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Verfahren zur Herstellung eines Pulvers aus geschmolzenem und in Stücke
von geringen Abmessungen vorzerkleinertem Eisen, Stahl oder einer Eisenlegierung
für Massekerne Den Gegenstand der Erfindung bildet eine weitereVervollkommnung des
Verfahrens zur Herstellung eines Pulvers aus geschmolzenem und in Stücke von geringen
Abmessungen vor-%crkleinertem Eisen, Stahl oder einer Eisenlegierung für Massekerne
gemäß dem Hauptpatent 58i Bei dem neuen Verfahren gemäß der Erfindung wird das so
vorzerkleinerte Metall vor dein Glühen in der sauerstofffreien Gasatmosphäre zunächst
im Vakuum bei Rotglut geglüht.
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Die Erfahrung hat gezeigt, daß die inagnetisierbaren Pulver, welche
zum Aufbau von. Kernen der genannten Art Verwendung finden, ein absonderliches Verhalten
zeigen, das vielfach im .direkten Widerspruch mit den Erfahrungen steht, die man
beim Aufbau von Magnetkernen mit Hilfe von Blechen, Drä litenoder überhaupt kompakten
Körpern gemacht hat. So hat man z. B. gefunden, claß ilas Ausglühen im Vakuum, jedoch
ohne eine ilie kristallinische Struktur verändernde mechanische Nachbearbeitung
sich bei diesen Materialien als vorteilhaft erweist. Andererseits hat man aber auch
festgestellt, daß die Anwesenheit von Gasen im Eisen, wie z. B. Wasserstoff, Stickstoff
u. dgl., nachteilige Wirkungen auslöst. Ganz anders verhalten sieh die niagnetisierbaren
Pulver. Es ist bekanntgeworden, bei Pulvern eine Glühung in Wasserstoff vorzunehmen,
um vorhandene Oxyde zu entfernen oder über= haupt erst Eiseno:.yd in Eisen überzuführen.
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Bei dein Verfahren gemäß der Erfindung handelt es sich um etwas ganz
anderes, nämlich darum, metallisches Eisen, welches bereits. beträchtliche Reinheit
besitzt, zunächst von etwa noch vorhandenen geringen Gasmengen zu befreien und alsdann
für das zuzuführende Gas besonders empfänglich zu machen.
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Das aus dem Ofen kommende Metall "viril bei dem Verfahren nach dein
Hauptpatent in die Form von kleinen Stücken übergeführt, deren Abmessungen einige
Millimeter betragen. Sehr günstige Resultate liefert ein gewalztes bzw. gezogenes
Material, z. B. Draht, weil dieses eine verhältnismäßig hohe Dichte und deshalb
besondere Eignung für den Aufbau von Massekernen. besitzt.
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Die Metallstückchen werden nun im Vakuumofen auf Rotglut erhitzt.
Hierbei entweichen Verunreinigungen verschiedener Art; es gelingt; Oxyde zu entfernen
und auch den Kohlenstoff- gehalt im Eisen zu mindern. Insbesondere aber werden aufgenommene
Gase ausgetrieben. Diese Umwandlungen vollziehen sich in gleichmäßiger Weise durch
die ganze Metallmenge, weil die einzelnen Teilchen nur
geringe Abmessungen
besitzen. Deshalb wirkt die Vakutunglühung auch schon bei verhältnismäßig kurzer
Glühdauer gründlich.
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Die Gleichmäßigkeit in der Beschaffenheit des Metalles wird durch
diesen Prozeß noch weiter erhöht, auch zwischen verschiedenen Ofenchargen, und man
ist in der Lage, auch die Oualität minderwertiger Metalle oder Metallegierungen
aufzubessern.
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Es ist bekannt, daß Eisensorten mit sehr geringem Kohlenstoffgehalt,
etwa 0.02 °;o, nur sehr schwer oder gar nicht im Walz- und Streclprozeß zu verarbeiten
sind. Bei Anwendung des neuen Verfahrens kann man gleichwohl durch die nachträgliche
Entfernung des Kohlenstoffes zu außerordentlich kohlenstoffarmen Eisensorten gelangen.
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.,Nachdem der Glühprozeß im Vakuum beendet ist, wird das Verfahren
in der im Hauptpatent beschriebenen Weise fortgeführt; den Metall wird Gas bestimmter
Beschaffenheit zugeführt, am besten indem der Vakuumofen mit dem betreffenden Gas
gefüllt wird. Das Gas wird nunmehr begierig von dein Metall aufgenommen und das
letztere in zweckentsprechender Weise gleichmäßig damit durchsetzt. Dadurch werden
die magnetischen Eigenschaften des Metalles planmäßig beeinflußt. Für diesen Zweck
finden vornehmlich Verwendung Wasserstoff, Ammonialc und Stickstoff oder auch Gemenge
von diesen.
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An den Glühprozeß schließt sich nach dem Abkühlen des Metalles die
ebenfalls bereits in der Haupterfindung beschriebene mechanische Zerkleinerung zu
Pulver an. Versuche haben beispielsweise ergeben, daß aus Schmiedeeisen hergestellte
Eisenkerne, welche unter Zuhilfenahme des neuen Verfahrens hergestellt sind, gegenüber
solchen, die ohne das Verfahren erzeugt wurden, bei gleicher Permeabilität, jedoch
bei etwas verringerten Wirbelstromverlusten eine auf den dritten bis vierten Teil
herabgedrückte Hvsterese zeigen. . Je nach Art des als Ausgangsmaterial benutzten
Metalles und der Gasart kann man die Eigenschaft des fertigen Kernes zugunsten der
Permeabilität oder zur Erzielung recht geringer Verluste beeinflussen. Besonders
geringe Hysterese wird bei Verarbeitung von Eisendrahtstückchen durch Behandlung
mit Stickstoff erreicht.
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Sehr .geeignet für das neue Verfahren sind Drahtstückchen von etwa
a mm Durchmesser und io inm Länge. Sie erfordern nur eine kurze Vakuuinglühung,
sintern trotz heller Rotglut nicht zu einheitlichen Gebilden zusammen, wie dies
z. B. bei Pulver geschehen würde.
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Ein Ausführungsbeispiel möge das neue Verfahren noch näher erläutern.
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Aus dem Siemens-Martin-Ofen gewonnenes Schmiedeeisen finit einenif
Kohlenstoffgehalt von o,o5 bis o,oS % wird in bekannter Weise zu Draht von
a inm Stärke verarbeitet. Der Draht wird in Stücke von etwa io min Länge geschnitten
und in diesen Zustand in einem Vakuumofen bei 850° 2 Stunden lang geglüht. Alsdann
wird in den Ofen Stickstoff eingeleitet und die Temperatur noch i Stunde lang auf
der gleichen Höhe gehalten. Der Ofen wird dann abgekühlt, und die Eisendrahtstückchen
werden in einer Mühle zu Pulver vermahlen, und dieses wird dann einem Rundungsprozeß
unterworfen. Das Pulver ist dann für den Gebrauch fertig.