DE472623C

DE472623C - Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen

Info

Publication number: DE472623C
Application number: DEF61958D
Authority: DE
Original assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Current assignee: Felten and Guilleaume Carlswerk AG
Priority date: 1928-08-22
Filing date: 1928-08-22
Publication date: 1929-03-04

Description

Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen Es ist bereits bekannt, Magnetkerne für Pupinspulen in der Weise herzustellen, daß man feine Teilchen aus magnetisierbarem Material mit einer isolierenden Schicht überzieht und dann unter so hohem Drucke zusammenpreßt, daß dieTeilchen dauernd deformiert und durch die dabei eintretendeVerklammerungzusammengehalten werden. Dieses Verfahren hat verschiedene Nachteile: Will man mit den anzuwendenden Preßdrucken in Grenzen bleiben, bei denen, insbesondere im Hinblick auf den Verbrauch an Preßformen, noch ein wirtschaftlicher Betrieb möglich ist, so muß man von relativ weichen magnetisierbaren Teilchen, vorzugsweise solchen aus reinem Elektrolyteisen ausgehen. Nun sind aber gerade eine Anzahl härterer Eisensorten (Stähle und Legierungen deg Eisens mit anderen Metallen) =bekannt, die sich in magnetischer Beziehung weit besser als Material für Magnetkerne von Selbstinduktionsspulen eignen würden, weil sie eine kleinere Hystereseverlustkonstante und geringere -Leitfähigkeit und somit auch eine geringereWirbelstromverlustkonstante zeigen. Weitere Nachteile der unter hohem Druck gepreßten Kerne sind, daß die magnetische Stabilität dieser Kerne (wahrscheinlich infolge eines allmählichen Rückganges der beim Pressen eingetretenen Deformation der Teilchen) nicht immer genügend ist, und daß ferner auch die Permeabilität der Kerne und damit auch die Selbstinduktivität der unter Verwendung solcher Kerne hergestellten Selbstinduktionsspulen stark von der Temperatur abhängig ist. Schließlich sind auch bei den unter hohem Druck gepreßten Kernen die Wirbelstromverluste infolge der dichten Lage der Teilchen und der bei dem hohen Preßdruck nicht vollkommen möglichen Aufrechterhaltung der Isolationsschichten relativ groß.
Alle diese Nachteile zeigen, wie durch eingehende Versuche festgestellt worden ist, die bei niedrigen Drucken unter Benutzung eines Klebemittels zum Zusammenhalten der Teilchen hergestellten Kerne nicht; aber es ist bisher nicht gelungen, derartige Kerne mit solchen Eigenschaften herzusteRen,, daß sie sowohl die geforderte hohe Permeabilität wie. auch genügend kleine Verluste zeigen. Die Ursache der Mißer folge aller bisherigen Bemühungen ist darin zu suchen, daß man entweder ungeeignetes magnetisierbares Material oder ein ungeeignetes Klebemittel oder auch beides verwendet hat.
Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß es nur bei vereinigter Anwendung eines ganz bestimmten magnetisierbaren Materials und eines bestimmten Klebemittels sowie schließlich einer bestimmten Durchführung des Verfahrens gelingt, Kerne zu erhalten, die die obenerwähnten Nachteile nicht zeigen und den heutigen Anforderungen an die Eigenschaften entsprechen.
Überraschenderweise hat sich bei den langwierigen Versuchen, die zu der Erfindung geführt haben, ergeben, daß an sich bereits zur Herstellung von Magnetkernen bekannte Eisen-Nickel-Legierungen, die möglichst frei von Kohlenstoff und sonstigen Verunreinigungen sind und eine Anfangspermeabilität von nur 8ö bis 15o aufweisen, als geeignetes magnetisierbares Material in Frage kommen, obwohl diese Legierungen eine kleinere Permeabilität als Eisen haben und deswegen ein Erfolg bei den Versuchen, die auf die Erzielung hoher Permeabilität gerichtet waren, gerade bei diesen Legierungen sehr unwahrscheinlich war. Wie weiter gefunden wurde, kommt man aber auch mit diesen Legierungen nur zum Ziele, wenn man die Eisen--Nickel-Teilchen mit einem Stoffe isoliert, der sich beim Pressen gleichmäßig zwischen den Teilchen verteilt und diese wie eine Flüssigkeit, in der die Teilchen schweben, vor Deformation schützt. Hinzu kommt die Forderung, daß dieser Stoff die Teilchen fest miteinander verbinden muß. Als diesen Anforderungen entsprechend hat sich die Acetylcellulose erwiesen, die sich bei einer Temperatur von etwa i'oo° und einem Preßdrucke von etwa i 5oo bis 2 ooo kg pro Quadratzentimeter wie eine Flüssigkeit verhält und daher bei richtig gewählter Menge die obengenannte Forderung erfüllt. Der erwähnte Stoff hat zugleich die wertvolle Eigenschaft, bei gewöhnlicher Temperatur äußerst fest und deshalb zur Bindung der Teilchen vorzüglich geeignet zu sein. Es kommt hinzu, daß die Acetylcellulose in den zur Imprägnierung der fertigen Selbstinduktionsspulen gebräuchlichen Massen, wie z. B. Paraffin, nicht quillt und somit eine Änderung der Festigkeit der Kerne oder ihrer magnetischen Eigenschaften beim Imprägnieren der Spulen nicht eintritt.
Die Verwendung von Acetylcelhilose als isolierende Schicht für pulverisierte Eisenteilchen von Magnetkernen für Dynamomaschinen und Transformatoren ist in der Literatur bereits erwähnt. Dort handelt es sich jedoch darum, bei der Herstellung eines Magnetkernes aus pulverisiertem Eisen das Isolationsmaterial, das aus synthetischem Harz oder 'der als gleichwertig angesehenen Acetylcellulose bestehen soll, durch Anwendung einer bestimmten Temperatur mit oder ohne Anwendung von Druck in den unlöslichen Zustand überzuführen.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, das darin besteht, daß feine Teilchen aus einer Legierung von Eisen mit 5 bis 15 °/o Nickel mit einer isolierenden Schicht von Acetylcellulose überzogen und dann in einer auf etwa ioo° C geheizten Form unter Anwendung eines die Elastizitätsgrenze des Eisennickels nicht überschreitenden Druckes von vorzugsweise nicht mehr als 2 ooo kg/qcm zu Kernen gepreßt werden.
Im einzelnen wird das erfindungsgemäße Verfahren zweckmäßig in der Weise- ausgeübt, daß die Eisen-Nickel-Teilchen in einer Lösung von Acetylcellulose in Aceton behandelt und dann das Lösungsmittel abgedampft wird, worauf die so isolierten Teilchen unter einem Drucke, der kleiner als die Elastizitätsgrenze des Eisemnickels ist und vorzugs weise i 5oo bis z ooo kg pro Quadratzentimeter beträgt, etwa % ,Minute lang in einer auf ungefähr ioo° geheizten Form gepreßt werden. Zweckmäßig wird auch das Eisen-Nickel-Pulver vor der Pressung erwärmt. Die besten Resultate erhält man, wenn man die Menge der Acetylcellulose so wählt, daß sie in Gewichtsprozenten etwa 3 °/o der verwendeten Eisen-Nickel-Masse ausmacht.
Die erhaltenen Kerne zeigen hohe Permeabilität, geringe Hysterese- und Wirbelstromverluste und sehr weitgehende Konstanz in der Permeabilität sowohl bei Stromstößen in der Spüle wie auch bei Temperaturänderungen.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, dadurch gekennzeichnet, daß feine Teilchen aus einer Legierung von Eisen 'mit 5 bis 15 °/o Nickel mit einer isolierenden Schicht von Acetylcellulose überzogen und dann in einer auf etwa ioo° C geheizten Form unter Anwendung eines die Elastizitätsgrenze des Eisennickels nicht überschreitenden Druckes von vorzugsweise nicht mehr als 2 ooo kg/qcm zu Kernen gepreßt werden.