DE598774C

DE598774C - Verfahren zur Beeinflussung der Magnetischen Eigenschaften von Eisen-Nickel-Legierungen

Info

Publication number: DE598774C
Application number: DEA62288D
Authority: DE
Original assignee: AEG AG
Current assignee: AEG AG
Priority date: 1930-06-11
Filing date: 1931-06-11
Publication date: 1934-06-16

Description

Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften von Eisen-Nickel-Legierungen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Eisien-Nickel-Legierungen, welches gestattet, die magnetischen Eigenschaften zu verbessern, so daß sich die nach diesem Verfahren behandelten Legierungen, insbesondere wegen ihrer geringen Gesamtverluste, als Kernmaterial z. B. für Transformatoren besonders eignen.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Erreichung günstiger magnetischer Eigenschaften Eisen-Nickel-Legierungen zu Blechen zu walzen -und ,alsdann auf Temperaturen von i2oo bis i3oo° zu bringen. Das neue Verfahren gestattet, bei verhältnismäßig tiefen Temperaturen Eisen-Nickel-Legierungen herzustellen, welche in Blechform außergewähnlich niedrige Gesamtverluste aufweisen und sich deshalb besonders als Kernmaterial für Transformatoren eignen.
Die Legierungen, auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, enthalten .etwa 6o bis 5o % Eisen und etwa q.o bis 5o % Nickel. Zu ihrer Herstellung kann Elektrolytnickel und ein Eisen benutzt werden, welches verhältnismäßig geringe Verunreinigungen, beispielsweise rund o,o5 % Kohlenstoff und weniger als o,o2 % Schwefel, enthält. Eisen mit größeren Verunreinigungen wird so weit gereinigt, daß es ungefähr der oben angegebenen Bedingung entspricht. Die Ausgangsstoffe werden vorzugsweise meinem offenen Herdofen oder einem Induktionsofen in möglichst stickstofffreier Atmosphäre zusammengeschmolzen. Man kann eine reduzierende, z. B. Wasserstoffatmosphäre, oder eine andere nichtoxydierende Gasschicht oder auch ein Vakuum im Ofen benutzen. Im Hinblick auf die zuverlässigere Kontrolle der Schutzgasatmosphäre ist die Benutzung eines Induktionsofens vorzuziehen.
Die entstehenden Barren werden auf rund i2oo° erhitzt, durch eine Grobwalze geschickt, nach .entsprechender Aufteilung auf rund i ioo° erhitzt und auf einer Feinwalze zu Blechen von rund o,35 mm Dicke ausgewalzt. Die letzte Walzbehandlung ist dabei von außerordentlicher Bedeutung. Um die günstigsten Ergebnisse zu erzielen, wird zweckmäßig diese letzte Bearbeitung auf der Feinwalze an den Blechen vorgenommen, während diese auf etwa 5oo bis 700° erhitzt sind, und so durchgeführt, daß eine Dickenverminderung von rund 5 bis io %, insbesondere 5 bis 7 %, zustande kommt. Diese Temperatur liegt oberhalb des Rekristallisationsbereichs der betreffenden Legierung, während bei einem bereits bekannten Verfahren zur Behandlung von Eisen-Silicium- Legierungen leine Walzbehandlung unterhalb des Rekristallisationsbereichs vorgenommen wird.
Nachdem die Bleche die gewünschte Dicke, d. h. etwa o,35 mm, erreicht haben, werden sie ausgeglüht. Dies geschieht vorteilhafberweise in einer Wasserstoffatmosphäre oder unter nichtoxydierenden - Bedingungen, und zwar bei Temperaturen, die zwischen rund goo und IIOo° liegen. Bei der Anwendung von Wasserstoff als Schutzgas benutzt man zweckmäßig trockenes, sauerstofffreies Gas und leitet @es langsam durch den Ofen. Bei Glühtemperaturen von etwa goo° kann die Behandlungszeit etwa 5 bis i o Stunden betragen, doch sind gewöhnlich höcl@, stens 6 Stunden erforderlich. Bei ieinier Glühtemperatur von i i oo° wird die Behandlungsdauer erheblich abgekürzt, z. B. auf i bis 2 Stunden.
Am Ende der Glühbehandlung wird zweckmäßig die Abkühlungsgeschwindigkeit der Bleche so geregelt, daß die Bleche bis zu einer Temperatur von rund 6oo° mit deiner Geschwindigkeit abgekühlt werden, die größer ist als die normale Ofenabkühlung. Die Geschwindigkeit der Abkühlung soll aber i oo°/Minute nicht überschreiben und soll mehr als i,5°/Minute betragen. Besonders zweckmäßig ist eine Abkühlungsgeschwindigkeit von 6o bis 8o°/Minute. Von 6oo° ab werden die Bleche dann langsam an der Luft bis auf die gewöhnliche Temperatur abgekühlt.
Man erhält nach dem geschilderten Verfahren Legierungen, welche in Foren von rund o,35 mm starken Bleche leinen Gesamtverlust von weniger als o,66 Watt/kg besitzen, gemessen bei einer Kraftlinienzahl von io oöo Gauß. und 6o Perioden. Die Hystereseverlusbe liegen etwa bei 0,33 oder darunter. Mit einer Legierung .aus letwa 46 % Nickel und 54 % Eisen sind sehr befriedigende Ergebnisse erzielt worden. Man kann eine geringe Menge Mangan oder Silicium, insbesondere Mangan bis zu etwa 3 %, den Eisen-Nickel-Legierungen hinzufügen, um die Wirbelstromverluste in den Blechen zu vermindern. Durch den Zusatz von Silicium oder Mangan bis zu 3 % werden die Hystereseverluste nicht wesentlich beeinflußt. Indessen wird durch Mangan- oder Siliciumgehalte von mehr als i % die Permeabilität bei den praktisch in Frage kommenden Feldstärken verschlechtert. Eine Legierung aus rund 45 %. Nickel, i % Mangan und 54 % Eisen weist nach der oben beschriebenen Behandlung die geringsten Hysterese- und Wirbelstromverluste auf, während gleichzeitig eine höhe Permeabilität bei den praktisch in Frage kommenden Feldstärken, d. h. io ooo bis 15 ooö Gauß bei 6o Perioden, vorhanden ist. Zur Erzielung der besten Ergebnisse ist @es wünschenswert, den Schwefelgehalt niedrig, z. B. unter 0,02 %, zu halten.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften von Eisen-Nickel-Legierungen mit etwa 6o bis So o/o Eisen und ietwa 4o bis So % Nickel, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Grobwalzen auf etwa i i oo° C erhitzten Legierungen zu Blechen ausgewalzt werden, und zwar derart, daß die letzte, eine Dickenverminderung von 5 bis io % bewirkende Walzbehandlung in einem Temperaturbereich von etwa 5oo bis 70o° C erfolgt und daß sich hieran die letzte Glühbehandlung von goo bis i ioo° C anschließt.
2. Die Vornahme der letzten Dickenverminderung um 5 bis i o % nach Anspruch i bei einer Walztemperatur von etwa 6oo bis 7o0°.
3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der geglühten Legierungen bis etwa 6oo° C mit einer Geschwindigkeit von etwa I1/2 bis. höchstens ioo° C/Minute erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung der geglühten Legierungen bis etwa 6oo° C mit feiner Geschwindigkeit von 6o bis 8o° C/Minute erfolgt.