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Magnetkern oder Krarupbewicklungen mit geringer Instabilität Zusatz
zum Patent 632090
Das Hauptpatent bezieht sich auf Magnetkerne und Krarupbewicklungen
geringer Instabilität, welche aus einem magnetischen Werkstoff in Blech-, Band-
oder Drahtform bestehen, der sich durch seine Herstellung in einem solchen Spannungszusta,.nd
befindet, daß seine Stabilität und seine Anfangsp:ermeabilität derjenigen von Massehernen
oder Staubkernen praktisch gleichkommen oder besser sind.
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Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß bei Eisen-Nickel-Legierungen,
welchen Stoffe in solcher Menge hinzulegiiert sind, daß sie eine Vergütharkeit im
Sinne der Ausscheidungshärtung hervorrufen, stets Beine solche Wärmebehandlung möglich
ist, daß der Werkstoff die gleichen Eigenschaften aufweist, wie sie im Hauptpatent
gefordert werden.
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Zur Erzielung einer hohen fermeabilität bei möglichst niedriger Hyst.erese
ist bereits ein Verfahren in Vorschlag gebracht worden, bei dem den Eisen-Nickel-Legierungen
gewisse Mindestmengen von Kupfer himzulegiert werden, welche von der Löslichkeit
,des Kupfers in der betreffenden Legierung ,abhängig sind. Diese Legierungen werden
bei dem früheren Vorschlag ausgeglüht, abgeschreckt und angelassen, bis sich 'die
,gewünschten Werbe von Anfangsperme:abilität und Hysterese ergeben.
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Andererseits ist Gegenstand eines früheren Zusatzpatents zum Patent
63z o9o die Verwendung einer Nickel-Eisen-Legierung mit i bis i o % Titanzusatz,
welche nach der letzten Glühbehandlung einer starken Kaltverformung unterworfen
werden, als Werkstoff für Magnetkerne oder Krarupbewicklungen nach dem Hauptpatent.
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Gegenstand der Erfindung ist demgegenüber die Verwendung von Eisen-Nickel-Legierungen,
welchen Stoffe in solcher Menge hinzulegiert sind, daß sie eine Vergütharkeit im
Sinne der Ausscheidungshärtung hervorrufen, und welche ohne nachfolgende Kaltverformung
entweder von hoher Temperatur schnell abgekühlt worden sind oder welche einer langsamen
Abkühlung unterworfen wurden, für Magnetkerne oder Krarupbewick-
Lungen,
bei denen eine Anfangspermeabilität von mehr als 25 und eine Instabilität von weniger
als 5% nach beliebiger Gleichstrombelastung verlangt werden.
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Die Wärmebehandlung der Legierungen ist, wie aus den nachstehenden
Beispielen hervor-' geht, nicht für alle in Betracht kommenden Legierungen die gleiche.
Da, nämlich die Änderungen des Gefüges innerhalb des Werkstoffies von der Zusammensetzung
der Grund-Legierung und der Art und Menge cles Zusatzstoffes in hohem Maße abhängig
ist, so, ist die Gleichheit der Wärmebehandlung für die verschiedenen In Betracht
kommenden Legerungen auch nicht zu erwarten. Die Wärmebehandlung kann entweder in
.einer Glühung bei hoher Temperatur mit nachfolgender schneller Abkühlung und :etwaigem
darauffolgenden Anlassen bestehen. Sie kann aber auch in einer Glühung mit darauffolgender
langsamer Abkühlung bestehen. Die günstigste Art der Wärmebehandlung kann in jedem
Falle leicht experimentell bestimmt werden. Auf Grund der bisherigen Untersuchungen
hat sich insbesondere der Zustand als günstig erwiesen; bei dem sich ein anormaler
Widerstandsanstieg ausbildet, so daß hierbei gleichzeitig der Vorteil einer geringen
Leitfähigkeit erzielt werden. kann, wodurch. die Wirbelstromverluste klein gehalten
werden.
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Als Zusatzstoffe, die bei Eisen-Nickel.-Legierungen eine Vergütbarkcit
im Sinne der Ausscheidungshärtung bewirken, kommen insbesondere Kupfer, Titan, Vanadium,
Silicium, Beryllium u. dgl. -in Frage. Bei einer Zusammnensetzung der Grundlegierungen
aus 40
Nickel und 6o % Eisen beträgt die Grenze, von der ab eine Ve.gütbarkeit
auftritt, für Kupfer .etwa ioo/o, für Titan etwa i %: Im folgenden sind zwei Beispiele
für die Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung angegeben.
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Beispiel i Die Legierung besteht aus einer Grundlegierung von 40%
Nickel und 6o % Eisen, der 25% Kupfer hinzulegiert sind. Der Einfluß der Wärmebehandlung
auf die Stabilität dieser Legierung geht aus der nachfolgenden Tabelle hervor.
Beispiel 2 Die Legierung besteht aus einer Grundlegierung von 40% Nickel und 6o0,'o
Eisen, der 3,50% Titan hinzulegiert wurden: Den '.;. Einfluß der Wärmebehandlung
auf die Legie-""rung zeigt die nachstehende Tabelle.
| " . Wärmebehandlung Stabilität |
| i. 2 h io5o°, langsame Abkühlung |
| im Ofen................... bis 2,3 0/0 |
| 2: 2 h io5o°, schnelle Abkühlung an |
| der Luft ................... - 18,40/(, |
| 3. wie 2. und angelassen bei 55o° .. - =,a °/ö |
Die Messungen wurden vorgenommen an Blechproben von o,2 bis o, i mm Stärke. Die
in den Tabellen angeführten Ergebnisse zeigen, daß die günstigste Wärmebehandlung
von Legierung zu Legierung wechseln kann. , Wenn man auch durch eine Kaltverformung
ohne nachfolgende Wärmebehandlung gleich gilustige Werte von Stabilität und Permeabilität
bei "den genannten Werkstoffen erzielen kann, so hat das Verfahren gemäß der Erfindung
demgegenüber in vielen Fällen doch erhebliche Vorteile. Wegen der Vermeidung von
Wixbelströrnen ist es nämlich meist erforderüch, außerordentlich dünne Bleche zu
verwenden, bei denen ein hoher Grad der Kaltverformung oft nur schwer durchführbar
ist: Das Verfahren gemäß der Erfindung gestattet es nun, die Werkstoffe ohne besondere
mechanische Schwierigkeiten in dIegewünschte Form zu bringen, da während der Verformung
beliebige Zwischenglühungen angewendet werden können. Diese sind ohne Einfluß auf:
die endgültigen magnetischen Eigenschaften; die letzteren. werden an- dem mechanisch
nicht mehr zu bearbeitenden Werkstoff durch eine reine Wärmnebeh.andlung erzielt.