DE670898C

DE670898C - Material for the production of mass cores

Info

Publication number: DE670898C
Application number: DEI52864D
Authority: DE
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1935-01-15
Filing date: 1935-07-24
Publication date: 1939-01-26

Description

Werkstoff für die Herstellung von Massekernen Die Erfindung hat die Verwendung von durch Zusammenschmelzen von 6o bis 85 Nickel, 5 bis 20 °% Kupfer, Rest Eisen, und Pulverisieren gewonnenem- Werkstoff für die Herstellung von Massekernen zum Gegen= stand.Material for the manufacture of mass cores The invention has the Use of by melting together from 6o to 85 nickel, 5 to 20% copper, The remainder of iron, and pulverization of extracted material for the manufacture of mass cores to the object.

Es sind zwar bereits durch Zusammenschmelzen von 14 bis 15 °1a Eisen, 15 % Kupfer, Rest Nickel gewonnene Legierungen für magnetische Zwecke bekanntgeworden. Diese Legierungen wurden jedoch in zusammenhängender Form zu Streifen, Bändern oder Drähten verarbeitet und dienten dann als Belastungswerkstoffe für Kabel. Wenn auch andererseits die Herstellung von Massekernen durch Zusammenschmelzen der verwendeten Metalle und anschließendes Pulverisieren und Pressen für Eisen-Nickel-Legierungen mit Zusätzen von Kobalt und weiteren Metallen bekannt war, so konnte trotzdem nicht ohne weiteres angenommen werden., daß auf gleiche Weise, jedoch aus Eisen-Nickel-Legierungen mit Kupferzusatz und mit ganz bestimmter Zusammensetzung hergestellte Massekerne hervorragende magnetische Eigenschaften besitzen. Dies gilt umsomehr, als es nicht möglich ist, von .der guten Verwendbarkeit einer Legierung für Belastungszwecke von Kabeln auf eine günstige Eignung der gleichen Legierung als Massekernwerkstoff zu schließen, was beispielsweise für Eisen-Silicium-Legierungen bekannt ist, die einen guten Belastungswerkstoff darstellen, jedoch für Massekerne völlig unbrauchbar sind.Alloys for magnetic purposes obtained by melting together 14 to 15 ° 1a iron, 15% copper and the remainder nickel have already become known. However, these alloys were processed in coherent form into strips, ribbons or wires and then served as loading materials for cables. Even if, on the other hand, the production of mass cores by melting together the metals used and then pulverizing and pressing for iron-nickel alloys with additions of cobalt and other metals was known, it could not be assumed without further ado that in the same way, but from Iron-nickel alloys with the addition of copper and mass cores produced with a very specific composition have excellent magnetic properties. This is all the more true as it is not possible to infer from the good usability of an alloy for loading purposes of cables that the same alloy is suitable as a mass core material, which is known, for example, for iron-silicon alloys, which represent a good loading material. however, are completely useless for mass cores.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine Eisen-Nidkel-Kupfer=Legierun,g mit 6o bis 85 % Nickel und 5 bis 20 °/o Kupfer eine hohe Widerstandsfähigkeit und eine feine Kristallstruktur besitzt, derart, daß die Pulverisierung des Werkstoffes und damit die Herstellung von Masszkernen aus Metallpulver unter Druck ermöglicht wird.The invention is based on the knowledge that an iron-Nidkel-copper alloy with 6o to 85 % nickel and 5 to 20% copper has a high resistance and a fine crystal structure, so that the pulverization of the material and thus the production of mass cores from metal powder under pressure is made possible.

Im folgenden wird nun die Herstellung der erfindungsgemäß verwendeten Legierungen :an einem Beispiel beschrieben.In the following, the production of the used according to the invention will now be described Alloys: described using an example.

Obgleich Nickel und Eisen relativ rein sind, enthält das Nickel gewöhnlich etwas Schwefel und das Eisen geringe Spuren von Kohlenstoff, Mangan, Silicium, Schwefel und Phosphor; der Gesamtgehalt des Nickels und des Eisens an Kobalt beläuft sich gewöhnlich auf etwa 3/4 °A).Although nickel and iron are relatively pure, the nickel usually contains them a little sulfur and the iron little traces of carbon, manganese, silicon, sulfur and phosphorus; the total cobalt content of the nickel and iron is usually to about 3/4 ° A).

Nickel, Eisen und Kupfer werden unter einer Decke von Kalk und Flußspatschlacke zusammengeschmolzen und Eisenoxyd in Form von Fe203 oder Fe304 zugesetzt. Das Eisenoxyd hat die Neigung, die Verunreinigungen und Gase in der geschmolzenen Legierung zu oxydieren. Während dieser Oxydation wechselt .der Zustand der Legierung wird der Schmelze lierromangan hint= gesetzt, um die Legierung in den richtieeü Zustand zu versetzen. Das Mangan soll Wirksamkeit des Schwefelgehaltes einschränken und außerdem als Desoxyd'ationsmittel wirken. .Nickel, iron and copper are melted together under a blanket of lime and fluorspar slag, and iron oxide in the form of Fe203 or Fe304 is added. The iron oxide has a tendency to oxidize the impurities and gases in the molten alloy. During this oxidation the state of the alloy changes the melt is put on hold in order to restore the alloy to the correct state. The manganese should limit the effectiveness of the sulfur content and also act as a deoxidizer. .

Demgegenüber können auch andere Verfahren zur Oxydation der Schmelze benutzt werden, beispielsweise das Durchblasen von Sauerstoff oder Luft, und es werden außerdem Desoxydationsmittel, wie z: B. Aluminium, Silicium, Chrom oder Magnesium zugesetzt.In contrast, other processes for oxidizing the melt can also be used be used, for example, the bubbling of oxygen or air, and it are also deoxidizing agents, such as aluminum, silicon, chromium or magnesium added.

Die so hergestellte und behandelte Legierung wird in Stangen gegossen, .die, während sie noch heiß sind, gewalzt werden, bis sie in kleine Stücke brechen, die- dann abgeschreckt werden, um auf diese Weise eine feine Kristallstruktur zu erhalten. Die Hinzufügung des Kupfers zu der Nickel-Eisen-Legierung erzeugt eine außerordentlich feine Kristallstruktur; da die Zerkleinerung des Werkstoffes bis zur Kristallgrenze geht und infolgedessen die Größe der zur Herstellung des magnetischen Werkstoffes verwendeten Staubteilchen um so kleiner ist, je kleiner die einzelnen Kristalle sind. Die so gewonnenen Stückchen magnetischen Werkstoffes werden weiter zu Staub zerkleinert in einer Hammermühle oder in anderen hierfür geeigneten Apparaten und schließlich in einer Pulvermühle pulverisiert.The alloy produced and treated in this way is cast into bars, .which are rolled while they are still hot until they break into small pieces, which- are then quenched to produce a fine crystal structure in this way obtain. The addition of the copper to the nickel-iron alloy creates one extremely fine crystal structure; since the comminution of the material up to goes to the crystal boundary and consequently the size of the magnetic field The dust particles used in the material are smaller, the smaller the individual Crystals are. The pieces of magnetic material obtained in this way continue to grow crushed to dust in a hammer mill or other suitable apparatus and finally pulverized in a powder mill.

Den aus der Pulvermühle gewonnenen Staub läßt man durch ein feinmaschiges Sieb, beispielsweise mit 300 Maschen, hindurchtreten. Der Staub wird dann einer Wärmebehandlung bei einer Temperatur von 66o bis 72o° C oder höher unterworfen, um .die inneren Spannungen; die der magnetische Werkstoff durch das Mahlen erlitten hat, zu entfernen. Eine kleine Menge: von feinpulverisiertem, gebranntem Magnesiümsilicat oder Talkum wird während der Wärmebehandlung finit dem magnetischen Werkstoff gemischt, uin ein Zusammensintern zu vermeiden.The dust obtained from the powder mill is allowed to pass through a fine-meshed sieve, for example with 300 meshes. The dust is then subjected to a heat treatment at a temperature of 66o to 72o ° C or higher in order to reduce the internal stresses; which the magnetic material has suffered from grinding. A small amount: finely powdered, burnt magnesium silicate or talc is finely mixed with the magnetic material during the heat treatment to avoid sintering together.

Die -magnetischen Teilchen werden dann mit einer Isolationsmischung isoliert, die o,o6o °/ä Magnesiu.m:hydroxyd', 0,32 '/o Natriunisilicat und o;93 °% Talkum; ausgedrückt in Gewichtsprozenten des magnetischen Werkstoffes, ausmacht. Diese Isolation wird in einer wäßri,gen Aufschwemmung aufgebracht, bi§-16 k,/cm- unterworfen, wird; während der Anwendung dieses Druckes werden die magnetischen Teilchen wieder Spannungen unterworfen, die die magnetischen Eigenschaften verschlechtern, und die Kerne werden daher noch geglüht, vorzugsweise in einer Wasserstoffatmosphäre .bei einer Temperatur von 535 bis 65o° C. Bei dieser Wärmebehandlung wird auch das Isolationsmaterial vollkommen getrocknet.The magnetic particles are then isolated with an insulation mixture containing 0.060% magnesium: hydroxide, 0.32 % sodium silicate and 93% talc; expressed in percent by weight of the magnetic material. This insulation is applied in an aqueous suspension, bi§-16 k, / cm- is subjected; During the application of this pressure, the magnetic particles are again subjected to stresses which worsen the magnetic properties, and the cores are therefore still annealed, preferably in a hydrogen atmosphere at a temperature of 535 to 65o ° C. With this heat treatment, the insulation material is also perfect dried.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der Erfindung wird eine Legierung verwendet, die aus ungefähr 81 °J, Nickel und io bis i5 °(o Kupfer; Rest im wesentlichen aus Eisen, besteht. Nickel, Eisen und Kupfer scheinen eine ternäre Legierung zu bilden, in welcher die drei Komponenten in fester Lösung vorhanden sind, was eine merklich höhere Widerstandsfähigkeit als die Benützung von nur einer der Komponenten nach sich zieht.In a particularly advantageous embodiment of the invention uses an alloy consisting of about 81 ° J, nickel and io to i5 ° (o copper; The remainder consists essentially of iron. Nickel, iron and copper seem one to form ternary alloy in which the three components are present in solid solution are what a noticeably higher resistance than the use of just one of the components.

Zwei wichtige Punkte zur Verminderung der Verluste in Magnetkernen sind die Widerstandsfähigkeit und die Größe der magneti= sehen Teilchen, da beide sich in einer Verkleinerung der Wirbelstromverluste auswirken, die gerade durch die Hinzufügung von Kupfer zu einer Nickel-Eisen-Legierung erreicht wird. Mit höherem Anteil- von Kupfer wird das Metall dehnbarer und bei mehr als 20 % Kupferzusatz wird .die Legierung zu dehnbar, um sie pulverisieren zu können. Die magnetische Stabilität der Legierung dürfte daher bei höherem Kupfergehalt abnehmen.Two important points for reducing the losses in magnetic cores are the resistance and the size of the magneti = see particles, since both have the effect of reducing the eddy current losses, which is achieved precisely by the addition of copper to a nickel-iron alloy. With a higher proportion of copper, the metal becomes more ductile and with more than 20 % copper addition, the alloy becomes too ductile to be pulverized. The magnetic stability of the alloy is therefore likely to decrease with a higher copper content.

Claims

PATENT CLAIM: i. The use of material obtained by melting together from 6o to 85 ° j'o nickel, 5 to 20 % copper, remainder iron, and pulverizing for the production of mass cores.

2. The use of material obtained by melting together about 81 % nickel, io: up to 15% copper, remainder iron, and pulverizing for the purpose according to claim i.