-
Verfahren zur Herstellung von llassekernen aus Pulver einer magnetisierbaren
Legierung insbesondere aus Permalloypulver Die Erfindung betrifft die Herstellung
von Massekernen aus magnetischen Legierungen, bei dem das in Kernform zu verarbeitende
magnetisierbare Pulver aus einer mechanischen Mischung zweier pulverförmigen Legierungen
besteht, die in ihren magnetischen Eigenschaften und nur wenig in dem Betrag der
Komponente ihrer chemischen Zusammensetzung voneinander abweichen. Die Mengen und
die Zusammensetzung der beiden gemischten Legierungspulver wird dabei so gewählt,
daß die erwünschten mittleren magnetischen Eigenschaften der aus jeder der beiden
Legierungspulver hergestellten Massekerne erzielt werden. Durch die Erfindung wird
die Aufgabe gelöst, bei der Fabrikation von; Massekernen den Ausfall herabzusetzen.
-
Bei der Fabrikation von Massekernen ist es erwünscht, daß, die Kerne
alle gleiche Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich ihrer Permeabilität, Stabilität
und Wirbelstrom-und Hystereseverluste, besitzen. Es ist auch erwünscht, die beiden
letztgenännten Verluste so klein wie möglich zu halten. Um die angestrebten Eigenschaften
bei Massekernen aus Eisennickellegierungen zu erzielen, müssen die Prozentsätze
an Nickel, Eisein und Verunreinigungen sorgfältig kontrolliert werden, die in gewissen
Fällen nicht mehr :als i oder a von den vorgeschriebenen Legierungsbestandteilen
abweichen dürfen. Wenn ferner die Schwankungen im Isolations- und Glühverfahren
nicht innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen gehalten werden, kann es vorkommen,
daß, das Pulver .eine Stabilität besitzt, die um größere Beträge schwankt, als betriebsmäßig
zulässig ist, so daß dieser Teil aus der weiteren Fabrikation ausgeschieden oder
für Spulen mit geringeren Anforderungen verwendet werden muß.
-
Das Herstellungsverfahren nach der Erfindung .erhöht die Zahl von
Mas.sekernen mit zufriedenstellenden Eigenschaften für einen gewissen Betrag von
Ausgangsrohmaterial und beruht .auf der Erkenntnis, daß, bei Mischung von Pulvern
verschiedener Zusammen. setzung, die von einem Ingot mit -einem zu geringen Gehalt
einer Komponente und einem Ingot mit einem zu großen Gehalt derselben Komponente
stammen, die resultierenden Eigenschaften der Mischung zwischen den Eigenschaften
der gemischten Pulver liegen. Es wurde ebenso festgestellt, daß, wenn eine gewisse
Menge von P.ermalloypulver mit @ei,ner negativen Stabilität mechanisch mit einer
gewissen Menge von Permalloypulver mit einer
positiven Stabilität
gemischt wird, die Stabilität der Mischung zwischen den Stabilitäten der gemischten
Komponenten Jiegt. Die für die Stabilität erhaltenen Resultate wurden. auch für
die Permeabilität und die Kernverluste bestätigt gefunden. Diese Entdeckungen sind
die Grundlage vorliegender Erfindung.
-
Es werden nämlich bei dem Verfahren zur Herstellung von Massek ernen
aus Pulver einer magnetisierbaren Legierung, insbesondere aus Permalloypulver, erfindungsgemäß,
zwei Pulversorten, die hinsichtlich ihrer prozentualen Zusammensetzung um einen
geringen, aber entgegengesetzten Betrag von dem Normalwert der Legierung abweichen,
in derart bemessenen Mengen vor dem Glühen miteinander mechanisch vermischt, daß,
das Gremisch dem Normalwert . der Legierung entspricht. Nach einer Abändertuig des
Verfahrens werden vorteilhaft nach dem Glühen zwei Pulversorten, die hinsichtlich
ihrer magnetischen Eigenschaften, z. B. Stabilität oder Permeabilität, nach entgegengesetzten
Richtungen von dem Normalwert der Legierung abweichen, in derart bemessenen Mengen
mechanisch vermischt, daß das Gemisch dem Normalwert der Legierung entspricht.
-
Es ist zwar an sich bereits bekannt geworden, einen Massekern aus
mehreren gepreßten Ringen zusammenzusetzen, wobei dien einzelnen Ringe verschiedene
magnetische Eigenschaften aufweisen, um dadurch zu günstigen Gesamteigenschaften
des Kernes zu gelangen. Es ist andererseits auch bekannt geworden, magnetisch weiche
und magnetisch, harte Teilchen zusammenzupressen, um einen größeren Halt für die
Teilchen zu erreichen und eine größere Dichte des Kernes zu erzielen. Die beiden
genannten Verfahren können nicht dazu dienen, den Ausschuß in der Produktion von
Massekernen zu verringern, mindestens nicht in dem Maße, wie es durch den Gegenstand
der Erfindung erreicht wird. In dem Fall des aus mehreren Ringen abweichender Eigenschaften
zusammengesetzten Massekernes war noch nicht ohne weiteres die Möglichkeit gegeben,
die betriebsmäßüg vorkommenden Abweichungen in den Eigenschaften des magnetischen
Materials auszugleichen, viehmehr sollten gerade künstlich Massekernringe großer
Abweichungen verwendet werden, um eine günstige Gesamtwirkung zu erzielen. Auch
im Falle des aus harten und weichen Teilchen gemischten magnetisierbaren Pulvers
war daran gedacht, Teilchen extremer Eigenschaften zu vereinigen und nicht :etwa
Teilchen ähnlicher Eigenschaften, die gegen einen normalen Wert geringfügige Abweichungen
besitzen. Eine Verwertung von magnetisierbaren Pulverteilchen oder fertigen Massekernen,
die von der Normale abweichende Eigenschaften besitzen, konnte bisher ohne größeren
Ausfall nicht erreicht werden.
-
Bei dem bisherigen Herstellungsverfahren von Permalloymassekernen,
bei denen die Legierung aus hTickeleisen und Verunreinigungen in einem gewissen
Prozentsatz besteht, wurde die Zusammensetzung mit praktisch durchführbarer Genauigkeit
bei der Beschickung des Ofens kontrolliert. Es ist jedoch vom wirtschaftlichen Standpunkt
aus unmöglich, die Zusammensetzung der resultierenden Ingots in .allen Schmelzen
identisch.zu machen oder auch nur innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen einer bestimmten
Legierung zu halten. Die Ingots aller Schmelzen wurden analysiert und die Zusammensetzungen
notiert. Die Ingots mit zufriedenstellender Zusammensetzung wurden dann, in Pulverform
gemahlen, das Pulver geglüht, isoliert und in Kernform gepreßt. Das Glühen des Pulvers
wurde in bestimmten Teilmengen (Lots), von denen jede einzelne Teilmenge auf Permeabilität
und Stabilität mit Hilfeeines probeweise hergestellten Kernes geprüft wurde, hergestellt.
Erst wenn der Probekern die geforderten Eigenschaften besaß, wurde die Teilmenge
des Pulvers, aus dem die Probe entnommen wurde, in die Fabrikation gebracht und
führte zu zufriedenstellenden Kernen. Bei diesem Verfahren brachte die Kontrolle
der Legierung eine Ausscheidung eines großen. Prozentsatzes des Kernmaterials mit
sich. Dies bedeutete eine Verteuerung, da das Material zerkleinert oder in anderer
Weise neu aufgearbeitet werden mußte.
-
Das Verfahren nach der Erfindung verringert den Ausfall, d. h. den
Betrag an Pulver, der früher als unbefriedigend zurückgewiesen wurde. Nach dem vorgeschlagenen,
Verfahren können die Grenzen, innerhalb derer die Zusammensetzung der Ingots zulässig
ist, und auch die Grenzen, innerhalb derer die Eigenschaften des geglühten Pulvers
liegen müssen, erweitert werden, und man gelangt dennoch zu Resultaten mit einem
gleichmäßigeren Produkt als nach dem früheren Herstellungsverfahren.
-
Es wird beispielsweise zur Herstellung von Mas.sekernen aus Permalloy
das Pulver eines Ingots, das einen zu geringen Nickelgehalt besitzt, mit Pulver
eines Ingots mit .zu hohem Nickelgehalt gemischt, so daß in der Glühstufe der Fabrikation
die mechanische Pulvermischung eine Gesamtzusammensetzung vom gewünschten Betrage
besitzt. Dies erlaubt, Ingots zu verwenden, deren Zusammensetzung ungenügend ist,
und solche, die nach der entgegengesetzten Richtung Abweichungen zeigen, und erlaubt,
aus diesen Teilen durch Mischung der Pulver zufriedenstellende
Kerne
herzustellen. Die Ingots werden also zunächst analysiert, und diejenigen, welche
die gewünschte Zusammensetzung besitzen, werden direkt in Kernform verarbeitet.
Diejenigen Ingots jedoch, welche nicht die gewünschten Kerneigenschaften ergeben,
werden zurückgehalten, bis ein Ingot gefunden wird, dessen chemische Zusammensetzung
entgegengesetzt gerichtete Abweichungen zeigt. Die beiden abweichenden Ingots werden
gemahlen, das Pulver mechanisch gemischt und der Fabrikation übergeben.
-
Der nächste Schritt in der Fabrikation ist der Glühprozeßy der so
vorgenommen wird, daß ein gewisser Betrag oder Teilmenge in Glühbehälter gebracht
und für leine gewisse Zeit einer bestimmten Temperatur ausgesetzt wird. Ebenso wie
sich Schwierigkeiten ergeben, die Zusammensetzungen der Ingots ,auf dem gewünschten
Betrag zu halten, ist es aus wirtschaftlichen Gründen schwierig, die den Glühvorgang
beeinflussenden Größen genau festzulegen und eine gleichmäßige Glühbehandlung für
alle Teilmengen des Pulvers zu erzielen. Es werden daher einzelne Teilmengen des
Pulvers verschiedene Glühbehandlung erfahren und daher auch verschiedene Eigenschaften
erhalten. Im Verlauf der Herstellung wurde bisher jede Teilmenge des geglühten Pulvers
in einen eigen-en Behälter für die Analyse gebracht. Die Analyse bestand dabei aus
der Herstellung von Probekernen aus jeder Teilmenge zur Prüfung dieser Kerne auf
ihre Permeabilität, Stabilität und Verluste. Die Teilmenge, die sich durch diese
Proben als zufriedenstellend erwies, wurde dann den übrigen Stufen in der Massekernfabrikation
zugeführt, wie der Isolation und dem Pressen in Ring- oder Plättchenform, aus denen
die Kerne aufgebaut werden.
-
Es können ferner auch die Teilmengen geglühten Pulvers, die nach dem
alten Verfahren ausgeschieden worden waren, nunmehr zur Herstellung zufriedenstellender
Kerne verwendet werden. Die Teilmengen, die nach dem Glühen eine Permeabilität bzw.
Stabilität zeigen, die zufriedenstellend ist, werden wiederum direkt der Fabrikation
übergeben. Solche Teilmengen jedoch, die nach dem Glühen die Grenzen der erforderlichen
Permeabilität oder Stabilität über- oder unterschreiten, werden mit Teilmengen gemischt,
deren Permeabilität oder Stabilität in entgegengesetzter Richtung abweichen. Z.
B. wenn die Stabilität eines Probekernes einer Teilmenge eine positive Stabilität
von 5 ergibt und ein. anderer Probekern aus einer anderen Teilmenge eine negative
Stabilität von 5 besitzt, so wird durch Mischung der beiden Teilmengen des Pulvers
in gleichen Teilen ein Massekern erzielt, der theoretisch eine vollständige Stabilität
aufweist. Wenn eine Abweichung von -f- z statthaft ist, dann können Pulver, deren
Probekerne eine Stabilität von -f- 6 aufweisen, mit Pulvern vermengt werden, deren
Kerne eine Stabilität von - q. zeigen, und somit im Gemenge zufriedenstellende Kerne
ergeben. Die Verluste der Kerne werden nicht schädlich beeiüfiußt, wenn die Permeabilität
oder Stabilität auf diese Weise geregelt wird. Bei Anwendung des beschriebenen Herstellungsverfahrens
werden Kerne mit gleichmäßigeren Eigenschaften- erzielt bei einer gleichzeitig @größeren
Variationsbreite sowohl. in der chemischen Zusammensetzung der ursprünglichen Legierungen
als auch in den Eigenschaften des geglühten Pulvers.