DEP0000916BA - Herstellung von Ferritkernen - Google Patents
Herstellung von FerritkernenInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren zur Herstellung magnetisierbarer Kerne geringer elektrischer Leitfähigkeit für in der Hoch- und Niederfrequenztechnik verwendbare Spulen. Zur Herabsetzung der hierbei unerwünschten Verluste wie Hysteresis, Wirbelstrom- und Nachwirkungsverluste, hat man die Kerne unterteilt; man hat sie aus Eisenblechen, -bändern, -drähten oder Eisenpulver zusammengesetzt, gepresst oder gespritzt. Besonders günstige Ergebnisse hinsichtlich der Herabsetzung der obengenannten Verluste erzielte man mit den aus Eisenpulver oder Legierungspulver (z.B. Permalloy) gepressten bzw. gespritzten Kernen, den sogenannten Massekernen, welche aus fein unterteiltem Pulver in Verbindung mit Isolier- und Bindemitteln bestehen. Durch diese Unterteilung der Kerne, bei der eine möglichst grosse Feinheit der Pulverteilchen angestrebt wird, werden zwar die obengenannten Verluste kleiner, aber gleichzeitig wird auch die Permeabilität herabgesetzt.
Beispielsweise besitzen solche Massekerne eine Ringkern-Permeabilität von 4 - 100 (My)(sub)o gegenüber 300 - 30.000 (My)(sub)o bei Kernen aus Eisen oder Legierungsblechen. Man hat daher nach Werkstoffen gesucht, um die bei den sogenannten Massekernen erzielte Permeabilität zu steigern. Als solche haben sich Werkstoffe ergeben, welche nicht wie das für Massekerne benutzte Eisenpulver von ferromagnetischen Metallen ausgehen, sondern von Metalloxyden. Sie leiten sich vom Eisenoxyd ab und ergeben durch Zusatz eines oder mehrerer Metalloxyde nach dem Sintern, einem üblichen Her-
stellungsverfahren, sogenannte Ferrite, die ferromagnetisch sein und eine höhere Permeabilität als Massekerne bei geringer elektrischer Leitfähigkeit besitzen können. Bei der Verarbeitung derartiger Oxydpulver zu Ferritkernen nach den bisher bekannten Verfahren ergibt sich aber eine sehr grosse Zahl von Kernen, welche infolge starker Rissbildung für die Spulenherstellung unbrauchbar sind. Diesen Ausschuss bei der Ferritkernherstellung herabzusetzen ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Sie wird durch ein Verfahren gelöst, welches sich dadurch kennzeichnet, dass ein aus geeigneten Oxyden hergestelltes Pulvergemisch in angefeuchtetem Zustand zu einem Kern gepresst und unter langsam steigender Wärmeeinwirkung zunächst allmählich getrocknet wird und dass schliesslich vor dem Zusammensintern die Temperatur zur rasch abschliessenden Feuchtigkeitsaustreibung bei 300 - 400° vorübergehend gehalten wird.
Dieses Verfahren ist auf alle Gemische von Eisenoxydpulver mit anderen Metalloxydpulvern solcher Mischverhältnisse anwendbar, welche einfache oder Mischferrite ergeben.
Mischt man beispielsweise 35 Gewichts-% Braunstein mit 65 Gewichts-% Eisenoxyd oder 20 - 35 Gewichts-% Braunstein mit 5 - 15% Zinkoxyd und 60 - 65% Eisenoxyd, so ergeben sich im ersten Falle ein einfacher Manganferrit und im zweiten Falle ein Mangan-Zink-Mischferrit. In allen Fällen können für die Pulvergemische die als handelsübliche, sogenannte technische Oxyde erhältlichen Oxydpulver mit Verunreinigungen von beispielsweise 0,1 - 3% benutzt werden, so dass die gesinterten Werkstoffe nicht mehr als beispielsweise 1 bis 1,5% Fremdstoffe enthalten. Diese Pulver werden zur Erzielung einer homogenen Mischung längere Zeit, etwa 10 Stunden bei 100°C, vorgetrocknet und dann z.B. in einer Kugelmühle oder in einem Kellergang gemischt. Das Pulvergemisch wird angefeuchtet und mit einem Druck, der z.B. zwischen 1 - 10 t/cm(exp)2 liegt, zu Kernen verpresst, welche unter langsam (beispielsweise in 10-20 Stunden), z.B. bis 200°C im Mittel, steigender Wärmeeinwirkung allmählich getrocknet und schliesslich mittels schneller erhöhter Temperatur auf ungefähr 1300°C gesintert werden; hierbei wird zur rasch abschliessenden Feuchtigkeitsaustreibung die Temperatur bei ungefähr 300 - 400° vorübergehend, z.B. 5-6 Stunden, gehalten. Dieses Halten auf 300 - 400° kann, braucht aber nicht im Rahmen des Sintervorganges zu erfolgen. Nach Abkühlung des Presslings ist die Kernherstellung
beendet. Infolge der erfindungsgemässen Austrocknung der aus dem vorgetrockneten Pulvergemisch gepressten Kerne vor Erreichen der Sintertemperatur wird eine Rissbildung verhindert, welche bisher einen grossen Ausschuss bei der Ferritkernherstellung verursachte. Die Werkstoffpermeabilität solcher Kerne beträgt je nach dem zur Herstellung benutzten Ferrit z.B. 100 - 1000 (My)(sub)o.
Claims (3)
1. Verfahren zur Herstellung von Ferritkernen, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus geeigneten Oxyden hergestelltes Pulvergemisch in angefeuchtetem Zustand zu einem Kern gepresst und unter langsam steigender Wärmeeinwirkung allmählich getrocknet wird und dass schliesslich vor dem Zusammensintern die Temperatur zur rasch abschliessenden Feuchtigkeitsaustreibung bei 300 - 400° vorübergehend gehalten wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung des Pulvergemisches handelsübliche sogenannte technische Oxyde verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zur Herstellung des Pulvergemisches geeigneten Oxyde vor ihrer Vermischung vorgetrocknet werden.
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