DE737371C - Process for influencing the magnetic properties of mechanically processed iron-nickel sintered alloys by rolling, drawing, etc. - Google Patents

Description

Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften von mechanisch durch Walzen, Ziehen usw. verarbeiteten Eisennickelsinterlegierungen Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften von Werkstoffen an sich bekannter Zusammensetzung. Derartige Legierungen, beispielsweise Nickeleisenlegierungen verschiedenster Zusammensetzung, die gegebenenfalls noch Zusätze anderer Elemente, z. B. Kupfer, Kobalt, Mangan, Chrom, Silicium, Molybdän und Silber enthalten können, wurden bisher meist in der Weise @erzeugt" daß man von den Metallen selbst oder von Vorlegierungen ausging, diese durch Schmelzen auf die gewünschte Zusammensetzung legierte, zu Blöcken goß und auswalzte.Process for influencing the magnetic properties of mechanically sintered iron-nickel alloys processed by rolling, drawing, etc. The present The invention relates to a method for influencing the magnetic properties of materials of known composition. Such alloys, for example Nickel iron alloys of various compositions, which may also be Additions of other elements, e.g. B. copper, cobalt, manganese, chromium, silicon, molybdenum and can contain silver, have so far mostly been @generated "in such a way that one originated from the metals themselves or from master alloys, these up by melting alloyed the desired composition, cast into blocks and rolled out.

Es ist ferner früher bereits vorgeschlagen worden, Gegenstände aus Eisen oder Eisenlegierungen dadurch herzustellen, daß man pulverisiertes Elektrolyteisen oder auf elektrolytisch.em Wege gewonnenes Pulver aus Eisenlegierungen'sinterte. Über die magnetischen Eigenschaften derartig hergestellter Werkstoffe im Vergleich mit magnetischen Eigenschaften entsprechend zusammengesetzter, aber durch Schmelzen und nachträgliches Auswalzen erzeugter Gegenstände ist nichts bekanntgeworden.It has also previously been suggested to make items Manufacture iron or iron alloys by using powdered electrolyte iron or sintered iron alloy powder obtained by electrolytic means. About the magnetic properties of materials produced in this way in comparison with magnetic properties correspondingly composed, but by melting and subsequent rolling out of produced objects has not become known.

Es ist auch an sich die Herstellung beliebiger Metallstücke aus ihren aus Carbonylverbindungen gewonnenen Pulvern ohne Schmelzung, d. h. durch Sinterung mit öder ohne Druck bekannt. Dieses Herstellungsverfahren ist auf keine Legierungszusammensetzung beschränkt. Auch eine Mischung dieser Metallpulver mit anderen nicht aus Carbonylen gewonnenen Metallpulvern ist bekannt. Diese Werkstoffe sollten möglichst gleichmäßiges Gefüge erhalten..It is also in itself the manufacture of any metal pieces from theirs Powders obtained from carbonyl compounds without melting, d. H. by sintering known with or without pressure. This manufacturing process is based on no alloy composition limited. Also a mixture of these metal powders with others not made of carbonyls obtained metal powders is known. These materials should be as uniform as possible Preserve the structure.

Weiterhin zvar bekannt, aus Metallpulvern, welche durch Zersetzung von Metallcarbonyl.en erzeugt worden waren, Dauermagnete, Transformatorenbleche, Dynamobleche sowie Kerne für Pupinspulen herzustellen. Derartige Kerne unterschieden sich in ihren magnetischen Eigenschafen nicht grundlegend von solchen, die aus geschmolzenen und nachträglich zerkleinerten Metallen gleicher Zusainm.ensetzung aufgebaut wurden.Furthermore zvar known from metal powders, which by decomposition were produced by metal carbonyls, permanent magnets, transformer sheets, Manufacture dynamo sheets and cores for Pupin coils. Such cores distinguished in their magnetic properties are not fundamentally different from those which have melted from them and subsequently crushed metals of the same composition were built up.

Die Erfindung besteht nun darin, daß die magnetischen Werte von Eisennickel-Sinterlegierungen gegebenenfalls mit Zusätzen. von Kupfer, Kobalt, Mangan, Chrom, Silicium, Silber und Molybdän, dadurch günstig beeinIlußt werden, daß bei gleichbleibender legierungstechnischer Zusammensetzung die Erhitzungsdau.er und Erhitzungstemperatur bei der Herstellung, gegebenenfalls bei der Sinterung, namentlich aber bei der Weiterverarbeitung und der Fertigstellung den nach Fertigstellung geforderten magnetischen VerwendUn`rSzwecken entsprechend gewählt werden. Die Werkstoffe erhalten gemäß der Erfindung eine bestimmte Inhomogenität. und damit bestimmte magnetische Eigenschaften.The invention consists in that the magnetic values of iron-nickel sintered alloys with additives if necessary. of copper, cobalt, manganese, chromium, silicon, silver and molybdenum, are favorably influenced by the fact that the alloying technology remains the same Composition the heating time and heating temperature during manufacture, possibly during sintering, but especially during further processing and the completion of the magnetic uses required after completion be chosen accordingly. The materials obtained according to the invention a certain inhomogeneity. and thus certain magnetic properties.

Die Werkstoffe, an welchen das Verfahren gemiß der Erfindung angewandt wird, werden üblicherweise aus gegebenenfalls die obengenannten Zusätze enthaltenden Nickel- und Eisenpulvern hergestellt, welche in bekannter Weise durch Zersetzung von MetallcarbonyIen gewonnen werden. Die Werkstoffewerden alsdann durch Walzen, Ziehen usw. verarbeitet. Auf die geschilderte `'eise gelingt es, Gegenstände herzustellen, die in ihren magnetischen Eigenschaften ganz erheblich solchen überlegen sind, die bei gleicher legierungstechnischer Zusammensetzung durch Schmelzen, Gießen zu Blöcken und Verforinen durch Walzen, Ziehen o. dgl. hergestellt sind.The materials to which the method according to the invention is applied are usually made from optionally containing the above additives Nickel and iron powders produced, which in a known manner by decomposition are obtained from metal carbonates. The materials are then rolled Pulling, etc. processed. In the described way it is possible to produce objects, which are considerably superior to those in their magnetic properties with the same technical alloy composition by melting, casting into blocks and Verforinen by rolling, drawing or the like. Are made.

Es wurde auch an Hand von inetallograpliischen L: ntersuchungen, bei welchen aber durch Ätzmittel zuweilen große Unsicherheiten infolge Unterschieden in Lösungspotentialen auftreten, festgestellt, daß aus Nickeleisenschmelzen erstarrte Werkstoffe Inhoniogenitäten aufweisen, durch welche die magnetischen Werte beeinflußt würden.It was also found on the basis of inetallographic studies which, however, sometimes caused great uncertainties due to differences due to the caustic agent occur in solution potentials, found that nickel iron melts solidified Materials show inhoniogeneities which influence the magnetic values would.

Nach den Gesetzen der Metallkunde können die an geschmolzenen Niclc.e'.eisetilegierungen auftretenden Inhomogenitäten und damit deren Einfluß auf die magnetischen Eigenschaften nur gering sein. Ferner ist es bekannt, in gewissem Umfang die magnetischen Eigenschaften von durch Schmelzen erzeugten, homogenen Legierungen zu beeinilussen.According to the laws of metallurgy, the molten iron alloys occurring inhomogeneities and thus their influence on the magnetic properties only be minor. It is also known to some extent the magnetic properties of homogeneous alloys produced by melting.

:Ulan hat gemäß der Erfindung durch die Änderung der Höhe der Glühtemperatur und die Änderung der Glühdauer bei der Herstellung durch Sintern aus Pulvern in jedem einzelnen Fall die Möglichkeit, die Struktur und die Korngröl:,e im gewalzten oder gezogenen Fertigprodukt in viel weiteren Grenzen zu beeinflussen, als bei aus geschmolzenem und gegossenem Material erzeugtem Fertigprodukt. Damit kann man zugleich die Gestalt der Magnetisierungskurve, die Verluste usw., den jeweiligen Verwendungszw-ecken viel besser anpassen als bisher. Bei Erzeugnissen, die aus Bestandteilen verschi.edener Zusammensetzung entstanden sind, kann man ferner durch Glühtemperatur und Glühdauer den Grad der submikroskopischen oder mikroskopischen Inhomogenität willkürlich beeinflussen und damit die Gestalt der Magnetisierüngskurve in ganz besonders weitem Mal.'') dem @'erwendungszw#eck anpassen. Die Glüh-:emperatur und Erhitzungsdauer kann beispielsweise so gewählt werden, daß Körper nit konstanter Permeabilität in schwachen agnetisierenden Feldern erzeugt werden. Hierfür sind die Glühungen nur über kurze Zeit bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen durchzuführen.: Ulan has according to the invention by changing the level of the annealing temperature and the change in annealing time in the manufacture by sintering from powders in every single case the possibility of the structure and the grain size:, e in the rolled or drawn finished product within much wider limits than with from finished product produced from molten and cast material. You can do that at the same time the shape of the magnetization curve, the losses, etc., the respective purposes of use adapt much better than before. In the case of products made from components of different Composition have arisen, one can furthermore by the annealing temperature and annealing time arbitrarily affect the degree of submicroscopic or microscopic inhomogeneity and thus the shape of the magnetization curve in a particularly wide range. '') Adapt the @ 'purpose of use. The glow: emperatur and heating time can for example be chosen so that bodies with constant permeability are agnetizing in weak Fields are generated. For this purpose, the annealing is only relatively short for a short time at low temperatures.

Sollen Körper mit hoher Maximalpermeabilit.ät erzeugt werden, dann werden die Glühungen vorzugsweise bei hoher Temperatur vorgenommen und über lange Zeiten ausgedehnt.If bodies with a high maximum permeability are to be produced, then the annealing is preferably carried out at high temperature and over a long period of time Times extended.

Die Koerzitivkraft wird bei Vorhandensein von Inhomogenitäten im allgemeinen heraufgesetzt. Die erfindungsgemäße Beeinflussung tritt auch dann ein, wenn die Werkstoffe wesentlich andere Nickelgehalte als 5oo'" besitzen.The coercive force becomes in the presence of inhomogeneities in general raised. The influencing according to the invention also occurs when the Materials have significantly different nickel contents than 500 '".

als Beispiel der Zusammensetzung einer Legierung, die häufig verwendet wird, weine es sich darum handelt, eine von der Feldst.irke möglichst unabhängige Permeabilität zti haben, sei genannt: 4.6 bis 480#o Nickel, 2.1 - a6()'o Kobalt, i 8 - 2 i °'o Eisen, - 8#,'u Molybd< wobei das Molybd.än ganz oder teilweise durch Chrom ersetzt werden kann. Es hat sich gezeigt, daß bei Anwendung des Verfahrens gemäß der Erfindung die Treffsicher. heit in der Erreichung bestimmter magnetischer Werte bei diesen Legierungen besonders hoch ist.As an example of the composition of an alloy that is often used when it is a question of having a permeability that is as independent of the field strength as possible, the following may be mentioned: 4.6 to 480 # o nickel, 2.1 - a6 () 'o cobalt, i 8 - 2 i ° 'o iron, - 8 #, 'u Molybd < where the molybdenum can be completely or partially replaced by chromium. It has been shown that when using the method according to the invention, the accuracy. is particularly high in the achievement of certain magnetic values with these alloys.

Sofern eine Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften der herzustellenden Legierungen durch Würm@ebehandlung eintritt, ist es zweckmäßig, darauf zu achten, dab während der Herstellung bestimmte Tem. peraturen nicht überschritten werden, oder bestimmte Temperaturen nicht über eine vorgeschriebene Zeitdauer hinaus aufrechterhalten werden. Beispielsweise sollte die Erhitzung bei manchen Nickellegierungen nicht über io5o bis i ioo' C getrieben werden.Provided that there is an influence on the magnetic properties of the Alloys occurs due to worm treatment, it is advisable to ensure that dab certain temp. temperatures are not exceeded, or fail to maintain certain temperatures for a specified period of time will. For example, some nickel alloys should not be heated be driven through io5o to i ioo'C.

Die Wirkung des erfindungsgemäß anzuwendenden Verfahrens kann noch durch die Wahl der Korngröße der Metallpulver unterstützt werden. Man hat es in der Hand, die in dem Fertigwerkstück vorhandenen Inhomogenitäten durch die Wahl der Korngröße der Ausgangspulver zu beeinflussen, beispielsweise, indem man zur Herstellung von 5oo.`oigem Nickeleisen entweder von feinem Nickelpulver und grobem Eisenpulver oder von grobem Nickelpulver und feinem Eisenpulver oder von groben oder feinen Pulvern ungefähr gleicher Körnung ausgeht.The effect of the method to be used according to the invention can still be supported by the choice of grain size of the metal powder. You have it in by hand, the inhomogeneities present in the finished workpiece through the choice to influence the grain size of the starting powder, for example by adding to the Manufacture of 5oo.`oigem nickel iron either from fine nickel powder or coarse Iron powder or of coarse nickel powder and fine iron powder or of coarse or fine powders of approximately the same grain size.

Bei an sich bekannter Herstellung der Metallpulver aus den entsprechenden Metallcarbonylen empfiehlt es sich in manchen Fällen, von einem Carbonylgetnisch auszugehen und aus diesem gleichzeitig die verschiedenen Metalle zu gewinnen. Man erreicht damit den Vorteil, daß man auch in den kleinsten Teilchen die richtige Zusammensetzung des Werkstoffes bekommt: Diesen aus .einem Carbonylgemisch gewonnenen Metallpulvern kann dann in manchen Fällen in bekannter Weise noch reines Eisen- oder reines Nickelpulver zugesetzt werden, oder auch eine in Pulverform vorliegende Vorlegierung anderer Zusammensetzung. Dabei können diese zuzusetzenden Metalle oder die Vorlegierungen nach: beliebigem Verfahren gewonnen sein, z. B. ebenfalls durch Zersetzung von Carbonylen. Außerdem können dem Pulver noch Molybdün, Chrom, Kobalt, Silicium, Kupfer, Silber oder andere Elemente zugesetzt werden. Bei Verwendung von Metallpulvern, die aus Carbonylgemischen erzeugt werden, gelingt es insbesondere, Legierungen mit sehr hoher Maximalpermeabilität herzustellen, die bei gleicher Behandlung z. B. zweieinhalb mal so groß sein kann wie bei Herstellung derselben Legierung durch Schmelzen, Vergießen und Auswalzen.In the known production of the metal powder from the corresponding Metal carbonyls are recommended in some cases, from a carbonyl table to go out and from this at the same time to extract the various metals. Man thus achieves the advantage that you can also work in the smallest particle the right composition of the material gets: This from a carbonyl mixture Metal powders obtained can then in some cases still be pure in a known manner Iron or pure nickel powder can be added, or one that is present in powder form Master alloy of different composition. These can be added metals or the master alloys can be obtained by any method, e.g. B. also through Decomposition of carbonyls. In addition, molybdenum, chromium, cobalt, Silicon, copper, silver or other elements can be added. When using Metal powders that are produced from carbonyl mixtures succeed in particular in To produce alloys with a very high maximum permeability, with the same treatment z. B. can be two and a half times as large as when making the same alloy by melting, potting and rolling.

Claims (2)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften von Eisennickelsinterlegierungen, die gegebenenfalls Zusätze von Kupfer, Kobalt, Mangan, Chrom; Silicium, Silber und Molybdän enthalten und die aus: durch Zersetzung von Metallcarbonylen gewonnenen Pulvern hergestellt sowie alsdann durch Walzen, Ziehen usw. verarbeitet worden sind, dadurch gekennzeichnet, daß bei gleichbleibender legierungstechnischer Zusammensetzung die Erh itzungsdauer und Erhitzungstemperatur bei der Herstellung, gegebenenfalls bereits beim Sintern, namentlich aber bei der Weiterverarbeitung und der Fertigstellung so gewählt wird, daß Werkstücke bestimmter Inhomogenität und damit mit bestimmten magnetischen Eigenschaften erhalten werden, z. B. kurze Glühungen bei niedriger Temperatur für Werkstücke mit konstanter Permeabilität und lange Glühungen bei hoher Temperatur für Werkstücke mit hoher Maximalpermeabilität, PATENT CLAIMS: i. Process for influencing the magnetic properties of iron-nickel sintered alloys, which may contain additions of copper, cobalt, Manganese, chromium; Silicon, silver and molybdenum contain and are made up of: by decomposition Powders obtained from metal carbonyls and then produced by rolling, Pulling etc. have been processed, characterized in that with constant technical alloy composition the heating time and heating temperature during production, possibly already during sintering, but specifically during Further processing and completion is chosen so that workpieces are more specific Inhomogeneity and thus with certain magnetic properties are obtained, z. B. short annealing at low temperature for workpieces with constant permeability and long annealing at high temperature for workpieces with high maximum permeability, 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beeinflussung der magnetischen Eigenschaften Metallpulver mit verschiedener Korngröße als Ausgangsstoff,- gewählt werden.2. The method according to claim i, characterized in that for influencing the magnetic properties metal powder with different grain size as starting material, to get voted.