DE465353C - Verfahren zur Herstellung von Massekernen, insbesondere aus Permalloypulver, deren Isoliermittel aus hitzebestaendigem Material besteht, und die vor ihrer Fertigstellungeiner Erhitzung unterzogen werden - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Massekernen, insbesondere aus Permalloypulver, deren Isoliermittel aus hitzebeständigem Material besteht, und die vor ihrer Fertigstellung einer Erhitzung unterzogen werden Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, und zwar besonders solcher für Belastungsspulen in Fernsprechkreisen. , Es ist bereits bekannt, Kerne aus fein zerteiltem magnetischen Material, z. B. Permalloypulver, -vermischt mit einem geeigneten Isoliermittel, einer Wärmebehandlung, zwecks Erzielung größerer Permeabilität und niedrigerem Hysteresisverlust als Eisen aufweist, zu unterziehen. Als Isoliermittel hat man bereits solche mit höher Wärmefestigkeit, insbesondere k,#x'azn:7 ische:7ische Stoffe,. Silikate, Glimmer, Magnesia, und Glas, verwendet, um eine möglichst hohe Erwärmung der Kerne vornehmen zu können. Im festen Zustande haben aber diese ,Isolierstoffe nur eine verhältnismäßig geringe Adhäsionskraft.
• Gemäß der Erfindung wird nun die adhäsive Eigenschaft des hochschmelzenden hitzebeständigen Isolierstoffs, vorzugsweise Kaolin, dadurch erhöht, daß ihm ein. Flußmittel, z. B. Borsäure, Borax, Kochsalz oder Magnesiumsulfat, zugesetzt wird. Zweckmäßig wird der hitzebeständige Isolierstoff, z. B. Kaolin, in kolloidaler Suspension mit dem Flußmittel versetzt, worauf die so erhaltene isolierende Flüssigkeit mit dem magnetischen Material, insbesondere Permalloypulver, innig vermischt und die Mischung nach ihrer Trocknung zu Kernen der gewünschten Form durch Pressen verarbeitet wird. Danach können die Kerne mit einer Lösung von Zinkhydroxyd getränkt werden, welches durch eine Wärmebehandlung, die den Kernen die gewünschten magnetischen und mechanischen Eigenschaften verleiht, zu einem die magnetischen Teilchen bedeckenden Zinkoxydüberzug zerfällt.
• Das neue Verfahren bezweckt, Kerne mit geringen Verlusten und hoher Permeabilixät sowie großer mechanischer und magnetischer Stabilität herzustellen, um eine gegebene Induktivität bei möglichst kleinem Aufwand von Material zu erhalten.
• Bei der Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung wird das magnetische Material in der üblichen Weise zubereitet. Erfahrungsgemäß werden um so niedrigere Wirbelstromverluste erzielt, j e kleiner die Korngröße des magnetischen Materials ist. Als besonders vorteilhaft hat sich eine derartige Größe dieser Teilchenerwiesen, daß sie durch ein. izo-Maschen-Sieb und .ein großer Prozentsatz von ihnen auch noch durch ein 20o- Maschen-Sieb gehen. Bevor das Isoliermaterial zugesetzt wird, werden die Metallteilchen m einem geschlossenen Gefäß bei einer Temperatur von ungefähr 75o bis 98o° C geglüht. Die Temperatur von ungefähr 9a5° C hat sich bei Permalloypulver bekanntlich als besonders vorteilhaft erwiesen. Nach diesem Glühprozeß ist es notwendig, die zu einem festen Kuchen zusammengebackenen -Teilchen wieder zu zerkleinern, wonach sie in der im folgenden beschriebenen Weise mit dem Isoliermaterial vermischt und weiterverarbeitet werden.. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird ein Teil Kaolin in der dreifachen Gewichtsmenge Wasser gelöst unter Erhitzen bis zu ungefähr ,95° C und Umrühren, bis sich eine dünne, homogene, kolloidale Masse bildet. Hierzu wird eine bestimmte Menge eines Flußmittels, wie z. B. Borsäure, zugesetzt, die ungefähr 4 % des Gewichtes des Kaolins beträgt, um die Schmelztemperatur zu erniedrigen und die adhäsive Eigenschaft des Kaolins zu erhöhen. Die Borsäure wird vorzugsweise #inheißem,destillierten Wasser, dem Kaolin. zugesetzt ist, gelöst. Dieser Flüssigkeit wird das Permalloypulver zugesetzt, dessen Betrag durch die gewünschte zu erzielende Permeabilität bestimmt wird. Das Pulver wird innig mit der Kaolinlösung bei ständigem Rühren von Handoder auf maschinellem Wege gemischt, wobei die lYlischung auf einer Temperatur von ungefähr z oo" gehalten wird, bis .das vorhandene, chemisch nicht gebundene Wasser verdampft ist. Die getrockneten und isolierten Pulverteilchen werden dann in seiner geeigneten Form zu Kernen oder Ringen gepreßt, wobei vorzugsweise ein Druck von ungefähr 14 000 Atmosphären angewendet wird. Der hohe Druck ist notwendig, um ein hohes Gewicht des Kernes pro Volumeneinheit zu erzielen, da die Permeabilität des Kernes mit diesem Gewicht wächst: Die gepreßten Ringe twerdem dann mit einer Ammoniak enthaltenden Lösung von Zinkhydroxyd imprägniert. Diese Imprägnierung dauert ungefähr z bis 6 Minuten, je ;nach der Größe der Kerne, da dem Imprägniermittel genügend Zeit gelassen werden muß, um sich zwischen die einzelnen Pulverteilchen verteilen zu können. Das zugesetzte Zinkhydroxyd zerfällt bei der hohen Temperatur des darauffolgenden Ausglühprozesses und bildet einen Zinkoxydbielag auf den Teilchen; die Ringe werden dann unter Luftzutritt bei ungefähr ioö° getrocknet, um hygroskopisch enthaltenes Wasser und Ammoniak zu entfernen, wonach sie für mehrere Stunden in -einem Ofen auf ungefähr 29o° erhitzt werden, um den Betrag des chemisch gebundenen Wassers zu verringern. Nachdem die Ringe getrocknet sind, werden sie bei der optimalen Ausglühtemperatur von ungefähr 675°, vorzugsweise meinem geschlossenen Topf, geglüht, wodurch das Kaolin zum Teil verflüssigt wird und den Ringen die größtmögliche Permeabilität bei niedrigen Kernverlusten gegeben wird. Sollte an einigen Proberingen festgestellt worden sein, daß die Permeabilität noch zu niedrig ist, so kann sie durch vor dem Pressen erfolgendes Hinzufügen eines bestimmten Betrages von unisoliertem oder nur schwach isoliertem Pulver zu dem in oben angegebener Weise isolierten Pulver erhöht werden.
• Eine Mehrzahl der so hergestellten Ringe wird dann zu einem Kern koaxial zusammengefaßt, auf dem die übliche torroidale Wicklung aufgebracht wird.
• Die im Ausführungsbeispiel erwähnte Borsäure, die mit dem Kaolin die kolloidale isolierende Flüssigkeit bildet, kann auch in anderen als den angegebenen Verhältnismengen verwendet werden; auch kann ein anderes Flußmittel, wie z. B. Borax, Kochsalz oder Magnesiumsulfat, gewählt werden.
• An Stelle des mit dem Flußmittel vermischten Kaolins kann auch ein anderer hochschmelzender, hitzebeständiger Isolierstoff genommen werden, z. B. Aluminiumhydrat bzw. Tonerde. In diesem Falle erhält man eine vorteilhafte Isolationsmischung dadurch, daß man einer Lösung von einem Teil einer dicken, klebrigen Aluminiumhydratmasse in acht Teilen Wasser ein Flußmittel, z. B. Borsäure, in einer Menge von ungefähr 4 % des Gewichtes des Aluminiumhydrates zusetzt.
• Das ' Flußmittel kann auch in chemischer Verbindung mit einem anderen Element, z. B. mit .einem Leichtmetall, wie Magnesium u. dgl., verwendet werden. Wird Borsäure als Flußmittel benutzt, so kann Magnesiumb.orat mit einem Füllmittel, z. B. Silicium, gemischt werden.
• Eine solche Mischung wird vorzugsweise in der Weise hergestellt, daß einer aus etwa i 5o g Borsäure und 5oo g Wasser bestehenden Lösung ungefähr 16 g Magnesiumoxyd beigefügt werden. Diese Mischung wird bei einer Temperatur von angenähert 9o° bei ständigem Umrühren erwärmt, bis sich das Oxyd gelöst 'hat. Eine für Kerne geeignete Masse besteht dann aus etwa aooo .g magnetischem Pulver, welches mit der vorstehend angegebenen Lösung von Borsäure und Magnesiumoxyd gemischt wird, und etwa zwei Volumenprozente von Erdsilikaten enthält. Diese Mischung wird, vorzugsweise in einem offenen Gefäß, unter ständigem Umrühren bei einer Temperatur von angenähert ioo° während einer Stunde, und schließlich in einem evakuierten Gefäß bei einer Temperatur von zoo° zwei Stunden lang getrocknet. Das so erhaltene trockene Magnesiumborat enthält das Silikatpulver.
• Die weitere Verarbeitung, insbesondere das Pressen zu Kernen, geschieht in der oben angegebenen Weise. Das Zusammenpressen der Teilchen zu einem festen Körper verursacht notwendigerweise mechanische Spannungen in dem magnetischen Pulver und verursacht auch, daß der Isolationsüberzug an den Berührungsstellen der einander benachbarten Teilchen stark gepreßt wird, während der Isolationsüberzug an den sonstigen Oberflächenteilen der Pulverkörnchen nur in weniger starkem Grade einer Pressung unterworfen wird. Die zur Wiederherstellung der günstigen magnetischen und isolierenden Eigenschaften des Kernmaterials erforderliche Wärmebehandlung wird vorzugsweise bei Temperaturen zwischen angenähert 5oo und 6oo" C vorgenommen, wonach die Ringe abgekühlt werden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Massekernen, insbesondere aus Permalloypulver, deren Isoliermittel aus hitzebeständigem Material besteht, und die vor ihrer Fertigstellung einer Erhitzung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß dem hochschmelzenden, hitzebeständigen Isolierstoff, vorzugsweise Kaolin, ein Flußmittel, z. B. Borsäure, Borax, Kochsalz, Magnesiumsulfat, zugesetzt wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel einer kolloidalen wässerigen Lösung des hitzebeständigen Isolierstoffs zugesetzt wird, worauf die so erhaltene isolierende Flüssigkeit mit dem magnetischen Pulver innig vermischt und die Mischung durch Erwärmen getrocknet wird. 3. Verfahren nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die aus der getrockneten Mischung gepreßten Kerne mit einer Ammoniak enthaltenden Zink-Hydroxyd-Lösung derart getränkt und hernach ausgeglüht werden, daß sich auf den magnetischen Teilchen ein Zinkoxydüberzug bildet. q.. Verfahren nach Anspruch i oder folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß. als hitzebeständiger Isolierstoff Tonerde (Aluminiumhydrat) dient. 5. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Flußmittel, vorzugsweise Borsäure, in chemischer Verbindung mit einem Leichtmetall, z. B. Magnesium, verwendet wird. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der hitzebeständige Isolierstoff aus Magnesiumborat und Silicium besteht. 7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß einer wässerigen Lösung von Borsäure Magnesiumoxyd zugesetzt und die so erhaltene Flüssigkeit mit dem magnetischen Pulver innig vermischt und die Mischung derart durch Erwärmen getrocknet wird, daß das Oxyd zerfällt und das frei gewordene Magnesium sich in Magnesiumborat umsetzt.