DE576509C

DE576509C - Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften nickel- oder siliziumhaltiger Eisenlegierungen

Info

Publication number: DE576509C
Application number: DES89430D
Authority: DE
Inventors: Franz Noll
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1929-01-16
Filing date: 1929-01-16
Publication date: 1933-05-11

Description

Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften nicket- oder siliziumhaltiger Eisenlegierungen Die in derElektrotechnikverwendetenferromagnetischen Stoffe werden zur Verbesserung bestimmter magnetischer Eigenschaften meistens einer thermischen Behandlung unterzogen. Hierdurch sollen beispielsweise bei den in der Fernmeldetechnik als Belastungsmaterial für Übertragungsleitungen verwendeten magnetisierbaren Legierungen neben hoher Anfangspermeabilität und hohem spezifischem Widerstand auch geringe Hysteresisverluste und i eine hohe Konstanz der Permeabilität für einen möglichst großen Bereich der Feldstärke erreicht werden. Die Materialien, die zur Erzielung der ihnen charakteristischen hohen Anfangspermeabilitäten einerWärmebehandlung unterzogenwerden, weisen jedoch bei erhöhter Anfangspermeabilität fast immer die unerwünschte Eigenschaft auf, :daß die Permeabilität,u in Abhängigkeit von der Feldstärke F,@ stark ansteigt und der sogenannte untere Knick der #t--5-Kurve bereits bei- verhältnismäßig niedrigen Feldstärken, früher als es ohne vorherige thermische Behandlung der Fall ist, auftritt. Im Zusammenhang mit dem Anstieg der Permeabilität steigen bekanntlich die Hysteresisverluste. Andererseits gibt es aber auch zahlreiche Anwendungsgebiete, namentlich in der Starkstromtechnik, wo es weniger auf Stabilität als auf hohe Permeabilität innerhalb eines bestimmten Feldstärkenbereichs ankommt, wo also ein schneller Anstieg der y-5-Kurve erwünscht ist.
Die Erfindung gibt nun ein Verfahren an, um die Eigenschaften nicket- oder siliziumhaltiger Eisenlegierungen in Draht-, Band-oder Plattenform, namentlich aber :den Anstieg der Permeabilität in gewünschtem Sinn zu beeinflussen.
Nach der Erfindung besteht das Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften nicket- oder siliziumhaltiger Eisenlegierungen in Form dünner Platten, aufgewundener Drähte oder Bänder; die ohne besonderes Preßverfahren in die endgültige Form gebracht und einer Wärmebehandlung unterzogen werden, darin, :daß :die Drähte, Bänder oder Platten vor -der Wärmebehandlung mit Wasserglas (Natrium- oder Kal:iumsilikat) bedeckt werden. Es -hat sich nämlich ergeben, daß durch eine Bedeckung mit Wasserglas vor der Wärmebehandlung diese sich. in anderer Weise auf die magnetischen Eigenschaften auswirkt, wie ohne eine solche Vorbehandlung mit Wasserglas.
Es ist zwar bei :der Massekernherstellung bekanntgeworden, magnetische Pulverteilchen mit Wasserglas und Füll- bzw. Trennmitteln zu versehen, den erhaltenen Brei zu trocknen, in Kernform zu pressen und dann einer Wärmebehandlung zu unterziehen, um die magnetisch schädlichen Wirkungen des Preßdruckes auszugleichen.
Bei dieser Gelegenheit wurde jedoch nicht die günstige Eigenschaft beachtet, die die WasserglasbedeckungderTeilchen der darauffolgenden Wärmebehandlung der Kerne verleiht. Eine Übertragung der bei Massekernen bekannten Wasserglasbehandlung auf ferromagnetische Stoffe in Form dünner Platten oder aufgewundener Drähte oder Bänder kam um so weniger in Frage, als Wasserglas als Bindemittel zu verwenden erst nach der Glühbehandlung in den genannten Fällen einen Sinn hätte, wie es beispielsweise bei anderen Bindemitteln von der Band-Kern-Herstellung bekannt ist.
Die Art der Wirksamkeit des Verfahrens gemäß der Erfindung hängt von der .Art des verwendeten magnetischen Materials ab. Überzieht man nämlich in -der beschriebenen Weise Eisen-Nickel-Legierungen oder Eisen-Silizium-Legierungen mit über 3 % Silizium und etwa o, i bis o,2111, Kohlenstoffgehalt mit Wasserglas (Natrium- oder Kaliumsilikat) und setzt sie dann dem üblichen Glühprozeß aus, so ergibt sich ein wesentlich langsamerer Anstieg der Permeäbilität im Bereich der Anfangsfeldstärken als ohne Vorbehandlung mit Wasserglas. Verwendet man dagegen eine Eisen - Silizium - Legierung mit z. B. 2 % Siliziumgehalt und etwa o,6 % Kohlenstoff, so zeigt sich ein bedeutend schnellerer Anstieg der Permeabilität im Vergleich mit nicht mit Wasserglas vorbehandeltem Material.
Für die Durchführung des neuen Verfahrens eignet sich handelsübliches Wasserglas mit oder ohne Wasserzusatz. Die Präparation von z. B. mit magnetischem Material umsponnenenLeitern (Krarupleiter) wird zweckmäßig während des Umspinnungsprozesses in der Weise durchgeführt, daß die aufzuspinnenden Bänder oder Drähte unmittelbar vor dem Umspinnen einen mit der erwähnten Lösung gefüllten Behälter passieren; vorteilhaft kann auch noch der zu umspinnende Leiter in gleicher Weise mit Wasserglas bedeckt werden. Man kann jedoch auch den Leiter nach der Umspinnung behandeln, indem man z. B. die fertig umsponnenen Adern bündelweise in die Flüssigkeit hineintaucht. Das erste Verfahren hat infolge der gleichmäßigen Verteilung des Wasserglases den Vorteil, daß nach dem Glühen die Adern keine blasige Oberfläche bekommen. In ähnlicher Weise kann die Behandlung von ungepreßten Ringkernen aus Draht oder Band durchgeführt werden. Wie schon angedeutet wurde, werden mit diesem Verfahren je nach der Zusammensetzung der Legierung verschiedene Ergebnisse erzielt. Abb. ia zeigt beispielsweise den Einfleiß einer Natriumsilikatbehandlung von Krarupadern mit zwei Lagen Ban.dbespinnung aus 3, 5 %igem Mziumeisen mit etwa o, i 6% Kohlenstoffgehalt. Die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung präparierte Ader 2 zeigt gegenüber der unpräparierten Ader i einen viel geringeren Anstieg .des Verlustwiderstandes D/km in Abhängigkeit von der Stromstärke! und entsprechend geringere Verlustwiderstände und Verlustmasse (Ohm/.5 bei einer bestimmten Stromstärke). Abb. ib zeigt für dieselben Adern die Abhängigkeit der Induktivität (in 5/km) von der Stromstärke. Man sieht, daß diese, also auch die Permeabilität, wesentlich weniger stromabhängig werden.
Aus den Schaulinien in Abb. 2, die beispielsweise die Permeabilität einer Fe-Ni-Legierung mit 781/2°4 Ni in Abhängigkeit von der Feldstärke darstellen, geht der vorteilhafte Einfluß der Behandlung auf die Permeabilität hervor. Hier wurde das Material ebenfalls bandförmig verwendet, und zwar in Ringform thermisch behandelt und untersucht. Die Probe d, in der beschriebenen Weise mit Kaliumsilikat bedeckt, besitzt ersichtlich eine bedeutend günstigere magnetische Stabilität als .die unpräparierte Probe b.
In Abb. 3 wird gezeigt, wie das Verfahren auf eine 2%ige Silizium-Eisen-Legierung mit etwa o,611/, Kohlenstoff einwirkt. Das Material wurde als Draht von o,2 mm -E#r verwendet und ebenfalls in Ringform thermisch behandelt und untersucht. Hier ist gegenüber dem Beispiel gemäß Abb.2 die entgegengesetzte Wirkung festzustellen, und zwar ist der Anstieg der Permeabilität bei der präparierten Probe ca bedeutend höher als bei der unpräparierten Probe b.

Claims

PATENTANSPRTIcIIE ; i. Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften nicket- oder siliziumhaltiger Eisenlegierungen in Form dünner Platten, aufgewundener Drähte oder Bänder, die ohne Preßverfahren in die endgültige Form gebracht und dann einer Wärmebehandlung unterzogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Drähte, Bänder oder Platten vor der Wärmebehandlung mit Wasserglas (Natrium- oder Kaliumsilikat) bedeckt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur induktiven Belastung von Fernmeldeleitungen .die band-oder drahtförmige Legierung, die vor der Verarbeitung, z. B. Aufbringung auf den Leiter, durch einen Behälter .mit Wasserglas gezogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch t oder 2 in der Anwendung auf Krarupkabel o. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß auch der zu umspinnende Leiter vor Aufbringung der induktiven Belastung durch einen Behälter mit Wasserglas gezogen wird.