DE676838C - Verwendung von Eisen-Nickel-Kupfer-Legierungen fuer magnetische Zwecke - Google Patents

Description

• Verwendung von Eisen-Nickel-Kupfer-Legierungen für magnetische Zwecke Die Erfindung bezieht sich auf magnetische Eisen-Nickel-Kupfer-Legierungen und besteht darin, daß für Zwecke, bei denen hochwertige magnetische Eigenschaften, insbesondere hohe Permeabilität, geringe Koerzitivkraft und Remanenz erforderlich sind, Legierungen mit weniger als 6701, Nickel verwendet werden, deren Zusammensetzung der im ternären Zusammensetzungsdiagramm von Fig. r der Zeichnung stark eingezeichneten Linie entspricht. In dem Diagramm bedeutet in der üblichen Weise jeder Eckpunkt ein Metall mit rooo/o des an der Ecke angeschriebenen Elements, während die der Ecke gegenüberliegende Dreieckseite. binäre Legierungen der beiden anderen Elemente, also o0/, des Metalls der gegenüberliegenden Ecke kennzeichnet.
• Über Eisen-Nickel-Kupfer-Legierungen ist bekannt, daß sich bestimmte Zusammensetzungen durch hohe Anfangspermeabilität auszeichnen, andere Legierungen wieder durch kleine Koerzitivkräfte. Ferner ist auch die Eignung von Nickel-Kupfer-Legierungen für bestimmte magnetische Zwecke bekannt, bei denen es beispielsweise darauf ankommt, ihre Änderung der Permeabilität in Abhängigkeit von der Temperatur auszunutzen. Weiter hat man bereits vorgeschlagen, die ternären Legierungen aus den Komponenten Eisen, Nickel und Kupfer, und zwar besonders die hochnickelhaltigen Legierungen für die Herstellung magnetischer Körper zu benutzen, die hohe elektrische Widerstände aufweisen sollen.
• Das Gebiet, in dem die gemäß der Erfindung zu verwendenden Legierungen liegen, zeichnet sich dadurch aus, daß die Legierungen zugleich sehr hohe Anfangspermeabilität und sehr kleine Koerzitivkräfte und außerdem verhältnismäßig hohe Maximalpermeabilitäten aufweisen. Dabei sind die Remanenzen niedrig und die elektrischen Widerstände günstig hoch. Während im allgemeinen das Maximum der Anfangspermeabilität und das Minimum der Koerzitivkraft im Zusammensetzungsdiagramm auseinanderfallen, liegen auf der stark eingezeichneten Linie sowohl die absoluten Maxima der Anfangspermeabilität als auch die absoluten Minima der Koerzitivkraft. Die durch die Linie gekennzeichnete Legierungsreihe stellt in räumlicher Darstellung also gewissermaßen einen steilen Grat der Anfangspertneabilität und ein tiefes Tal der Koerzitivkraft dar, das sich durch das Diagramm von einem bei etwa 67°%a Nickel der Eisen-Nickel-Linie liegen Punkt nach einem bei etwa 6o % Kupfer ätzf der Nickel-Kupfer-Linie liegenden Punkt h zieht. Die genaue Zusammensetzung der g maß der Erfindung zu verwendenden Legiesungen kann naturgemäß um einige Prozent, und zwar höchstens um -i- 3 °/o von der engezeichneten Linie abweichen, sofern bei den geringen Abweichungen noch die Erscheinung des Zusammenfallens maximaler bzw. minimaler Werte von Permeabilität und Koerzitivkraft ausgenutzt wird.
• Zu einzelnen Legierungen mit mehr als 7o°/, Nickel, die in der Nähe der in Fig. z eingezeichneten Linie liegen, ist bereits bekannt, daß sie eine hohe Permeabilität aufweisen. Jedoch ist nicht erkannt worden, daß gerade bei den Legierungen der durch die Linie gekennzeichneten Zusammensetzung das Maximum dieser Eigenschaft mit einem Minimum der Koerzitivkraft zusammenfällt.
• Gegenüber den bekanntgewordenen Einzellegierungen hohen Nickelgehaltes bedeutet die Verwendung von Legierungen mit weniger als 67 °lo Nickel den Vorteil größerer Billigkeit; weil Nickel gerade den teuersten Bestandteil der Legierung bildet. Außerdem ergeben sich bei Legierungen mit weniger als 67'/, Nickel günstigere, Werte der Koerzitivkraft und niedrige Werte der Remanenz. Außerdem haben die nickelärmeren Legierungen einen kleineren Temperaturkoeffizienten der Permeabilität, der im unteren Bereich der eingezeichneten Linie sogar negativ wird. Diese letzteren Legierungen sind besonders für magnetische Nebenschlüsse, z. B. bei permanenten Magneten, geeignet.
• Die Erfindung bietet die Möglichkeit, für Legierungen mit dem jeweils gewünschten, und zwar auch negativen Temperaturkoeffizienten eine Zusammensetzung zu verwenden, bei der sich außer dem verlangten Wert des Temperaturkoeffizienten optimale Werte der Koerzitivkraft und der Höhe der Permeabilität ergeben.
• Um einen Anhalt über die Eigenschaften der gemäß der Erfindung zu verwendenden Legierungen zu geben, sind in der nachfolgenden Tabelle einige Werte der Anfangspermeabilität und Koerzitivkraft für einige auf der in Fig. z eingezeichneten Mittellinie des in Frage kommenden Zusammensetzungsgebietes liegende, mit a, b, c, d bezeichnete Funkte angegeben.

  Anfangs- a b c d

  enneabilität ,üo 12400 9500 4700 4300

  "erzitivkraftH, 0,046 0,040 0,070 0;070

  Die zugehörigen spezifischen Widerstandswerte liegen etwa doppelt so hoch wie der Widerstandswert der bekannten magnetischen Legierung mit 7812 °/o Nickel und 2I1/2 % Eisen. Sie können durch einen geringen Zusatz widerstandserhöhender Elemente, und zwar Chrom, Mangan, Vanadium, Silicium; in an sich bekannter Weise noch erhöht werden. Eine merkliche Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften tritt bei den Legierungen gemäß der Erfindung durch diese Zusätze nicht ein.
• In den Fig. 2 a und 2 b der Zeichnung sind die magnetischen Werte einiger Legierungen längs der Schnitte durch das Dreiecksdiagramm auf den Linien konstanter Nickelgehalte von 69 % und 65 °/o angegeben. Fig. 2 läßt den steilen Grad der Anfangspermeabilität, der, wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, übrigens auch bei der Maximalpermeabilität vorhanden ist, und ferner das Tal der Koerzitivkraft deutlich erkennen. Ähnliche Schnittdiagramme lassen sich, wie besondere hierfür angestellte Messungen gezeigt habest, in dem gesamten Legierungsgebiet gewinnen, also z. B. auf der das Legierungsgebiet gemäß der Erfindung abgrenzenden Linie konstanten Nickelgehaltes von 4o %.
• Das Anwendungsgebiet der Legierungen gemäß der Erfindung ist außerordentlich groß. Wegen der sehr kleinen Werte der Koerzitivkraft können sie beispielsweise für Dreheisenkerne oder für Relais verwendet werden. Wegen der hohen Werte der Anfangspermeabilität lassen sie sich -z. B. bei übertragern, Meßwandlern oder auch für Krarup- und Pupinmaterial ausnutzen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verwendung einer Eisen-Nickel-Kupfer-Legierung mit weniger als 67 °% Nickel; deren Zusammensetzung der in dem Legierungsdiagramm der Fig. r stark eingezeichneten Linie entspricht, für Zwecke; bei denen hochwertige magnetische Eigenschaften, insbesondere hohe Permeabilität und geringe Koerzitivkraft erforderlich sind.