DE513761C

DE513761C - Process for the production of mass cores from hard iron powder

Info

Publication number: DE513761C
Application number: DEW80707D
Authority: DE
Inventors: Dr Walther Ehlers
Original assignee: WEITVERKEHRSKABEL GmbH
Current assignee: WEITVERKEHRSKABEL GmbH
Priority date: 1927-12-24
Filing date: 1927-12-24
Publication date: 1930-12-02

Description

Verfahren zur Herstellung von blassekernen aus hartem Eisenpulver Um bei der Herstellung von Massekernen möglichst hohe Dichte und damit eine möglichst hohe wirksame Permeabilität zu erzielen, verwendet man in der Technik größtenteils ganz außerordentlich weiches Eisen (chentisch reines, beispielsweise durch Elektrolyse gewonnenes Pulver) und preßt dieses unter so hohen Drucken (bis. 14 ooo Atmosphären) zusammen, daß die Pulverteilchen deformiert und zu einer Masse von nahezu dem spezifischen Gewicht des Eisens zusa.rnmengequetscht werden.Process for the production of pale cores from hard iron powder In order to achieve the highest possible density in the manufacture of mass cores and thus the highest possible Achieving high effective permeability is largely used in engineering very extraordinarily soft iron (chemically pure, for example by electrolysis extracted powder) and presses it under such high pressures (up to 14,000 atmospheres) together that the powder particles are deformed and to a mass of almost the specific Weight of the iron are squeezed together.

Es hat sich jedoch herausgestellt, da(; diesem Verfahren verschiedene Mängel anhaften, insbesondere daß die Verwendung von so reinem weichen Eisenpulver für- die magnetische Stabilität und die Hys:tereseverluste der Kerne unvorteilhaft ist. Man ist daher zur Verwendung härterer Eisensorten übergegangen. Da jedoch, ein derartiges Pulver bei den üblichen Drucken nicht mehr oder mindestens nicht hinreichend genug deformiert wurde, sotnischte man dieses härtere Eisenpulver mit weichem Pulver, welches die Hohlräume zwischen dem härteren Pulver ausfüllte und dem Preßstück die mechanische Bindung und Festigkeit verlieh. Ein anderer bekannter Weg besteht darin, die erforderliche Dichte durch Mischung von Pulvern besonders geeigneter Dorngrößen und -formen zu erhalten. Tatsächlich zeigte sich dabei, daß bei solchen sorgfältig ausgewählten Mischungen harter Pulver es in der Dichte nur sehr wenig ausmacht, ob man das Pulver ohne Preßdruch. oder mit ganz geringen Drucken formfest. bindet oder aber so hohe Drucke darauf wirken 1äßt, wie sie bei dem weichen Pulver zum vollständigen Zusammenquetschen verwendet werden. Man ist daher bei hartem Pulver in neuerer Zeit von der Anwendung der üblichen hohen Drucke abgegangen, da diese im Verhältnis zu dem erforderlichen technischen Aufwand keine besonderen Ergebnisse zeitigen, und beschränkt sich auf Drucke von i ooo bis zo ooo Atmosphären, wenn man nicht sogar ganz auf den Preßdruck verzichtet.It has been found, however, that this process has various deficiencies, in particular that the use of such pure, soft iron powder is disadvantageous for the magnetic stability and the hysteresis losses of the cores If such a powder was no longer deformed or at least not sufficiently deformed under the usual pressures, this harder iron powder was mixed with soft powder, which filled the cavities between the harder powder and gave the pressed piece its mechanical bond and strength In fact, it was found that with such carefully selected mixtures of hard powders it makes little difference in density whether the powder is used without compression or with whole low pressure dimensionally stable, binds or else pressures as high as those used with the soft powder to completely crush it. The use of the usual high pressures has therefore recently been abandoned for hard powder, since these do not produce any particular results in relation to the technical effort required, and they are limited to pressures of 10,000 to 10,000 atmospheres, if not entirely dispensed with the pressing pressure.

Die höchsten bisher benutzten Drucke betragen r q. t pro Quadratzentimeter, und diese Druckhöchstgrenze wird in der Literatur als vollkom:inena:usreichendfürdieErzielttng eines g er -uten Magnetkernes angegeben mit der Begrün dung, d:aß man harte Teilchen ohnehin nicht ii.ber die Elastizitätsgrenze hinaus beanspruchen könne und die Kerne bei Harteisenteilchen auch unter Verwendung hoher Drucke in magnetischer Hinsicht schwach würden. Daraus geht hervor, daß bisher eine Erhöhung der Preßdrucke über den derzeitigen Stand der Technik hinaus durchaus als imzweckmäßig angesehen wurde, selbst wenn die Isolierverfahren es gestatten würden. An dieser Auffassung hielt man auch dann noch fest, als wes,entlsch bessere Isolationsmethoden, insbesondere durch Verwendung außerordentlich feiner pulverförmiger kerarnischer Isolationsmassen, welche den höchsten Drucken standhalten, in Aufnahme kernen, man dachte keineswegs daran, die Drucke über die früher üblichen, d. h. über die Höchstgrenze von etwa i d. t pro Quadratzentimeter zu erhöhen, sondern man ging vielmehr in der Annahme, daß durch weitere Druckerhöhung keinerlei Vorteile mehr zu erzielen seien, noch mit den Drucken herunter.The highest pressures used so far are r q. t per square centimeter, and this pressure limit is in the literature as vollkom: inena: usreichendfürdieErzielttng a he g -uten magnetic core provided with the statement of reasons, d: not eat one hard particles anyway ii.ber the elastic limit could claim and the cores at Harteisenteilchen would become magnetically weak even using high pressures. From this it can be seen that hitherto an increase in the pressing pressures beyond the current state of the art has been considered to be entirely expedient, even if the insulation methods would allow it. This conception was still adhered to when wes, entlsch better insulation methods, in particular through the use of extremely fine, powdery kerarnic insulation compounds, which withstand the highest pressures, were taken into account; no one thought at all of taking the prints above the previously common ones, that is, over the maximum limit of about i d. t per square centimeter, but rather the assumption that no further advantages could be achieved by further pressure increase, went down with the pressures.

Das im folgenden beschriebene Verfahren beruht auf der neuen Erkenntnis., daß es möglich ist, die beiden bisher als unvereinbar erschienenen Forderungen: sehr hohe Permeabilität, wie man sie durch die Deformation weicher Eisenteilchen erhält, einerseits und geringe Hysterese und hohe Stabilität, welche möglichst harten Eisenteilchen eigentiünlich sind, andererseits gleichzeitig zu erfüllen. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Messekernen aus hart-cm Eisenpulver, und sie besteht darin, daß die Pressung mit Drucken von 2o ooo bis 3o ooo Atmosphären vorgenommen wird. Umfangreiche Versuche haben nämlich gezeigt, daß zwar bei den bisher verwendeten Drucken bis etwa 14 . ooo Atmosphären bei geeignetem hartem Pulver keine erkennbare Deformation der Teilchen eintritt, daß man jedoch bei noch höheren Drucken (»Ultradrucken«) von etwa 2o ooo bis 30 ooo Atmosphären eine überraschende Dichtesteigerung und Verbesserung der Permeabilität erzielen kann.The procedure described below is based on the new knowledge., that it is possible to meet the two requirements that have hitherto appeared to be incompatible: very high permeability, as can be seen from the deformation of soft iron particles receives, on the one hand, and low hysteresis and high stability, which are as hard as possible Iron particles are peculiar to, on the other hand, to be fulfilled at the same time. The invention relates to a process for the production of trade fair cores from hard-cm iron powder, and it consists in pressing with pressures from 20,000 to 30,000 atmospheres is made. Extensive tests have shown that although the previously used prints up to around 14. ooo atmospheres with a suitable hard powder no noticeable deformation of the particles occurs, but that even higher Printing ("ultra-printing") from about 20,000 to 30,000 atmospheres is a surprising one Can achieve density increase and improvement in permeability.

Der wesentliche technische Fortschritt der vorliegenden Erfindung besteht also darin, daß die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Kerne die vorteilhaften Eigenschaften der Kerne aus weichem Eisen, nämlich hohe Pertneabslität, vereinigen mit denen der Kerne aus hartem Eisen, nämlich der geringen Hysterese und hervorragenden Stabilität, was bisher nur unzureichend durch das Kornpromißverfahren der gleichzeitigen Verwendung von harten und weichen Teilchen in einer Mischung möglich erschien.The major technical advance of the present invention is therefore that the manufactured by the method according to the invention Cores the beneficial properties of the cores made of soft iron, namely high Pertness, unite with those of the hard iron cores, namely the low ones Hysteresis and excellent stability, which so far has only been inadequate due to the Kornpromiß method the simultaneous use of hard and soft particles in a mixture seemed possible.

Daß das Gebiet der Ultradrucke bisher unerforscht blieb, erklärt sich u. a. dadurch, daß man technisch keine Preßformen herstellen konnte, die solchen spezifischen Beanspruchungen standhielten. Erst durch die Verwendung der im folgenden näher beschriebenen besonderen konstruktiven und preßtechnischen Hilfsmittel ist es möglich geworden, E,isenpulverkerne unter derart hohen spezifischen Drucken herzustellen.It explains why the field of ultra-printing has hitherto remained unexplored i.a. in that it was not technically possible to produce compression molds such withstood specific stresses. Only by using the following is described in more detail special constructive and pressing aids it has become possible to produce iron powder cores under such high specific pressures.

Der beire Pressen am meisten beanspruchte Teil der Kernform ist der den Druck des Kolbens auf die Preßmasse übertragende Druckstempel, der für ringförmige Kerne hohlzylinderförmig gebaut ist. Je größer die Höhe dieses Druckstempels ist, uin so, leichter wird er deformiert (gestaucht). Nun ist aber eine gewisse Höhe erforderlich, welche der Differenz der Hubhöhe des Preßguts vor und nach dem Pressen entspricht. Zur Ausführung des Verfahrens gemäß der Erfindung wird die Festigkeit der Form dadurch erhöht, daß man das Füllgut mit einem normal längen Stempel zunächst bei geringen Drucken vorpreßt und dann mit einem kurzen, beispielsweise nur mehrere Millimeter langen Stempel bei den hohen Drucken nachpreßt. Zu diesem Zweck legt man den vorgepreßten Kern entweder in eine andere Preßform mit kleinerer Füllhöhe oder aber man ändert dieselbe Form beispielsweise durchEinlagen entsprechend um.The most stressed part of the core mold in the two presses is the the pressure of the piston on the molding compound transferring pressure stamp for annular Cores is built in the shape of a hollow cylinder. The greater the height of this pressure stamp, uin so, it is more easily deformed (compressed). But now there is a certain amount required, which is the difference in the lifting height of the material to be pressed before and after pressing is equivalent to. To carry out the method according to the invention, the strength the shape is increased by initially placing the product with a normal length punch at low pressures and then with a short one, for example only several Repressing millimeter long stamps for high pressures. To this end lays you either put the pre-pressed core in another mold with a smaller filling height or you can change the same shape accordingly, for example by adding inserts.

Zwischen den beiden Preßprozessen kann man gegebenenfalls noch einen Isolierung sprozeß, beispielsweise durch Tränken des magnetischen Körpers in geschmolzenen oder gelösten Isolationsmassen, einschalten. Man kann auch den ersten Drucl:prozeß ganz vermeiden, wenn man das Material vorher nur formfest bindet und dadurch den erforderlichen Füllraum von vornherein reduziert.If necessary, you can also do one more between the two pressing processes Isolation process, for example by soaking the magnetic body in molten or loosened insulation masses. The first printing process can also be used Avoid completely if you only bind the material so that it is dimensionally stable beforehand and thereby the required filling space reduced from the start.

Eine höhere spezifische Druckbeanspruchung läßt sich insbesondere durch Nachpressung mit einem Druckstempel bewerkstelligen, dessen wesentlicher Druck auf eine kleinere Fläche bei gleichem oder höherem Gesamtdruck wirkt als der Vorpr eßstempel. Das kann etwa in der Weise geschehen, daß in die Druckfläche der Vorpressung eine beispielsweise ebenfalls kreisringförmig verlaufende Nute gepreßt wird, welche zur Aufnahme von Kupferwicklungen oder auch zur Auffüllung mit magnetischem Material etwa mit aus Draht gewickelten Ringkörpern dienen kann. Diese Drahtringe können ungescblitzt zur Erhöhung der Perm,eabilität des Kernres dienen, wenn die Stabilität des Gesamtkernes es zuläßt. Man kann sie aber auch schlitzen, ohne eine zu große Streuung an der Schlitzstelle befürchten zu müssen, da der umgebende Pulverkern genügend abschirmt.A higher specific compressive stress can in particular accomplish its essential pressure by repressing with a plunger acts on a smaller area with the same or higher total pressure than the preliminary test food stamp. This can be done in such a way that in the pressure surface of the pre-compression for example, a also circular groove is pressed, which for holding copper windings or for filling with magnetic material can serve for example with ring bodies wound from wire. These wire rings can Unscreened to increase the permeability of the core, if the stability of the total core allows it. But you can also slit it without one that is too big Scattering at the slot point must be feared, as the surrounding powder core shields sufficiently.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of trade fair cores hard iron powder, characterized in that the pressing with prints of ao ooo to 30,000 atmospheres is made.

2. Modification of the method according to claim i, characterized in that the hard iron powder before the final pressing is pre-pressed with low pressure or rigidly connected without pressure.

3. Method according to claim 2, characterized in that between the two pressing processes an isolation process, for example by soaking the magnet body in molten material or loosened insulation masses, is switched on. .

4. Facility to exercise of the method according to claim 2, characterized in that the for the last Pressing die used is shorter than the difference between the original Fill level of the loose powder and the height of the finished core.

Device according to claim 4., marked by such a design of the ram, that its essential Pressure acts on a smaller area than that of the prepress ram.

6. Establishment according to claim 5, characterized by such a design of the press ram, d.that it presses an annular groove into the core.