DE867006C

DE867006C - Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von kupferhaltigen Nickel-Eisen-Legierungen

Info

Publication number: DE867006C
Application number: DEV2023A
Authority: DE
Inventors: Fritz Dr Rer Nat Assmus; Friedrich Dipl-Phys Pfeifer
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 1950-07-06
Filing date: 1950-07-06
Publication date: 1953-02-12

Description

Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von kupferhaltigen Nickel-Eisen-Legierungen Zusatz zum Patent 862 3:71 Es ist bekannt, daß molybdänhaltige Kupfer-Nickel-Eisen-Legierungen mit Gehalten an Nickel von etwa q.o bis 67 °!o, an Kupfer von etwa 17 bis 52 °; o, an Molybdän von etwa i bis 1o °/o, Rest Eisen, nach Glühung bei 80o bis iioo', gefolgt von langsamer Abkühlung, Werte der Anfangspermeabilität bis etwa q0000 aufweisen können.
Es ist weiterhin bekannt, Legierungen aus etwa 75 bis 85 °/o Nickel, 2 bis 7 °/o Molybdän, Rest Eisen, mit Anfangspermeabilitäten bis 75000, in einzelnen Fällen noch höher, dadurch herzustellen, daß man die Legierungen aus besonders reinen Ausgangsstoffen unter vermindertem Luftdruck schmilzt, in Heliumatmosphäre gießt, walzt und nach dem Walzen bei 130o° in sorgfältig getrocknetem Wasserstoff glüht, beliebig auf 60o° abkühlt und von 60o bis 300° mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von ungefähr 2' pro Minute, gefolgt von beliebiger Abkühlung auf Raumtemperatur erkalten läßt. Eine Abart dieses Verfahrens besteht darin, die Legierung nach der Glühung bei 1300' und Abkühlung auf etwa q.80° für eine vorgegebene Zeit bei dieser Temperatur zu halten.
Im Patent 862,371 ist ein Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von Kupfer-Nickel-Eisen-Legierungen, insbesondere solchen mit 67 bis 8o °/o Nickel, 5 bis 2o °/o Kupfer, o bis 5 °/o von Metallen der Chromgruppe (Chrom, Molybdän, Wolfram), Rest Eisen; geschützt, das darin besteht, daß die Legierungen nach vorausgegangener Schlußglühung bei Temperaturen von 40o bis 60o° wärmebehandelt werden.
Nachstehend werden nun genauere Regeln für die Erzeugung von Werkstoffen auf der Basis Kupfer-Nickel-Eisen angegeben, deren Anfangspermeäbilität gegenüber den entsprechenden Werten bisher bekannter Legierungen dieses Systems etwa das Doppelte und mehr beträgt. Die erfindungsgemäß anzuwendende Regel besteht darin, daß die Werkstoffe so ausgewählt werden, daß sie etwa 5o bis 8o °/o, vorzugsweise 67 bis 78 °% Nickel, i bis 45 °/o, insbesondere i bis 15 °/ö Kupfer, o bis io °/o Molybdän, Rest Eisen, enthalten, wobei die Gehalte der einzelnen Bestandteile so aufeinander abgestimmt sind, daß die Legierungen auf oder nahe der in der Abbildung gezeichneten Linie des Dreistoffsystems Kupfer-Nickel-Eisen liegen, wobei Molybdän in den oben angegebenen Grenzen an die Stelle von Eisen treten kann. Molybdän .kann ganz oder teilweise durch Chrom oder Wolfram ersetzt sein. Die Abweichung in der Zusammensetzung kann für die einzelnen Bestandteile etwa +i °/o betragen.
Diese so ausgewählten Legierungen werden nach ihrer Verarbeitung durch Walzen, Ziehen, Stanzen o4. dgl. bei 115o bis 130o° geglüht und dann anschließend einer Wärmebehandlung bei 40o bis 60o° unterworfen, vorzugsweise in Wasserstoffatmosphäre. Diese Wärmebehandlung kann einmal in der Weise durchgeführt werden, daß die Legierungen nach dem Abkühlen von Glühtemperatur auf Raumtemperatur erneut für eine von Fall zu Fall auszuprobierende Zeit, die in der Regel zwischen i und 24 Stunden liegt, auf eine zwischen 400 und 60o° liegende Temperatur angelassen-werden. Die günstigste Temperatur innerhalb dieses Bereichs richtet sich nach der Zusammensetzung und Vorbehandlung der Legierungen und muß von Fall zu Fall ausprobiert werden. Man kann auch von der Glühtemperatur auf Raumtemperatur mit einer solchen Geschwindigkeit abkühlen, daß die Legierungen zur Entwicklung der gewünschten Eigenschaften, insbesondere der gewünschten Anfangspermeabilität, genügend lange im Temperaturgebiet zwischen 400 und 60o° gehalten werden. Es kann sich bisweilen empfehlen, insbesondere nach Abkühlen von Glühtemperatur mit geringerer als der zur Erzielung hoher Anfangspermeabilität optimalen Abkühlungsgeschwindigkeit, die Legierungen vor dem Anlassen bei einer Temperatur zwischenzuglühen, die mindestens zoo°, z: B. etwa ioo bis 20o°, über der optimalen Anlaßtemperatur liegt und an diese Zwischenglühung ohne Abkühlung auf Raumtemperatur die Anlaßbehandlung unmittelbar anzuschließen.
Zum Beispiel zeigt eine Legierung mit 710/0 Nickel,. 14 °/o Kupfer, 12 °/o Eisen, 3 °/o Molybdän, nach Glühung bei i2oo°, langsamer Ofenabkühlung auf 60o°, Abkühlung von 60o auf 400° mit einer Geschwindigkeit von 6o° pro Stunde und Abkühlung von 400° auf Raumtemperatur an Luft eine Anfangspenneabilität (Meßfeldstärke i m0e) von 103 000.

In der Abbildung ist durch Kreuze bzw. Punkte eine Reihe untersuchter Legierungen angegeben. Die Zusammensetzungen sind in der nachstehenden Tabelle wiederholt. Außerdem sind in der Tabelle Meßwerte der Anfangspermeabilität für diese Legierungen angegeben.

Ni cu 1 Mo Cr I Zusätze.) I #, I.0,

A ` 79;2 - 4,8 - Rest go ooo

B 76,9 4,8 --r 2,3 - 104000

C 76,2 4,5 3,0 - - 88 ooo

74,4 10,0 4,8 - - 40000

E 73,7 10,2 3,2 - - 105 000

F 7o,9 14,I 3,1 - - iig ooo

G 74,5 4,7 4,4 - - 25000

H 71,4 7,2 2,9 - - 26 ooo

J 71,6 6,9 4,8 - - io ooo

K 68,2 12,0 2,9 - - 15000

L 68,1 12,2 4,8 - - 9000

M 78,2 9,0 3,0 - - ii ooo

N 78,o g,i 4,8 - - 13000

75,1 13,2 3,0 - - ii ooo

P 74,8 13,4 5,0 - - 21000

*) Zusätze sind übliche Desoxydations- und Verarbeitungs-

zusätze, z. B. unter 10/, Mangan.

Man sieht daraus, daß diejenigen Legierungen (Kreuze), die auf oder in unmittelbarer Nachbarschaft der Kurve liegen, sich durch eine wesentlich höhere Anfangspermeabilität gegenüber weiter von der Kurve entfernt liegenden Legierungen (Punkte) auszeichnen.

Die Wärmebehandlung war in allen Fällen dieselbe, und zwar wurden Bandkerne aus den Legierungen 3 Stunden bei 226o° in Wasserstoff geglüht und nach Abkühlung auf Raumtemperatur bei 40o bis 60o° angelassen. Die optimale Anlaßtemperatur lag z. B: für die Legierung- F bei 450°, für Legierungen B und C bei 52o°.
Die bisher vereinzelt bekanntgewordenen Angaben über die langsame Abkühlung nach Glühung bei 80o bis iioö° bei Kupfer-Nickel-Eisen-Legierungen mit etwa 4o bis 67 °/o Nickel, 17 bis 52 °/o Kupfer, i bis io°/o Molybdän, Rest Eisen ohne nähere Angabe über die Abkühlungsgeschwindigkeit über das gesamte Temperaturbereich oder über einen Teil dieses Bereichs und die im Zusammenhang mit der kupferfreien, eingangs erwähnten Molybdän-Nickel-Eisen-Legierung gegebenen Hinweise über die Wärmebehandlung lassen nicht erkennen, wie systematisch durch Wahl der Legierungszusammensetzung einerseits und der Wärmebehandlung andererseits eine Reihe von Legierungen gewonnen werden kann, deren Eigenschäften, insbesondere deren Anfangspermeabilität, gegenüber bisher bekannten Werten sprunghaft gesteigert werden können.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von kupferhaltigen Nickel-Eisen-Legierungen ohne öder mit Molybdän, das ganz oder teilweise 'durch Chrom oder Wolfram ersetzt sein kann, gemäß Patent 862 371, dadurch gekennzeichnet, daß Legierungen mit 5ö bis 8ö °/o Nickel, i bis 45 °/o Kupfer, o bis io °/o Molybdän, Rest Eisen, vorzugsweise solche mit 7ö.bis 8o °/o Nickel, i bis 15 °/o Kupfer, o bis io °/o Molybdän, Rest Eisen, die auf oder nahe der in der Abbildung gezeichneten Kurve liegen, nach der Formgebung bei ii5o bis 1300', vorzugsweise in Wasserstoff, geglüht und danach einer Anlaßbehandlung bei 40o bis 6oo', vorzugsweise in Wasserstoff, unterworfen werden.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlaßbehandlung nach der Abkühlung von Glühtemperatur bis auf Raumtemperatur erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen nach Abkühlen von Raumtemperatur auf eine mindestens ioo' über der zur Erzielung optimaler Eigenschaften erforderlichen Anlaßtemperatur erhitzt und von dieser Temperatur unmittelbar auf Anlaßtemperatur abgekühlt und bei dieser für eine zur Entwicklung optimaler Eigenschaften erforderlichen Zeit gehalten werden. q.
Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen von der Glühtemperatur mit einer solchen Geschwindigkeit auf Raumtemperatur abgekühlt werden, daß das Temperaturgebiet von 6oo bis 400' genügend langsam zur Entwicklung optimaler Eigenschaften durchlaufen wird.
5. Verfahren nach Anspruch q., dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen 6oo und q.oo' etwa 6o' pro Stunde beträgt. Angezogene Druckschriften »Wissenschaftliche Veröffentlichungen aus den Siemens-Werken« 1q., Heft 2, 1935, S. 93 bis io8.