DEP0000916BA

DEP0000916BA - Manufacture of ferrite cores

Info

Publication number: DEP0000916BA
Authority: DE
Inventors: Friedrich Meyer
Original assignee: Siemens and Halske AG
Current assignee: Siemens and Halske AG
Publication date: 1951-03-01

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.The present invention is concerned with a method for producing magnetizable cores of low electrical conductivity for coils that can be used in high and low frequency technology. To reduce the undesired losses here such as hysteresis, eddy current and after-effects losses, the cores have been subdivided; They were assembled, pressed or injected from iron sheets, strips, wires or iron powder. Particularly favorable results in terms of reducing the above-mentioned losses were achieved with the cores pressed or sprayed from iron powder or alloy powder (e.g. Permalloy), the so-called mass cores, which consist of finely divided powder combined with insulating and binding agents. As a result of this division of the cores, in which the greatest possible fineness of the powder particles is sought, the above-mentioned losses are indeed smaller, but at the same time the permeability is also reduced.

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.For example, such mass cores have a toroidal core permeability of 4-100 (My) (sub) o compared to 300-30,000 (My) (sub) o for cores made of iron or alloy sheets. A search has therefore been made for materials in order to increase the permeability achieved with the so-called mass cores. As such, materials have emerged that do not come from ferromagnetic metals like the iron powder used for mass cores, but from metal oxides. They are derived from iron oxide and, by adding one or more metal oxides after sintering, a conventional manufacture Positioning process, so-called ferrites, which can be ferromagnetic and have a higher permeability than earth cores with low electrical conductivity. When processing such oxide powders into ferrite cores according to the previously known methods, however, there is a very large number of cores which, as a result of severe cracking, are unusable for the manufacture of coils. The object of the present invention is to reduce this waste in the manufacture of the ferrite core. It is achieved by a process which is characterized in that a moistened powder mixture made of suitable oxides is pressed into a core and initially gradually dried under slowly increasing exposure to heat and that finally, before sintering together, the temperature for the rapid expulsion of moisture is 300 - 400 ° is temporarily held.

Dieses Verfahren ist auf alle Gemische von Eisenoxydpulver mit anderen Metalloxydpulvern solcher Mischverhältnisse anwendbar, welche einfache oder Mischferrite ergeben.This method can be used for all mixtures of iron oxide powder with other metal oxide powders in such proportions that result in simple or mixed ferrites.

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.Mixing, for example, 35% by weight of manganese dioxide with 65% by weight of iron oxide or 20-35% by weight of manganese dioxide with 5-15% zinc oxide and 60-65% iron oxide results in a simple manganese ferrite in the first case and a manganese in the second -Zinc mixed ferrite. In all cases, the oxide powder available as commercially available, so-called technical oxides with impurities of 0.1-3%, for example, can be used for the powder mixtures, so that the sintered materials do not contain more than, for example, 1 to 1.5% foreign substances. To achieve a homogeneous mixture, these powders are predried for a long time, around 10 hours at 100 ° C, and then mixed, for example, in a ball mill or in a basement. The powder mixture is moistened and pressed with a pressure between 1 and 10 t / cm (exp) 2, for example, to form cores which are exposed to heat slowly (for example in 10-20 hours), for example up to 200 ° C on average gradually dried and finally sintered to about 1300 ° C by means of a rapidly increased temperature; In this case, the temperature is temporarily held at around 300 - 400 °, e.g. 5-6 hours, to expel moisture quickly. This holding at 300 - 400 ° can, but does not have to be, carried out as part of the sintering process. After the pellet has cooled down, the core is made completed. As a result of the drying out according to the invention of the cores pressed from the pre-dried powder mixture before the sintering temperature is reached, crack formation is prevented, which up to now has caused a large amount of waste in the manufacture of the ferrite core. The material permeability of such cores is, depending on the ferrite used for production, e.g. 100 - 1000 (My) (sub) or the like.

Claims

1. A process for the production of ferrite cores, characterized in that a powder mixture made of suitable oxides is pressed into a core in a moistened state and gradually dried under slowly increasing heat and that finally, before sintering together, the temperature for the rapid expulsion of moisture at 300-400 ° is temporarily held.

2. The method according to claim 1, characterized in that commercially available so-called technical oxides are used to produce the powder mixture.

3. The method according to claim 1, characterized in that the oxides suitable for producing the powder mixture are predried before they are mixed.