DE803180C

DE803180C - Verfahren zur Herstellung ferromagnetischer Teile von geringer Koerzitivkraft und geringem elektrischem Leitungsvermoegen

Info

Publication number: DE803180C
Application number: DEP39437A
Authority: DE
Inventors: Dr Siegfried Valentiner
Original assignee: UNTERHARZER BERG und HUETTENWE
Current assignee: UNTERHARZER BERG und HUETTENWE
Priority date: 1949-04-10
Filing date: 1949-04-10
Publication date: 1951-03-01

Description

Verfahren zur Herstellung ferromagnetischer Teile von geringer Koerzitivkraft und geringem elektrischem Leitungsvermögen

Seit langem sticht man das Carbomvleisen als

Werkstoff in den kleinen L`ltertragern (Transfor-

matoren) der lloclifre(lticiizteclinil< zu ersetzen.

Dabei kommt es auf ein ferroinagnetisches -Mate-

rial an mit einer möglichst gerinnen Koerzitic-

kraft (schmaler 1lcsteresis), neringeni elektrischem

Leitvermögen und einem Stoff, der sich unschwer

feinkörnig pulverisieren läßt, da er zur Vermeidung

von #Virl)elströinen in Form eines sehr feililcörni-

gen Pulvers verwendet wird, (las man in Isolier-

masse, z.li. aus Kunstharzen, einbettet und zu

Zylindern oder ähnlichen Formen preßt. Carbonvl-

eisen, (las von vornherein fein `-erteilt gewonnen

wird, hat eine Koerzitickraft von rd. o,2 Oersted,

alter einen elektrischen Widerstand von nur rd.

0,1 Olim 1111112/11i. Seine Gewinnung ist umständlich

und fordert unist:iiidliche Anlagen. Gewisse Sorten

von Nickeleisen \\-eisen eine ähnliche geringe

Koerzitickraft auf, sind aber so zäh, daß sie sich

nur schwer zu sehr feinkörnigem Pulver zerkleinern

lassen. In den Heuslerschen Legierungen aus

:@lutniiiiuiii-.#'laiigan-Kupfer und

besitzt man ein ferromagnetisches Material,

(las in der für eine schmale Hysteresis (kleine

Koerzitickraft) günstigen Zusammensetzung sehr

spröde ist und sich daher feinkörnig zerpulvern

läßt. Die Werte ihrer Koerzitivkraft sind aber von

der Größenordnung einiger Oersted.

Untersuchungen an dem System Indium-Man-

nan-Kupfer Haben nun gezeigt, daß ganz bestimmte

Legierungen dieses Systems nach geeigneter

Wärmebehandlung besonders guteferroinagnetisclie

Eigenschaften auf\ceisen bei einer Koerzitivkraft,

die derjenigen des Carbonyleisens nahekommt, in-

dem sie weniger als o,5 Oersted beträgt. In dieser

Ztisatninensetzung sind die Legierungen äußerst

spröde, so daß sie fein zerpulvert werden können, und ihr spezifischer elektrischer Widerstand ist etwa dreimal so groß als der des Eisens, so daß die Ausbildung von Wirbelströmen schon dadurch hintangehalten wird.

Nun haben die hier in Frage kommenden Legierungen des Systems Indium-Mangan-Kupfer noch die wichtige Eigenschaft, bei rd. 270° C (der sog. Curietemperatur) ihren Ferromagnetismus zu verlieren. Ein aus der Legierung hergestellter Stab wird bei 27o° C also seine Lage zu einem magnetischen Feld ändern, wenn ihn Kräfte nicht magnetischer Art aus dem Feld herauszuziehen versuchen (Schwerkraft, Federkraft). Wird z. B. das Feld in einer stromdurchflossenen Spule mit vertikaler Achse hergestellt, dann wird bei Zimmertemperatur der Stab in die Spule von unten hereingezogen. Bei 27o° C fällt er aus der Spule heraus und kann bei der Bewegung eine Kraft auslösen, die z. B. eine elektrische Heizung reguliert, oder eine Sicherung gegen zu hohe Temperaturen einer Kochplatte o. dgl. Heizeinrichtungen liefert, oder der Begrenzung einer Stromstärke dient. Nach Abkühlung wird der Stab wieder in das magnetische Feld hineingezogen. Durch Beschwerung des Stabes mit unmagnetischem Material kann man die Empfindlichkeit der Apparatur verändern. Gerade die Möglichkeit der Einstellung einer Reguliervorrichtung auf die Temperatur von 27o° C ist durch andere Mittel kaum gegeben.
Für den erfindungsgemäßen Zweck, nämlich zur Herstellung ferromagnetischer tTeile, insbesondere von Hochfrequenztransformatoren sowie von anderen Gegenständen von geringer Koerzitivkraft und geringem elektrischem Leitungsvermögen, die ihre ferromagnetischen Eigenschaften bei einer bestimmten Temperatur (Curietemoeratur) verlieren, eignen sich aus dem System Indium-Mangan-Kupfer insbesondere Legierungen mit 35 bis 42"/o Indium, 39 bis 46% Kupfer, 15 bis 24% Mangan.

Solche Legierungen besitzen nach geeigneter Wärmebehandlung eine Koerzitivkraft von 0,3 bis 0,4 Oersted, einen spezifischen elektrischen Widerstand von 0,3 Ohm mmQ/m und eine große Sprödigkeit. Dabei können bis zu 40/0 Indium durch Aluminium in Verhältnis von 0,3% Aluminium je i % Indium ersetzt werden oder bis io% Indium durch Zinn im Verhältnis von i % Zinn je i % Indium. Als Beispiele für erfindungsgemäß zu verwendende Legierungen seien folgende genannt:

i. i7,890% Mn 4332 0% Cn 38,790% In 0,300e

2. 23,65 0% Mn 40,46 0/0 Cu 35,89 0% In 0,45 0e

3. 18,95 0% Mn 43,80 % Cu 36,45 % In 0,75 % Al o,52 0e

4. i8,46 0,'o Mn 42,73 0% Cn 34,0i 0% In 4,80 0% Sn o,65 0e

Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen geschieht zweckmäßig im Hochfrequenzofen, in dem eine gute -Durchmischung, auf die großer Wert gelegt werden muß, von vornherein gewährleistet ist. Der Zusatz von Indium muß erfolgen bei einer Temperatur, bei d°r die Kupfermanganschmelze noch nicht zu dünnflüssig ist. Bei zu hoher Temperatur entwickeln sich nach dem Zugeben von Indium brauneDämpfe, bei deren Auftreten die Schmelze zu einer magnetisch weniger vorzüglichen Legierung führt. Die Schmelze wird in eine auf rd. 40o° vorgewärmte Kokille gegossen und darin abgekühlt. Daran schließt sich dann eine Wärmebehandlung durch mehrstündiges Glühen bei einer Temperatur von 40o bis 60o° an mit nachfolgendem langsamem Abkühlen (2 Stunden Abkühlungszeit) bis etwa 25o° und weiterem langsamem Abkühlen oder Abschrecken. Das so behandelte Material ist im Mörser oder in einer Kugelmühle gut auf ein feinkörniges Pulver zu zerkleinern.

Claims

PATENTANSPROCHE: i. Verfahren zur Herstellung ferromagnetischer Teile von geringer Koerzitivkraft und geringem elektrischem Leitungsvermögen, die ihre ferromagnetischen Eigenschaften bei 27o° C verlieren (Curietemperatur), durch Verpressen eines feinkörnig gepulverten ferromagnetischen Stoffes, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung des Systems Indium-Mangan-Kupfer mit 35 bis 42% Indium, 39 bis 46% Kupfer und 15 bis 24% Mangan sorgfältig erschmolzen, das erkaltete Metall mehrere Stunden bei einer Temperatur von 400 bis 60o° C geglüht, bis auf etwa 25o° C langsam erkaltet und daraufhin abgekühlt wird und aus der so wärmebehandelten Indium-Mangan-Kupfer-Legierung, nachdem sie feinkörnig pulverisiert worden ist, ferromagnetische Teile, beispielsweise kleine Hochfrequenztransformatoren, durch Pressen mit oder ohne Isoliermasse hergestellt werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu erschmelzenden Indium-Mangan-Kupfer-Legierung das Indium bis zu 4% durch Aluminium ersetzt wird, und zwar im Verhältnis von 0,3% Aluminium für i % Indium.
3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in der zu erschmelzenden Indium-Mangan-Kupfer-Legierung das Indium bis zu io% durch Zinn ersetzt wird, und zwar im Verhältnis von i % Zinn für i % Indium.
4. Die Verwendung der Indium-Mangan-Kupfer-Legierung nach den Ansprüchen i bis 3 zur Herstellung eines Stabes, der infolge des Verlustes seiner ferromagnetischen Eigenschaften bei 27o° C in einem inhomogenen magnetischen Feld eine Bewegung ausführt, durch die eine Kraft ausgelöst wird zur Regulierung einer Heizeinrichtung oder zur Betätigung einer Sicherung.