AT133485B - In Wasser oder Öl härtbare Stahllegierungen für Dauermagnete. - Google Patents

Description

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  In Wasser oder   UI   härtbare Stahllegierungen für Dauermagnete. 



   Für Dauermagnete hat man bisher hauptsächlich Chrommagnetstähle und Wolframmagnetstähle verwendet. Seit zehn Jahren sind für höhere Ansprüche   Kobaltmagnetstähle   hinzugekommen, welche mit   5.   10,15, 20 und   35%   Kobaltgehalt hergestellt werden, durch den hohen Kobaltpreis sich jedoch noch sehr teuer stellen. Die Elektrotechnik sucht aber schon seit Jahren für Dauermagnete einen Magnet- stahl, welcher billiger oder doch nicht viel teurer ist als Wolframmagnetstahl und an magnetischer
Leistung diesen mindestens erreicht und möglichst noch überragt. Die vorliegende Erfindung betrifft
Stahllegierungen für Dauermagnete, die den gestellten Forderungen entsprechen.

   Die Stahllegierungen für Dauermagnete gemäss der Erfindung enthalten im wesentlichen folgende Bestandteile :   0'75-1'08% Kohlenstoff, 2'02-4'9%   Chrom und   0'5-1'5% Molybdän   oder an Stelle von Molybdän   0'5-2%   Wolfram oder   0-6-2%   Molybdän und Wolfram zusammen. 



   Mangan, Silizium, Phosphor und Schwefel können in den Stählen gemäss der Erfindung in denjenigen Mengen vorhanden sein, die sich als unvermeidbare Unreinigkeiten bei Stahllegierungen vorfinden. 



   Bei einer Anzahl Proben. bei denen neben   0-75-1-08%   Kohlenstoff und   2-02-4-9%   Chrom noch   Molybdän   oder Wolfram in den angegebenen Mengen zugesetzt war, zeigte sich, dass die Koerzitivkraft der Stahllegierungen gegenüber reinen Chrommagnetstählen ganz erheblich gesteigert wird. Diese Zusätze sind vorteilhaft für Dauermagnete, die aus gewalzten oder geschmiedeten Stäben hergestellt werden und bei denen im Fabrikationsgange ein oder mehrere Gliihprozesse eingeschaltet werden müssen. 



  Durch diese   Glühprozesse   sinkt z. B. bei reinen Chrommagnetstählen, d. h. bei solchen, die 2-4% Chrom, aber kein Molybdän oder Wolfram enthalten, die Koerzitivkraft um 5-7 Gauss. Es vermindert sich dadurch die magnetische Leistung der daraus hergestellten Dauermagnete um   10-15%, während   bei Dauermagneten aus Magnetstählen, die neben   0-75-1-08%   Kohlenstoff und   2'02-4'9% Chrom noch   etwa   0'5-1'5%   Molybdän oder   0-5-2% Wolfram   aufweisen, sich durch die oben erwähnten Glühprozesse die Koerzitivkraft überhaupt nicht oder nur unwesentlich ändert. Derartige Dauermagnete weisen um 10-15% höhere magnetische Leistung auf als Dauermagnete aus reinem Chrommagnetstahl, welche den gleichen Gehalt an Kohlenstoff und Chrom aufweisen wie jene.

   Folgende Beispiele mögen dies veranschaulichen :
Bei drei   Probeschmelzungen,   von denen die Analysen nachstehend angeführt sind, wurden aus den gewalzten Stangen Dauermagnete hergestellt. Während eine Anzahl Dauermagnete ohne jeden weiteren Glühprozess gehärtet und dann magnetisiert wurde, wurde eine weitere Anzahl Dauermagnete zunächst etwa   5-10   Minuten lang einer Glühung von   780-800  C   und im Anschluss daran einer   Glühung   von   halbstündiger Dauer bei 650  C mit Ofenabkühlung   unterworfen und dann erst gehärtet und magnetisiert. Diese Glühung ist z.

   B. notwendig, um die Magnete auf Wunsch der Verbraucher mit Löchern, Gewindelöchern, eingefrästen Nuten u. dgl. versehen zu können, was bei dem harten Material ohne diese   Glühung nicht möglich   wäre.   Nachstehende     magnetische Werte   wurden bei den Proben festgestellt :

   

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 EMI2.1 
 
<tb> 
<tb> Probe <SEP> 1 <SEP> Probe <SEP> 2 <SEP> Probe <SEP> 3
<tb> enthaltend <SEP> enthaltend <SEP> enthaltend
<tb> 1'00% <SEP> C <SEP> 0'92% <SEP> C <SEP> 0'90% <SEP> ('
<tb> 3-13% <SEP> Cr <SEP> 3-73% <SEP> Cr <SEP> 3-15% <SEP> Cr
<tb> 0-29% <SEP> Mn <SEP> 0#31% <SEP> Mn <SEP> 0#25% <SEP> Mn
<tb> 0#0 <SEP> % <SEP> Mo <SEP> 0#0 <SEP> % <SEP> Mo <SEP> 0#9 <SEP> % <SEP> Mo
<tb> 0#0 <SEP> % <SEP> W <SEP> 0#0 <SEP> % <SEP> W <SEP> 0#0 <SEP> % <SEP> W
<tb> gehärtet <SEP> gehärtet <SEP> gehärtet
<tb> ohne <SEP> nach <SEP> ohne <SEP> nach <SEP> ohne <SEP> nach
<tb> vorherige <SEP> vorheriger <SEP> vorherige <SEP> vorheriger <SEP> vorherige <SEP> vorheriger
<tb> Glühung <SEP> Glühung <SEP> Glühung <SEP> Glühung <SEP> Glühung <SEP> Glühung
<tb> Remanenz <SEP> 10975 <SEP> 10500 <SEP> 10900 <SEP> 10625 <SEP> 10750 <SEP> 10550
<tb> 

  Koerzitivkraft <SEP> 62 <SEP> 56-5 <SEP> 61-5 <SEP> 55. <SEP> 5 <SEP> 66 <SEP> 65
<tb> 
 
Setzt man der Stahllegierung neben Chrom nur Wolfram hinzu, so ist es ratsam, bei einem Chromgehalt zwischen   2-02-3%   den Wolframzusatz auf   0. 5   bis höchstens   0'98% zu beschränken.   Auf diese Weise wird eine Steigerung der Koerzitivkraft gegenüber reinen Chrommagnetstählen erzielt, ohne gleichzeitig die Remanenz merklich zu vermindern. Bei einem Chromgehalt von mehr als 3% bis zu 4'9% kann der Wolframgehalt jedoch   0-5-2%   betragen. Übersteigt er in diesem Falle 1%, so wird die Koerzitivkraft weiter gesteigert, ohne dass die Remanenz allzusehr sinkt, weil der höhere Chromgehalt ein zu grosses Abfallen der Remanenz verhindert. 



   Durch Regelung   des Mengenverhältnisses zwischen   Chrom und   Molybdän   oder zwischen Chrom und Wolfram hat man es bei entsprechendem Kohlenstoffgehalt, welcher stets zwischen   0'75-1'08%   gewählt werden muss, vollkommen in der Hand,   Magnetstähle   mit hoher Remanenz und mit gleichzeitig durchaus genügender Koerzitivkraft oder alternativ solche mit besonders hoher Koerzitivkraft neben noch genügender Remanenz zu erzeugen. Steigt die Koerzitivkraft auf 80 Gauss, dann sinkt die Remanenz unter 10.000 Gauss. Es ist aber möglich, durch Ausbalanzierung von Kohlenstoff-, Chrom- und Molybdänbzw. Wolframgehalt die Remanenz bis auf über 11. 000 Gauss und die Koerzitivkraft bis auf 70 Gauss oder alternativ die Remanenz bis auf 10.000 Gauss und die Koerzitivkraft bis auf 80 Gauss zu steigern.

   Die besten magnetischen Werte werden erreicht, wenn man neben 0'85-1'0% Kohlenstoff einen Chromgehalt von   2-8-4-5%   und daneben einen   Molybdängehalt   von 0'6-0'8% wählt. Von sonstigen Zusätzen käme noch Kobalt bis   höchstens   1% oder Vanadium bis   höchstens     0'5% bzw. Kupfer   in einer Menge von etwa   0'l-0'15%   oder etwa   0. 1% Nickel   in Betracht. Doch sind derartige Zusätze für die etwaige Steigerung der magnetischen Werte als unwesentlich zu betrachten.

   Höhere Zusätze an Kupfer und Nickel wirken sich übrigens auf die Wärmeempfindlichkeit der betreffenden Legierungen ungünstig aus und sind dadurch den magnetischen Werten der Dauermagnete   abträglich.   Der vorgesehene   Molybdängehalt   kann aus Gründen einer weiteren Verbilligung der Herstellungskosten teilweise auch durch Wolfram ersetzt werden. Ein   Magnetstahl   z. B. mit etwa 3% Chrom, 0'4% Molybdän und   0. 5% Wolfram   ist dem 6% igen Wolframmagnetstahl gegenüber im Herstellungspreise wesentlich billiger. Wolframmetall oder Ferrowolfram ist bekanntlich im Preise grossen Schwankungen unterworfen. In seinen magnetischen Werten ist ein solcher niedrig legierter Magnetstahl jedoch dem besten Wolframmagnetstahl mindestens gleichwertig.

   Die Stahllegierungen für Dauermagnete können neben   ho   Chrom auch zusammen noch mindestens   0'6%   und nicht mehr als   2% Molybdän   und Wolfram enthalten, in welchem Falle der Prozentsatz von   Molybdän   und Wolfram für jedes dieser beiden Metalle 
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 Molybdäns oder des Wolframs oder - nach Erfordernis - der Prozentsatz von Molybdän und Wolfram auch je 0'5% unterschreiten unter der Bedingung, dass von   Molybdän   und Wolfram insgesamt mindestens   0-6% zugesetzt   werden. Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Stahllegierungen besteht darin, dass sie in Wasser oder 01 gehärtet werden können. 



   PATENT-ANSPRÜCHE :
1. In Wasser oder 01 härtbare Stahllegierungen für Dauermagnete, dadurch gekennzeichnet, dass 
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 oder an Stelle   von Molybdän 0#5%-2% Wolfram oder 0#6%-2% Molybdän   und Wolfram zusammen enthalten.

Claims (1)

1. 2. Stahllegierungen für Dauermagnete nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie bei einem 2#02%-3% betragenden Chromgehalt 0#5%-0#98% Wolfram und bei einem 3-01 ;,-4-9% betragenden Chromgehalt 0'5%-2% Wolfram enthalten.

   Druck der österreichischen Staatsdruckerei in Wien.