EP0890177A1 - Low-retentivity nickel-ion alloy - Google Patents
Low-retentivity nickel-ion alloyInfo
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- EP0890177A1 EP0890177A1 EP97908240A EP97908240A EP0890177A1 EP 0890177 A1 EP0890177 A1 EP 0890177A1 EP 97908240 A EP97908240 A EP 97908240A EP 97908240 A EP97908240 A EP 97908240A EP 0890177 A1 EP0890177 A1 EP 0890177A1
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- nickel
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14708—Fe-Ni based alloys
Definitions
- the invention relates to soft magnetic nickel-iron alloys with very high magnetic permeability.
- Soft magnetic materials are characterized by low magnetic loss. In addition to a small coercive field strength, low magnetic reversal losses in particular require high magnetic permeabilities. In order to achieve high magnetic permeabilities, it is necessary to keep both the crystal anisotropy constant K and the magnetostriction constant ⁇ as small as possible.
- the crystal anisotropy constant in the concentration range between 57 and 75% by mass of nickel can be made to disappear using a suitable heat treatment. With 80% by mass of nickel the magnetostriction constant ⁇ ⁇ ⁇ , with 83% by mass of nickel the magnetostriction constant ⁇ 100 becomes zero.
- Non-metallic contaminants arise due to the required deoxidation treatment of the melts before casting.
- the result is finely divided non-metallic inclusions.
- these non-metallic inclusions can consist of oxides of aluminum, calcium, magnesium or other elements with an affinity for oxygen.
- soft magnetic nickel-iron alloys with nickel contents of around 80% and the highest demands on the soft magnetic properties according to the prior art have so far been produced from selected clean starting materials with the aid of vacuum melting technology, as for the examples mentioned in DE OS 39 10 147 on p. 8, line 53 and on p. 10, line 28.
- further special measures such as the addition of boron or the setting of a calcium content of 0.0007 to 0.006% in connection with a manganese content to be limited may be necessary.
- Standard steelworks technology is understood to mean melting in an open arc furnace with subsequent ladle metallurgy for deoxidation, desulfurization and degassing. The task was therefore to find a selected alloy range which, even under such extremely difficult conditions, allows the setting of very high soft magnetic properties, measured as the initial and maximum permeabilities.
- the object is achieved by a soft magnetic nickel-iron-molybdenum alloy with a magnetic initial permeability ⁇ 4 > 280,000 and a maximum magnetic permeability ⁇ max> 400,000 obtainable by deoxidizing the molten metal with aluminum and / or silicon, and limiting the magnesium content to less than 15 ppm by mass and calcium to less than 8 ppm by mass and the total magnesium + calcium to less than 20 ppm by mass.
- Chromium and copper can each contain up to 0.4 mass% and manganese up to 0.8 mass%.
- Permeability is determined (around 480 ° C), for grading the
- the alloys E1, E2 and E3 according to the invention are distinguished according to Table 2 by magnesium contents of up to 0.0008%.
- the upper limit of 0.0015% Mg for the alloy range claimed according to the invention is derived from further exemplary melts which, in the case of a calcium content in the range according to the invention with 0.0012% Mg, lead to the permeability values to be achieved according to the task, with 0, 0018% Mg and more but not, as the following table 4 shows: Table 4: Exemplary information on the levels of magnesium and calcium for the
- a further embodiment of the invention consists in that according to the table 1 either not at all or with max. 0.5 or max. 1% limited cobalt content to max. Limit 0.04%. Surprisingly, it has been found that cobalt contents higher than 0.04% make the temperature range around 480 ° C., in which the highest magnetic permeability is determined (see above), very narrow. Since certain temperature gradients cannot be avoided in industrial furnaces, this makes industrial processability very difficult.
- the width of the temperature range in which the highest magnetic permeabilities can be achieved was determined in the presence of 0.06% by mass of cobalt at 7 ° C., but in the case of a cobalt content restricted to 0.03% by mass 22 ° C.
Abstract
The invention relates to a low-retentivity nickel-iron-molybdenum alloy with an inital magnetic permeability ν4 > 280,000 and maximum magnetic permeability νmax > 400,000 obtainable by deoxidising the melt metal with aluminium and/or silicon and limiting the magnesium content to under 0.0015 mass % and calcium to under 0,0008 mass % and the sum of magnesium + calcium to under 0.0020 mass %.
Description
Weichmagnetische Nickel-Eisen-LegierungSoft magnetic nickel-iron alloy
Die Erfindung betrifft weichmagnetische Nickel-Eisen-Legierungen mit sehr hoher magnetischer Permeabilität.The invention relates to soft magnetic nickel-iron alloys with very high magnetic permeability.
Weichmagnetische Werkstoffe sind durch geringe Ummagnetisierungsverluste gekennzeichnet. Geringe Ummagnetisierungsverluste haben neben einer kleinen Koerzitivfeldstärke insbesondere hohe magnetische Permeabilitäten zur Voraussetzung. Um hohe magnetische Permeabilitäten zu erreichen, ist es erforderlich, sowohl die Kristallanisotropiekontante K, als auch die Magnetostriktionskonstante λ möglichst klein zu halten. In Nickel-Eisen- Legierungen kann die Kristallanisotropiekonstante im Konzentrationsbereich zwischen 57 und 75 Masse- % Nickel mit Hilfe einer geeigneten Wärmebehandlung zum Verschwinden gebracht werden. Bei 80 Masse- % Nickel wird die Magnetostriktionskonstante λπ ι, bei 83 Masse- % Nickel die Magnetostriktionskonstante λ100 zu Null. In dem Bereich um 79 bis 80 Masse- % Nickel lassen sich im Sinne eines Kompromisses sowohl kleine Kristallanisotropie als auch kleine Magnetostriktionskonstanten erzielen. Dort werden in binären Nickel-Eisen-Legierungen deshalb bisher die höchsten magnetischen Permeabilitäten erzielt. Die Verhältnisse lassen sich nochmals verbessern, wenn Kupfer, Molybdän oder Chrom zulegiert werden.Soft magnetic materials are characterized by low magnetic loss. In addition to a small coercive field strength, low magnetic reversal losses in particular require high magnetic permeabilities. In order to achieve high magnetic permeabilities, it is necessary to keep both the crystal anisotropy constant K and the magnetostriction constant λ as small as possible. In nickel-iron alloys, the crystal anisotropy constant in the concentration range between 57 and 75% by mass of nickel can be made to disappear using a suitable heat treatment. With 80% by mass of nickel the magnetostriction constant λ π ι , with 83% by mass of nickel the magnetostriction constant λ 100 becomes zero. In the region of 79 to 80% by mass of nickel, both small crystal anisotropy and small magnetostriction constants can be achieved as a compromise. For this reason, the highest magnetic permeabilities have so far been achieved there in binary nickel-iron alloys. The situation can be further improved if copper, molybdenum or chromium are added.
Der Stand der Technik ist zusammenfassend in Metals Handbook, 9. Auflage, Vol. 3, 1980, S. 602 und 603, beschrieben. Dort sind beispielhaft die kommerziellen Legierungen Supermalloy mit nominell (alle Angaben in Masse- %) 79 Ni, 5 Mo, Moly Permalloy und Hymu 80 mit nominell 79 Ni, 4 Mo sowie Mumetal mit nominell 77 Ni, 5 Cu. 2,75 Cr genannt. Die DIN 17 745, Ausgabe Januar 1973. nennt die Legierung NiFel5Mo mit 3 bis 5 Mo.
NiFe l όCuCr mit 4 bis 6 Cu und 1 ,5 bis 2,5 Cr sowie NiFe l όCuMo mit 4 bis 6 Cu und 3 bis 5 Mo, wobei in allen 3 Fällen der Nickelgehalt bis zu 1 % Kobalt ausdrücklich einschließt. Die ASTM Standard Specification for Nickei-Iron Soft Magnetic Alloys, A 753-85 sowie die US Military Specification MiL-N- 1441 1 C (MR) machen hiervon im einzelnen etwas abweichende Angaben. Tabelle 1 gibt die Angaben zur chemischen Zusammensetzung aus diesen 3 Spezifikationen zusammenfassend wieder.The prior art is summarized in Metals Handbook, 9th edition, Vol. 3, 1980, pp. 602 and 603. There are examples of the commercial alloys Supermalloy with nominal (all data in mass%) 79 Ni, 5 Mo, Moly Permalloy and Hymu 80 with nominal 79 Ni, 4 Mo and Mumetal with nominal 77 Ni, 5 Cu. Called 2.75 Cr. DIN 17 745, edition January 1973. names the alloy NiFel5Mo with 3 to 5 months. NiFe l όCuCr with 4 to 6 Cu and 1, 5 to 2.5 Cr as well as NiFe l όCuMo with 4 to 6 Cu and 3 to 5 Mo, whereby in all 3 cases the nickel content explicitly includes up to 1% cobalt. The ASTM Standard Specification for Nickei-Iron Soft Magnetic Alloys, A 753-85 and the US Military Specification MiL-N-1441 1 C (MR) provide slightly different information. Table 1 summarizes the information on the chemical composition from these 3 specifications.
Tabelle 1 : Chemische Zusammensetzung hochpermeabler weichmagnetischer Nickel-Eisen-Table 1: Chemical composition of highly permeable soft magnetic nickel-iron
Legierungen gemäß verschiedener Standards und Legierungsbezeichnungen, Angaben in Masse-%Alloys according to various standards and alloy designations, data in mass%
Neben den vorstehend angegebenen Hauptlegierungselementen ist der Reinheitsgrad dieser Legierungen von erheblicher Bedeutung für ihre weichmagnetischen Eigenschaften. So wird in Metals Handbook, 9. Auflage, Vol. 3, 1980, S. 602, Spalte 3, Absatz 3, angegeben, daß die interstitiellen Verunreinigungen wie diejenigen an Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel, SauerstoffIn addition to the main alloy elements specified above, the degree of purity of these alloys is of considerable importance for their soft magnetic properties. For example, in Metals Handbook, 9th edition, vol. 3, 1980, p. 602, column 3, paragraph 3, it is stated that the interstitial impurities such as those on carbon, nitrogen, sulfur, oxygen
ERSATZBLÄΓT (REGEL 26)
und an nichtmetallischen Verunreinigungen gering gehalten werden müssen. Nichtmetallische Verunreinigungen entstehen aufgrund der erforderlichen Desoxidationsbehandlung der Schmelzen vor dem Gießen. Die Folge sind feinverteilte nichtmetallische Einschlüsse. Je nach Art der angewendeten Desoxidationsmittel können diese nichtmetallischen Einschlüsse aus Oxiden von Aluminium, Calzium, Magnesium oder anderen sauerstoffaffinen Elementen bestehen. Aufgrund dieser Erkenntnisse werden weichmagnetische Nickel-Eisen- Legierungen mit Nickelgehalten um 80 % und höchsten Anforderungen an die weichmagnetischen Eigenschaften nach dem Stand der Technik bisher aus ausgewählten sauberen Einsatzstoffen mit Hilfe der Vakuumschmelztechnik hergestellt, wie für die in der DE OS 39 10 147 genannten Beispiele auf S. 8, Zeile 53 und auf S. 10, Zeile 28, ausdrücklich angegeben wird. Auch dabei können nach dem dort beschriebenen Stand der Technik schon weitere besondere Maßnahmen wie das Zulegieren von Bor oder die Einstellung eines Calziumgehalts von 0,0007 bis 0,006 % in Verbindung mit einem einzugrenzenden Mangangehalt erforderlich werden.SPARE BLADE (RULE 26) and must be kept low on non-metallic contaminants. Non-metallic contaminants arise due to the required deoxidation treatment of the melts before casting. The result is finely divided non-metallic inclusions. Depending on the type of deoxidizing agent used, these non-metallic inclusions can consist of oxides of aluminum, calcium, magnesium or other elements with an affinity for oxygen. Based on these findings, soft magnetic nickel-iron alloys with nickel contents of around 80% and the highest demands on the soft magnetic properties according to the prior art have so far been produced from selected clean starting materials with the aid of vacuum melting technology, as for the examples mentioned in DE OS 39 10 147 on p. 8, line 53 and on p. 10, line 28. According to the state of the art described there, further special measures such as the addition of boron or the setting of a calcium content of 0.0007 to 0.006% in connection with a manganese content to be limited may be necessary.
Fortschritte in Elektrotechnik und Elektronik führen nun dazu, daß derartige Werkstoffe mit höchsten Anforderungen an die weichmagnetischen Eigenschaften in zunehmendem Umfang benötigt werden, so daß die Herstellung mit Hilfe üblicher Stahlwerkstechnologie von zunehmendem Interesse wird. Unter üblicher Stahlwerkstechnologie wird hierbei das Erschmelzen im offenen Lichtbogenofen mit nachfolgender Pfannenmetallurgie zur Desoxidation, Entschwefelung und Entgasung verstanden. Es war deshalb die Aufgabe gestellt, einen ausgewählten Legierungsbereich zu finden, der auch unter derart äußerst erschwerten Voraussetzungen die Einstellung sehr hoher weichmagnetischer Eigenschaften, gemessen als Anfangs- und als Maximalpermeabilitäten erlaubt.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine weichmagnetische Nickel-Eisen-Molybdän- Legierung mit einer magnetischen Anfangspermeabilität μ4 > 280.000 und einer maximalen magnetischen Permeabilität μmax > 400.000 erhältlich durch Desoxidieren der Metallschmelze mit Aluminium und/oder Silizium, und Begrenzen der Gehalte an Magnesium auf weniger als 15 Masse-ppm und Calzium auf weniger als 8 Masse-ppm und der Summe Magnesium + Calzium auf weniger als 20 Masse-ppm.Advances in electrical engineering and electronics mean that such materials with the highest demands on the soft magnetic properties are increasingly required, so that the production with the help of conventional steelworks technology is of increasing interest. Standard steelworks technology is understood to mean melting in an open arc furnace with subsequent ladle metallurgy for deoxidation, desulfurization and degassing. The task was therefore to find a selected alloy range which, even under such extremely difficult conditions, allows the setting of very high soft magnetic properties, measured as the initial and maximum permeabilities. The object is achieved by a soft magnetic nickel-iron-molybdenum alloy with a magnetic initial permeability μ 4 > 280,000 and a maximum magnetic permeability μmax> 400,000 obtainable by deoxidizing the molten metal with aluminum and / or silicon, and limiting the magnesium content to less than 15 ppm by mass and calcium to less than 8 ppm by mass and the total magnesium + calcium to less than 20 ppm by mass.
Bevorzugt wird dabei eine Legierung folgender Zusammensetzung (in Masse- %):An alloy of the following composition (in% by mass) is preferred:
79 - 81 % Nickel 4 - 6 % Molybdän 0,002 - 0,020 % Aluminium und/oder 0, 1 - 0,5 % Silizium bis 0,04 % Kobalt bis 0,003 % Schwefel bis 0,005 % Phosphor bis 0,03 % Kohlenstoff bis 0,003 % Sauerstoff in gebundener Form als Oxid Rest Eisen einschl. unvermeidbarer Verunreinigungen.79 - 81% nickel 4 - 6% molybdenum 0.002 - 0.020% aluminum and / or 0.1 - 0.5% silicon to 0.04% cobalt to 0.003% sulfur to 0.005% phosphorus to 0.03% carbon to 0.003% Oxygen in bound form as the oxide rest iron including unavoidable impurities.
Chrom und Kupfer können jeweils bis 0,4 Masse- % enthalten sein und Mangan bis 0,8 Masse- %.Chromium and copper can each contain up to 0.4 mass% and manganese up to 0.8 mass%.
Im Vergleich zum Stand der Technik zeigt sich dabei überraschenderweise, daß es für die Erzielung höchster magnetischer Permeabilitäten vor allem auf die Einstellung von in definierter Weise eingeschränkten Gehalten an Calzium und Magnesium ankommt. Andere desoxidierend wirkende Elemente wie insbesondere Silizium und überraschenderweise auch Aluminium haben dagegen keinen so starken Einfluß. Die Gegenüberstellung in Tabelle 2 macht dies in Verbindung mit der nachfolgenden Tabelle 3 deutlich.
Tabelle 2: Chemische Zusammensetzung erfindungsgemäßer Legierungen E und bekannter Legierungen T (in Masse-%)In comparison with the prior art, it surprisingly shows that the most important thing for achieving the highest magnetic permeabilities is the setting of calcium and magnesium contents which are restricted in a defined manner. Other elements with a deoxidizing effect, such as in particular silicon and, surprisingly, aluminum, on the other hand, do not have such a strong influence. The comparison in Table 2 makes this clear in connection with Table 3 below. Table 2: Chemical composition of alloys E according to the invention and known alloys T (in mass%)
El E2 E3 Tl T2 T3 T4El E2 E3 Tl T2 T3 T4
Ni 80,45 80,35 80,40 80,50 80,65 80,10 80,35Ni 80.45 80.35 80.40 80.50 80.65 80.10 80.35
Mo 5, 15 4,94 4,92 4,88 5,12 4,32 4,30Mo 5, 15 4.94 4.92 4.88 5.12 4.32 4.30
Mn 0,52 0,49 0,49 0,49 0,51 0,52 0,51Mn 0.52 0.49 0.49 0.49 0.51 0.52 0.51
Si 0,29 0,26 0,25 0,26 0,24 0,34 0,34Si 0.29 0.26 0.25 0.26 0.24 0.34 0.34
Cr 0,06 0,03 0,04 0,04 0,06 0,06 0,03Cr 0.06 0.03 0.04 0.04 0.06 0.06 0.03
Cu 0,05 0,07 0,05 0,08 0,06 0,01 0,01Cu 0.05 0.07 0.05 0.08 0.06 0.01 0.01
S 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002S 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002 0.002
P 0,003 0,002 0,002 0,002 0,002 0,003 0,004P 0.003 0.002 0.002 0.002 0.002 0.003 0.004
AI 0,005 0,007 0,004 0,006 0,008 0,005 0,005AI 0.005 0.007 0.004 0.006 0.008 0.005 0.005
Mg 0,0002 0,0008 0,0007 0,0024 0,0008 0,0010 0,0010Mg 0.0002 0.0008 0.0007 0.0024 0.0008 0.0010 0.0010
Ca 0,0003 0,0005 0,0006 0,0010 0,0014 0,0010 0,0010Ca 0.0003 0.0005 0.0006 0.0010 0.0014 0.0010 0.0010
C 0,015 0,006 0,006 0,006 0,006 0,028 0,016C 0.015 0.006 0.006 0.006 0.006 0.028 0.016
O 0,0020 0,0015 0,0010 0,0010 0,0020 0,0010 0,0010O 0.0020 0.0015 0.0010 0.0010 0.0020 0.0010 0.0010
Zur Charakterisierung und Bestimmung der magnetischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Legierung wurden 30 t-Chargen aus dem offenen Lichtbogenofen mit anschließender Pfannenbehandiung über eine Block- und anschließende Warmbandwaizung an etwa 4 mm und anschließenden Kaltverformungen mit Zwischenglühung an Band der Dicke 0,07 mm gewalzt. Aus diesem kaltgewalzten Band wurden mit MgO-Puder isolierte Ringbandkerne der Abmessung 22 mm x 15,5 mm x 20 mm gewickelt. Auf diese Art gefertigte Ringbandkeme wurden einer Wärmebehandlung unter einer trockenen Wasserstoffatmosphäre, die wie folgt beschrieben ist, unterzogen:In order to characterize and determine the magnetic properties of the alloy according to the invention, 30 t batches were rolled from the open arc furnace with subsequent ladle treatment via block and subsequent hot strip heating at approximately 4 mm and subsequent cold working with intermediate annealing on strip with a thickness of 0.07 mm. 22 mm x 15.5 mm x 20 mm ring coil cores insulated with MgO powder were wound from this cold-rolled strip. Ring band cores produced in this way were subjected to a heat treatment under a dry hydrogen atmosphere, which is described as follows:
Aufheizung in etwa 4 bis 5 Stunden auf 1 100 °CHeating to 1,100 ° C in about 4 to 5 hours
6-stündiges Halten bei 1 100 °CHold at 1100 ° C for 6 hours
Abkühlung in etwa 6 bis 7 Stunden auf einen Temperaturbereich, bei dem die höchsteCooling in about 6 to 7 hours to a temperature range where the highest
Permeabilität ermittelt wird (um etwa 480 °C), zur Einsteilung derPermeability is determined (around 480 ° C), for grading the
Kristallanisotropiekonstanten K, = 0 schnelle Abkühlung an Luft bis RaumtemperaturCrystal anisotropy constants K, = 0 rapid cooling in air to room temperature
ERSATZBLAπ (REGEL 26)
Entsprechend der Aufgabenstellung ist der erfindungsgemäße Werkstoff magnetisch dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Frequenz 50 Hz gemessene Anfangspermeabilität μ4 - d.h. gemessen bei der Feldstärke H = 4 mA/cm - Werte größer 280.000 und die Maximalpermeabilität μmax-Werte größer 400.000 deutlich überschritten wird. Das ist für den Stand der Technik nicht der Fall, wie die nachfolgende Tabelle 3 zeigt:REPLACEMENT BLAπ (RULE 26) According to the task, the material according to the invention is magnetically characterized in that the initial permeability μ 4 measured at the frequency 50 Hz - ie measured at the field strength H = 4 mA / cm - values greater than 280,000 and the maximum permeability μ max values greater than 400,000 are clearly exceeded . This is not the case for the prior art, as shown in Table 3 below:
Tabelle 3: Magnetische Anfangspermeabilität μ4 (H = 4mA/cm) und Maximalpermeabilität μmax bei der Frequenz 50 Hz der beispielhaften Legierungen El, E2 und E3 des erfindungsgemaßen Werkstoffs im Vergleich zu den Legierungen Tl, T2, T3 undTable 3: Magnetic initial permeability μ4 (H = 4mA / cm) and maximum permeability μmax at the frequency 50 Hz of the exemplary alloys E1, E2 and E3 of the material according to the invention in comparison to the alloys Tl, T2, T3 and
T4 gemäß dem Stand der TechnikT4 according to the state of the art
El E2 E3< Tl T2 T3 T4 μ4 380000 303000 313000 232000 224000 235000 173000 μmax 480000 423000 420000 350000 355000 362000 349000El E2 E3 <Tl T2 T3 T4 μ4 380000 303000 313000 232000 224000 235000 173000 μmax 480000 423000 420000 350000 355000 362000 349000
Die erfindungsgemäßen Legierungen El, E2 und E3 zeichnen sich gemäß Tabelle 2 durch Magnesiumgehalte bis zu 0,0008 % aus. Der obere Grenzwert von 0,0015 % Mg für den erfindungsgemäß beanspruchten Legierungsbereich leitet sich aus weiteren beispielhaften Erschmelzungen ab, welche im Fall eines im erfindungsgemäßen Bereich liegenden Calziumgehalts mit 0,0012 % Mg zu den entsprechend der Aufgabenstellung zu erreichenden Permeabilitätswerten führen, mit 0,0018 % Mg und mehr aber nicht, wie die nachfolgende Tabelle 4 zeigt:
Tabelle 4: Beispielhafte Angaben der Gehalte an Magnesium und Calzium für über dieThe alloys E1, E2 and E3 according to the invention are distinguished according to Table 2 by magnesium contents of up to 0.0008%. The upper limit of 0.0015% Mg for the alloy range claimed according to the invention is derived from further exemplary melts which, in the case of a calcium content in the range according to the invention with 0.0012% Mg, lead to the permeability values to be achieved according to the task, with 0, 0018% Mg and more but not, as the following table 4 shows: Table 4: Exemplary information on the levels of magnesium and calcium for the
Tabelle 3 hinausgehende erfindungsgemäße Legierungsbeispiele E im Vergleich zu solchen gemäß Stand der Technik T, - alle Angaben in Masse-ppmAlloy examples E according to the invention which go beyond Table 3 in comparison with those according to the prior art T, all data in mass ppm
E4 E5 E6 E7 E8 E9 ElOE4 E5 E6 E7 E8 E9 ElO
Mg 12 2 2 8 12 1 2Mg 12 2 2 8 12 1 2
Ca 5 2 2 4 4 4 4Ca 5 2 2 4 4 4 4
T5 T6 T7 T8 T9 TI O TU T12T5 T6 T7 T8 T9 TI O TU T12
Mg 18 19 19 32 12 9 11 24Mg 18 19 19 32 12 9 11 24
Ca 6 3 6 8 9 12 9 5Ca 6 3 6 8 9 12 9 5
Betrachtet man nun den Caiziumgehait der in Tabelle 2 aufgeführten Legierungsbeispiele, so liegen diese für die erfindungsgemäßen Legierungen El bis E3 zwischen 0,0003 und 0,0006 %, im Fall der zum Stand der Technik gehörenden Legierungen Tl bis T4 zwischen 0,0010 und 0,0014 %. Die mit max. 0,0008 % Calzium angegebene Abgrenzung des beanspruchten Legierungsbereichs leitet sich daraus ab. Wie Tabelle 4 in Ergänzung deutlich macht, gehörten die Legierungen T9 und Tl 1 trotz ihres im erfindungsgemäßen Bereich liegenden Magnesiumgehalts mit 9 Masse-ppm entsprechend 0,0009 Masse-°/o Ca tatsächlich dem Stand der Technik an.If one now considers the calcium content of the alloy examples listed in Table 2, these are between 0.0003 and 0.0006% for the alloys E1 to E3 according to the invention, in the case of the alloys T1 to T4 belonging to the prior art between 0.0010 and 0 , 0014%. The with max. 0.0008% calcium delimitation of the claimed alloy range is derived from this. As Table 4 makes clear in addition, the alloys T9 and Tl 1 actually belonged to the prior art despite their magnesium content in the range according to the invention with 9 ppm by mass corresponding to 0.0009% by mass / o Ca.
Um zu der erfindungsgemäßen Legierung zu kommen, müssen die Schmelzen demnach mit Silizium und ggf. etwas Aluminium desoxidiert werden, während die Aufnahme von Magnesium und Calzium durch Verwendung eines geeigneten Pfannenfutters und Anwendung einer hierfür geeigneten Prozeßführung auf die erfindungsgemaßen oberen Grenzwerte beschränkt werden muß.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, den gemäß dem in Tabelle 1 entweder gar nicht oder mit max. 0,5 oder max. 1 % beschränkten Kobaltgehalt auf max. 0,04 % zu begrenzen. Überraschenderweise hat sich nämlich herausgestellt, daß höhere Kobaltgehalte als 0,04 % den um etwa 480 °C liegenden Temperaturbereich, bei dem die höchste magnetische Permeabilität ermittelt wird (s.o.), sehr schmal machen. Da sich in industriellen Öfen gewisse Temperaturgradienten nicht vermeiden lassen, wird damit die industrielle Verarbeitbarkeit sehr erschwert. Das läßt sich durch die erfindungsgemäße Einschränkung des Kobaltgehalts vermeiden. So wurde in zwei beispielhaften Fällen die Breite des Temperaturbereichs, bei dem sich höchste magnetische Permeabilitäten erzielen lassen, bei Anwesenheit von 0,06 Masse- % Kobalt zu 7 ° C ermittelt, im Fall eines auf 0,03 Masse- % eingeschränkten Kobaltgehalts aber zu 22 °C.
In order to obtain the alloy according to the invention, the melts must therefore be deoxidized with silicon and possibly some aluminum, while the absorption of magnesium and calcium must be limited to the upper limit values according to the invention by using a suitable pan lining and using a suitable process control. A further embodiment of the invention consists in that according to the table 1 either not at all or with max. 0.5 or max. 1% limited cobalt content to max. Limit 0.04%. Surprisingly, it has been found that cobalt contents higher than 0.04% make the temperature range around 480 ° C., in which the highest magnetic permeability is determined (see above), very narrow. Since certain temperature gradients cannot be avoided in industrial furnaces, this makes industrial processability very difficult. This can be avoided by restricting the cobalt content according to the invention. In two exemplary cases, the width of the temperature range in which the highest magnetic permeabilities can be achieved was determined in the presence of 0.06% by mass of cobalt at 7 ° C., but in the case of a cobalt content restricted to 0.03% by mass 22 ° C.
Claims
1. Weichmagnetische Nickel-Eisen-Molybdän-Legierung mit einer magnetischen Anfangspermeabilität μ4 > 280.000 und einer maximalen magnetischen Permeabilität μmax > 400.000 erhältlich durch Desoxidieren der Metallschmelze mit Aluminium und/oder Silizium, und Begrenzen der Gehalte an Magnesium auf weniger als 0,0015 Masse-% und Calzium auf weniger als 0,0008 Masse-% und der Summe Magnesium und Calzium auf weniger als 0,0020 Masse-%.1. Soft magnetic nickel-iron-molybdenum alloy with an initial magnetic permeability μ 4 > 280,000 and a maximum magnetic permeability μmax> 400,000 obtainable by deoxidizing the molten metal with aluminum and / or silicon, and limiting the magnesium content to less than 0.0015 % By mass and calcium to less than 0.0008% by mass and the total magnesium and calcium to less than 0.0020% by mass.
2. Legierung nach Anspruch 1 mit folgender Zusammensetzung (in Masse-%):2. Alloy according to claim 1 with the following composition (in mass%):
79 - 81% Nickel79-81% nickel
4 - 6% Molybdän4 - 6% molybdenum
0,002 - 0,020% Aluminium und/oder0.002 - 0.020% aluminum and / or
0,1 - 0,5 % Silizium0.1 - 0.5% silicon
Rest Eisen einschl. unvermeidbarer Verunreinigungen gekennzeichnet durch einen Kobaltgehalt von max. 0,04 Masse-% und durch die Begrenzung folgender Elemente (in Masse-%) bis 0,003% S bis 0,005% P bis 0,03% C bis 0,003% O in gebundener Form als Oxid.Rest of iron including unavoidable impurities characterized by a cobalt content of max. 0.04 mass% and by limiting the following elements (in mass%) to 0.003% S to 0.005% P to 0.03% C to 0.003% O in bound form as an oxide.
3. Legierung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Zusätze an Chrom und/oder Kupfer bis 0,4 Masse-% und/oder bis 0,8 Masse-% Mangan. 3. Alloy according to claim 1 or 2, characterized by additions of chromium and / or copper to 0.4% by mass and / or to 0.8% by mass of manganese.
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