Verfahren zur Herstellung von magnetischem Haterial. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von magnetischem Material. Be kanntlich kann man in der Praxis durch ge wisse Hitzebehandlung grossen Einfluss auf die Eigenschaften eines magnetischen Mate rials ausüben. Chemische Wirkungen spielen dabei eine grosse Rolle. Eutkohlt man zum Beispiel das Material durch Erhitzung an der Luft oder in Sauerstoff, so ergibt sich bei Nachmessung, dass die Permeabilität sehr zugenommen hat.
Die Teile der Hysteresies- schleife des so entstandenen Materials, die kleinen Werten der magnetischen Feldstärke H entsprechen, sind steil ansteigend und geben darauf ziemlich scharf in den Sätti gungsbereich über. Dieses Material möge zum Beispiel als Kern für einen Niederfrequenz transformator verwendet und dieser Trans formator in eine Verstärkungsstufe eines Em pfangsgerätes für Radiotelephonie geschaltet sein. Bei gewissen Gleichstromwerten werden Wechselströme von kleiner Amplitude auf treten. Dem Gleichstrom entspricht eine ge- wisse Feldstärke H und dem Wechselstrom eine zyklisch veränderliche Feldstärke 0 H.
Misst man nun die bei den zuletzt erwähnten Änderungen auftretenden Wechsel in der induzierten magnetischen Feldstärke /\ B und bestimmt man den Quotienten aus dem Höchstwert A Bund den Höchstwert /\ H, also .<U>Höchstwert</U> B, so ergibt sich folgen Höchstwert Q H' des: Bei verschiedenen Werten von H ist der Quotient
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im nachfol genden als "effektive Permeabilität" bezeich net, stark von den verschiedenen Feldstärken H abhängig, bei denen das zyklisch ver änderliche<B>-AH</B> auftritt.
Eine andere Tatsache, die bei den Mes sungen auffällt, ist die, dass die effektive Permeabilität von der Grösse des 0 H, also von der Amplitude des Wechselstromes, stark abhängig ist. Es ist erwünscht, dass die Er scheinung nicht eintritt und dass die effek tive Permeabilität bei verschiedenen H kon- stante und grosse Werte ergibt. Die Erfin dung hat den Zweck, das Material so zu behandeln, dass diese Bedingung erfüllt wird.
\Nach der Erfindung unterwirft man das zuvor entkohlte magnetische Material einer Endbehandlung, bei der sieh das Material teilweise oxydiert. Man kann dies praktisch in der Weise durchführen, dass man das Material durch Erhitzen an der Luft oder in Sauerstoff grösstenteils entkohlt und darauf diese Erhitzung fortsetzt, bis sich das Mate rial teilweise oxydiert. Bei Nachmessung er gibt sich, dass man eine Rysteresisschleife erhält, die über einen grossen Bereich von H von einer geraden Linie durch den Ursprung nicht stark abweicht.
Die Permeabilität über diesen Bereich ist verhältnismässig klein; da gegen ist die effektive Permeabilität über denselben Bereich gross und konstant. Es hängt damit auch zusammen, dass die effek tive Permeabilität von der Grösse des 0 H, also von Wechselstromamplitude wenig ab hängig ist. Im Gegensatz zum bekannten hat dieses Material ferner eine kleine Re manenz bei üblicher goerzitivkraft.
Die Erklärung dieser Erscheinung ist nun aller Wahrscheinlichkeit nach darin zu suchen, dass infolge der Oxydation des Materials mikroskopisch kleine Unterbrechungen ent stehen, die als Luftschlitze wirken und in folgedessen den typischen Verlauf der Hyste- resisschleife zur Folge haben.
Das nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Material eignet sich vorzüglich zur Verwendung als Kern für einen Trans formator oder als aufbauender Teil desselben, wie zum Beispiel als Lamelle oder Trans formatorblech. Besonders gute Ergebnisse wurden durch Behandlung nach dem Verfah ren der Erfindung einer neben Eisen als Hauptbestandteil wenigstens 40 % Nickel enthaltenden Legierung erzielt.
Indem man von Lamellen von<B>0,35</B> mm Dicke aus einer Legierung von -I- 53 % Eisen, -f- 47 % Nickel, 0,07 % Kohlenstoff ausging und dieselben ca.
20 Minuten zur Entkoh- lung und gleichzeitigen Oxydierung bei 9200 C n Luft hielt, ergaben sich Kurven von der Art von Fig. 2 wobei sieh der ungefähre Massstab aus der Angabe ergibt, dass der Höchstwert von H ca. 8 Gauss betrug und die zugehörigen Werte von
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ca. 160 für Kurve I; beziehungsweise ca. 430 für Kurve 1I betrugen.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine vergleichende Darstellung der Hysteresisschleife, die bei Nachmessung eines nur entkohlten Materials und eines nach der Erfindung behandelten Materials entsteht.
Fig. 2 zeigt die effektive Permeabilität bei verschiedenen H der zwei Hysteresis- schleifen der Fig. 1 und Fig. 3 ist eine vergrösserte Darstellung des Verlaufes von @ B bei zyklisch ver änderlichem "\ H.
Fig. 1 zeigt zwei Hysteresisschleifen, von denen sich die Kurve I auf Material bezieht, das nur entkohlt ist, und Kurve II auf ein Material, das nach Entkohlung oxydiert wird. Um die charakteristischen Eigenschaften der Kurven gut hervorzuheben, sollen sie bei zwei Werten der Feldstärke H' und H" verglichen werden. Infolge der Wechselströme entstehen zyklische Veränderungen A H um beide Werte B' H".
Die dabei gemessenen Änderungen A B ergeben, graphisch aufge treten, den Verlauf, wie dieser teilweise in Fig. 1 und Fig. 3 angegeben ist. Einem Höchstwert I-1 entspricht ein Höchstwert A B, der Quotient aus beiden
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also die effektive Permeabilität, entspricht der Tangente des von der Längenachse der Schleife mit der H-Achse gemachten Win kels (Fig.3). Bei den verschiedenen Werten H' und H" zeigt sich, dass dieser Winkel für Kurve I stark und für Kurve 1I wenig verschieden ist.
In Fig. 3 sind die Ände rungen 0 B bei grosser und kleiner Ampli tude von 0 H aufgetragen, wobei in den beiden Teilen der Figur gleiche Werte für H, und zwar in der Gegend von 8 Gauss, vorausgesetzt sind. Es zeigt sich, dass die effektive Permeabilität bei Kurve I stark, bei Kurve II wenig von der Amplitude von 0 H abhängig ist.<I>a 1</I> und<I>a 2</I> bezeichnen die Winkel bei verschiedenen Grössen von 0 H. Es ergibt sich, dass bei Kurve I diese Winkel weit grössere Verschiedenheiten zeigen als bei Kurve II.
In Fig. 2 sind die Werte der effektiven Permeabilität, bei gleichbleibendem A H für jeden Punkt der Hysteresisschleife gemessen und als Funktion von H aufgetragen. Aus dieser graphischen Darstellung geht deutlich hervor, wie die effektive Permeabilität bei Material I stark, bei Material II wenig von der Feldstärke H abbänrie ist.
Process for the production of magnetic material. The invention relates to a method for producing magnetic material. It is well known that in practice you can exert a great deal of influence on the properties of a magnetic material through certain heat treatment. Chemical effects play a major role in this. For example, if the material is carbonized by heating it in the air or in oxygen, a subsequent measurement shows that the permeability has increased significantly.
The parts of the hysteresis loop of the material created in this way, which correspond to small values of the magnetic field strength H, rise steeply and then pass quite sharply into the saturation range. This material may, for example, be used as a core for a low-frequency transformer and this transformer may be switched into an amplification stage of a receiver for radio telephony. At certain direct current values, alternating currents of small amplitude will occur. A certain field strength H corresponds to the direct current and a cyclically variable field strength 0 H corresponds to the alternating current.
If one now measures the changes in the induced magnetic field strength / \ B that occur with the changes mentioned last and one determines the quotient from the maximum value A and the maximum value / \ H, i.e. <U> maximum value </U> B, this results follow maximum value QH 'des: With different values of H the quotient is
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hereinafter referred to as "effective permeability", strongly dependent on the different field strengths H at which the cyclically changeable <B> -AH </B> occurs.
Another fact that stands out in the measurements is that the effective permeability is strongly dependent on the size of the 0 H, i.e. on the amplitude of the alternating current. It is desirable that the phenomenon does not occur and that the effective permeability at different H gives constant and large values. The purpose of the invention is to treat the material so that this condition is met.
According to the invention, the previously decarburized magnetic material is subjected to a final treatment in which the material is partially oxidized. In practice, this can be done in such a way that the material is largely decarburized by heating it in air or in oxygen and then this heating is continued until the material is partially oxidized. A final measurement reveals that a rysteresis loop is obtained which does not deviate significantly from a straight line through the origin over a large area of H.
The permeability over this area is relatively small; on the other hand, the effective permeability is large and constant over the same area. It is also related to the fact that the effective permeability is little dependent on the size of the 0 H, i.e. on the alternating current amplitude. In contrast to the known material, this material also has a small re manence with the usual goerzitivkraft.
The explanation of this phenomenon is now in all probability to be found in the fact that microscopic interruptions arise as a result of the oxidation of the material, which act as air slits and consequently result in the typical course of the hysteresis loop.
The material produced by the method of the invention is particularly suitable for use as a core for a transformer or as a structural part of the same, such as a lamella or transformer sheet. Particularly good results have been achieved by treating according to the process of the invention an alloy containing at least 40% nickel as the main component in addition to iron.
By starting with lamellae <B> 0.35 </B> mm thick made of an alloy of -I- 53% iron, -f- 47% nickel, 0.07% carbon and the same approx.
If the temperature was kept in air for 20 minutes for decarburization and simultaneous oxidation at 9200 ° C., curves of the type shown in FIG. 2 resulted, the approximate scale being derived from the information that the maximum value of H was approx from
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approx. 160 for curve I; and about 430 for curve 1I, respectively.
The invention is explained using the drawing, for example.
Fig. 1 is a comparative representation of the hysteresis loop that arises when remeasuring a material that has only been decarburized and a material treated according to the invention.
FIG. 2 shows the effective permeability at different H of the two hysteresis loops of FIG. 1 and FIG. 3 is an enlarged representation of the course of @ B with a cyclically variable "\ H".
Fig. 1 shows two hysteresis loops, of which curve I relates to material that has only been decarburized, and curve II to a material that is oxidized after decarburization. In order to emphasize the characteristic properties of the curves, they should be compared for two values of the field strengths H 'and H ". As a result of the alternating currents, cyclical changes A H arise around both values B' H".
The changes A B measured in the process result, appear graphically, the course as this is partially indicated in FIG. 1 and FIG. A maximum value I-1 corresponds to a maximum value A B, the quotient of the two
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so the effective permeability corresponds to the tangent of the angle made by the length axis of the loop with the H-axis (Fig.3). With the different values H 'and H ″ it can be seen that this angle is very different for curve I and little different for curve 1I.
In Fig. 3, the changes 0 B are plotted for large and small amplitudes of 0 H, the same values for H, in the region of 8 Gauss, being assumed in the two parts of the figure. It turns out that the effective permeability in curve I is strongly dependent on the amplitude of 0 H, and in curve II little. <I> a 1 </I> and <I> a 2 </I> denote the angles at different Sizes of 0 H. It turns out that these angles show much greater differences in curve I than in curve II.
In FIG. 2, the values of the effective permeability are measured with constant A H for each point of the hysteresis loop and plotted as a function of H. This graphic representation clearly shows how the effective permeability of material I is strong and that of material II is little dependent on the field strength H.