DE1066362B - Kupferhaltige Nickel-Eisen-Legierungen - Google Patents

Description

Durch das Patent 867006 ist ein Verfahren bekannt-¹ geworden, nach dem man kupieibaltige Nkkel-Eisen-Legierungigi mit 50 bis 80% Nickel, 1 bis 45% Kupfer, 0 bb 10% Molybdän and Rest Eisen nach der Forav gebung bei 1150 bis 130CTC, vonugswmc in WasscrttoB glüht und. danach bei einem Durchlaufen de* Temperaturbereiches von 600 bis 400⁰C die Abkühlungsgeschwindigkcit rar Erzielung optimaler magnetischer Eigenschaften lenkt.

Es war ferner von einer Legierung mit 79% Nickel, 5% Molybdän, Rest Eben, bekannt, daß sie nach doer Wärmebehandlung in Temperaturbereich von 400 bis (KXfC einen negativen Temperaturkoeffizienten dir Permeabilität im Gebiet der Raumtemperatur aufweilt.

Ein negativer Tempciaturkoefnzient dci Permeabilität ist fur manche Verwendungszwecke störend, z. B. wenn die Legierungen für Stromwandler gebraucht werden sollwi. Stromwandler erfahren im Betrieb Erwärmungen bis zu Temperaturen von etwa 8O³C. und das Absinken der Permeabilität bei Erwärmung von Raumtemperatur asf Betriebstemperatur bedeutet einen oft nicht zuläsiigen Meßfehler.

Die Erfindung hat die Aufgabe, ein Verfahren anzugeben, nach dem knpfcrhaJtigc Nickcl-Eiscn-Lcgicrungen entsprechend den im Patent 867 006 genannten iusanunemelzungen mit hohen Werten der Anfangs- and Maximatpermeabllltlt und mit einem stabilisierten oder vorgegebenen Tcmpcrarurkoefnzientcn der Permeabilität hergestellt werden können. Unter einem stabilisierten oder vorgegebenen Temperaturkoeifixienten der Permeabilität ist dabei gemeint, daß die Permeabilität in einem begrenzten Temperaturbereich entweder ganz oder weitgehend tcmperatunuiabhingig ist oder daß ihr Temperaturkoeffizient vorgegebene positive oder negative Werte annimmt. Für besondere Fälle ist es erwünscht, daß die Permeabilität innerhalb vorgegebener Temperaturbereiche monoton ansteigt.

Als Anwendungsgebiete kommen fur Legierungen nut Stabtllalertem oder ^-orEegeberemTemperaturkoeifizienten der Anfangspermeabilltät außer Stromwandkm z. B. in Frage: Übertrager, Magnetverstärker, temperaturabhängige Induktivitäten, Meßinstrumente.

Ea würde überraschend gefunden, daß skh kupfer· haltige Nickel-Eisen-Leglerungen dar vorbecelchneten Art mit hohen Werten der Anfangs- und MaximalpcrroeabilitAt and einem stabilisierten oder vorgegebenen TemperaturkocCBzientcn der Permeabilität erzielen lasten, wenn man das Verfahren des Patentes 867 006 auf diese Legierungen anwendet. Insbesondere können nach diesem Verfahren Legierungen behandelt werden mit 67 bis 80% Kkkel, 2 bis 20% Kopier, 0 bis S % Metallen der Chromgruppe. Rest Eisen, gegebenenfaltt nebe» üblichen Desoxydalions- und Verarbeitungäzuäätzen.

KupferhalÜge Nickel-Eisen-Legierungen

Zusatz zum ZuMizp*t*i)t Θ67006

Anmelder:

VacuumsdiniGlze Aktiengesellschaft,
Hanau/M., Grüner Weg 37

Dr. rer. nut Pritx Aßmus

und Drpi.-Pby». Friedrich Pfeiier. Haneu/M.

sind ali Erfinder genaaat worden

ao Übliche Dcsoxydaricms- und Vcrarbcitungsrusatzc sind z- B. Mangan und Silirium in Mengen bis etwa 1 %

Bei der erfiadungsgemaOen Anwendung des Verfahrens

nach Patent 867 006 ist die Tatsache m berücksichtigen, daß sich »» dem Schnittpunkt von Kurven, die für

aj verschiedene Temperaturen der Werkstoffe aufgenommen wurden und die in einer graphischen Darstellung die Abhängigkeit der Permeabilität von der AbkQhlungs-Reschwindigkcit angeben, diejenige Größe der AbkOhlungs-Beschwindigkcit ta entnehmen ist, beider der Tenjpcratur-

jo koeffiiient der Permeabiiilat den Wert Null besitzt.

Wird die AbkuMungsgeschwindigkeit größer oder kleiner gewährt, ab sich aus dem Schnittpunkt der Kurven entnehmen 116t, so ergibt sich ein positiver bzw. negativer Temperaturkoeffizient, so daß Legierungen hergestellt werden können, die gerade einen solchen Temperatuikoefozlenten der Permeabilität aufweisen, der durch die jeweiligen Arbeitsbedingungen gefordert wird. Auf dieses Ziel ist die Wahl der jeweiligen AbkäMungsgescijwmdJgkcit im Temperaturbereich \<on

4« 600 bis 400*C gerichtet.

Der gewählte Temperaturgang bei der Abkühlung im Bereich von 600 bis 400^s C kann in einem angenähert zeitlich linearen Temperaturabfall bestehen. In den Abbildungen ist der Verlauf von Permcabilitlts kurven für drei verschiedene Legierungen wiedergegeben, und zwar fOr jede Legierung einmal in AbhaagigkeiL von der Temperatur und einmal in Abhängigkeit von der

AbWLh hmfpgcschwindigkeit. Die Legierungen wurden zunächst einer Schlnß-

j«, glihung für 5 Stunden bei 1200⁹C in Wasserstoff unterworfen und dann In 1% Stunden auf 900*C abgekühlt und anschließend mit den nachstehend angegebenen Geschwindigkeiten von 900 auf 300³C Von 300⁰C an erfolgte Abkühlung an Luft.

Die Permeabilität wurde bei 1 mOe gemessen und wird nachstehend kurz als Anfangspermeabilität bezeichnet. Abb. 1 a und 1 b geben Permeabilitätskurven für eine Legierung mit 77,8% Nickel, 2,0% Kupfer, 5,0 % Molybdän, 0,7°/₀ Mangan, 0,05°/₀ Silizium, Rest Eisen, wieder,

Abb. 2a und 2b entsprechende Kurven für eine Legierung mit 75,9% Nickel, 5,2% Kupfer, 3,8% Molybdän, 0,6 °/₀ Mangan, 0,2 °/₀ Silizium, Rest Eisen, und

Abb. 3a und 3b die entsprechenden Kurven für eine Legierung aus 70,8 °/₀ Nickel, 14,1 % Kupfer, 2,8% Molybdän, 0,9 % Mangan, 0,05 % Silizium, Rest Eisen.

Die in den Abb. la, 2a und 3a an die Kurven angeschriebenen Ziffern bedeuten die Abkühlungsgeschwindigkeiten in °C/Std., mit denen die Legierungen von 900 bis 300⁰C mit zeitlich linearem Temperaturgang abgekühlt sind.

In den Abb. 1 b, 2b und 3b bedeuten die an die Kurven angeschriebenen Ziffern die Meßtemperaturen in ⁰C.

Man sieht z. B. aus Abb. 1 b, daß sich die Kurven für 20, 40 und 8O⁰C Meßtemperatur bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von etwa 30°C/Std. und einem Werte der Anfangspermeabilität von etwa 105000 schneiden, d.h. also, daß im Bereich von etwa 20 bis 8O⁰C die Anfangspermeabilität praktisch temperaturunabhängig ist.

Entsprechendes gilt nach Abb. 2b für die in dieser Abbildung zugrunde liegende Legierung für den Temperaturbereich von etwa —10 bis +80⁰C bei einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 30°C/Std. und einem Wert der Anfangspermeabilität von etwa 73000.

Aus Abb. 3b ist entsprechend für den Temperaturbereich von —10 bis +4O⁰C nach einer Abkühlungsgeschwindigkeit von etwa 92°C/Std. eine temperaturunabhängige Anfangspermeabilität von etwa 102000 zu entnehmen.

Aus den Abbildungen folgt aber zugleich auch, daß ein gewünschter positiver Temperaturkoeffizient in den gleichen Temperaturbereichen durch jeweils größere als die vorstehend genannten Abkühlungsgeschwindigkeiten erreicht werden kann. Ein monotones Ansteigen der Anfangspermeabilität mit der Temperatur ist z. B. der Abb. la für die Legierung mit 77,8% Nickel, 2,0% Kupfer, 5,0 % Molybdän, 0,7 % Mangan, 0,05 % Silizium, Rest Eisen, nach einer Abkühlungsgeschwindigkeit von 135°C/Std. im Abkühlungsbereich von 900 bis 300⁰C zu entnehmen. Entsprechendes folgt aus Abb. 2a für die Legierung mit 75,9% Nickel, 5,2% Kupfer, 3,8 % Molybdän, 0,6% Mangan, 0,2% Silizium, Rest Eisen, für die Abkühlungsgeschwindigkeiten von 80 und 135°C/Std.

Die Abkühlung im Gebiet von 900 bis 300⁰C, die die Abkühlung von 600 bis 400⁰C einschließt, kann in ähnlicher Weise, wie dies im Patent 867 006 für die Wärmebehandlung bei 400 bis 600⁰C angegeben ist, nach der sich an die Verformung anschließenden Schlußglühung, z. B. einer solchen bei 1050 bis 1300° C, erfolgen. Nach dieser Schlußglühung können die Legierungen zunächst mit beliebiger Geschwindigkeit auf Raumtemperatur abgekühlt und dann nochmals auf mindestens 600⁰C erwärmt werden. Während der Abkühlung von dieser zweiten Erwärmungstemperatur ab wird der zeitliche Gang der Temperatur entsprechend der Zusammensetzung der Legierungen und entsprechend der gewünschten Temperaturabhängigkeit der Permeabilität gewählt und geregelt.

Man kann aber diesen gewählten und gesteuerten Pemperaturgang im Temperaturbereich von 600 bis 400⁰C auch unmittelbar beim Abkühlen von der bei bis 1300⁰C hegenden Schlußglühtemperatur einregulieren.

Die Anwendung des Verfahrens nach dem Patent 006 zur Herstellung magnetischer Werkstoffe mit stabilisiertem oder vorgegebenem Temperaturkoeffizienten auf kupferhaltige Nickel-Eisen-Legierungen hat

ίο sich nicht nur für die im Zusammenhang mit den Abbildungen genannten Legierungen als sehr geeignet erwiesen, sondern gibt auch bemerkenswert günstige Ergebnisse für kupferhaltige Nickel-Eisen-Legierungen aus 67 bis 80% Nickel, 1 bis 20% Kupfer, 0,5 bis 10% Metallen der Chromgruppe und Vanadin bei mindestens 0,5 % Vanadin und mindestens 0,5 % Metallen der Chromgruppe, Rest Eisen, gegebenenfalls mit üblichen Des- , oxydations- und Verarbeitungszusätzen.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften von kupferhaltigen Nickel-Eisen-Legierungen mit 50 bis 80% Nickel, 1 bis 45% Kupfer, 0 bis 10% Molybdän, Rest Eisen, wobei nach der Formgebung bei 1150 bis 1300⁰C, vorzugsweise in Wasserstoff geglüht wird und anschließend bei einem Durchlaufen des Bereiches von 600 bis 400⁰C die Abkühlungsgeschwindigkeit zur Erzielung optimaler magnetischer Eigenschaften gelenkt wird, nach Patent 867 006, gekennzeichnet durch die Anwendung zur Herstellung magnetischer Werkstoffe mit stabilisiertem oderjyOTgegeb^enemJTemperaturkoeffizienten der Permeabilität.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Legierungen mit 75,9 bis 77,8 % Nickel, 2 bis 5,2 % Kupfer, 3,8 bis 5% Molybdän, 0,7 % Mangan, 0,05 % Silizium, Rest Eisen, zwischen 600 und 400⁰C mit einer Geschwindigkeit von 30°C/Std. abgekühlt werden, so daß die Permeabilität von 20 bis 8O⁰C temperaturunabhängig wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Legierung mit 70,8% Nickel, 14,1 % Kupfer, 2,8% Molybdän, 0,9% Mangan, 0,05 % Silizium, Rest Eisen, mit einer Geschwindigkeit von 90°C/Std. von 600 bis 400⁰C abgekühlt wird, so daß die Permeabilität zwischen —10 und + 40⁰C temperaturunabhängig wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Legierungen mit 67 bis 80% Nickel, 2 bis 20% Kupfer, 0 bis 5% Metallen der Chromgruppe, Rest Eisen, gegebenenfalls neben üblichen Desoxydations- und Verarbeitungszusätzen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Legierungen mit 67 bis 80% Nickel, 1 bis 20% Kupfer, 0,5 bis 10% Metallen der Chromgruppe und Vanadin bei mindestens 0,5 % Vanadin und mindestens 0,5 % Metallen der Chromgruppe, Rest Eisen, gegebenenfalls mit üblichen Desoxydations- und Verarbeitungszusätzen.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch die Anwendung einer Glühung von 1050 bis 1300⁰C, vorzugsweise in Wasserstoff, nach Formgebung der Legierungen.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 862 371, 867 006.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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