DE598191C

DE598191C - Process for the production of sheet metal from magnetizable material for low-voltage purposes

Info

Publication number: DE598191C
Application number: DEN27775D
Authority: DE
Inventors: Wiebold Frans Brandsma; Popko Reinder Dijksterhuis; Gottfried Bruno Jonas
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1927-07-19
Filing date: 1927-09-01
Publication date: 1934-06-08
Also published as: FR657464A; BE352488A; NL26249C

Description

Verfahren zur Herstellung von Blechen aus magnetisierbarem Stoff für Schwachstromzwecke Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Blechen aus magnetisierbarem'Stoff für Schwachstromzwecke. Bekanntlich kann man durch eine Hitzebehandlung die Eigenschaften eines magnetisierbaren Stoffes stark beeinflussen. Entkohlt man z. B. die Bleche durch Erhitzen an der Luft oder in Sauerstoff, dann ergibt sich bei der Nachmessung der magnetischen Eigenschaften, daß die Permeabilität stark zugenommen hat. Die Hysteresisschleife der in dieser Weise behandelten Bleche steigt bei kleinen Werten der magnetischen Feldstärke steil an, um dann ziemlich scharf in den Sättigungsbereich überzugehen. Solche Bleche können z. B. als Kern. 'für einen Niederfrequenztransformator verwendet werden, der in eine Verstärkerstufe eines Radioempfangsgerätes eingeschaltet wird. Für den Fall, daß durch den Transformator Gleichstrom fließt, entspricht diesem Gleichstrom eine bestimmte Feldstärke .ß. Daneben treten die zu übertragenden Wechselströme von kleiner Amplitude auf, denen eine cyclisch veränderliche Feldstärke 0 -5 entspricht. Mißt man nun die durch den Wechselstrom verursachten Änderungen der induzierten magnetischen Feldstärke 0 0 und bestimmt man den Quotienten aus dem Höchstwert 11 23 und dem zugehörigen Höchstwert 0 -5, also dann ergibt sich folgendes. Der Quotient zeichnet wird, ist von der jeweiligen Feld- der mit reversibler Permeabilität bestärke, bei der das cyclisch veränderliche auftritt, stark abhängig. Außer dieser Abhängigkeit ergibt sich aber noch, daß die reversible Permeabilität auch von der Größe des 0 ß selbst, also von der Amplitude des Wechselstromes, stark abhängig ist.Process for the production of metal sheets from magnetizable material for low current purposes The invention relates to a method for the production of metal sheets from magnetizable material for low current purposes. It is known that the properties of a magnetizable substance can be strongly influenced by heat treatment. If you decarburize z. B. the metal sheets by heating in the air or in oxygen, then it is evident from the remeasurement of the magnetic properties that the permeability has increased significantly. The hysteresis loop of the sheets treated in this way rises steeply at low values of the magnetic field strength, and then changes rather sharply into the saturation range. Such sheets can, for. B. as the core. 'can be used for a low-frequency transformer which is switched into an amplifier stage of a radio receiver. In the event that direct current flows through the transformer, this direct current corresponds to a certain field strength. In addition, the alternating currents to be transmitted have a small amplitude, to which a cyclically variable field strength of 0-5 corresponds. If one now measures the changes in the induced magnetic field strength 0 0 caused by the alternating current and one determines the quotient from the maximum value 11 23 and the associated maximum value 0 -5, that is then the following results. The quotient is drawn is dependent on the respective field that strengthens with reversible permeability, at which the cyclically variable occurs, is strongly dependent. In addition to this dependency, it also results that the reversible permeability is also strongly dependent on the size of the 0 ß itself, that is, on the amplitude of the alternating current.

Für Schwachstromzwecke ist es nun erwünscht, daß diese Erscheinungen nicht auftreten, sondern daß vielmehr die reversible Permeabilität, gemessen an solchen Punkten der Hysteresisschleife, welche auseinanderliegenden Werten der magnetischen Feldstärke entsprechen, große und möglichst konstante Werte ergibt. Mit den gemäß der Erfindung hergestellten Blechen wird diese Be. dingung erfüllt.For low current purposes it is now desirable that these phenomena does not occur, but that rather the reversible permeability, measured at those points of the hysteresis loop, which values of the magnetic Field strength, results in large and as constant values as possible. With the according of the invention produced sheets this Be. condition met.

Man hat bereits vorgeschlagen, Eisenbleche zum Zwecke der Isolierung an der Oberfläche zu oxydieren. Andererseits hat man auch bereits vorgeschlagen, für Starkstromzwecke die Eisenbleche, die einer wechselnden Magnetisierung unterworfen werden sollen, auszuglühen, um einen möglichst hohen Wert der absoluten Permeabilität zu erhalten, und dabei soll die Ausglühung nur so weit getrieben werden, daß die Bleche nur oberflächlich oxydiert werden, da eine zu weitgehende Oxydation wieder eine Verminderung der absoluten Permeabilität zur Folge haben würde. Derartige für Starkstromzwecke bestimmte Bleche mit hoher Permeabilität .eignen sich jedoch schlecht für die Herstellung von Schwachstromtransformatoren. Es ist weiterhin auch ein Verfahren bekannt, nach dem der magnetisierbare Stoff einer oxydierenden Behandlung unterworfen wird, bei der nur der Kohlenstoff oxydiert, und der Zweck dieses Verfahrens ist, ein Material herzustellen, das eine hohe Anfangspermeabilität besitzt; dabei soll. wieder eine zu weitgehende Oxydation vermieden werden.It has already been proposed to use iron sheets for insulation purposes to oxidize on the surface. On the other hand, one also has already proposed for heavy current purposes the iron sheets, which have an alternating magnetization should be subjected to annealing to the highest possible value of the absolute To maintain permeability, and the annealing should only be driven so far, that the sheets are only superficially oxidized, since an oxidation that is too extensive would again result in a reduction in the absolute permeability. Such Sheets with high permeability intended for heavy current purposes are, however, suitable bad for the manufacture of low voltage transformers. It continues to be too a method is known, according to which the magnetizable substance an oxidizing treatment in which only the carbon is oxidized, and the purpose of this process is to make a material that has a high initial permeability; included target. Again too extensive an oxidation can be avoided.

Gemäß der Erfindung wird nun der magnetisierbare Stoff, der insbesondere in Form von Blechen für Schwachstromzwecke, z. B. für Verstärkertransformatoren, verwendet werden soll, durch Erhitzung einer derartig weitgehenden Oxydation unterzogen, daß die reversible Permeabilität 0 2.3/C1 .5, gemessen an solchen Punkten der Hysteresisschleife, welche auseinanderliegenden Werten der magnetischen Feldstärke entsprechen, große und untereinander wenig verschiedene Werte besitzt.According to the invention, the magnetizable substance, in particular in the form of sheets for low-voltage purposes, e.g. B. for amplifier transformers, is to be used, subjected to such extensive oxidation by heating, that the reversible permeability 0 2.3 / C1 .5, measured at such points on the hysteresis loop, which correspond to spaced values of the magnetic field strength, large and has little different values from one another.

Das Verfahren nach der Erfindung hat den wesentlichen Vorteil, daß die Behandlung schnell vor sich geht und ein für Schwachstromzwecke vorzügliches Material erhalten wird, dessen Hysteresisschleife über einen großen Bereich von 5 nahezu linear verläuft, was zur Folge hat, daß die absolute Permeabilität über diesen Bereich verhältnismäßig klein, dagegen aber die reversible Permeabilität über denselben Bereich groß undkonstant ist. Die Linearität der Hysteresisschleife hat auch zur Folge, daß die reversible Permeabilität von der Größe des 0, also von der Wechselstromamplitude, wenig abhängig ist. Im Gegensatz zu den bekannten Stoffen hat das gemäß der Erfindung hergestellte Material außerdem eine kleine Remanenz bei üblicher Koerzitivkraft.The method according to the invention has the significant advantage that the handling is quick and excellent for low voltage purposes Material is obtained whose hysteresis loop over a large range of 5 is almost linear, with the result that the absolute permeability is over this area is relatively small, but on the other hand the reversible permeability is large and constant over the same area. The linearity of the hysteresis loop also has the consequence that the reversible permeability of the size of the 0, so of the alternating current amplitude, is little dependent. In contrast to the known substances the material produced according to the invention also has a small remanence with normal coercive force.

Die Erklärung dieser vorteilhaften Eigenschaften ist aller Wahrscheinlichkeit darin zu suchen, daß infolge der Oxydation des Materials mikroskopisch kleine Unterbrechungen entstehen, die als Luftspalte wirken und infolgedessen den typischen Verlauf der Hysteresisschleife zur Folge haben.The explanation of these beneficial properties is in all probability to look for microscopic interruptions due to the oxidation of the material arise, which act as air gaps and as a result the typical course of the Result in a hysteresis loop.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellte Bleche eignen sich vorzüglich für Verstärkertransformatorkerne, und überaus gute Ergebnisse werden erzielt, wemi der magnetisierbare Stoff aus .einer Eisenlegierung besteht, die wenigstens 35% Nilekel enthält.Sheets produced by the method according to the invention are suitable excellent for amplifier transformer cores, and will produce extremely good results achieved if the magnetizable material consists of an iron alloy that has at least Contains 35% Nilekel.

Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the drawing.

Fig. i stellt die Hysteresisschleifen von nur entkohlten Blechen und von Blechen dar, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt worden sind.Fig. I shows the hysteresis loops of only decarburized sheets and of sheets which have been treated by the method according to the invention.

Fig. a zeigt die reversiblen Permeabilitäten für alle Werte der Feldstärke der beiden vollständigen Hysteresisschleifen nach Fig. i.Fig. A shows the reversible permeabilities for all values of the field strength the two complete hysteresis loops according to Fig. i.

Fig.3 zeigt in vergrößertem Maßstab die Änderung von 0 23 an ein und derselben Stelle der Schleifen, aber für verschieden große A.5-Weite.3 shows on an enlarged scale the change from 0 23 to a and same position of the loops, but for different sized A.5 widths.

In Fig. i bezieht sich die Hysteresisschleife I auf Bleche, die nur entkohlt sind, während die Kurve II für Bleche gilt, die nach der Entkohlung noch weitgehend oxydiert worden sind. Um die Unterschiede in den Eigenschaften der beiden Blecharten deutlich hervortreten zu lassen, sollen die beiden Kurven an zwei auseinanderliegenden Werten der Feldstärke 55 verglichen werden. Werden die Bleche für Verstärkertransformatoren zur übertragung der Wechselströme verwendet, dann treten infolge der Wechselströme cyclische Änderungen A -5 um die betreffenden Werte von .5 auf, die bestimmte Änderungen bedingen. In den Fig. i und 3 sind nur die oberen Teile der hierbei durchlaufenen kleinen Schleifen eingezeichnet. Einem Höchst-) entspricht ein Höchstwert A N, und wert L1 S der -Quotient aus beiden Werten also die reversible Permeabilität, ist gleich dem Tangens des Winkels, den die Längsachse der kleinen durch den Wechselstrom bedingten Schleife mit der -Achse bildet. Für die beiden auseinanderliegenden Werte von 35 sind diese Winkel bei der Kurve I stark verschieden, während sie sich bei der Kurve II nur wenig unterscheiden.In FIG. I, the hysteresis loop I relates to sheets that have only been decarburized, while curve II applies to sheets that have been largely oxidized after decarburization. In order to clearly show the differences in the properties of the two types of sheet metal, the two curves should be compared at two values of the field strength 55 that are apart. If the sheets are used for amplifier transformers to transmit the alternating currents, then as a result of the alternating currents, cyclic changes A -5 around the relevant values of .5 occur, which cause certain changes. In FIGS. I and 3, only the upper parts of the small loops traversed here are shown. A maximum) corresponding to a maximum value, and value L1 S of the quotient of the two values i.e. the reversible permeability, is equal to the tangent of the angle that the longitudinal axis of the small loop caused by the alternating current forms with the axis. For the two values of 35 that are apart, these angles are very different in curve I, while they differ only slightly in curve II.

In Fig. a ist die' reversible Permeabilität für die beiden vollständigen Hyster.esisschleifen I und II wiedergegeben. Aus dieser graphischen Darstellung geht deutlich hervor, daß die reversible Permeabilität für die Kurve I klein ist und stark veränderliche Werte besitzt, während sie für die Kurve II große und ziemlich gleichbleibende Werte aufweist.In Fig. A is the 'reversible permeability for the two complete Hyster.esis loops I and II reproduced. From this graph it is clear that the reversible permeability for curve I is small and has values that vary widely, while for curve II they are large and fairly shows constant values.

Fig.3 zeigt den Einfluß der Amplitude des Wechselstromes auf die Änderungen der induzierten Feldstärke. Aus dem oberen Teil dieser Figur, der sich auf die Kurve I bezieht, geht hervor, daß die reversible Permea.bilität, gemessen an ein und -derselben- Stelle der Schleife, aber für verschieden große Amplituden des Wechselstromes (0imax und 0.@52max) stark veränderliche Werte besitzt, da die Winkel a1 und a2 beträchtlich voneinander abweichen. Dagegen weichen die Winkel a1 und a2 bei der Kurve II (unterer Teil der Fig. 3) nur wenig voneinander ab, so daß sich auch die reversible Permeabilität für verschieden große A.5-Werte wenig ändert.3 shows the influence of the amplitude of the alternating current on the changes the induced field strength. From the upper part of this figure, referring to the curve I relates, it emerges that the reversible permeability, measured by one and -the same- Place the loop, but for different sizes Amplitudes of the alternating current (0imax and 0. @ 52max) has highly variable values, since the angles a1 and a2 differ considerably from each other. On the other hand, the angles a1 and a2 differ in the Curve II (lower part of Fig. 3) only slightly from each other, so that the reversible permeability changes little for different sized A.5 values.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of metal sheets from magnetizable material for low current purposes, in which the metal sheets are subjected in a known manner to extensive decarburization and oxidation by heating to improve their magnetic properties, characterized in that the heating is continued up to such an oxidation stage of the magnetizable material, at which the reversible permeability measured at those points on the hysteresis loop which correspond to values of the magnetic field strength that are apart, have large values and values that differ little from one another. a. Transformer core for low-current purposes made of metal sheets which are produced by the method according to claim i.