mold and then retains its Shape and its dimensions.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachstehend anhand einer Zeichnung noch näher erläutert und/oder sind Gegenstand der Schutzansprüche. In der Zeichnung zeigen:Further details and advantages of the invention are provided below explained in more detail with reference to a drawing and / or are the subject of the claims for protection. In the drawing show:

Fig. 1 eine Mikrophotographie einer Mikrolamelle vor dem Glühvorgang in 200-facher Vergrösserung;1 shows a photomicrograph of a micro-lamella before the annealing process, magnified 200 times;

Fig. 2 eine Mikrophotographie einer JMlkro lamelle nach dem Glühen in 200-facher Vergrösserung;Fig. 2 is a photomicrograph of a JMlkro lamella after Annealing at 200 times magnification;

Fig. 3 eine Mikrophotographie eines Schnittes durch einen fertigen Magnetkernkörper gemäss der Erfindung in 100-facher Vergrösserung;3 shows a photomicrograph of a section through a finished magnetic core body according to the invention in FIG 100x magnification;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer magnetischen Sonde, wie sie bei der Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendet werden kann undFig. 4 is a schematic representation of a magnetic Probe, as used in the implementation of the inventive Procedure can be used and

Fig. 5 eine schematische Darstellung eines Längsschnitts durch eine Vorrichtung zur Erzeugung eines Ringkerns gemäss der Erfindung.5 shows a schematic representation of a longitudinal section through a device for producing a toroidal core according to the invention.

509830/0826509830/0826

Das Material, aus welchem die Mikrolamellen hergestellt werden, ist vorzugsweise ein einfacher Kohlenstoffstahl, wie er, normalerweise für die Herstellung von Blechbüchsen verwendet wird.· Ein derartiger Stahl mit niedrigem Kohlenstoffgehalt ist zu empfehlen, da er billig und ohne weiteres erhältlich ist. Das Material wird üblicherweise in Form von "schwarzen Platten" gekauft, d.h. in dem Zustand, in welchem sich Büchsenblech vor dem Verzinnen befindet. Derartige Bleche sind in den unterschiedlichsten Stärken im Handel erhältlich, wobei die Dicke von etwa 0,127 mm bis etwa 0,508 mm reicht. Schwarzblech für Büchsen als Rohmaterial ist für diese Blechstärken eines der billigsten Eisenprodukte, üblicherweise hat ein Stahl vom Typ 1010 nach der AISi-Norm folgende Zusammensetzung: ca. 0,08 bis 0,13% C, ca. 0,30 bis 0,60% Mn, ca. 0,040% P (Maximalwert), ca. 0,50% S (Maximalwert) und der Rest besteht aus Eisen'mi-t. kleineren, zufälligen Verunreinigungen. Es sei jedoch darauf « hingewiesen, dass, obwohl vorzugsweise ein einfacher- Kohlenstoffstahl verwendet wird, gemäss der Erfindung auch mit anderen Materialien gearbeitet werden kann, beispielsweise mit siliziumhaltigen Stahlsorten, sowie mit Nickel-Eisen, Molybdän-Permalloy und anderen magnetisierbaren Legierungen.The material from which the micro-lamellas are made is preferably a simple carbon steel like him normally Used for making tin cans. · Such a low carbon steel is too recommend because it is cheap and readily available. The material is usually in the form of "black plates" bought, i.e. in the condition in which the sheet metal is before tinning. Such sheets are in the most varied Commercially available thicknesses ranging from about 0.127 mm to about 0.508 mm thick. Black plate for Liner as a raw material is one of the cheapest iron products for these sheet metal thicknesses, usually a steel of the type 1010 according to the AISi standard, the following composition: approx. 0.08 to 0.13% C, approx. 0.30 to 0.60% Mn, approx. 0.040% P (maximum value), approx. 0.50% S (maximum value) and the rest consists of Eisen'mi-t. minor, random impurities. It should be noted, however, that although preferably a simple carbon steel is used, according to the invention it is also possible to work with other materials, for example with silicon-containing materials Steel types, as well as with nickel-iron, molybdenum permalloy and other magnetizable alloys.

Vorzugsweise wird mit einem Stahl gearbeitet, der eine gewisse Festigkeit besitzt, so dass die- Mikrolamellen bei ihrer Herstellung nicht übermässig verformt werden, wie dies nachstehend noch näher erläutert werden wird. Es erscheint am günstigsten, mit einem einfachen Kohlenstoffstahl zu arbeiten, der' einen Kohlenstoffgehalt zwischen 0,05 und 0,15% besitzt, da ■, dieses Material eine ausreichende Festigkeit besitzt und dennoch ausreichend formbar ist, so dass das Blech leicht in'.It is preferable to work with a steel that has a certain strength so that the micro-lamellae are used during their manufacture are not excessively deformed, as will be explained in more detail below. It seems most favorable to work with a simple carbon steel that ' has a carbon content between 0.05 and 0.15%, since ■, this material has sufficient strength and is nevertheless sufficiently malleable so that the sheet metal can easily be inserted into '.

509830/0826509830/0826

Mikrolamellen der weiter unten noch anzugebenden Grosse zerschnitten werden kann. Obwohl grundsätzlich auch mit Stahlsorten mit sehr geringem Kohlenstoffgehalt gearbeitet werden kann (normalerweise spricht man in diesem Fall von "Eisen") wird die Verwendung solcher Materialien nicht empfohlen, da bei ihnen die Tendenz besteht, dass sie bei dem Zuschneiden der Mikrolamellen stark verformt werden. Der einfache Kohlenstoffstahl wird üblicherweise im kaltgewalzten Zustand gekauft und besitzt vorzugsweise eine Korngrösse gemäss der ASTM-Norm Nr. 9.Cut up micro-lamellas of the size to be specified below can be. Although, in principle, steel grades with a very low carbon content are also used can (usually in this case we speak of "iron") the use of such materials is not recommended because they tend to be greatly deformed when the micro-lamellas are cut. The simple carbon steel is usually purchased in the cold-rolled condition and preferably has a grain size according to the ASTM standard No. 9.

Betrachtet man nunmehr Fig. 1 der Zeichnung, welche eine Mikrophotographie des zu Mikrolamellen zugeschnittenen Materials zeigt, so erkennt man, dass ein ziemlich feine Körnung vorliegt und dass die Körner im wesentlichen länglich sind, was_s zeigt, dass das Material kaltgewalzt wurde. Das Kaltwalzen und der Kohlenstoffgehalt des einfachen KohlenstoffStahls führen dazu, dass das Material in idealer Weise für die Herstellung von im wesentlichen länglichen, rechteckigen Mikrolamellen geeignet ist, wie sie erfindungsgemäss zur Herstellung von Magnetkernkörpern verwendet werden. .Turning now to Fig. 1 of the drawing, which shows a photomicrograph of the cut to micro-fin material, so it can be seen that a fairly fine grain is present and that the grains substantially oblong are what _s shows that the material was cold-rolled. The cold rolling and the carbon content of the simple carbon steel mean that the material is ideally suited for the production of essentially elongated, rectangular micro-lamellae, such as are used according to the invention for the production of magnetic core bodies. .

Vorab soll darauf hingewiesen werden, dass zwar mit Stahlpartikeln gearbeitet werden kann, deren Grosse und Dicke in weiten Grenzen schwankt, wobei befriedigende Ergebnisse erzielt werden; dennoch wird es vorgezogen, die Abmessungen der Mikrolaraellen innerhalb folgender Grenzen zu halten; Länge zwischen etwa 1,27 mm und etwa 2,54 mm, Breite zwischen etwa 0,127 mm und etwa 1,27 mm und Dicke zwischen etwa 0,0508 mm und etwa 0,508 mm. Innerhalb dieses breiten Bereiches für die oben angegebenenIt should be pointed out in advance that it is possible to work with steel particles, the size and thickness of which fluctuates within wide limits, with satisfactory results being achieved; however, it is preferred to keep the dimensions of the micro-waves within the following limits; Length between about 1.27 mm and about 2.54 mm, width between about 0.127 mm and about 1.27 mm, and thickness between about 0.0508 mm and about 0.508 mm. Within this broad range for those given above

./■./■

509830/08 2 8509830/08 2 8

Abmessungen werden besonders günstige Ergebnisse erzielt, wenn die Länge der einzelnen Mikrolamellen zwischen etwa 1,7.1" mm und etwa Vb2 mm gehalten wird, wenn die Breite zwischen etwa 0,254 und etwa 0,508 mm gehalten wird und wenn die Dicke zwischen etwa 0,152 mm und etwa 0,33 mm gehalten wird.Dimensions are particularly favorable results when the length of the individual micro-lamellae is kept between about 1.7.1 " mm and about Vb2 mm, when the width is kept between about 0.254 and about 0.508 mm and when the thickness is between about 0.152 mm and about 0 , 33 mm is held.

Die Mikrolamellen können nach einer Reihe von unterschiedlichen Verfahren hergestellt werden, wobei die jeweils gewählte Herstellungsart allein im Hinblick auf ihre Wirtschaftlichkeit auszuwählen ist. Gegenwärtig wird Stahl freistehend mit Formschneidwerkzeugen geschnitten, die mit hoher Geschwindigkeit . umlaufen oder er wird in schmale Streifen geschnitten, die die gewünschte Breite besitzen, und die Streifen werden anschliessend mit einem umlaufenden Schneidmesser zerteilt, während sie über eine stationäre Messerkante laufen. Es ist klar, dass bei diesem Herstellungsverfahren die Schneideinrichtungen zum Zerschneiden der Bänder und die Schneideinrichtungen zum Zerteilen des Blechs in diese Bänder oder Streifen so angeordnet werden, dass eine kontinuierliche Betriebsweise ermöglicht wird. In der Praxis wurden gute Ergebnisse mit einem einzigen Streifen vom Stahltyp 1010 erzielt, der beispielsweise eine Breite von etwa 10,2 cm besass und der in mehrere schmale Bänder aufgeschnitten wurde, die jeweils etwa 1,4 mm breit waren. Die Breitenabmessung der Bänder entsprach der Länge der fertigen Mikrolamellen. Die Bänder wurden mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit einem rotierenden Schneidwerkzeug mit mehreren j Messern zugeführt, welches ebenfalls mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit angetrieben wurde. Die Breite der Mikrolamellen , wird dabei durch die Geschwindigkeit bestimmt, mit welcher die Bänder über die Fläche des stationären Messers vorrücken, eheThe micro-lamellas can vary in a number of ways Processes are produced, the particular type of production selected solely in view of its economic viability is to be selected. Currently, steel is cut free-standing with shape cutting tools that operate at high speed. or it is cut into narrow strips that have the desired width, and the strips are then cut with a rotating cutting knife while they run over a stationary knife edge. It is clear that at this manufacturing process the cutting devices for cutting the strips and the cutting devices for cutting the sheet metal into these strips or strips are arranged in such a way that that continuous operation is made possible. In practice, good results have been obtained with a single strip obtained from steel type 1010, which had a width of about 10.2 cm, for example, and which was cut into several narrow strips each about 1.4 mm wide. The width dimension of the tapes corresponded to the length of the finished one Micro lamellas. The tapes were cut at a predetermined speed using a rotating cutter with several j Knives fed, which was also driven at a predetermined speed. The width of the micro-slats, is determined by the speed at which the belts advance over the surface of the stationary knife before

509830/0826509830/0826

das Material von einem rotierenden Messer abgeschnitten wird. Die Breite der Mikrolamellen ist also umso grosser, je schneller die Bänder zugeführt v/erden und je langsamer die rotierende Schneidvorrichtung umläuft und umgekehrt.the material is cut off by a rotating knife. The width of the micro-lamellae is therefore greater, the faster it is the tapes are fed in and the slower the rotating cutting device rotates and vice versa.

In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass festgestellt wurde, dass das Blech in kaltgewalztem Zustand mit einem Kohlenstoffgehalt von etwa 0,10% beim Abscheren der Mikrolamellen in gewissem Umfang zu einer Gratbildung neigt, und zwar unabhängig davon, ob das Blech freistehend oder gegen ein stationäres Messer geschnitten wird. Ferner wurde festgestellt, dass eine derartige Gratbildung die magnetischen Eigenschaften des fertiggestellten Magnetkernkörpers nicht wesentlich beeinflusst. Es wurde ein Versuch durchgeführt, bei welchem die Mikrolamellen in der vorstehend beschriebenen < Weise hergestellt wurden und entsprechend dem erfindungsgemässen Verfahren verarbeitet wurden. Anschliesaend wurde eine entsprechende Charge von Mikrolamellen chemisch poliert, um alle Grate zu entfernen, die sich beim Zuschneiden ergeben.hatten. Im übrigen wurden beide Chargen,abgesehen von dem Entgratungsvorgang, aus dem gleichen Blechmaterial hergestellt und in der gleichen Weise zu einem fertigen Magnetkern verarbeitet. Hinsichtlich der magnetischen Eigenschaften konnte kein wesentlicher Unterschied zwischen den Kernen festgestellt werden, welche aus entgrateten bzw. nichtentgrateten Mikrolamellen hergestellt waren, insbesondere dann, wenn die Kerne nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellt wurden.In this context it should be noted that was that the sheet was in the cold-rolled state with a carbon content of about 0.10% when sheared Micro-lamellas tend to burr to a certain extent, regardless of whether the sheet is free-standing or against a stationary knife is cut. Furthermore, it was found that such burrs reduce the magnetic properties of the completed magnetic core body is not significantly influenced. An attempt was made at which the micro-lamellae in the < Were produced manner and processed according to the inventive method. Subsequently, a corresponding Lot of micro-lamellas chemically polished to remove any burrs that were left during cutting. Apart from the deburring process, both batches were made of the same sheet material and processed in the same way to a finished magnetic core. Regarding the magnetic properties, none could be found to be essential Difference between the cores can be determined, which consists of deburred and non-deburred micro-lamellae were manufactured, especially if the cores after the methods according to the invention were produced.

Im Anschluss an die Herstellung der Mikrolamellen mit Abmessungen innerhalb der oben angegebenen Grenzen ist es erforderlich,Following the production of the micro-lamellas with dimensions within the limits specified above, it is necessary to

509830/0826509830/0826

die magnetischen Eigenschaften zu verbessern und die mechanischen Eigenschaften so einzustellen, dass sich aus ihnen ein fester, dichter Kern mit guten magnetischen Eigenschäften herstellen lässt. Um dies zu erreichen, müssen Mikrolamellen aus Kohlenstoffstahl entkohlt und desoxidiert werden, um die gewünschten magnetischen Eigenschaften zu erhalten. Da der Kohlenstoff dazu dient, dem Stahl für die Herstellung der Mikrolamellen die erforderliche Festigkeit zu verleihen, ist es erwünscht, so viel Kohlenstoff zu entfernen, wie möglich, und zwar nicht nur, um die magnetischen Eigenschaften zu verbessern, sondern auch um einen ausreichend 'weichen Stahl zu erhalten, so dass der Stahl sich bei dem anschliessenden Pressvorgang zur Herstellung des Kerns, was seine mechanischen Eigenschaften anbelangt, in einem möglichst weichen Zustand befindet und daher dichter gepackt werden kann, um so die ge-' wünschten magnetischen Eigenschaften des fertigen Kerns zu gewährleisten. Am einfachsten wird dies mit Hilfe eines entkohlenden Glühvorganges erreicht.to improve the magnetic properties and to adjust the mechanical properties so that they become one Produce a solid, dense core with good magnetic properties leaves. To achieve this, micro-slats need to be made Carbon steel can be decarburized and deoxidized to the desired one to maintain magnetic properties. Because the carbon is used to produce the steel To give micro-lamellas the required strength, it is desirable to remove as much carbon as possible, and not only to improve the magnetic properties, but also in order to obtain a sufficiently soft steel, so that the steel changes its mechanical properties during the subsequent pressing process for the production of the core As far as properties are concerned, it is in as soft a state as possible and can therefore be packed more tightly in order to to ensure the desired magnetic properties of the finished core. The easiest way to do this is with the help of a decarburizing Glowing process achieved.

Wenn die Mikrolamellen aus Büchsenblech hergestellt werden, wird die Wärmebehandlung vorzugsweise in der Weise durchgeführt, dass die Mikrolamellen auf eine Temperatur zwischen etwa 700 C und etwa 800°C erhitzt werden, und zwar für eine Zeit von etwa 4 Stunden. Der Glühvorgang kann verlängert oder verkürzt werden. Es hat sich jedoch als ausreichend erwiesen, die Mikrolamellen bei einer Temperatur innerhalb des genannten Bereichs für etwa 2 Stunden zu erhitzen, wenn mit einer nassen Wasserstoffatmosphäre gearbeitet wird, deren Taupunkt vorzugsweise ober- ' ^; halb von +48,9⁰C liegt. Die nasse Wasserstoffatmosphäre und. die Temperatur, auf welche die Mikrolamellen erwärmt werden,If the micro-fins are made from can sheet metal, the heat treatment is preferably carried out in such a way that the micro-fins are heated to a temperature between about 700 ° C. and about 800 ° C. for a time of about 4 hours. The glow process can be lengthened or shortened. However, it has proven to be sufficient to heat the micro-lamellae at a temperature within the stated range for about 2 hours when working with a wet hydrogen atmosphere, the dew point of which is preferably above- '^; half is from +48.9 ⁰ C. The wet hydrogen atmosphere and. the temperature to which the micro-lamellas are heated,

509830/0820509830/0820

bewirken gemeinsam eine wirksame Entkohlung des Stahls, wobei bei einem Sollwert des Kohlenstoffgehalts von 0,10% bei einer Behandlungszeit von 2 Stunden ein Kohlenstoffgehalt von etwa 0,02% erreicht wird. Selbst die kurze Behandlungszeit von nur 0,5 Stunden bei einer Temperatur von 800⁰C führt zu befriedigenden Ergebnissen. Es versteht sich, dass bei erhöhter Gltihdauer zusätzlicher Kohlenstoff entfernt werden kann, während bei kürzeren Glühdauern ein höherer restlicher Kohlenstoffanteil erhalten bleibt. Der Kohlenstoffgehalt sollte nach dem Glühvorgang geringer als 0,01% sein. Gute Ergebnisse wurden erzielt, wenn eine nasse Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen zwischen 700 und 800°C für etwa 2 Stunden aufrechterhalten wird. Anschliessend kann dann der Glühvorgang ohne eine dazwischenliegende Abkühlung fortgesetzt werden, wobei jedoch die Atmosphäre gewechselt und mit einer trockenen Wasserstoffatmosphäre gearbeitet wird, was zur Folge hat, dass eine Desoxidation der Mikrolamellen erfolgt, wodurch deren magnetische Eigenschaften insgesamt verbessert werden, wie dies nachstehend noch erläutert wird. Obwohl es bisher üblich war, die Wärmebehandlung von einfachem Kohlenstoffstahl in einer sogenannten Formgasatmosphäre durchzuführen, kann erfindungsgemäss nicht mit einer derartigen Atmosphäre gearbeitet werden, und aus dem gleichen Grund kann auch mit keiner anderen oxidierenden Atmosphäre gearbeitet werden, welche zur Bildung einer Oxidschicht auf dem Stahl führt, da die Dicke der Oxidschicht die Packungsdichte des fertigen Kernmaterials ungünstig beeinflusst. Der Glühvorgang sollte nicht bei Temperaturen oberhalb von etwa 800°C durchgeführt werden, da die Mikrolamelleh bei diesen Temperaturen die Tendenz haben_f miteinander zu verschweissen» Obwohl erfolgreich gearbeitet werden konnte, wenn die Mikrolamellen in flachen Trögen in einem kastenförmigentogether cause an effective decarburization of the steel, with a carbon content of about 0.02% being achieved with a target value for the carbon content of 0.10% and a treatment time of 2 hours. Even the short treatment time of only 0.5 hours at a temperature of 800 ^° C. leads to satisfactory results. It goes without saying that additional carbon can be removed with an increased glow time, while a higher residual carbon content is retained with shorter glow times. The carbon content should be less than 0.01% after the annealing process. Good results have been obtained when a wet hydrogen atmosphere is maintained at temperatures between 700 and 800 ° C for about 2 hours. The annealing process can then be continued without intermediate cooling, but the atmosphere is changed and a dry hydrogen atmosphere is used, which results in deoxidation of the micro-lamellae, which improves their magnetic properties overall, as will be explained below will. Although it has hitherto been customary to carry out the heat treatment of simple carbon steel in a so-called forming gas atmosphere, according to the invention it is not possible to work with such an atmosphere, and for the same reason it is not possible to work with any other oxidizing atmosphere which would cause an oxide layer to form on the steel leads, since the thickness of the oxide layer has an unfavorable effect on the packing density of the finished core material. The annealing process should not be carried out at temperatures above about 800 ° C, since the Mikrolamelleh at these temperatures have a tendency to be welded together _f "Although could be used successfully when the microlouvers in the flat box-shaped troughs in a

./■./■

509830/0826509830/0826

Ofen geglüht wurden, versteht es sich, dass für eine Massenproduktion rotierende öfen eingesetzt werden könnten oder Doppelzonenöfen, solange gewährleistet ist, dass eine Entkohlung und Desoxidation des Materials stattfindet und dass mechanische Spannungen, welche beim Kaltwalzen und beim Herstellen der Mikrolamellen erzeugt wurden, während des Glühprozesses zumindest wesentlich reduziert werden.Furnace annealed, it is understood that for mass production Rotating furnaces or double zone furnaces could be used, as long as it is guaranteed that a decarburization and deoxidation of the material takes place and that mechanical stresses that occur during cold rolling and manufacturing the micro-lamellas were generated, are at least significantly reduced during the annealing process.

Fig. 2 zeigt eine Mikrolamelle, welche bei einer Temperatur von 745°C für 2 Stunden in einer Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von etwa +48,9⁰C geglüht wurde und anschliessend für weitere 2 Stunden bei der gleichen Temperatur in einer trockenen Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt von etwa -40⁰C. Aus Fig. 2 wird deutlich, dass die Körner im wesentlichen gleichachsig bzw. gleichgerichtet sind und etwa auf die Grosse Nr. 7 der ASTM-Norm angewachsen sind. Im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften wird die grössere Kornlänge bevorzugt.Fig. 2 shows a micro-lamella, which was annealed at a temperature of 745 ° C for 2 hours in a hydrogen atmosphere with a dew point of about +48.9 ⁰ C and then for a further 2 hours at the same temperature in a dry hydrogen atmosphere with a dew point of about -40 ⁰ C. from Fig. 2 it is clear that the grains are substantially equiaxial or rectified and have grown approximately to the size no. 7 of the ASTM standard. In view of the magnetic properties, the longer grain length is preferred.

Nach dem Glühen.müssen die Mikrolamellen elektrisch isoliert werden, um beim Endprodukt hinsichtlich der Verluste die gewünschten Werte zu erzielen. In diesem Zusammenhang hat es sich gezeigt, dass eine sehr dünne und flexible Beschichtung, die auch den Pressvorgang unbeschädigt übersteht und einen hohen Widerstand zwischen den Lamellen gewährleistet, erfor-. derlich ist. Diese Beschichtung muss jedoch nach dem Glühen aufgebracht werden, da Versuche, eine derartige Beschichtung vor dem Glühen aufzubringen, üblicherweise zu dem Ergebnis führten, dass eine unzureichende Entkohlung bzw. eine unzureichende Verringerung des Kohlenstoffgehalts erzielt wirdAfter glowing, the micro-fins must be electrically insulated in order to achieve the desired values in terms of losses in the end product. In this context it has It has been shown that a very thin and flexible coating, which survives the pressing process undamaged and a high resistance between the slats is required. that is. However, this coating must be applied after annealing, as attempts have been made to make such a coating to apply before annealing, usually led to the result that an inadequate decarburization or an inadequate Reduction in carbon content is achieved

509830/0826509830/0826

und dass sich anstelle einer Desoxidierung der Oberfläche des Stahls im Gegenteil eine Oxidation der Stahloberfläche ergab, wodurch die magnetischen Eigenschaften, welche erfindungsgemäss mit Hilfe der Mikrolamellen erreicht werden, ungünstig beeinflusst werden. Ein typisches Beispiel für eine geeignete isolierende Beschichtung ist ein Material auf der Basis von Magnesium, und zv/ar vorzugsweise ein Material, welches keine Sauerstoffgruppe enthält. Es wurde festgestellt, dass eine wässrige Schlämme mit etwa 6 bis 8% Magnesiummethylat die geforderten Eigenschaften besitzt. Es kann mit grösseren Konzentrationen an Magnesiummethylat gearbeitet werden. Ein Behälter wird mit der Magnesiummethylat-Lösvmg gefüllt, und die geglühten Mikrolamellen werden, beispielsweise durch Sieben, gleichmassig auf der Oberfläche der Flüssigkeit abgelegt. Typischerweise v/erden sie dort aufgrund der Oberflächenspannung der Flüssigkeit einen Moment treiben und dann auf den Behälterboden absinken. Die Mikrolamellen, welche mit einer im wesentliehen gleichmässig^häfreTiäsn\\ ^schichtung aus Magnesiummethylat versehen sind, werden dann aus dem Behälter herausgenommen, und die Beschichtung wird luftgetrocknet. Dem Behälter können magnetische Einrichtungen zugeordnet sein, beispielsweise ein Hubmagnet, welcher das Herausheben der beschichteten Mikrolamellen aus dem Behälter sehr erleichtert. Die luftgetrocknete Beschichtung besitzt eine ausreichende Adhäsion bezüglich der Oberfläche der Mikrolamellen, so dass diese ohne weiteres gehandhabt werden können, ohne dass eine Beschädigung der beschichteten Oberfläche auftreten würde.and that instead of deoxidizing the surface of the steel, on the contrary, there was oxidation of the steel surface, whereby the magnetic properties, which according to the invention can be achieved with the help of the micro-lamellas, unfavorable to be influenced. A typical example of a suitable insulating coating is a material based on Magnesium, and preferably a material which does not contain an oxygen group. It was found that a aqueous sludge with about 6 to 8% magnesium methylate has the required properties. It can be used in larger concentrations be worked on magnesium methylate. A container is filled with the magnesium methylate solution and the annealed Micro-lamellas become uniform, for example by sieving deposited on the surface of the liquid. Typically they are grounded there due to the surface tension of the Drift the liquid for a moment and then sink to the bottom of the container. The micro-lamellas, which with an essentially Even layering of magnesium methylate are then removed from the container and the coating is air dried. The container Magnetic devices can be assigned, for example a lifting magnet, which lifts the coated Micro-lamellas from the container made very easy. The air-dried Coating has sufficient adhesion with respect to the surface of the micro-lamellae so that they can be without can further be handled without damage to the coated surface would occur.

Die magnetisch isolierten Mikrolamellen werden anschliessend in eine Form eingelegt, und zwar in geordneter ForiR in ähnlicherThe magnetically insulated micro-lamellas are then placed in a mold, in a similar orderly shape

509830/0826509830/0826

Weise wie bei einem Ziegelverband, wobei sie vorzugsweise so ausgerichtet werden, dass die länglichen Rechtecke längs eines Pfades für einen Hauptmagnetfluss in dem fertigen Kern ' ausgerichtet sind. Für den Fall eines einfachen Ringkerns . würden die Mikrolainellen beispielsweise so ausgerichtet, dass ihre Flachseiten in Umfangsrichtung verlaufen» Eine derartige Ausrichtung kann in einfacher Weise erreicht werden, indem man an die Form einen Elektromagneten anlegt, der ein eisernes Polstück besitzt, welches als magnetische Sonde bezeichnet wird.As with a brick bond, but preferably they are oriented so that the elongated rectangles are longitudinal of a path for a main magnetic flux in the finished core ' are aligned. In the case of a simple toroidal core. for example, the microlainelles would be aligned in such a way that their flat sides run in the circumferential direction »Such an alignment can be achieved in a simple manner by attaches an electromagnet to the mold, which has an iron pole piece, which is called a magnetic probe will.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung einer solchen magnetischen Sonde, welche im wesentlichen aus einem Elektromagneten besteht, welcher aus geeigneten Speisespannungsquelle gespeist werden kann. Die magnetische Sonde ist insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet und umfasst einen gewickelten Elektromagneten 12, welcher aus einer geeigneten Speisespannungsquelle 14 gespeist wird, die in einem Kreis liegt, in welchem sich ein Schalter 16 befindet, der nach Wunsch geschlossen werden kann, um den Elektromagneten zu erregen. Der Elektromagnet ist mit einem Spannfutter 18 aus Stahl versehen, welches der Halterung eines eisernen Polstücks 20 dient. Wenn das Spannfutter 18 in der Form gedreht wird und wenn der Elektromagnet durch Schliessen des Schalters 16 periodisch erregt wird, werden die mehr oder weniger lose angeordneten Mikrolamellen in Umfangsrichtung ausgerichtet. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die Mikrolamellen langsam in die Form einzufüllen und sie mechanisch zu verteilen, während die Form in eine Schwingung versetzt wird, die im hörfrequenten Bereich oder im Ultraschallbereich liegen kann, wobei eine4 shows a schematic representation of such a magnetic probe, which essentially consists of an electromagnet which can be fed from a suitable supply voltage source. The magnetic probe is designated as a whole by the reference numeral 10 and comprises a wound electromagnet 12, which is fed from a suitable supply voltage source 14 which is in a circuit in which a switch 16 is located, which can be closed as desired, around the electromagnet to excite. The electromagnet is provided with a steel chuck 18 which is used to hold an iron pole piece 20. When the chuck 18 is rotated in the mold and when the electromagnet is periodically excited by closing the switch 16, the more or less loosely arranged micro-lamellae are aligned in the circumferential direction. Another possibility is to slow to fill the micro-lamellae in the mold and to distribute them mechanically, while the mold is placed into a vibration which can be in the hörfrequenten range or in the ultrasonic range, wherein a

S09830/0826S09830 / 0826

überraschend wirksame Ausrichtung der Mikrolamellen"in der bevorzugten Richtung und mit erhöhter Packungsdichte ebenfalls erreicht wird. Nachdem die Form bis zu der vorgegebenen Höhe gefüllt ist oder bis auf das gewünschte Gewicht, wird die magnetische Sonde entfernt, und es wird ein ringförmiges Presswerkzeug eingesetzt, worauf dann in üblicher Weise ein Ringkernsurprisingly effective alignment of the micro-lamellas "in the preferred direction and with increased packing density as well is achieved. After the mold is filled to the specified height or to the desired weight, the magnetic probe is removed and it becomes an annular pressing tool used, whereupon a toroidal core in the usual way

gepresst wird. .is pressed. .

ν ■ν ■

Fig. 5 zeigt eine typische Form- und Pressanordnung zum Pressen eines Ringkerns mit zwei in axialer Richtung wirkenden Pressstempeln. Im einzelnen umfasst die Anordnung, welche, insgesamt mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnet ist, ein äusseres Formteil 32 mit einer Mittelöffnung 34, einen unteren kreisringförmigen Presstempel 36 und einen unteren kreisringförmigen Pressstempel 38, welche in der Mittelöffnung 34 des äusseren Formteils 32 miteinander fluchten, sowie einen Kern 40. Vor dem Ansetzen des unteren und des oberen Presstempels 36 bzw. 38 wird der Kern 40, welcher in eine Mittelöffnung der beiden Presstempel passt, in den äusseren Formteil 32 eingesetzt und zentriert. Der Kern 40^bestimmt den gewünschten Innendurchmesser des herzustellenden Ringkerns. Die ausgerichteten Mikrolamellen 32, welche zuvor mit Hilfe der Magnetsonde gemäss Fig* 4 ausgerichtet wurden, liegen in dem Raum zwischen dem äusseren Formteil 32, dem Kern 40, dem unteren Presstempel 36 und dem? oberen Presstempel 38. Auf diese Anordnung wird anschliessend in einer axialen Richtung Druck ausgeübt, und zwar mit Hilfe einer doppelt wirkenden Presse (nicht dargestellt) oder mit Hilfe einer einfach wirkenden Presse, mit welcher auf Ri^ngkerne mit einem Aussendurchmesser zwischen etwa 2,54 und etwa 7,62 cm ein Druck zwischen etwa 50 und 100 t : Λ ausgeübt wird· DieFig. 5 shows a typical molding and pressing arrangement for pressing a toroidal core with two press rams acting in the axial direction. In detail, the arrangement includes which, as a whole is designated by the reference numeral 30, an outer molded part 32 with a central opening 34, a lower circular ring-shaped Press ram 36 and a lower annular press ram 38, which in the central opening 34 of the outer molded part 32 align with each other, as well as a core 40. Before attaching of the lower and upper press rams 36 and 38, the core 40, which is inserted into a central opening of the two press rams fits, inserted into the outer molded part 32 and centered. The core 40 ^ determines the desired inner diameter of the to be produced Toroidal core. The aligned micro-lamellae 32, which were previously aligned with the aid of the magnetic probe according to FIG. 4, lie in the space between the outer molded part 32, the core 40, the lower press die 36 and the? upper ram 38. This arrangement is then exerted pressure in an axial direction, with the help of a double-acting press (not shown) or with the help of a single-acting press, with which on ring cores with an outside diameter between about 2.54 and about 7.62 cm a pressure between about 50 and 100 t: Λ is exerted · The

509830/0826509830/0826

angegebenen Druckwerte sind nur ein Beispiel und es versteht sich, dass zur Erzielung einer Packungsdichte zwischen etwa 80% und 100% der theoretisch möglichen Dichte ein ausreichender Druck von mindestens etwa 352 kp/cm ausgeübt werden muss. Wie nachstehend noch näher erläutert wird, hat die Packungsdichte einen wesentlichen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften des fertiggestellten Ringkerns, wobei diese Eigenschaften umso besser sind, je höher die Packungsdichte ist.given pressure values are just an example and it understands that to achieve a packing density between about 80% and 100% of the theoretically possible density a sufficient Pressure of at least approximately 352 kgf / cm must be applied. As will be explained in more detail below, the packing density has a significant influence on the magnetic properties of the finished toroidal core, these properties The higher the packing density, the better.

Obwohl vorstehend die Herstellung eines einfachen Ringkerns erläutert wurde, versteht es sich, dass Magnetkernkörper mit unterschiedlich komplizierter Form hergestellt werden können, indem man die Mikrolamellen in üblichen Form- und Presswerkzeugen für metallisches Pulver zusammenpresst. Die in dieser Weise hergestellten Teile können sehr komplizierte Formen besitzen und öffnungen verschiedener Form aufweisen, solange der Querschnitt parallel zur Pressrichtung keine Hinterschneidungen aufweist. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren fallen kaum Abfälle an, und das Verfahren kann für ziemlich hohe Produktionsgeschwindigkeiten automatisiert werden. Es versteht sich, dass sowohl hydrostatische als auch isostatische Press'en verwendet werden können, und zwar in üblicher Weise, um Magnetkernkörper der gewünschten Geometrie zu erhalten.Although the production of a simple toroidal core has been explained above, it is understood that the magnetic core body with Different complex shapes can be produced by pressing the micro-lamellae together in conventional molding and pressing tools for metallic powder. The one in this Wise manufactured parts can have very complicated shapes and openings of various shapes, as long as the Cross-section parallel to the pressing direction has no undercuts. In the process according to the invention, there are hardly any drops Waste and the process can be automated for fairly high production speeds. It goes without saying that both hydrostatic and isostatic presses can be used, in the usual way, to form magnetic core bodies of the desired geometry.

Um die Vorteile und Eigenheiten der vorliegenden Erfindung besonders deutlich werden zu lassen, soll nachstehend ein Ausführungsbeispiel erläutert v/erden. Es wurde ein einfacher Ringkern hergestellt, welcher einen Aussendurchmesser von etwa 4,45^cm besass sowie einen Innendurchmesser von etwa 2,54 cm. Es wurde Stahl vom Typ 1010 gemäss der AISI-Norm verwendet,In order to make the advantages and peculiarities of the present invention particularly clear, the following is an exemplary embodiment explained v / earth. A simple toroidal core was made, which has an outside diameter of about 4.45 cm and an inside diameter of about 2.54 cm. Steel of type 1010 according to the AISI standard was used,

509830/0826509830/0826

der eine Dicke von etwa 0,2 mm besass. Der Stahl bzw. das Stahlblech wurde in Mikrolamellen zerschnitten, von denen jede etwa 1,4 mm lang und etwa 0,33 mm breit war. Die Mikrolamellen wurden für die Dauer von 2 Stunden in einer feuchten Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt bei etwa +48,9⁰C bei einer Temperatur von 745°C behandelt. Anschliessend wurde zu einer trockenen Wasserstoffatmosphäre mit einem Taupunkt unterhalb von etwa 40 C:übergegangen, und die Behandlung wurde für weitere 2 Stunden bei einer Temperatur von 745 C fortgesetzt. Die Mikrolamellen wurden in der Wasserstoffatmosphäre abgekühlt und anschliessend wurde eine 7%ige wässrige Magnesiummethylatmischung verwendet, und die Mikrolamellen wurden auf die Oberfläche der in einem Behälter befindlichen Lösung ,abgelegt. Nach dem Absinken auf den Boden des Behälters wurden die Mikrolamellen mit Hilfe eines Magneten aus dem Behälter herausgehoben und in der Luft getrocknet. Danach wurden die Mikrolamellen in Form eines Ringkerns angeordnet und mit Hilfe der magnetischen Sonde gemäss Fig. 4 ausgerichtet, wobei die Sonde von Hand in der Mittelöffnung (nach Entfernen des Kerns 40) mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Umdrehungen pro Minute gedreht wurde, während der Schalter 16 mehrere Male periodisch geöffnet und geschlossen wurde, um den Magneten zu erregen und abzuschalten. Es wurden verschiedene Kerne hergestellt, wobei mit unterschiedlichen Pressdrücken gearbeitet wurde, um einen gewissen Bereich an Packungsdichten zu erfassen. Diese Kerne wurden dann mit handelsüblichen Magnetkernen verglichen, welche in einem bekannten Verfahren aus Eisenflocken hergestellt waren. Die Versuchsergebnisse sind nachstehend in der Tabelle I zusammengefasst. Bei der Auswertung der Versuchsergebnisse ist zu beachten, dass die Kerne aus Eisenflocken imwhich had a thickness of about 0.2 mm. The steel or sheet steel was cut into micro-lamellas, each about 1.4 mm long and about 0.33 mm wide. The microlouvers were treated for a period of 2 hours in a wet hydrogen atmosphere with a dew point at about 48.9 ⁰ C at a temperature of 745 ° C. This was followed by a transition to a dry hydrogen atmosphere with a dew point below about 40 ° C: and the treatment was continued for a further 2 hours at a temperature of 745 ° C. The micro-lamellae were cooled in the hydrogen atmosphere and then a 7% aqueous magnesium methylate mixture was used, and the micro-lamellae were placed on the surface of the solution located in a container. After sinking to the bottom of the container, the micro-lamellae were lifted out of the container with the aid of a magnet and dried in the air. Thereafter, the micro-lamellae were arranged in the form of a toroidal core and aligned with the aid of the magnetic probe according to FIG Switch 16 was periodically opened and closed several times to energize and turn off the magnet. Different cores were made using different compression pressures in order to cover a certain range of packing densities. These cores were then compared with commercially available magnetic cores made from iron flakes using a known method. The test results are summarized in Table I below. When evaluating the test results, it should be noted that the iron flake cores in the

509830/0826509830/0826

Vergleich zu den Kernen gemäss der Erfindung aus Mikrolamellen sehr teuer waren.Comparison with the cores according to the invention made of micro-lamellas were very expensive.

Table I.

Presskraft
(t)Pressing force
(t)

GleichstromDirect current

^Verluste bei 60Hz^ Losses at 60Hz

Pressdruck Packungs-Pressure packing

(kg/cnT) dichte (%) B (Ή=50 Oe)₁-B(H=IOO Oe) P/lb bei (kg / cnT) density (%) B (Ή = 50 Oe) ₁ -B (H = 100 Oe) P / lb at

^c 15 kG ^c 15 kg

100 8800 70 6120 50 4360100 8800 70 6120 50 4360

Handelsübl.Handelsübl.

KerneCores

(Eisenflocken)(Iron flakes)

96,1 92,9 89,096.1 92.9 89.0

77,577.5

15,0 13,1 12,315.0 13.1 12.3

kGkG

16,8
14,8 13,9 16.8
14.8 13.9

kGkG

6,5 W/lb6.5 W / lb

6,46.4

6,06.0

5,0 fc5.0 fc

In der Tabelle I sind die Presskraft und der Pressdruck angegeben sowie verschiedene magnetische Eigenschaften der Kerne für Gleich- und Wechselstrom für Kerne der angegebehen Dichte, und zwar im Vergleich mit handelsüblichen Kernen aus Eisenflocken. Table I shows the pressing force and the pressing pressure as well as different magnetic properties of the cores for direct and alternating current for cores of the indicated density, in comparison with commercially available iron flake cores.

Es ist interessant festzustellen, dass die Gleichstromeigenschaften, welche geraäss vorliegender Erfindung, erzielt werden, diejenigen von handelsüblichen Kernen aus Eisenflocken tun mehr als das doppelte übersteigen. In diesem Zusammenhang ist feststellbar, dass bei steigender Packungsdichte die Flussdichte '· ebenfalls ansteigt, und zwar sowohl bei einer Feldstärke von 50 Oe als auch bei einer Feldstärke von 100 Oe. Wie aufgrund der grösseren Verformung und der grösseren Spannungen, die sich It is interesting to note that the DC properties achieved by the present invention more than double those of commercially available iron flake cores. In this connection it can be established that with increasing packing density the flux density also increases, namely both at a field strength of 50 Oe and at a field strength of 100 Oe. As due to the greater deformation and the greater stresses that arise

50 9830/082650 9830/0826

zur Sicherstellung einer höheren Packungsdichte als erforderlich erwiesen, zu erwarten war, steigen die Verluste von 6 W/lbs bei 15 kG und 60 Hz Wechselspannung auf einen Wert von 6,5 W/lbs wenn die Packungsdichte von 89% auf etwa 96,1% ansteigt. Andererseits besass der handelsübliche Kern aus Eisenflocken, der nach dem üblichen Verfahren hergestellt war, bei einer magnetischen Kraft von 10 kG einen Verlust von 5 W/lbs. Andererseits war es jedoch nicht möglich, den handelsüblichen Kern auf 15 kG zu magnetisieren, so dass vermutet werden darf, dass der Verlust bei 15 kG wesentlich höher gewesen wäre als die in Tabelle I angegebenen Verluste bei den erfindungsgemässen Kernen.In order to ensure a higher packing density than required, it was to be expected that the losses increase by 6 W / lbs at 15 kG and 60 Hz AC voltage to a value of 6.5 W / lbs when the packing density increases from 89% to about 96.1%. On the other hand, the commercially available iron flake core, which was manufactured according to the usual process, with a magnetic force of 10 kG a loss of 5 W / lbs. On the other hand, however, it was not possible to magnetize the commercially available core to 15 kG, so that it can be assumed that the loss at 15 kG would have been significantly higher than the losses given in Table I for the losses according to the invention Cores.

Wie oben ausgeführt wurde, sind Mikrolamellen dann besonders günstig, wenn ihre magnetischen Eigenschaften in einem mittleren Frequenzbereich ausgenutzt werden. Um diese hervorragenden magnetischen Eigenschaften zu zeigen, wird auf Tabelle II verwiesen, .\/welche ,}■ Vergleichswerte für die Kernverluste, die Erregung¹ in V χ A und die Permeabilität über einen Frequenzbereich von 400 Hz bis 20Q0 Hz für Kerne aus Mikrolamellen, die mit einem Pressdruck von etwa 19,4 kp/cm hergestellt wurden, wobei eine Packungsdichte von etwa 96,1% erreicht wurde (die erfindungsgemässen Kerne sind in der Tabelle II als "Mikro" bezeichnet) einerseits und für handelsübliche Kerne aus Eisenflocken andererseits umfasst für die der Pressdruck nicht bekannt ist, die jedoch eine Packungsdichte von 77,5% aufwiesen.As stated above, micro-lamellas are particularly favorable when their magnetic properties are used in a medium frequency range. To show these excellent magnetic properties, reference is made to Table II,. \ / Which ,} ■ Comparative values for the core losses, the excitation ¹ in V χ A and the permeability over a frequency range from 400 Hz to 20Q0 Hz for cores made of micro-lamellas, which were produced with a pressure of about 19.4 kp / cm, a packing density of about 96.1% being achieved (the cores according to the invention are referred to as "micro" in Table II) on the one hand and for commercial cores made of iron flakes on the other for which the compression pressure is not known, but which had a packing density of 77.5%.

509830/0826509830/0826

2U31922U3192

BB. TabelleTabel IIII FlockenFlakes P_a/lb
MikroP _a / lb
Micro ac
Flocken Mikroac
Flakes micro 259 -259 - U
FlockenU
Flakes 0,50.5 0,20.2 0,52 -0.52 - 1,161.16 357 -357 - 144144 MagnetischeMagnetic 11 0,80.8 1,59 -1.59 - 3,923.92 498 -498 - 175175 Freq.
(Hz)Freq.
(Hz) 22 Eigenschaften bei mittleren FrequenzenProperties at medium frequencies 2,92.9 4,64 -4.64 - 13,413.4 653 -653 - 202202 400400 44th P
MikroP.
Micro 9,19.1 14,0 -14.0 - 56,056.0 256 -256 - 187187 0,50.5 0,2 -0.2 - 0,680.68 1,3 -1.3 - 3,03.0 349 -349 - 142142 11 0,66 -0.66 - 2,32.3 4,1 -4.1 - 10,010.0 492 -492 - 173173 22 2,00 -2.00 - 7,67.6 12,2 -12.2 - 34,034.0 639 -639 - 200200 10001000 44th 7,0 -7.0 - 2424 37 -37 - 139139 252 -252 - 190190 0,50.5 0,57 -0.57 - 1,01.0 2,1 -2.1 - 4,54.5 346 -346 - 146146 11 1,91.9 3,53.5 6,6 —6.6 - 15,015.0 471 -471 - 177177 22 6,6 -6.6 - 12,012.0 19,4 -19.4 - 51,051.0 616 -616 - 200200 15001500 44th 22 -22 - 3838 - 60 -- 60 - 209209 249 -249 - 191191 0,50.5 0,97 -0.97 - 1,31.3 3,0 -3.0 - 6,06.0 338 -338 - 146146 11 3,2 -3.2 - 4,84.8 9,0 -9.0 - 1919th 459 -459 - 177177 22 11,2 -11.2 - 1616 27 -27 - 6969 586 -586 - 198198 20002000 44th 38 -38 - 5454 85 -85 - 282282 190190 1,3 -1.3 - 4,7 -4.7 - 16 -16 - 55 -55 -

Die in der Tabelle II zusammengefassten Versuchsergebnisse zeigen klar, dass sich hinsichtlich der Kernverluste bei wechselnden Flussdichten und in einem Frequenzbereich zwischen 400 und 1000 Hz geringe Verbesserungen ergeben. Oberhalb einer Frequenz von 1000 Hz sind die Kernverluste bei erfindungsgemässen und vorbekanhten Kernen im wesentlichen gleich. Hinsichtlich der Erregung in V χ A, welche in der Tabelle t» /Ib angegeben ist, zeigt sich sehr deutlich, dass bei gleicher Flussdichte und gleicher Frequenz mit den erfindungsgemässen Kernen eine überragende Verbesserung erzielt wird, wobei dieThe test results summarized in Table II clearly show that in terms of core losses changing flux densities and in a frequency range between 400 and 1000 Hz result in slight improvements. Above one At a frequency of 1000 Hz, the core losses in the case of cores according to the invention and pre-channeled cores are essentially the same. Regarding the excitation in V χ A, which in the table t »/ Ib is indicated, it is shown very clearly that with the same flux density and the same frequency with the inventive Cores an overwhelming improvement is achieved, with the

509830/0826509830/0826

- *♦ - ■- * ♦ - ■

Erregung bisweilen auch als "offensichtlicher Leistungsverlust (apparent watt loss)" bezeichnet wird. Des weiteren zeigt sich, dass die Wechselstrompenneabilität bei mittleren Frequenzen bei verschiedenen Flussdichten bei Anwendung der Lehren der vorliegenden Erfindung entscheidend verbessert ist. Es wird angenommen, dass diese hervorragenden magnetischen Eigenschaften teilweise auf die Tatsache zurückzuführen sind, dass gemäss der Erfindung neben anderen Vorteilen eine höhere Dichte bzw. Packungsdichte für die Magnetkerne erzielt wird.Arousal is sometimes referred to as "apparent watt loss". It also shows that the alternating current permeability at medium frequencies at different flux densities when applying the teachings of present invention is significantly improved. It is believed that these have excellent magnetic properties due in part to the fact that according to the invention, among other advantages, a higher density or packing density for the magnetic cores is achieved.

Fig. 3 der Zeichnung zeigt eine Mikrophotographie eines Querschnitts durch die Mikrolamellen, nachdem diese unter Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens zu einem Ringkern gepresst wurden. Es wird davon ausgegangen, dass die ordentliche Ausrichtung der Mikrolamellen, welche ähnlich wie die Steine in einem Mauerverband geschichtet sind, wie dies aus Fig. 3 deutlich wird, die verbesserte Packungsdichte verdeutlicht, die bei den erfindungsgemässeh Kernen festgestellt wurde, wobei aus Fig. 3 ferner deutlich wird, dass in der Vorzugsrichtung sehr gute Pfade für den magnetischen Fluss vorhanden sind. Dies beruht teilweise auf der Tatsache, dass während der Glühbehandlung nicht nur der Kohlenstoffgehalt auf die oben angegebenen niedrigen Werte reduziert wird, wodurch die Formbarkeit verbessert und die Festigkeit abgesenkt wird, so dass ein Zusammenpressen zur Erzielung einer wesentlich höheren Packungsdichte möglich wird, sondern ausserdem die Höhe der erzeugten Spannungen in dem Material des fertiggestellten Ringes, was zu geringeren bleibenden Spannungen führt, wodurch die magnetischen Eigenschaften ebenfalls verbessert werden, wie dies oben ausgeführt wurde.Figure 3 of the drawings shows a photomicrograph of a cross section through the micro-lamellae after they have been pressed into a toroid using the method according to the invention became. It is assumed that the proper alignment of the micro lamellas, which is similar to the stones are layered in a wall association, as is clear from Fig. 3, illustrates the improved packing density that was found in the cores according to the invention, FIG. 3 also showing that in the preferred direction there are very good paths for the magnetic flux. This is due in part to the fact that during the annealing treatment not only is the carbon content reduced to the low values given above, thereby reducing the moldability improved and the strength is lowered, so that a compression to achieve a significantly higher packing density becomes possible, but also the level of stresses generated in the material of the finished ring, which leads to leads to lower residual stresses, as a result of which the magnetic properties are also improved, as stated above became.

509830/0826509830/0826

Ein weiteres Ausführungsbeispiel befasst sich mit einem ein Bindemittel enthaltenden Kern, bei welchem das Bindemittel zu einer Änderung der magnetisch isolierenden Beschichtung führt, welche erfindungsgemäss verwendet wird. Typischerweise werden die Mikrolamellen in gleicher Weise hergestellt, wie dies vorstehend beschrieben wurde, und werden geglüht, um den Kohlenstoffgehalt zu verringern und eine Desoxidation herbeizuführen. In dem betrachteten Fall, wo es wünschenswert ist, ei,nen sehr festen Kern zu erhalten, wird also anstelle der vorstehend beschriebenen Mischungen zur Erzeugung einer magnetisch isolierenden Beschichtung mit anderen Materialien gearbeitet, welche auf die Mikrolamellen aufgebracht werden. Derartige feste Kerne werden beispielsweise für die Rotoren von Motoren benötigt und für Relais, wo starke mechanische Kräfte auftreten, und zwar die Fliehkraft bzw. Stosskräfte. · 'Another embodiment deals with a core containing a binder, in which the binder is to leads to a change in the magnetically insulating coating which is used according to the invention. Typically be the micro-lamellas made in the same way as above and are annealed to the carbon content reduce and cause deoxidation. In the case under consideration, where it is desirable, one very much To obtain a solid core, instead of the mixtures described above, is used to produce a magnetically insulating Coating worked with other materials, which are applied to the micro-lamellas. Such solid Cores are required, for example, for the rotors of motors and for relays, where strong mechanical forces occur, and the centrifugal force or impact forces. · '

Es hat sich gezeigt, dass mit magnetisch isolierenden Bindemitteln gearbeitet werden kann, welche auf Temperaturen zwischen etwa 900 und etwa 1200°C erhitzt werden können. Dabei wurde festgestellt, dass sowohl Natriumsilikat als auch Kaliumsilikat zu guten Ergebnissen führen, wobei sich versteht, dass auch andere magnetisch isolierende Beschichtungen verwendet werden können, ohne dass hierdurch der Grundgedanke der Erfindung verlassen würde. Ein charakteristischer Unterschied zwischen einem Bindemittel, welches gleichzeitig als magnetisch, isolierender Film dient, und einer Beschichtung, die beispielsweise aus Magnesiummethylat besteht, ist darin zu sehen, dass eine magnetisch isolierende Beschichtung aus einem Bindemittel notwendig gerweise etwas dicker ist als der Magnesiummethylat-FiIm, . , · welcher oben beschrieben wurde. Aufgrund der etwas dickerenIt has been shown that it is possible to work with magnetically insulating binders which can be heated to temperatures between approximately 900 and approximately 1200.degree. It was found that both sodium silicate and potassium silicate lead to good results, it being understood that other magnetically insulating coatings can also be used without thereby departing from the basic concept of the invention. A characteristic difference between a binding agent, which also serves as a magnetic, insulating film, and a coating consisting, for example, of magnesium methylate, is that a magnetically insulating coating made of a binding agent is necessarily somewhat thicker than the magnesium methylate film, . , · Which has been described above. Because of the slightly thicker one

5 09 8 30/08265 09 8 30/0826

magnetisch isolierenden Beschichtung mit einem Bindemittel war anzunehmen, dass sich eine etwas niedrigere Packungsdichte ergeben würde, und es war ferner anzunehmen, dass dies zu einem ungünstigen Einfluss auf die magnetischen Eigenschaften führen würde. Obwohl diese Überlegungen richtig sind, wird ein Teil, der ungünstigen Einflüsse auf die magnetischen Eigenschaften kompensiert, da der magnetisch isolierende BindemittelfiIm im Anschluss an das Pressen des Kerns üblicherweise auf eine ausreichend hohe Temperatur erhitzt werden kann, um sämtliche Restspannungen, welche während des Pressvorganges hervorgerufen werden, auszugleichen, was zur Folge hat, dass die magnetischen Eigenschaften insgesamt durch die Verwendung eines Bindemittels nicht besonders ungünstig beeinflusst werden, wenn man sie mit den Eigenschaften von Kernen vergleicht, bei denen die Mikrolamellen mit einem Magnesiumfilm versehen sind.Magnetically insulating coating with a binder was to be assumed that a somewhat lower packing density would result would, and it was further assumed that this would lead to a would have an unfavorable influence on the magnetic properties. Although these considerations are correct, a part the unfavorable influences on the magnetic properties are compensated, since the magnetically insulating binder film in the Following the pressing of the core it can usually be heated to a sufficiently high temperature for all Residual stresses caused during the pressing process be compensated, which has the consequence that the magnetic properties overall through the use of a binder are not particularly adversely affected when compared with the properties of cores in which the micro-lamellae are provided with a magnesium film.

Bei der Durchführung der Versuche wurden Mikrolamellen, welche gemäss den Lehren der vorliegenden Erfindung hergestellt worden waren, mit einer Kaliumsilikatbeschichtung versehen, wobei die Kaliumsilikatbeschichtung eine Dichte zwischen etwa 25 undWhen carrying out the tests, micro-lamellas, which made in accordance with the teachings of the present invention were provided with a potassium silicate coating, the potassium silicate coating having a density between about 25 and

o' ·" '■■■ ■ '"o '· "' ■■■ ■ '"

etwa 45 Baume besass. Ein derartigen Produkt ist im Handel unter dem Markennamen "Kasil # 1 "erhältlich und wird von der Firma Philadelphia Quartz Company vertrieben- Es handelt sich dabei um ein Kaliumsilikat von 25° Be. Dieses Produkt wurde mit einem gleich grossen Volumenteil Wasser vermischt und die Mikrolamellen wurden in der gleichen Weise beschichtet, wie bei der Verwendung von Magnesiummethylat. Nach dem Trocknen an der Luft wurden die Mikrolamellen zu einem Ringkern angeordnet und ausgerichtet, welcher dann gepresst wurde, wobei mit den gleichen Pressdrücken gearbeitet wurde, wie dies vor-owned about 45 trees. Such a product is on the market under the brand name "Kasil # 1" and is sold by the Philadelphia Quartz Company - It is a potassium silicate of 25 ° Be. This product was mixed with an equal volume of water and the Micro-lamellas were coated in the same way as when using magnesium methylate. After drying in the air, the micro-lamellas were arranged and aligned to form a toroidal core, which was then pressed, with the same pressing pressures were used as before

509830/0826509830/0826

stehend beschrieben wurde. Nach dem Pressen zeigte sich, dass der Ringkern eine Packungsdichte zwischen 80 und 85% besass. Der Ringkern wurde in einem Glühofen auf eine Temperatur von 900°C erhitzt, und zwar für eine ausreichend lange Zeit, um die Kaliumsilikatbeschichtung in dem Kern aus MikrolameIlen aufzuschmelzen und so eine starke und zähe innere Struktur des Kerns zu erhalten. Nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur wurde der unter Verwendung eines Bindemittels hergestellte Kern geprüft_/ und es zeigte sich, dass seine magnetischen Eigenschaften etwa die gleichen waren, wie diejenigen der ohne ein Bindemittel hergestellten Magnetkerne gemäss der Erfindung, deren Daten in Tabelle I zusammengefasst sind.was described standing. After pressing, it was found that the toroidal core had a packing density between 80 and 85%. The toroidal core was heated in an annealing furnace to a temperature of 900 ° C. for a long enough time to melt the potassium silicate coating in the core made of microlamines and thus to obtain a strong and tough internal structure of the core. After cooling to room temperature, the core produced by using a binder has been audited t _/ and it was found that its magnetic properties were about the same as those of the magnetic cores, prepared without a binder according to the invention, the data are summarized in Table I below.

Aus der vorstehenden Beschreibung wird deutlich, dass die vorliegende Erfindung die Lehre vermittelt, dass kleine längliehe, rechteckige Stahlpartikel, welche aus dünnen Kohlenstoff-Stahlblechen ausgeschnitten sind und welche zur Erzielung der gewünschten magnetischen Eigenschaften behandelt wurden, zu Magnetkernen hervorragender Qualität verpresst werden können. Die gemäss der Erfindung erhaltenen Magnetkerne bzw. Magnetkernkörper haben magnetische Eigenschaften, welche denjenigen handelsüblicher Kerne aus Eisenflocken oder Pulver überlegen sind. Der Hauptvorteil der erfindungsgemässen Kerne besteht in ihrer verbesserten Permeabilität, in ihren geringeren Kernverlusten, in der geringeren Erregung in Vx A, in.den niedrigeren Herstellungskosten und in den niedrigeren Materialkosten, gegenüber handelsüblichen Kernen aus Eisenflocken. Die magnetischen Eigenschaften sind insbesondere bei hohen Frequenzen denjenigen handelsüblicher Kerne aus Eisenflocken weit überlegen .From the above description it is clear that the present invention conveys the teaching that small längliehe, rectangular steel particles made from thin carbon steel sheets are cut out and which have been treated to achieve the desired magnetic properties Magnetic cores of excellent quality can be pressed. The magnetic cores or magnetic core bodies obtained according to the invention have magnetic properties which are superior to those of commercially available cores made from iron flakes or powder are. The main advantage of the cores according to the invention is in their improved permeability, in their lower core losses, in the lower excitation in Vx A, in the lower ones Manufacturing costs and in the lower material costs, compared to commercial cores made of iron flakes. The magnetic Properties are far superior to those of commercially available iron flake cores, especially at high frequencies .

E09830/0826E09830 / 0826

Es können auch andere Bindemittel mit Vorteil verwendet werden, tun Magnetkerne gemäss der Erfindung herzustellen. So ist es beispielsweise möglich, die Mikrolamellen nach Aufbringen einer isolierenden Beschichtung aus Magnesiummethylat mit einem in Luft härtenden Bindemittel, wie z.B. Schellack zu versehen. Anschliessend können die Mikrolamellen zu der gewünschten Kernform ausgerichtet werden und gepresst und dann in der Form gehalten werden bis das Bindemittel ausgehärtet ist bzw. sich verfestigt hat, was mit oder ohne zusätzliche Erwärmung erfolgen kann. Bei dieser Ausführungsform sollte die Menge des Bindemittels so klein wie möglich gehalten werden, um eine möglichst hohe Packungsdichte zu erreichen.Other binders can also be used with advantage, in order to produce magnetic cores according to the invention. That's the way it is For example, it is possible to have the micro-lamellas after applying an insulating coating of magnesium methylate with an in Air-hardening binders, such as shellac. The micro-lamellas can then be used to create the desired Core mold are aligned and pressed and then held in the mold until the binder has hardened or settled has solidified, which can be done with or without additional heating. In this embodiment, the amount of binder should be be kept as small as possible in order to achieve the highest possible packing density.

Es kann auch ein wärmehärtendes Harz verwendet werden, beispielsweise ein Epoxydharz, mit einem Anhydridhärter, welches den isolierten Mikrolamellen beigemischt wird, wobei während des PressVorganges eine ausreichende Wärme erzeugt wird, um eine Temperatur von etwa 200°C zu erreichen, so dass das Harz aushärtet.A thermosetting resin can also be used, for example an epoxy resin, with an anhydride hardener, which is added to the isolated micro-lamellae, with during the pressing process generates sufficient heat to to reach a temperature of about 200 ° C so that the resin hardens.

Während derartige Bindemittel die Festigkeit des fertigen Magnetkernkörpers wirksam erhöhen, besitzen auch die ohne Verwendung eines Bindemittels hergestellten Magnetkerne eine bemerkenswerte Festigkeit und sind für viele Anwendungsfalle vorzuziehen.While such binders effectively increase the strength of the finished magnetic core body, even those without Magnetic cores made using a binder have remarkable strength and are suitable for many applications preferable.

50 98 30/082 650 98 30/082 6

Claims

Λ.) Process for the production of magnetic core bodies for use in electrical devices, characterized by the following process steps:

a) From thin, flat strips of an iron alloy micro-lamellae are cut off, which are essentially in the form of elongated rectangles;

b) the micro-lamellas are annealed in a deoxidizing and reducing carbon content, by reducing the carbon and oxygen content to low levels, improved magnetic To achieve properties;

c) the micro-lamellas are provided with a thin, elastic insulation;

d) a multitude of micro-lamellas is' in a shape of the given shape; . .

e) the micro-lamellae are aligned in a desired direction and

f) the aligned micro-lamellae become a solid pressed body, which has the shape of the desired magnetic core body. ■

509830/0826

2U3192

2. The method according to claim 1, characterized in that the iron alloy for the micro-lamellae is an iron alloy with a carbon content between about 0.05% Ψ? - ^ ·. about 0.15 % is used. ■

3. The method according to claim 1 and 2, characterized in that that micro-lamellas are used, the dimensions of which are within the following limits: between about 1 * 2? mm and about 2.54 x mm in length, between about 0.127 inches and about 1.27 mm in width and between about 0.05 mm and about 0.508 mm in the. Thickness. . ■

4. The method according to one or more of claims 1 to 3 »characterized in that the annealing of the micro-lamellae at a temperature between about;? 00 ⁰ G and about 800 G is carried out.

5. The method according to claim 4, characterized in that the annealing of the lamellae for a period of up to 6 hours he follows.

6. The method according to claim 4 or 5 »characterized in that that the reduction in the carbon content of the micro-fins during an initial phase of the annealing step is carried out.

7. Method according to one or more of Claims 4 to 6, - characterized in that the annealing to reduce the carbon content is carried out in a hydrogen atmosphere with a dew point above +48.9 ⁰ O.

509830/0826509830/0826

8. The method according to claim 6 and 7> characterized in that the first phase of the annealing step, in the course of which the carbon content is reduced, "is followed by a second phase in which a hydrogen atmosphere is used, the dew point of which is below - 4-0 ⁰ G lies.

9. The method according to claim 7 and 8, characterized in that that the phase of the annealing step serving to reduce the carbon content is for a duration between about 0.5 and carried out for about 2 hours.

10. The method according to one or more of claims 1 to 9, characterized in that the annealed micro-lamellae be coated with a slurry which contains at least about 6% by volume of a magnesium compound and which to it serves to create a magnetically insulating coating on the micro-lamellas.

11. The method according to claim 10, characterized in that the micro-lamellae with a coating of magnesium methylate be coated.

12 .. The method according to claim 11, characterized in that the micro-lamellae are coated with a binding agent before pressing, which hardens during the pressing process.

13. The method according to claim 12, characterized in that the micro-lamellas are aligned in a mold and then immediately pressed into the desired shape. '. ..; - ·

509830/0826

14. Procedure according to. Claim 13, characterized in that a with; the micro-lamellas mixed binder after the Pressing is cured.

15 «Method according to one or more of claims 1 to 14, characterized in that the orientation of the Micro-lamellas in a desired sifting with the help a magnet.

16. The method according to claim 15, characterized in that an electromagnet with a pole piece / used as a magnet is, which is brought into the area of the loosely located in the mold micro-lamellae, and that the Electromagnet is excited before pressing the micro-lamellae together in order to align them in a predetermined manner.

17- · Method according to claim 1, characterized in that the micro-lamellae are magnetically isolated from one another, that the micro-lamellae to a predetermined shape are arranged and are thereby aligned in a desired direction and that the micro-lamellas then 'to a dense magnetic core body are pressed, the shape of which corresponds to the shape.

18. The method according to claim 17, characterized in that a magnetic field is used ⁴ in order to align the micro-lamellae in the desired shape with a desired orientation with respect to one another.

19- The method according to claim 18, characterized in that the micro-lamellas are subjected to sufficient pressure

509 83 0/0826

v / earth in order to achieve a packing density of the finished magnetic core body of at least 85 ° / ° ..

20. The method according to claim 19, characterized in that the mutually aligned micro-lamellas are exposed to a static pressure of at least about J.520 kp / cm v / earth.

21. Method according to one or more of the preceding Claims, characterized in that the micro-lamellae have essentially the shape of a parallelepiped and. that their dimensions are within the following limits: between about 1.27 mm and about 2.54 mm in length, between about 0.127 mm and about 1.27 mm in width and between about 0.05 mm and about 0.5 mm in thickness

22. The method according to one or more of claims 2 to 20, characterized in that the micro-lamellae from made of a steel whose carbon content is between about 0.07 wt% and about 0.15 wt%.

23 · Magnetic core body, characterized by its manufacture according to a method according to one or more of claims 1 to 22.

5 0 9830/0826