DE966714C

DE966714C - Verfahren zur Erhoehung der Permeabilitaet im Bereich kleiner Feldstaerken bei Eisen und Eisen-Silizium-Verbindungen

Info

Publication number: DE966714C
Application number: DEK2858D
Authority: DE
Inventors: Dr Phil Hermann Fahlenbrach
Original assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Current assignee: Aktiengesellschaft fuer Unternehmungen der Eisen und Stahlindustrie
Priority date: 1944-06-01
Filing date: 1944-06-01
Publication date: 1957-09-05

Description

Aktiengesellschaft für Unternehmungen der Eisen- und Stahlindustrie, Essen Es ist bekannt, die magnetischen Eigenschaften, insbesondere die Permeabilität, von Eisen-Silizium-Legierungen dadurch zu verbessern, daß die Legierungen einer Kaltverformung von mindestens 40'/0 und einem darauffolgenden Glühen im Schutzgas bei etwa i ooo bis 1300' C unterworfen werden. Die in Verbindung mit diesem Vorschlag angegebenen magnetischen Werte beziehen sich auf die 1laximalpermeabilität.
Weiter ist der Vorschlag bekanntgeworden, Eisen-Aluminium-Legierungen mit einem Verformungsgrad von mehr als 25 % auf das Fertigmaß kalt zu verformen und dann bei einer Temperatur zwischen goo und i ioo° C schlußzuglühen. Als geeigneter Verformungsgrad für die Eisen-Aluminium-Legierungen ist hierbei ein solcher von 60 % angegeben worden, während sowohl bei einem Verformungsgrad von 25 % als auch von 85 % eine mit der Feldstärke ziemlich stark ansteigende Permeabilität erhalten worden ist, und zwar war der Anstieg nach einer 85o/oigen Verformung noch steiler als nach einer 25o/oigen Verformung, woraus geschlossen werden muß, daß bei einer Erhöhung des Verformungsgrades über 6o '/o hinaus der Permeabili.tätsanstieg sehr rasch zunimmt.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß die angegebenen, bei Eisen-Aluminium-Legierungen gemachten Feststellungen bei Eisen-Silizium-Legierangen nicht zutreffen und daß sich bei Eisen-Silizium-Legierungen eine Kaltverformung um mehr als 6o 0/a anders auswirkt, als nach den Feststellungen bei Eisen-Aluminium-Legierungen zu erwarten war.
Es hat sich nämlich gezeigt, daß durch eine Schlußkaltverformung um mehr als 60% und eine Schlußglühung bei Temperaturen oberhalb 80o° C Weicheisen und Eisen-Silizium-Legierungen mit bis zu etwa 5 % Silizium nicht nur eine Steigerung der Permeabilität im Bereich kleiner Feldstärken, also in der Umgebung der Anfangspermeabilität, erfahren, sondern daß diese Permeabilitätssteigerung überraschenderweise auch mit keiner nennenswerten Steigerung des Permeabilitätsanstieges mit der Feldstärke verbunden ist. Demgemäß werden nach der Erfindung in der angegebenen Weise behandeltes Eisen und wie angegeben behandelte Eisen-Silizium-Legierungen zur Herstellung von magnetisch beanspruchten Gegenständen der Fernmelde- und Schwachstromtechnik verwendet, bei denen eine hohe und mit der Feldstärke sich nur wenig ändernde Permeabilität im Bereich kleiner Feldstärken erforderlich ist.
DieErfindung sei durch das Beispiel einer 2,5 % Si enthaltenden Fe-Legierung an Hand der Abb. i erläutert. Diese Abbildung gibt die Abhängigkeit vom Schlußkaltwalzgrad nach einer i4stündigen Glühung bei 85o° C sowohl für die Permeabilität bei der Feldstärke 20 m 0e ([t20 = Kurve i) als auch für den Permeabilitätsanstieg bzw. -abfall mit der Feldstärke zwischen 2o und ioo m 0e (81o0 = Kurve 3) und 2o und 5 m 0e (öS = Kurve 2) für eine Eisen-Silizium-Legierung mit etwa 2,5'10 Silizium an. Während man im allgemeinen bei ferromagnetischen Werkstoffen mit steigendem %o auch einen entsprechenden Anstieg der ö-Werte beobachtet und man dort, wo geringe ö-Werte wegen notwendiger geringer Klirrfaktoren u. dgl. erforderlich sind, die Permeabilität durch Glühen bei nur tiefen Temperaturen (unvollständige Rekristallisation) bedauerlicherweise niedrig halten maß, ergibt sich durch die Erfindung die technisch wichtige Möglichkeit, hohe Permeabilität und geringen Anstieg miteinander zu verbinden. Steigert man die Schlußglühtemperatur, so wird man höhere Permeabilitätswerte bei allerdings auch etwas höheren Anstiegwerten erhalten. Das allgemeine Bild der Walzgradabhängigkeit bleibt aber bestehen. Es kann höchstens vorkommen, daß bei den höchsten Walzgraden die Permeabilität wieder etwas kleiner wird, so daß die höchsten Walzgrade über 80% zweckmäßig nur zusammen mit Schlußglühungen bei Temperaturen bis i ioo° C und bei höheren Temperaturen zweckmäßig Walzgrade von 6o bis 8o % angewandt werden.
Es empfiehlt sich, die Glühungen in an sich bekannter Weise in Schutzgasatmosphäre, vorzugsweise in Wasserstoff, vorzunehmen und dieser je nach Glühtemperatur verschiedene Mengen oxydierender Bestandteile zuzusetzen, wobei den tieferen vorgesehenen Glühtemperaturen die größeren Mengen oxydierender Bestandteile, z. B. Wasserdampf, zugegeben werden soll. So hat sich bei der 850°-Glühung eine Glühatmosphäre bewährt, bei der der Wasserstoff vor Eintritt in den Glühofen durch Wasser geleitet wird. Bei der i ioo° C-Glühung beträgt der Wasserdampfgehalt des Wasserstoffs vorzugsweise 3o bis ioo Milligramm pro Kubikmeter.
Weitere geringere Verbesserungen erhält man, wenn man die nach dem Verfahren der vorliegenden Erfindung behandelten Legierungen noch zusätzlich zwischen 40o und 700° C in sauerstoffreicher Atmosphäre, z. B. Luft, mehrere Stunden wärmebehandelt. An dem Beispiel einer 14 Stunden bei i ioo° C schlußgeglühten Eiseil-Silizium-Legierung mit etwa 2,5'/o Silizium veranschaulicht Abb. 2 die dabei erzielbare Erhöhung der Permeabilität und Verringerung des Permeabilitätsanstieges. Die Kurve des V.. -Wertes nach der Glühung bei i ioo° C ist mit 4, die dieses Wertes nach einer zusätzlichen 30stündigen Anlaßbehandlung bei 55o° C in Luft ist mit 5 und die entsprechenden Kurven für den Wert d, sind mit 6 bzw. 7 bezeichnet.
Der Siliziumgehalt der nach der Erfindung behandelten Werkstoffe kann o bis etwa 5 % betragen. Besonders günstige Werte werden bei Siliziumgehalten von etwa 2 -bis 3% erhalten. Die Legierungen sind insbesondere als Werkstoff für solche Gegenstände verwendbar, bei denen eine hohe Permeabilität und geringe Permeabilitätsabhängigkeit von der Feldstärke im Bereich kleiner Feldstärken erwünscht ist. Sie können daher in der Fernmelde- und Schwachstromtechnik in vielen Fällen die teuereren und devisenbelasteten Eisen-Nickel-Legierungen, z. B. die mit etwa 40% Nickel, ersetzen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Die Verwendung von Eisen und Eisen-Silizium-Legierungen, die einer Schlußkaltverformung um mehr als 60% und einer Schlußglühung bei Temperaturen oberhalb 80o° C unterworfen worden sind, als Werkstoff für die Herstellung von magnetisch beanspruchten Gegenständen der Fernmelde- und Schwachstromtechnik, bei denen eine hohe und mit der Feldstärke sich nur wenig ändernde Permeabilität im Bereich kleiner Feldstärken erforderlich ist.
2. Die Verwendung von Eisen und Eisen-Silizium-Legierungen, die der im Anspruch i angegebenen Behandlung unterworfen worden sind mit der Maßgabe, daß die Schlußglühung im Schutzgas, vorzugsweise Wasserstoff, bei mit fallender Glühtemperatur steigenden Gehalten an oxydierenden Bestandteilen erfolgt ist, für den Zweck nach Anspruch i.
3. Die Verwendung von Eisen und Eisen-Silizium-Legierungen, die der im Anspruch i oder 2 angegebenen Behandlung unterworfen worden sind mit der Maßgabe, daß bei Schlußglühtemperaturen zwischen 80o und iioo° C der Schlußkaltverformungsgrad mehr als So% betragen hat, für den Zweck nach Anspruch i. q..
Die Verwendung von Eisen und Eisen-Silizium-Legierungen, die der im Anspruch i bis 3 angegebenen Behandlung unterworfen worden sind mit der Maßgabe, daß bei Schlußglühtemperaturen von i ioo° C und mehr der Schlußkaltverformungsgrad zwischen 6o und 8o% betragen hat, für den Zweck nach Anspruch i.
5. Die Verwendung von Eisen-Silizium-Legierungen, die der im Anspruch i bis q. angegebenen Behandlung unterworfen worden sind und deren Siliziumgehalt 2 bis 3% beträgt, für den Zweck nach Anspruch i.
6. Verfahren zur Behandlung der nach Anspruch i his 5 zu verwendenden Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierungen im Anschluß an die Schlußglühung bei Temperaturen zwischen q.oo und 700° C in sauerstoffhaltiger Atmosphäre wärmebehandelt werden. In Betracht gezogene Druckschriften: Schweizerische Patentschrift Nr. 208 398; USA.-Patentschriften Nr. 2 287 466, 2 158 o65, 2 173 240, 2 287 467.