DE618850C - Production of objects with high and constant permeability, low coercive force and low hysteresis - Google Patents

Production of objects with high and constant permeability, low coercive force and low hysteresis

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DE618850C
DE618850C DEW73218D DEW0073218D DE618850C DE 618850 C DE618850 C DE 618850C DE W73218 D DEW73218 D DE W73218D DE W0073218 D DEW0073218 D DE W0073218D DE 618850 C DE618850 C DE 618850C
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    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
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Description

Bibliofheek
fcssr. Ind. Eigendom
Bibliofheek
fcssr. Ind. Self-dom

150CT. 1935150CT. 1935

AUSGEGEBEN AM
20. SEPTEMBER 1935
ISSUED ON
SEPTEMBER 20, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 40 b GRUPPE 14CLASS 40 b GROUP 14

Electrical Research Products, Inc. in New YorkElectrical Research Products, Inc. in New York

Patentiert im Deutschen Reiche vom 27. Juli 1926 abPatented in the German Empire on July 27, 1926

Den Gegenstand der Erfindung bildet ein Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit hoher und konstanter Permeabilität, niedriger Koerzitivkraft und geringer Hysterese. Die Erfindung liegt in folgendem: Zur Herstellung der Gegenstände werden Legierungen mit 5 bis 77 % Kobalt, 10 bis 75 °/o Nickel und 10 bis 37 °/0 reinem Eisen verwendet. Um die erwähnten magnetischen Eigenxo schäften zu erhalten, werden die Gegenstände bei-etwa 11000 C mindestens eine Stunde erhitzt und sodann im Ofen langsam erkalten gelassen.The subject of the invention is a process for the production of objects with high and constant permeability, low coercive force and low hysteresis. The invention lies in the following: For the production of the objects are alloys having from 5 to 77% cobalt, 10 to 75 ° / o nickel and 10 to 37 ° used / 0 pure iron. In order to obtain the transactions mentioned magnetic Eigenxo, the articles are heated at approximately-1100 0 C for at least an hour and then allowed to cool slowly in the oven.

Ein besonderes Wärmeverfahren besteht darin, daß die Gegenstände zunächst während 90 Minuten von 900 auf 11000C gebracht, dann bei 11000 etwa 70 Minuten lang geglüht und hierauf innerhalb 180 Minuten von 1100 auf 3500 C abgekühlt werden.
Die Gegenstände gemäß der Erfindung dienen beispielsweise als Spulen oder Stückbelastungen und fortlaufende Belastungen von Nieder- und Trägerfrequenzsignalleitern in Untersee- und Landleitungen für Telephonie und Telegraphic, des ferneren als Belastungsspulen für zusammengesetzte Fernsprech- und Telegraphenanlagen, Übertragerspulen oder Transformatoren, insbesondere als Batteriezuführungsspulen, Wellensiebkettenspulen, für bestimmte Klassen von Relais, dynamoelektrische Maschinen, elektromagnetische Hochfrequenzvorrichtungen und magnetische Kreise elektrischer Meßinstrumente.
A special heating process consists in that the objects are first brought from 900 to 1100 ° C. over 90 minutes, then annealed at 1100 ° for about 70 minutes and then cooled from 1100 to 350 ° C. over 180 minutes.
The objects according to the invention serve, for example, as coils or piece loads and continuous loads of low and carrier frequency signal conductors in submarine and land lines for telephony and telegraphics, furthermore as loading coils for composite telephone and telegraph systems, transmission coils or transformers, in particular as battery supply coils, wave filter coils, for certain classes of relays, dynamo-electric machines, high frequency electromagnetic devices and magnetic circuits of electrical measuring instruments.

Als besonders vorteilhaft können die Gegenstände der Erfindung zur fortlaufenden Belastung von Fernsprechleitungen oder langer Unterseetelegraphenkabel mit hoher Signalisierungsgeschwindigkeit benutzt werden. Gegenüber der Anwendung von Werkstoffen mit innerhalb des Bereiches magnetisierender Kräfte veränderlicher Permeabilität, wie sie bisher in Anwendung kamen, werden hierdurch große Vorteile erzielt.The subjects of the invention can be particularly advantageous for continuous Load on telephone lines or long undersea telegraph cables with high Signaling speed can be used. Compared to the use of materials with variable permeability within the range of magnetizing forces, as they have been used so far, great advantages are achieved hereby.

Als bekannt ist die Tatsache zu erwähnen, · daß bestimmte Legierungen eine verhältnismäßig konstante Permeabilität über einen bestimmten Bereich von magnetischen Kräften und auch einen relativ niedrigen Hystereseverlust aufweisen. Ferner sind auch schon magnetische Stoffe bekannt geworden, die aus So Nickel und Eisen bestehen und als Unreinigkeit eine sehr kleine Kobaltmenge enthalten. Schließlich sind schon Legierungen bekannt, die reines Eisen, 40 bis 70 °/„ Nickel und bis zu ro °/0 Kobalt enthalten. Diese Legierungen haben sich bezüglich ihrer mechanischen, chemischen und elektrischen Eigenschaften bei niedrigen Temperaturen (unterhalb des Gefrierpunktes) gut bewährt. Als magnetischer Werkstoff sind sie nicht verwendet· worden.What is known is the fact that certain alloys have a relatively constant permeability over a certain range of magnetic forces and also have a relatively low hysteresis loss. Furthermore, magnetic substances have also become known which consist of nickel and iron and which contain a very small amount of cobalt as an impurity. Finally alloys are already known, the pure iron, 40 to 70 ° / "Nickel and contain up to ro ° / 0 cobalt. These alloys have proven themselves well with regard to their mechanical, chemical and electrical properties at low temperatures (below freezing point). They have not been used as a magnetic material.

An Hand von einzelnen Beispielen wird die Erfindung weiter erläutert.The invention is further illustrated by means of individual examples.

ι. Beispielι. example

Ein besonderer magnetischer Werkstoff nach der Erfindung besteht aus annähernd 5 45 °/0 Nickel, 25 % Kobalt und 30 % Eisen mit etwa 0,5 % Mangan, das hinzugefügt wird, um die Bearbeitungsmöglichkeit zu steigern. Der Werkstoff weist eine flächenzentrierte kubisch-kristallinische Struktur auf. to Die in Abb. 1 bis 9 einschließlich gegebenen Kurven beziehen sich auf dieses Beispiel und dienen zur Erläuterung der Erfindung. Der aus diesem magnetischen Werkstoff hergestellte Gegenstand ist bei einer hohen Temperaturwärme zu behandeln. Die zur Ausführung kommende spezielle Wärmebehandlung wird noch später beschrieben.A particular magnetic material according to the invention consists of approximately 5 to 45 ° / 0 nickel, 25% cobalt and 30% iron with about 0.5% manganese, which is added to increase the processing ability. The material has a face-centered cubic-crystalline structure. The curves given in FIGS. 1 to 9 inclusive relate to this example and serve to explain the invention. The object made of this magnetic material is to be treated at a high temperature. The specific heat treatment to be carried out will be described later.

In allen Abbildungen der Zeichnung sind die magnetisierenden Kräfte und Flußdichten ao. in CGS-Einheiten aufgetragen.In all the figures of the drawing are the magnetizing forces and flux densities ao. plotted in CGS units.

Die Magnetisierungskurve in der Abb. 1 zeigt, daß der Werkstoff die hohe Flußdichte von 15 000 CGS-Einheiten bei einer magnetisierenden Kraft von 45 Gauß aufweist. Die Kurve (Abb. 2) gibt die große Konstanz der Permeabilität bis hinauf zu einer magnetisierenden Kraft von fast zwei Gauß an; danach beträgt die Anfangspermeabilität etwa 460 für diesen besonderen Werkstoff. Kurve α der Abb. 3 stellt die obere Hälfte der Hystereseschleife für Flußdichten bis zu 600 CGS-Einheiten dar, die als eine gerade Linie erscheint. Durch ballistische Verfahren konnte kein Hystereseverlust nachgewiesen werden; Koerzitivkraft und Remanenz sind daher praktisch Null. Durch genauere Induktanzbrückenverfahren, die auf niedrige Induktionen anwendbar sind, wurde der Hystereseverlust als 0,024 X io~ The magnetization curve in Fig. 1 shows that the material has the high flux density of 15,000 CGS units with a magnetizing force of 45 Gauss. The curve (Fig. 2) shows the great constancy of the permeability up to a magnetizing force of almost two Gauss; thereafter the initial permeability is about 460 for this particular material. Curve α of Fig. 3 represents the upper half of the hysteresis loop for flux densities up to 600 CGS units, which appears as a straight line. No hysteresis loss could be detected by ballistic methods; Coercive force and remanence are therefore practically zero. Using more accurate inductance bridge methods applicable to low inductions, the hysteresis loss was found to be 0.024 X io ~

erg cm3 erg cm 3

pro Periodeper period

festgestellt, und zwar bei einer Induktion von 100 CGS-Einheiten. Dieser Wert ist fast vernachlässigbar, so daß der Hystereseverlust im Maßstab der Zeichnung nicht dargestellt werden konnte. Die Hystereseschleife erscheint deshalb als gerade' Linie. Kurve b und c zeigen die entsprechenden Werte von Silitstahl und Armco-Eisen.
Abb. 4 bis 9 enthalten halbe Hystereseschleifen des Werkstoffes für verschiedene Maximalinduktionen und veranschaulichen die Hystereseverluste bei zunehmender Induktion. Der durch Kreise bezeichnete aufsteigende Ast und der durch Punkte bezeichnete absteigende Ast der Abb. 4 fallen zusammen und bilden eine gerade Linie, die durch den Ausgangspunkt geht und das Fehlen von Hysterese, Remanenz und Koerzitivkraft andeutet. Ein Vergleich der Abb. 4 mit Abb. 2 zeigt, daß die Anfangspermeabilität bis zu Induktionen von'600 CGS-Einheiten konstant ist.
found at an induction of 100 CGS units. This value is almost negligible, so that the hysteresis loss could not be shown on the scale of the drawing. The hysteresis loop therefore appears as a straight line. Curves b and c show the corresponding values for Silitstahl and Armco iron.
Fig. 4 to 9 contain half hysteresis loops of the material for different maximum inductions and illustrate the hysteresis losses with increasing induction. The ascending branch indicated by circles and the descending branch indicated by dots in Fig. 4 coincide and form a straight line that goes through the starting point and indicates the absence of hysteresis, remanence and coercive force. A comparison of Fig. 4 with Fig. 2 shows that the initial permeability is constant up to inductions of 600 CGS units.

Abb. 5 bis 8 zeigen die Hystereseverluste, wenn die Flußdichte noch weiter zunimmt. In Abb. 5 und 6 macht sich die Hysterese bereits bemerkbar, aber die Flächenräume der Schleifen sind verhältnismäßig klein und der Hystereseverlust daher unwesentlich. Wenn aber die Flußdichte Werte von 1500 oder mehr erreicht, wie in Abb. 7 und S dargestellt ist, nimmt der Hystereseverlust schnell zu; trotzdem sind aber bemerkenswerterweise Remanenz und Koerzitivkraft praktisch noch Null.Figs. 5 to 8 show the hysteresis losses when the flux density increases even further. In Fig. 5 and 6 the hysteresis is already noticeable, but the areas of the Loops are relatively small and the hysteresis loss is therefore insignificant. if but the flux density reaches values of 1500 or more, as shown in Figs the hysteresis loss increases rapidly; nevertheless are noteworthy Remanence and coercive force are still practically zero.

Abb. 9 zeigt eine Hälfte der Hystereseschleife für eine Flußdichte von annähernd "15000 CGS-Einheiten. Diese Schleife hat die allgemeine Form der gewöhnlichen Hystereseschleife, welche man mit Eisen und anderen magnetischen Werkstoffen erhalt. Sie unterscheidet sich grundsätzlich von den Kurven der Abb. 7 und 8 dadurch, daß die Koerzitivkraft und Remanenz beträchtlich sind, wenn auch geringer als bei den meisten magnetischen Werkstoffen. Dies trifft insbesondere für die Remanenz zu. Der Hystereseverlust bei dieser hohen maximalen Flußdichte ist also verhältnismäßig gering im Vergleich mit demjenigen anderer magnetischer Werkstoffe. Fig. 9 shows one half of the hysteresis loop for a flux density of approximately "15000 CGS units. This loop takes the general form of the ordinary hysteresis loop, which you get with iron and other magnetic materials. she differs fundamentally from the curves in Figs. 7 and 8 in that the coercive force and remanence are considerable, albeit less than most magnetic ones Materials. This is especially true for the remanence. The hysteresis loss at this high maximum flux density is therefore relatively low in comparison with that of other magnetic materials.

2. Beispiel2nd example

Die Kurven der Abb. 10 bis 14 einschließlich beziehen sich auf einen magnetischen Werkstoff gemäß der Erfindung, der 60 °/0 Nickel, 15 °/0 Kobalt und 25 % Eisen enthält. Die Anfangspermeabilität beträgt in diesem Falle 631 und bleibt bis 700 CGS-Einheiten konstant. Abb. 10 zeigt sowohl eine Magnetisierungskurve als auch eine Hystereseschleife für B == 13 250. Abb. 11 ist eine gra- phische Darstellung der Permeabilität für schwankende Werte der magnetisierenden Kraft. Abb. 12 bis 14 einschließlich sind Hälften von Hystereseschleifen für einzelne Induktionswerte. Abb. 13 und 14 zeigen ebenfalls Magnetisierungskurven und Hystereseschleifen für den Werkstoff dieses Beispiels.The curves of fig. 10 to 14 inclusive relate to a magnetic material according to the invention containing 60 ° / 0 nickel, 15 ° / 0 cobalt and 25% iron. The initial permeability in this case is 631 and remains constant up to 700 CGS units. Fig. 10 shows both a magnetization curve and a hysteresis loop for B == 13 250. Fig. 11 is a graphical representation of the permeability for fluctuating values of the magnetizing force. Figs. 12 to 14 inclusive are halves of hysteresis loops for individual induction values. Figs. 13 and 14 also show magnetization curves and hysteresis loops for the material of this example.

3. Beispiel3rd example

Ein Werkstoff, der aus annähernd 70 °/o Nickel, 15 % Kobalt und 15 % Eisen besteht, hat eine Anfangspermeabiliät von 390 und keine nennenswerte Permeabilitätsveränderung bis hinauf zu Induktionen von CGS-Einheiten.A material consisting of approximately 70% nickel, 15% cobalt and 15% iron, has an initial permeability of 390 and no significant change in permeability up to induction of CGS units.

4. Beispiel4th example

Die Kurven der Abb. 15 bis iS einschließ- > lieh beziehen sich auf einen Werkstoff aus annähernd 73,3% Nickel, 6 %-Kobalt undThe curves in Fig. 15 to iS including- > borrowed relate to a material made of approximately 73.3% nickel, 6% cobalt and

20,5 °/o Eisen und 0,2 % Mangan, welcher eine Anfangspermeabilität von 1430 und Konstanz der Permeabilität bis zu 715 CGS-Einheiten aufweist, und zwar ist Abb. 15 die graphische Darstellung der Permeabilität in Abhängigkeit von der Feldstärke. Abb. 16 bis 18 veranschaulichen Hälften von Hystereseschleifen für einzelne Induktionswerte. Die maximale Permeabilität beträgt etwa 5600 bei einer magnetisierenden Kraft von i,i Gauß.20.5% iron and 0.2% manganese, which has an initial permeability of 1430 and constancy the permeability up to 715 CGS units Figure 15 is the graph of permeability in Dependence on the field strength. Figures 16 through 18 illustrate halves of hysteresis loops for individual induction values. The maximum permeability is about 5600 with a magnetizing force of i, i Gauss.

5. Beispiel5th example

Eine Zusammensetzung von annähernd 20 °/o Nickel, 50 % Kobalt und 30 °/0 Eisen zeigt eine zu vernachlässigende Veränderung der Permeabilität bei magnetisierenden Kräften von 4 Gauß, welche in diesem Falle eine Flußdichte von 450 CGS-Einheiten erzeugt.A composition of approximately 20 ° / o nickel, 50% cobalt and 30 ° / 0 iron shows a negligible change in the permeability at 4 Gauss magnetizing forces of which produces a flux density of 450 CGS units in this case.

6. Beispiel6th example

Die Kurven der Abb. 19 bis 22 einschließ-. lieh beziehen sich auf einen Werkstoff von annähernd 50 °/0 Nickel, 30 °/0 Kobalt und 20 % Eisen, welcher eine Anfangspermeabilität von 231 aufweist, die bis zum Werte von B = 716 oder H = 3,1 konstant ist.The curves of Figs. 19 to 22 including. lent refer to a material of approximately 50 ° / 0 nickel, 30 ° / 0 cobalt and 20% iron, which has an initial permeability of 231, up to the values of B = 716, H = 3.1 is constant.

7. Beispiel7th example

Abb. 23 bis 28 einschließlich betreffen einen Werkstoff von 10 °/0 Nickel, 70 °/o Kobalt und 20 °/o Eisen, mit weniger als 1 °/o Mangan, welcher konstante Anfangspermeabilität und keinen Hystereseverlust bis zu einer Flußdichte von 225 hat, wobei die Permeabilität in diesem Bereiche 57 ist. Abb. 24 zeigt außer einer halben Hystereseschleife für 80 Gauß auch die durch Punkte bezeichnete Magnejtisierungskurve des Werkstoffes. Zusammenfassend sei bemerkt, daß bei den magnetischen Werkstoffen gemäß der Erfindung Hystereseverlust, Koerzitivkraft und Remanenz bei Induktionen von 500 bis 1000 zu vernachlässigen sind. Sie haben außerdem sehr niedrige Koerzitivkraft und Remanenz, die sich oft Null nähert, bei Induktionen bis zu 5000 CGS-Einheiten.Fig. 23 to 28 inclusive relate to a material of 10 ° / 0 nickel, 70 ° / o cobalt and 20 ° / o iron, less than 1 ° / o manganese, which constant initial and no hysteresis loss has up to a flux density of 225 , the permeability in this area being 57. In addition to half a hysteresis loop for 80 Gauss, Fig. 24 also shows the magnetization curve of the material indicated by dots. In summary, it should be noted that in the magnetic materials according to the invention, hysteresis loss, coercive force and remanence for inductions of 500 to 1000 are negligible. They also have very low coercivity and remanence, often approaching zero, with inductions as high as 5000 CGS units.

Zur Erzielung der höchsten Werte der Anfangspermeabilität verbunden mit Konstanz der Permeabilität soll, wie Versuche ergeben haben, das Nickel wenigstens 20 % des magnetischen Werkstoffgehaltes umfassen. Der höchste Grad von Konstanz der Permeabilität, vereinigt mit hoher Anfangspermeabilität und niedrigem Hystereseverlust, ist mit Prozentsätzen von Eisen erzielt worden, die sich bis zu 37 % erstrecken.To achieve the highest values of the initial permeability combined with constancy the permeability should, as tests have shown, the nickel at least 20% of the include magnetic material content. The highest degree of constancy of permeability, combined with high initial permeability and low hysteresis loss, has been achieved with percentages of iron, which extend up to 37%.

Um die Eigenschaften dieser Werkstoffe weiter zu erläutern, werden die folgenden weiteren Daten gegeben. Die Zusammensetzung von 45 % Nickel, 25 °/o Kobalt und 30 °/0 Eisen (vgl. Beispiel 1) hat einen Widerstand von 19 Mikro-Ohm/cm; eine maximale Permeabilität von 2075 bei H= 4,12; Remanenz von 3400 und Koerzitivkraft von 1,3 bei H = 50 Gauß. Der Hystereseverlust ist zu vernachlässigen bei einer maximalen Flußdichte von 570 CGS-Einheiten und beträgt In order to further explain the properties of these materials, the following additional data is given. The composition of 45% nickel, 25 ° / o cobalt and 30 ° / 0 iron (. Cf. Example 1) has a resistance of 19 micro-ohm / cm; a maximum permeability of 2075 at H = 4.12; Remanence of 3400 and coercive force of 1.3 at H = 50 Gauss. The hysteresis loss is negligible at a maximum flux density of 570 CGS units and amounts to

9'54 Έη^ pr0 Periode bei 9 '54 Έη ^ pr0 period at

5>65 erg bei5> 6 5 erg at

960; 93,2 erg bei 1500; 1185 erg bei 5050: 2500 erg bei 8480 und 3375 erg bei 14900. Der Werkstoff, der 60 °/0 Nickel, 15 °/0 Kobalt und 25 °/0 Eisen enthält (vgl. Beispiel 2), hat eine Flußdichte von 13 250 CGS-Einheiten bei H = 30,7; einen Widerstand von 17,5 Mikro-Ohm/cm; Remanenz und Koerzitivkraft von 1700 bzw. 0,7 bei h -f- 30,7 Gauß und. eine maximale Permeabilität von 2680 bei H = 2,45. Der Hystereseverlust ist zu vernachlässigen bis zuß= 895 und beträgt960; 93.2 erg at 1500; 1185 erg at 5050: 2500 erg at 8480 and 3375 erg at 14900. The material, which contains 60 ° / 0 nickel, 15 ° / 0 cobalt and 25 ° / 0 iron (see example 2), has a flux density of 13,250 CGS units at H = 30.7; a resistance of 17.5 micro-ohms / cm; Remanence and coercive force of 1700 and 0.7 for h -f- 30.7 Gauss and. a maximum permeability of 2680 at H = 2.45. The hysteresis loss is negligible up to ß = 895 and amounts to

1,24 —%· pro Periode bei einer maximalen1.24% per period at a maximum

Flußdichte von 725 CGS-Einheiten; 8,4 erg bei S40; 27 erg bei 1050; 8S erg bei 1250; 632 erg bei 5400; 1240 erg bei 8230; 150S erg bei 13 250.Flux density of 725 CGS units; 8.4 ergs at S40; 27 erg at 1050; 8S erg at 1250; 632 erg at 5400; 1240 erg at 8230; 150S erg at 13 250.

Der Werkstoff von 73,3 % Nickel, 6 °/0 Kobalt, 20,5 °/0 Eisen und 0,2 °/0 Mangan (vgl. Beispiel 4) hat einen. Widerstand von 15,5 Mikro-Ohm/cm, Remanenz und Koerzitivkraft von 2700 bzw. 3,5 bei H = 21 Gauß, maximale Permeabilität von 5600 bei 1,1 H und zu vernachlässigenden Hystereseverlust bei Flußdichten bis zu 715 CGS-Einheiten. Der Hystereseverlust pro cm3 und Periode beträgt 23 erg bei einer Flußdichte von 1520 CGS-Einheiten; 348 erg bei 5125 und 785 erg bei 11 500.The material of 73.3% nickel, 6 ° / 0 cobalt, 20.5 ° / 0 iron and 0.2 ° / 0 manganese (see. Example 4) has one. Resistance of 15.5 micro-ohms / cm, remanence and coercive force of 2700 or 3.5 at H = 21 Gauss, maximum permeability of 5600 at 1.1 H and negligible hysteresis loss at flux densities of up to 715 CGS units. The hysteresis loss per cm 3 and period is 23 ergs at a flux density of 1520 CGS units; 348 ergs for 5125 and 785 ergs for 11,500.

Der Werkstoff von 10 °/o Nickel, 70 % Kobait und 20 % Eisen mit einem Bruchteil von ι % Mangan (vgl. Beispiel 7) hat einen Widerstand von 15,36 Mikro-Ohm/cm; Remanenz und Koerzitivkraft von 9340 und 3,56 bei 80 Gauß, maximale Permeabilität von 1545 bei H = 6,5 und zu vernachlässigenden Hystereseverlust bei Flußdichten bis zu CGS-Einheiten. Der Hystereseverlust pro Kubikzentimeter und Periode beträgt erg bei einer Flußdichte von 340 CGS-Einheiten; 150 erg bei 620; 1040 erg bei 1700; 2740 erg bei 3950, und 14 160 erg bei 500 CGS-Einheiten.The material of 10% nickel, 70% cobaite and 20% iron with a fraction of ι% manganese (see. Example 7) has a resistance of 15.36 micro-ohms / cm; Remanence and coercive force of 9340 and 3.56 at 80 Gauss, maximum permeability of 1545 at H = 6.5 and negligible hysteresis loss at flux densities up to CGS units. The hysteresis loss per cubic centimeter and period is erg at a flux density of 340 CGS units; 150 erg at 620; 1040 erg at 1700; 2740 ergs for 3950, and 14 160 ergs for 500 CGS units.

Jede der oben als Beispiel angegebenen Zusammensetzungen kann kleine Mengen von Mangan entweder als Unreinheit oder als Zusatz enthalten, um den Werkstoff bearbeitungsfähiger zu machen. Chrom oder ähnliche Elemente oder Substanzen können zugesetzt werden, um den spezifischen Widerstand des Werkstoffes zu steigern oder für andere Zwecke.Any of the above exemplified compositions Small amounts of manganese can either be used as an impurity or as an additive included to make the material more machinable. Chromium or similar elements or substances can be added to increase the specific resistance of the material or for other purposes.

Eine besondere Eigenschaft des Werkstoffes nach der Erfindung besteht darin, daß er nach Anlegung eines starken Gleichstromes oder einer gleichgerichteten magnetisierenden Kraft von großem Werte und nachfolgender Herabsetzung auf einen niedrigen Wert eine stark gesteigerte Permeabilität für überlagerte schwache und wechselnde magnetisierende Kräfte aufweist. In einem besonderen ίο Falle steigerte eine vorübergehende Feldstärke von etwa 25 Gauß bei der Legierung von 45 °/0 Nickel, 25 % Kobalt und 30 % Eisen die Anfangspermeabilität von 435 auf 750.A special property of the material according to the invention is that after application of a strong direct current or a rectified magnetizing force of large values and subsequent reduction to a low value, it has a greatly increased permeability for superimposed weak and alternating magnetizing forces. In a particular case ίο a temporary field strength increased by about 25 Gauss in the alloy of 45 ° / 0 nickel, 25% cobalt and 30% iron, the initial permeability of 435 to 750th

Mit andern Worten, die Permeabilitätskurve folgt der Kurve der Abb. 2 für zunehmende angelegte magnetisierende Felder; bei . Abnahme des Feldes aber um kleine Stufen weichen die gemessenen Werte der Permeabilität von der Kurve der Abb. 2 ab. Diese Abweichung ist nicht groß, bis der Punkt der maximalen Permeabilität erreicht ist. Links von dem Punkt maximaler Permeabilität aber liegt der Wert der Permeabilität nach hoher Magnetisierung beträchtlich über der Kurve und hat in dem besonderen obenerwähnten Falle einen Anfangswert von 750. Wenn eine Probe des Werkstoffes also hoch magnetisiert wird, wird das Kennzeichen konstanter Permeabilität für einen Bereich von magnetisierenden Kräften gestört. Um die Anfangspermeabilität auf einen niedrigeren Wert zurückzubringen, muß der Werkstoff entmagnetisiert werden. Um die Konstanz der Permeabilität auf den höchsten Grad wieder herzustellen, ist es unerläßlich, dem Werkstoff eine erneute Wärmebehandlung zuteil werden zu lassen.In other words, the permeability curve follows the curve in Fig. 2 for increasing applied magnetizing fields; at . Decrease in the field, however, by small steps the measured values of the permeability deviate from the curve in Fig. 2. This deviation is not great until the point of maximum permeability is reached. Left but from the point of maximum permeability the value of the permeability is higher Magnetization considerably above the curve and has in the particular mentioned above Trap an initial value of 750. So if a sample of the material is highly magnetized becomes, the characteristic of constant permeability for a range of magnetizing Forces disturbed. To bring the initial permeability back to a lower value, the material must be demagnetized. In order to restore the constancy of the permeability to the highest degree, is it is essential to give the material a new heat treatment.

Eine weitere Eigenschaft, die sich gewöhnlich bei diesen Werkstoffen zeigt, besteht darin, daß die Magnetisierungskurve für hohe Werte der Induktion oft teilweise außerhalb der Hystereseschleife liegt. Dies ist z. B. in Abb. 10 der Fall, wo die Magnetisierungskurve (durch Punkte angegeben) den unteren Ast der Hystereseschleife (durch Kreise angegeben) bei einer Induktion von B = 500 kreuzt und sich mit ihr bei einer Induktion von 2? = etwa 7000 wiedervereinigt. In Abb. 14 kreuzt die Magnetisierungskurve die Schleife und hat einen kleinen Teil außerhalb der Hystereseschleife liegen. Immer hat die Magnetisierungskurve für größere Induktionen als nach Abb. 14 einen Teil außerhalb der Hystereseschleife liegen. Eine weitere Eigentümlichkeit besteht darin, daß der Hystereseverlust bei einem gewissen Wert der Flußdichte ein Maximum erreicht, für größere Flußdichten somit nicht weiter zunimmt.Another property that is usually evident in these materials is that the magnetization curve for high values of induction often lies partially outside the hysteresis loop. This is e.g. For example, in Fig. 10 the case where the magnetization curve (indicated by dots) crosses the lower branch of the hysteresis loop (indicated by circles) at an induction of B = 500 and merges with it at an induction of 2? = about 7000 reunited. In Fig. 14 the magnetization curve crosses the loop and has a small part lying outside the hysteresis loop. The magnetization curve for inductions greater than that shown in Fig. 14 always has a part outside the hysteresis loop. Another peculiarity is that the hysteresis loss reaches a maximum at a certain value of the flux density, and thus does not increase any further for higher flux densities.

Die magnetischen Eigenschaften der Werko stoffe nach der Erfindung sind unter dem Einfluß mechanischer Beanspruchungen und Spannungen Wechsel unterworfen und müssen infolgedessen bei ihrer Verwendung mit Vorsicht behandelt werden, um übermäßige Beanspruchungen und Spannungen zu vermeiden. The magnetic properties of the Werko materials according to the invention are under the influence mechanical stresses and tensions are subject to change and must consequently with their use with Handle with care to avoid undue stress and tension.

Zur Herstellung der magnetischen Werkstoffe nach der Erfindung können Metalle handelsüblicher Reinheit zusammen in einem Induktionsofen geschmolzen werden. Die geschmolzene Legierung wird in Stangen oder Barren gegossen, die durch Walzen, Drücken oder Ziehen in die ge\vünschten Formen verarbeitet werden.For the production of the magnetic materials according to the invention, metals can be more commercially available Purity can be melted together in an induction furnace. The molten alloy is in bars or Ingots are cast, which are processed into the desired shapes by rolling, pressing or pulling will.

Nach der mechanischen Herstellung der Gegenstände werden diese dem Wärmeverfahren zur Erzeugung der gewünschten magnetischen Eigenschaften unterworfen. Die Temperatur, auf welche der Gegenstand erhitzt wird, und das Maß der Abkühlung bestimmen in weitem Maße die angestrebten magnetischen Eigenschaften.After the mechanical production of the objects, these are subjected to the thermal process subjected to the generation of the desired magnetic properties. The temperature to which the object heats up and the degree of cooling determine to a large extent the desired magnetic properties.

Der Gegenstand kann im Tiegel wie üblich ausgeglüht werden, um Oxydation zu verhindern. Das Ausglühen geschieht bei etwa iioo° C für wenigstens eine Stunde, worauf der Gegenstand im Ofen auf Zimmertemperatur abkühlen kann. Dies ist das Verfahren, das bei der Herstellung von Gegenständen aus Legierungen benutzt wurde, deren magnetische Kennzeichen in den Abb. r bis 22 dargestellt sind. In einem besonderen Falle wurde der Gegenstand in einem Chrom-Nickel-Tiegel hineingelegt. Der Tiegel wurde in einen elektrischen Ofen gestellt, sobald sich dessen Temperatur auf etwa 9000 C befand. In 90 Minuten stieg die Temperatur des Tiegels auf 11000 C und wurde auf dieser Temperatur 70 Minuten lang gehalten. Der Gegenstand kühlte dann im Ofen ab und erreichte eine Temperatur von 3500 C in 180 Minuten Kühlzeit.The object can be annealed in the crucible as usual to prevent oxidation. The annealing takes place at about 100 ° C. for at least one hour, after which the object is allowed to cool in the oven to room temperature. This is the process used in the manufacture of articles from alloys, the magnetic characteristics of which are shown in Figures r through 22. In a special case the object was placed in a chrome-nickel crucible. The crucible was placed in an electric oven as soon as the temperature was at about 900 0 C. In 90 minutes, the temperature of the crucible rose to 1,100 0 C and kept at this temperature for 70 minutes. The object then cooled in the furnace, reaching a temperature of 350 0 C in 180 minutes of cooling time.

Der im Tiegel ausgeglühte Gegenstand kann nach-Abkühlung auf Zimmertemperatur wieder .erhitzt werden bis auf etwa 7250 C. Die Abkühlung kann schneller erfolgen als im ersten Falle, und zwar mit einer Ivühlgeschwindigkeit von 2° C bis 50 C je Sekunde, bis auf ungefähr 3500 C herab, worauf die Abkühlung- auf Zimmertemperatur mit belie- no biger Geschwindigkeit erfolgt.The annealed in the crucible article may after-cooling to room temperature again .erhitzt to about 725 0 C. The cooling can be carried out faster than in the first case, with a Ivühlgeschwindigkeit of 2 ° C to 5 0 C per second, down to about 350 0 C down, after which the refrigeration to room temperature with no belie- biger speed.

Es kann auch der im Tiegel ausgeglühte Gegenstand nach der Wiedererhitzung auf etwa 725° C schnell, beispielsweise dadurch abgekühlt werden, daß dieser auf einer großen Kupferplatte in die offene Luft gestellt wird.It can also be used for the annealed object in the crucible after reheating about 725 ° C can be cooled quickly, for example, that this is on a large Copper plate is placed in the open air.

Claims (10)

Patentansprüche:Patent claims: i. Verfahren zur Herstellung von Gegenständen mit hoher und konstanter Permeabilität, niedriger Koerzitivkraft und geringer Hysterese, dadurch gekenn-i. Method of making objects with high and constant Permeability, low coercive force and low hysteresis, which means that zeichnet, daß zur Herstellung der Gegenstände Legierungen mit 5 bis 77 % Kobalt, 10 bis 75 °/0 Nickel und 10 bis 37°/o reinem Eisen verwendet werden, und die Gegenstände bei etwa 11000 C mindestens ι Stunde erhitzt und sodann langsam im Ofen erkalten gelassen werden.draws that alloys with 5 to 77 % cobalt, 10 to 75 ° / 0 nickel and 10 to 37 % pure iron are used for the production of the objects, and the objects are heated at about 1100 0 C for at least ι hour and then slowly in Let the oven cool down. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Warmbehandlung die Gegenstände zunächst während 90 Minuten von 900 auf 11000 C gebracht, dann bei 11000 etwa 70 Minuten lang geglüht und hierauf innerhalb iSo Minuten von 1100 auf 35°° C abgekühlt werden.2. Embodiment I of the process according to claim, characterized in that accommodated in the heat treatment, the articles initially during 90 minutes from 900 to 1100 0 C, then annealed at 1100 0 about 70 minutes, and then within iso minutes from 1100 to 35 °° C. 3. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung 5 bis 77°/o Kobalt. 10 bis 760I0 Nickel, 10 bis 37% reines Eisen, weniger als 1% Mangan, sowie ο bis i°/„ Chrom zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen gemäß Anspruch 1 oder 2.3. The use of a material with the composition 5 to 77% cobalt. 10 to 76 0 I 0 nickel, 10 to 37% pure iron, less than 1% manganese, and ο to i ° / “chromium for the production and heat treatment of objects according to claim 1 or 2. 4. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung 45% Nickel, 25°/,, Kobalt,· 30% reines Eisen zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen gemäß Anspruch 1 oder 2.4. The use of a material with the composition 45% nickel, 25 ° / ,, Cobalt, 30% pure iron for the manufacture and heat treatment of objects according to claim 1 or 2. 5. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung 73,3 °/o Nickel, 6,0% Kobalt, 20,5 °/o reines Eisen, 0,2% 3c Mangan zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen gemäß Anspruch ι oder 2.5. The use of a material with the composition 73.3% nickel, 6.0% cobalt, 20.5% pure iron, 0.2% 3c manganese for manufacture and heat treatment of objects according to claim ι or 2. 6. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung 50% Nickel, 30% Kobalt, 20% reines Eisen zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen gemäß Anspruch 1 oder 2.6. The use of a material with the composition 50% nickel, 30% Cobalt, 20% pure iron for the manufacture and heat treatment of objects according to claim 1 or 2. 7. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung io°/0 Nickel, 7O°/0 Kobalt, 20 % reines Eisen zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen gemäß Anspruch 1 oder 2.7. The use of a material with the composition 10 ° / 0 nickel, 70 ° / 0 cobalt, 20% pure iron for the production and heat treatment of objects according to claim 1 or 2. 8. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung 60% Nickel, i5°/o Kobalt, 25 °/o reines Eisen zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen nach. Anspruch 1 oder 2.8. The use of a material with the composition 60% nickel, 15% Cobalt, 25% pure iron, used in the manufacture and heat treatment of objects after. Claim 1 or 2. 9. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung 2o°/0 Nickel, 50% Kobalt, 30 °/„ reines Eisen zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen gemäß Anspruch 1 oder 2.9. The use of a material of the composition 2o ° / 0 nickel, 50% cobalt, 30 ° / 'pure iron for the manufacture and heat treatment of objects according to claim 1 or second 10. Die Verwendung eines Werkstoffes der Zusammensetzung 70% Nickel, 15% Kobalt, 15% reines Eisen zur Herstellung und Wärmebehandlung von Gegenständen gemäß Anspruch 1 oder 2.10. The use of a material with the composition 70% nickel, 15% Cobalt, 15% pure iron used in the manufacture and heat treatment of objects according to claim 1 or 2. Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1216548B (en) * 1958-12-27 1966-05-12 Messer Griesheim Ges Mit Besch Use of a cobalt alloy as a wall material for the production of drawable filler pipe welding wires

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