DE623424C

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Publication number: DE623424C
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DEUTSCHES REICHGERMAN EMPIRE

AUSGEGEBEN AM 21. DEZEMBER 1935ISSUED ON DECEMBER 21, 1935

REICHSPATENTAMTREICH PATENT OFFICE

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 4Od GRUPPECLASS 4Od GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 21. Mai 1933 abPatented in the German Empire on May 21, 1933

In der Fernmeldetechnik wird für Übertragungszwecke, beispielsweise für Pupinspulen, ein Werkstoff verwendet, der möglichst hohe Permeabilität vereinigt mit weitgehender Unabhängigkeit der Permeabilität von der Feldstärke in schwachen magnetischen Feldern und mit guter Stabilität, d! h. Unabhängigkeit der Wechselstrompermeabilität von Gleichstromstößen. Während man bisher annahm, daß die Permeabilitätswerte von magnetischen Werkstoffen allmählich bis auf einen Mindestwert abnehmen, wenn man die in Frage kommenden Legierungen nach einer Schluß wärmebehandlung kalt walzt, hat es sich gezeigt, daß für solche Werkstoffe, die eine weitgehende Kaltverformung ohne anschließende Wärmebehandlung erfahren haben, wieder höhere Werte der Permeabilität neben befriedigender Stabilität und befriedigender Konstanz der Permeabilität erhalten werden, wenn man unter eine gewisse Stärke kalt auswalzt. Unerwarteterweise zeigt es sich, daß die Anfangspermeabilität bei einer gewissen Stärke des Werkstoffes einen tiefsten Wert erreicht und von da ab wieder um so größer wird, je dünner und härter man den Werkstoff auswalzt. In der Abb. 1 ist in logarithmischem Maßstab die Abhängigkeit der Anfangspermeabilität einer etwa 5O°/₀igen Nickel-Eisen-Legierung von der Bandstärke aufgetragen. Die zur Untersuchung herangezogenen Werkstoffe wurden bei jeder einzelnen Stärke in kaltgewalztem Zustand ohne Schlußglühung untersucht, so daß die Kurve gleichzeitig die Abhängigkeit der Anfangspermeabilität vom Verformungsgrad wiedergibt. Die Permeabilitätswerte sind auf den effektiven Metallquerschnitt eines aus Band aufgewickelten Kernes bezogen. Man sieht, daß bei einer Stärke von 0,5 mm die Anfangspermeabilität in geglühtem Zustand zwischen 2000 und 3000 liegt, daß sie dann beim Kaltwalzen der Legierung mit abnehmender Stärke sinkt und bei etwa 0,07 mm Stärke ein Minimum erreicht. Noch weiter kaltgewalzter Werkstoff zeigt dann eine Erhöhung der Anfangspermeabilität.In telecommunications technology, a material is used for transmission purposes, for example for Pupin coils, which combines the highest possible permeability with largely independence of the permeability from the field strength in weak magnetic fields and with good stability, d! H. Independence of AC permeability from DC surges. While it was previously assumed that the permeability values of magnetic materials gradually decrease to a minimum value if the alloys in question are cold-rolled after a final heat treatment, it has been shown that for materials that undergo extensive cold deformation without subsequent heat treatment have, again higher values of permeability in addition to satisfactory stability and satisfactory constancy of permeability can be obtained when cold rolling below a certain thickness. Unexpectedly, it turns out that the initial permeability reaches a lowest value at a certain thickness of the material and from then on becomes greater the thinner and harder the material is rolled out. In Fig. 1 in a logarithmic scale the dependence of initial permeability of about 5O ° / ₀ strength nickel-iron alloy is applied by the band thickness. The materials used for the investigation were investigated for each individual thickness in the cold-rolled state without final annealing, so that the curve simultaneously shows the dependence of the initial permeability on the degree of deformation. The permeability values are related to the effective metal cross-section of a core wound from tape. It can be seen that at a thickness of 0.5 mm the initial permeability in the annealed state is between 2000 and 3000, that it then decreases with decreasing thickness during cold rolling of the alloy and reaches a minimum at about 0.07 mm. Even further cold-rolled material then shows an increase in the initial permeability.

In Abb. 2 ist ein Teil der Kurve entsprechend Abb. ι in gewöhnlichem, nidit logarithmischem Maßstabe vergrößert aufgetragen, und es ist aus der Abb. 2 besonders deutlich der Verlauf der Anfangspermeabilität in Abhängigkeit von der Bandstärke im Bereiche der Bandstärken zwischen 0,06 mm und 0,01 mm zu erkennen.In Fig. 2 a part of the curve according to Fig. Ι is in the usual, nidit plotted on a logarithmic scale enlarged, and it is particularly from Fig. 2 the course of the initial permeability as a function of the tape thickness in the area is clear the tape thickness between 0.06 mm and 0.01 mm can be recognized.

Es ist nun notwendig, beim Aufwickeln von Kernen aus magnetischem Werkstoff zwischen die einzelnen Windungen aus Metall einIt is now necessary when winding cores made of magnetic material between the individual turns made of metal

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:*) The patent seeker stated as the inventor:

Dr. Hans Hiemenz in Hanau a. M.Dr. Hans Hiemenz in Hanau a. M.

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Isolationsmaterial zu bringen. Dieses kann·, beispielsweise aus Papier bestehen, das mit dem Metallband zusammen aufgewickelt wird, oder auch aus einem isolierenden organischen Stoff, z. B, einem Lack. Wenn man nun entsprechend Abb. ι oder entsprechend der Kurve ι der Abb. 2 zur Verwendung von besonders dünnen Metallbändern übergeht, um eine möglichst hohe Anfangspermeabilität zu bekommen, dann zeigt es sich, daß in dem fertigen Bandkern der Raumverlust durch das Isolationsmaterial so groß ist, daß die durch Dünnwalzen des Bandes erzielte Erhöhung der Permeabilität zum Teil wieder aufgehoben wird. Die Kurve 2 in Abb. 2 gibt den Verlauf der Anfangspermeabilität in Abhängigkeit von der Banddicke wieder. Das Band war mit dem dünnsten im Handel erhältlichen Papier von 0,007 mm Stärke aufgewickelt, ^un(i die Werte der Anfangspermeabilität sind auf den Gesamtquerschnitt des Kernes bezogen, der sich aus dem Querschnitt des Metalls zuzüglich dem des Papieres ergibt. Man sieht, daß die Anfangspermeabilität, bezogen auf den Gesamtquerschnitt, einen Höchstwert aufweist, der im vorliegenden Kali bei einer Bandstärke von etwa 0,04 mm liegt. Ein Walzen auf noch geringere Bandstärken hat also im vorliegenden Fall keinen Sinn, da die durch das Auswalzen auf noch geringere Stärken hervorgerufene Steigerung der Permeabilität durch den Raumbedarf für die Zwischenlage von Papier für den gesamten Kern wieder unwirksam gemacht wird. Die Kurve 3 in Abb. 2 bezieht sich wiederum auf einen aus Metallband aufgewickelten Kern, bei dem aber die einzelnen Windungen durch Lack von nur -0,003 ^ram Stärke isoliert waren. Die aufgetragenen Werte der 40. Anfangspermeabilität beziehen sich wieder auf den Gesamtquerschnitt des Kernes. Durch die sehr dünne Isolationsschicht ist erreicht, daß die Permeabilität des ganzen Kernes mit abnehmender Bandstärke bis zu 0,01 mm Stärke noch steigt. Die Versuche, deren Ergebnisse in den Kurven der Abb. 1 und 2 niedergelegt sind, geben den Hinweis, daß man grundsätzlich bei Nickel-Eisen-Legierungen durch Kaltwalzen auf möglichst dünne 5σ Stärken zu· erhöhten Permeabilitätswerten ohne Beeinträchtigung der übrigen für Übertragungszwecke notwendigen Eigenschaften kommen kann, daß man aber gleichzeitig darauf achten muß, daß das notwendigerweise anzuwendende Isolationsmaterial möglichst dünn gewählt wird, oder daß man bei einem vorgegebenen Isolationsmaterial das außerordentlich weite Dünnwalzen des Metallbandes sparen kann und nur bis zu einer solchen Stärke auszuwalzen braucht, bei der sich der Höchstwert der auf den Gesamtquerschnitt eines Kernes bezogenen Anfangspermeabilität ergibt. Bring insulation material. This can, for example, consist of paper, which is wound up together with the metal tape, or of an insulating organic material, e.g. B, a varnish. If one now changes over to the use of particularly thin metal strips in accordance with Fig. Ι or in accordance with curve ι in Fig. 2 in order to get the highest possible initial permeability, then it is found that the loss of space due to the insulation material in the finished tape core is so great that the increase in permeability achieved by thin rolling the tape is partially canceled out again. Curve 2 in Fig. 2 shows the course of the initial permeability as a function of the tape thickness. The tape was wound with the thinnest commercially available paper, 0.007 mm thick, ^{un (} i the values of the initial permeability are based on the total cross-section of the core, which is the cross-section of the metal plus that of the paper. It can be seen that the initial permeability , based on the total cross-section, has a maximum value, which in the present potash is a strip thickness of about 0.04 mm. Rolling to even lower strip thicknesses therefore makes no sense in the present case, since the increase caused by rolling to even lower thicknesses The permeability is made ineffective again by the space required for the intermediate layer of paper for the entire core.Curve 3 in Fig. 2 again relates to a core wound from metal tape, but in which the individual windings are only -0.003 ^ram thick with lacquer The values plotted for the 40th initial permeability again relate to the total cross section itt of the core. The very thin insulation layer ensures that the permeability of the entire core increases with decreasing tape thickness up to 0.01 mm. The tests, the results of which are shown in the curves in Figs. 1 and 2, indicate that, in principle, with nickel-iron alloys by cold rolling to the thinnest possible 5σ thicknesses, increased permeability values can be achieved without impairing the other properties necessary for transmission purposes However, at the same time one must ensure that the insulation material to be used is chosen as thin as possible, or that with a given insulation material one can save the extraordinarily wide thin rolling of the metal strip and only need to roll out to such a thickness that the maximum value is achieved the initial permeability based on the total cross-section of a core.

Wesentlich ist für die Steigerung der Anfangspermeabilität, daß die in Frage kornmenden Werkstoffe bis auf ihre Endstärke kalt verformt und keiner Schlußwärmebehandlung unterzogen werden. Durch diese Kaltverformung, die über 6 °/₀ betragen soll, unterscheidet sich das neue Verfahren von einem älteren Vorschlag, der nicht zum Stand der Technik gehört, nach dem der Anstieg der ' Anfangspermeabilität magnetischer Werkstoffe in schwachen magnetischen Feldern dadurch möglichst klein gemacht werden soll, daß die magnetischen Werkstoffe sehr dünn gewalzt, dann aber nach dem Auswalzen einer Wärmebehandlung zur Erhöhung der Anfangspermeabilität unterzogen werden sollen, so daß Anfangspermeabilitäten zwischen etwa 300 und 1500 erzielt werden. Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist dagegen, bei Materialien, die durch Kaltwalzen an sich eine sehr weitgehend konstante Anfangspermeabilität erhalten haben, die aber infolge des Kaltwalzens nur im Bereich zwischen etwa 15 und 150 liegt, diese niedrige Anfangspermeabilität auf den in kaltgewalztem Material erreichbaren Höchstwert zu bringen, indem das Kaltwalzen unter die Stärke fort- go gesetzt wird, bei der das Minimum der Permeabilität auftritt. Der Betrag der KaItwälzung nach dem letzten Ausglühen soll dabei über 6°/₀ betragen, und die magnetischen Werkstoffe sollen keine Schlußwärmebehandlung erfahren. Das Kaltwalzen auf sehr dünne Stärken gemäß der Erfindung führt nicht bei allen magnetischen Werkstoffen zu einer ausreichenden Anfangspermeabilität, z. B. nicht bei Eisen und nicht bei einer an sich als magnetisch hochwertiger Werkstoff bekannten Legierung, die aus etwa 77°/₀ Nickel, i6°/₀ Eisen, S^o/_O Kupfer, 2°/₀ Chrom, Rest Mangan und Silicium besteht,In order to increase the initial permeability, it is essential that the materials in question are cold-formed down to their final thickness and that they are not subjected to any final heat treatment. This cold deformation, which should be more than 6 ° / ₀ , differs the new method from an older proposal, which does not belong to the state of the art, according to which the increase in the initial permeability of magnetic materials in weak magnetic fields should be made as small as possible that the magnetic materials are rolled very thin, but then subjected to a heat treatment after rolling to increase the initial permeability, so that initial permeabilities between about 300 and 1500 are achieved. In contrast, the aim of the present invention is, in the case of materials which have obtained a very largely constant initial permeability by cold rolling, but which, as a result of cold rolling, is only in the range between about 15 and 150, this low initial permeability to the maximum value achievable in cold-rolled material by continuing cold rolling below the thickness at which the minimum permeability occurs. The amount of KaItwälzung after the final annealing is intended to be more than 6 ° / _0, and magnetic materials should not undergo final heat treatment. The cold rolling to very thin thicknesses according to the invention does not lead to sufficient initial permeability for all magnetic materials, e.g. B. not with iron and not a per se known as a magnetic alloy of high-quality material, which consists of about 77 ° / ₀ nickel, i6 ° / ₀ Iron, S ^o / _O copper, 2 ° / ₀ chromium, manganese and residual silicon ,

Claims

Patent claims:

i. Process for increasing the permeability of magnetic nickel-iron alloys for transmission purposes, especially in telecommunications, characterized in that the material is still below the strength, e.g. Is cold rolled as below 0.07 mm at a SO ° / ₀ strength iron-nickel alloy, in which the minimum of the permeability occurs, wherein the amount of cold rolling after the final annealing above 6 ° / is ₀ and the material does not undergo any final heat treatment.

2, method according to claim 1, characterized

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characterized that the cold working only up to such a strength of the magnetic Material is continued, in which, taking into account a given insulation thickness, the maximum

value of the initial permeability, based on the total cross-section (cross-section of the magnetic material plus the cross section of the insulation material).

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For this purpose ι sheet of drawings