DE977648C

DE977648C - Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von magnetisch beanspruchten Gegenstaenden aus Eisen-Silizium-Legierungen

Info

Publication number: DE977648C
Application number: DES10670D
Authority: DE
Inventors: Hellmut Bumm; Horst Guido Mueller
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1944-04-07
Filing date: 1944-04-07
Publication date: 1967-11-30

Description

Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von magnetisch beanspruchten Gegenständen aus Eisen-Silizium-Legierungen Für Übertrager der Schwachstromtechnik werden Legierungen benötigt, welche eine möglichst hohe Permeabilität bei 2o mOe und gleichzeitig einen kleinen Anstieg der Permeabilität aufweisen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Forderungen mit geringstem Einsatz an Sparmetallen und möglichst niedrigem Energieaufwand zu erfüllen.
Man hat zwar bereits nickelfreie Werkstoffe entwickelt, die für Übertrager der Schwachstromtechnik geeignet sind, doch erfordern diese Werkstoffe unter anderem zu ihrer Herstellung einen sehr hohen letzten Kaltverformungsgrad, reines Ausgangsmaterial und/oder ein Erschmelzen in kleineren Chargen im Vakuum. Nur dann erfüllen sie die Bedingungen, welche an Legierungen für hochwertige Übertrager der Schwachstromtechnik gestellt werden müssen. Infolge des hohen Arbeitsaufwandes sind die Herstellungskosten dieser Legierungen recht bedeutend.
Die Erfindung verwendet als Ausgangsmaterial Eisen-Silizium-Legierungen mit etwa 2 bis q.0/0, beispielsweise 3,5% Silizium, das in großen Chargen bis zu 2o t offen erschmolzen wird. Diese Legierungen werden nach der üblichen Warmwalzung in mehreren Stufen mit einer Dickenabnahme von 40 bis 75 % und Zwischenglühungen bei 60o bis iooo° C kaltgewalzt. Erfindungsgemäß schließt sich an diese Behandlung eine Schlußglühung in reduzierender Atmosphäre an, vorzugsweise in angefeuchtetem Wasserstoff knapp oberhalb der Rekristallisationstemperatur, jedoch nicht oberhalb 62o° C.
Siliziumhaltige Eisenlegierungen, welche nach mehrfacher Kaltverformung und Zwischenglühungen einer Schlußglühung bei iooo° C und mehr unterworfen wurden, sind in der Technik bereits zur Anwendung gekommen. Durch diese mehrfache Kaltverformung, die eingeschalteten Zwischenglühungen und die Schlußglühung bei über iooo° C werden Silizium-Eisen-Bleche erhalten, die die sogenannte Goss-Textur aufweisen. Sie sind ausgezeichnet durch niedrige Wattverluste und 'hohe Werte der Maximalpermeabilität und werden für Starkstromzwecke sehr geschätzt. Ferner wurden auch schon Versuche vorgenommen, kaltverformte Bleche durch Glühen bei mehr als 1200° C in reinstem Wasserstoff, der besonders stickstoff- und kohlenstofffrei sein muß, so zu beeinflussen, daß besondere magnetische Eigenschaften erzielt werden. So behandelte Bleche ergeben hohe Werte der Permeabilität bei 20 m0e, zeigen aber einen sehr hohen Anstieg der Permeabilität von mehr als 5o %, der die Verwendung dieser Bleche für hochwertige Übertrager der Schwachstromtechnik verbietet.
Es wurden auch warmgewalzte Bleche einer Wärmebehandlung in reduzierender Atmosphäre unterzogen. Damit ließen sich aber ebenfalls nicht die geforderten Werte erreichen.
Es sind weiterhin in älteren Patenten Maßnahmen für die Schlußglühung von Eisen-Silizium-Legierungen angegeben, die eine hohe Anfangspermeabilität mit einem flachen Anstieg der Permeabilität mit wachsender Feldstärke hervorrufen sollten. In diesen älteren, nicht zum Stand der Technik gehörenden Vorschlägen waren verschiedene Temperaturbereiche für die Schlußglühung angegeben. Es fand sich aber nirgends ein Hinweis, daß die Höhe der Schlußglühtemperätur knapp oberhalb der Rekristallisationstemperatur, jedoch nicht höher als 62o° C, liegen solle.
Bei einem der älteren Vorschläge wurde von einer Schlußglühung bei Temperaturen oberhalb 65o° C bis höchstens 80o° C gesprochen. Es war dort nicht angegeben worden, wie die Atmosphäre bei der Schlußglühung beschaffen sein sollte.
In einem anderen, ebenfalls nicht zum Stand der Technik gehörenden älteren Recht ist ebenfalls ohne Bezugnahme auf die Rekristallisationstemperatur angegeben, daß die Schlußglühung bei 60o bis 75o° C erfolgen soll. Es sind aber für die vorausgehende Verarbeitung keine näheren Angaben gemacht.
Das gleiche gilt auch für einen anderen Vorschlag, die Schlußglühtemperatur zwischen 50o und 80o° C zu wählen.
Schließlich ist aus einem weiteren älteren Recht, das eine Schlußglühtemperatur von 35o bis 65o° C nennt, nicht zu entnehmen, daß die Schlußglühung in reduzierender Atmosphäre ausgeführt werden soll und daß sich diese Schlußglühung unmittelbar an eine mehrfache Kaltverformung anschließen soll, ohne daß zwischen dem letzten Kaltverformungsschritt und der Schlußglühung noch eine Glühung bei höherer Temperatur eingeschaltet wird.
Es war überraschend, daß erfindungsgemäß durch eine Schlußglühung von mehrfach mit je 4o bis 75'10 Dickenabnahme und Zwischenglühungen bei 60o bis 100o° C hergestellten Silizium-Eisen-Legierungen mit 2 bis q.0/0 Silizium durch eine Schlußglühung bei Temperaturen knapp oberhalb der Rekristallisationstemperatur in reduzierender Atmosphäre bei verhältnismäßig hoher Permeabilität in schwachen Feldern ein geringer Permeabilitätsanstieg erzeugt wird. Aus der nachfolgenden Tabelle ergibt sich, daß durch eine Glühung bei 60o° C Bleche erhalten werden, die die Bedingungen der Klasse A 1 des Normblattes DIN E 41301 (,u20 = 850 ± 150, 8190 kleiner als 5 0e-1) sehr sicher erfüllen. Aus dem Verlauf der Permeabilitätskurve bei abnehmender Glühtemperatur hätte man bei 60o° C einen besonders niedrigen Wert der Permeabilität nahe bei 60o° C erwartet; statt dessen wurde ein neues Anwachsen der Permeabilität, verknüpft mit einem starken Abfall des Anstieges; gefunden.

° Celsius ,u20 I 8 in % I 810o in 0e-1

60o 905 20 2,5

65o 815 45 5,6

700 1040 50 6,25

750 1220 50 6,25

800 1130 55 6,9

850 1180 50 6,25

goo 915 go 11,2

Die Glühzeit beträgt im allgemeinen mehrere Stunden. Schon nach i Stunde werden gute Werte erhalten, aber durch Erhöhung der Glühzeit werden die Chargen gleichmäßiger.
Das erfindungsgemäße Verfahren bietet nicht nur die Möglichkeit, einen nickelfreien Werkstoff für hochwertige Fernmeldeübertrager zu schaffen, sondern ist auch in der Durchführung so einfach, daß die Herstellungskosten der erfindungsgemäß erzeugten Eisen-Silizium-Bleche nur etwa ein Viertel derjenigen betragen, die bisher für hochwertige nickelfreie Übertragerbleche aufgewendet werden mußten.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von magnetisch beanspruchten Gegenständen aus Eisen-Silizium-Legierungen mit etwa 2 bis q.0/0 Silizium mit hoher Permeabilität bei kleiner Feldstärke und niedrigem Anstieg, die unter mehrfachen Kaltwalzstufen von je 40 bis 75'1'0 Dickenabnahme und Zwischenglühungen bei 60o bis iooo° C hergestellt wurden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlußglühung knapp oberhalb der Rekristallisationstemperatur, jedoch nicht oberhalb 62o° C, in reduzierender Atmosphäre, vorzugsweise in angefeuchtetem Wasserstoff, durchgeführt wird. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 742 930; österreichische Patentschrift Nr. 147 148; britische Patentschrift Nr. 536 B9; USA.-Patentschriften Nr. 1965 559, 2 042 124, 2 158 065, 2 1 73 240, 2 287 467; Russische Zeitschrift »Metallurgist«, Bd. 14 (1939), Nr. 7, S. 48 bis 61; erwähnt in der Nachveröffentlichung: Pawlek, »Magnetische Werkstoffe«, 1952, S. 156. In Betracht gezogene ältere Patente: Deutsche Patente Nr. 763 989, 880 595, 884 812, 927692, 968711-