DE670559C

DE670559C - Verfahren zur Herstellung duenner, magnetisierbarer Baender oder Draehte

Info

Publication number: DE670559C
Application number: DES101492D
Authority: DE
Inventors: Franz Noll
Original assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens and Halske AG; Siemens AG
Priority date: 1931-10-20
Filing date: 1931-10-20
Publication date: 1939-01-20

Description

Verfahren zur Herstellung dünner, magnetisierbarer Bänder oder Drähte Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Oktober 1931 ab Für die magnetische Belastung von Fernmeldeleitungen, sei es durch Pupinspulen ioder durch Krarupb.espinnungen, ist man bestrebt, zur Verminderung der Wirbelstromverluste den Belastungswerkstoff möglichst unterteilt anzuwenden. Dies hat zur Herstellung der Massekerne für die Pupinspulen geführt, da bisher kein geeigneter Werkstoff vorhanden war, um bei Draht- oder bei Bandkernspulen neben der gewünschten, hinreichend hohen Anfangspermeabilität niedrige Werte des Hysteresefaktors und der Stabilität der Permeabilität zu erzielen.
Es ist bekannt, magn.etisierbare Bänder und Drähte für den vorerwähnten Zweck aus Eisen-Nickel-Legierungen in der Weise herzustellen, daßeine z. B. 5o% Nickel -und 5o% Eisen enthaltende Legierung zunächst ungefähr 1 Stunde lang auf 8oo bis goo° erhitzt wird. Anschließend wird eine Querschnitts,-verminderung um etwa 1 o o/o durch Kaltbearbeitung vorgenommen, darauf wieder erhitzt und anschließend in der Kälte die Foxmgebung fortgesetzt. In der darauffolgenden Kraftformgebung ohne Anwendung von Zwischenglühungen wird eine Querschnittsverminderung von ungefähr 6o bis 70% erreicht. Die Anfangspermeabilität für die vorerwähazte bekannte Legielung mit 5o% Nickel und 5o% Eisen beträgt 52, die Hysteresis 8o, bezogen ,auf 1 cm Amperewindung, und die Stabilität 45 %. Bei diesem, bekannten Verfahren ist es auch bereits vorgeschlagen worden, .andere Stoffe, -wie Mangan, Silicium,od-er Kupfer, der als Ausgangswerkstoff benutzten Eisen-Nickel-Legierung zuzusetzen.
Die der Erfindung zugrunde liegenden Untersuchungen haben ergeben, daß man bei Eisen-Nickel-Legierungen, vorzugsweise mit Kupferzusatz, unter Anwendung einer Kaltbearbeitung bis auf die endgültige Stärke bei Vermeidung von Glühengen zwischen und nach der genannten Kaltbearbeitung die für die Verwendung des Werkstoffs zur Belastung von Fernmeldeleitungen erwünschten magnetischen Eigenschaften dadurch günstig beeinflussen kann, daß die Dicke hierbei bis auf mehr als 1/1o verringert wird. Neben günstigen Werten für die Anfangspermeabilität, den Hysteresefaktor und die Wirbelstromverluste ergab sich bei der Erprobung des neuen Verfahrens überraschenderweise, daß die Permeabilität bei dieser Dickenverminderung durch Kaltbearbeitung bei den in Frage stehenden Legierungen teilweise erheblich .ansteigt, wenn die Quersclunittsverminderimg hierbei mindestens 9o% beträgt.
Je nach der Zusammensetzung der Ausgangslegierung, die z. B. in an sich bekannter Weise 3o bis Soo/o Nickel enthalten kann, lassen sich die magnetischen Eigenschaften für den in Frage stehenden vorzugsweisen Anwendungszweck, nämlich als induktiver Belastungswerkstoff- von Fernmeldeleitungen, 670559 häufig durch Anwendung von bekannten Maßnahmen noch weiter verbessern. Solche Maßnahmen sind insbesondere die Anwendung einer Warmbehandlung in Wasserstoffgas, vorzugsweise zwischen 700 und goo°, vor der Kaltbearbeitung des Werkstoffs und die Anwendung der letzten Wärmebehandlung des Werkstoffs vor der Formgebung zu bandförmigem, rechteckigem Querschnitt.

Das Verfahren hat besondere Vorteile bei Eisen-Nickel-Legierungen mit einem Gehalt zwischen 3o und 5o% Nickel gezeigt, insbesondere wenn ein Kupfergehalt zwischen 6 und i i % vorgesehen war. Es zeigt sich, daß bei der durchgehenden Kaltbearbeitung bis auf Fertigmaß des Belastungswerkstoffs die Hysteresekonstante auf bisher nicht erreichbare Werte herabgesetzt wurde und anderseits überraschenderweise die -Permeabilität bei der Dickenverminderung unter 1/1o zum Ansteigen gebracht wurde. Als besonders geeignet hat sich erwiesen, den magnetischen Werkstoff vor dem Auswalzen bzw. Ziehen in einer Wasserstoffatmosphäre bei etwa 700 bis goo° zu glühen. Nach einem Ausführungsbeispiel wurde eine Legierung von 450,10 Nickel, 470/0 Eisen und 8% Kupfer aus dem Guß in Stangenform bis etwa 4 mm Durchmesser gebracht, und diese Stangen wurden in einer Wasserstoffatmosphäre bei etwa 8oo° C etwa 2 bis 3 Stunden geglüht. Die geglühten Stangen wurden dann durch Ziehen und Walzur ohne weitere Zwischenglühung auf Fertigmaß von 1','/10o mm Stärke in Bandform gebracht. Im folgenden sind in einer Zahlentafel für einige Nickel-Eisen-Legierungen die für den erfindungsgemäß hergestellten Bandes ierkstoff an umgeglühten Ringen gemessenen Werte .angegeben:

Band-

Zusammensetzung , stärke Po 11

mm

3o Ni, =o Cu, Rest Fe... etwai8/1oo 55 5o

/ioo 57 45

11100 70 Ioo

45 Ni, 8 Cu, Rest Fe.... - $/10o ioo 85

13, 5/1 I02

111/100 80

_ #'0o

45,5Ni,9Cu,Rest Fe... "

100 I00 82

1ä/

45 Ni, =o Cu, Rest Fe... _ 7/ 1aa 73 97

100 95 70

Unter &.o ist die Anfangspermeabilität und unter der Spalte lt die für den Hysterese, faktor wichtige Hysteresekonstante angegeben.

Man erkennt aus den bei einem bestimmten Werkstoff für verschiedene Bandstärken angegebenen Werten der Anfangspermeabilität, daß die Perm.eabilität bei zunehmendem Bearbeitungsgrad ansteigt. Andererseits nimmt die Hysteresekonstante mit zunehmender Bearbeitung ab, so daß der Faktor der für den Hysteresefaktor, also für die Güte einer Spule bzw. Kr.arupbespinnung von wesentlicher Bedeutung ist, mit zunehmender Bearbeitung abnimmt. Die Werkstoffe zeigten alle einen hohen spezifischen Widerstand, der in der Größenordnung von o,5 oder darüber lag. Die magnetische Stabilität der Werkstoffe liegt in allen Fällen bei einer Vormagnetisierung vön 3o örsted unter 2o'0. Der Hysteresefaktor erwies sich innerhalb der Feldstärke bis zu 3 1111d 4 Örsted als gleichbleibend.
Im folgenden sei an einigen Beispielen veranschaulicht, daß bei einer Zwischenglühung in keiner Weise die Verbesserung der Anf.angspei-meabilität ,erzielt wird. So zeigte die Legierung mit 45% Nickel, 470;ö Eisen und 8% Kupfer, die in einer Stärke von 0!1O0 mm ausgeglüht wurde, sonst aber wie das ,oben beschriebene Beispiel behandelt war, nach einer Bearbeitung auf etwa 1,'/,0a mm nur eine Anfangspermeabilität von 78. Als zweites Beispiel wurde die Legierung mit 45% Nickel, 450/0 Eisen und i o 01o Kupfer einmal bei einem Durchmesser von 15/l00 mm geglüht und ergab bei der gleichen Endstärke von 4'''/100 1M in fast gleicher Breite eine Anfangspermeabilität von 74. Bei einer Zwischenglühung bei 9/loo mm Bandstärke betrug die Permeabilität sogar nur 63. Es zeigt sich also, daß bei Vornahme einer ZwRschenglühung die Bearbeitung des Werkstoffs viel weiter getrieben werden muß, tun zu der gleich hohen Permeabilität zu kommen. Der Bearbeitungsgrad, der mindestens zur Erzielung sowohl der günstigen Hysteresetverte als auch der günstigen Anfangspermeabilität notwendig ist, entspricht einer Dickenverminderung auf ein Zehntel des letztgeglühten Werkstoffs. Besonders günstig hat es sich bei der Herstellung von Bändern erwiesen, die letzte Glühung des Werkstoffs vor der Formgebung zu bandförmigem, rechteckigem Querschnitt vorzunehmen, vorzugsweise also noch am Runddraht, aus dem das Band gewalzt wird.

Claims

PATENT ANS PItilCIIE: i. Verfahren zur Herstellung dünner, magnetisierbarer Bändernder Drähte, insbesondere zur induktiven Belastung von Fernmeldeleitungen, aus Eisen-Nickel-Legierungen, vorzugsweise mit Kupferzusatz, unter Anwendung einer Kaltbearbeitung bis .auf die endgültig-, Stärke bei Vermeidung von Glühungen zwischen und nach der genannten Kaltbearbeitung, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kaltbeärbeitung die Dicke bis auf weniger als '/,o verringert wird mit der Maßgabe, daß die Querschnittsverminderung mehr als go% beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff vor der Kaltbearbeitung einer Wärmebehandlung in ,einer Wasserstolfatmiosphäre, insb es-ondere zwischen 700 und goo° C, unterzogen wird.
3. Verfahren zur Herstellung von Bändern nach Anspruch i oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die letzte Wärmebehandlung des Werkstoffs vor der Farmgebung zu bandförmigem, rechtecldgcm Querschnitt vorgenommen wird.