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Verfahren zur Herstellung eines zusammengesetzten, einen Magnetkreis oder ein Magnetjoch bildenden Körpers, der aus wenigstens zwei Teilen aus gesintertem oxydischem ferromagnetischem
Material besteht
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines zusammengesetzten, einen Magnetkreis oder ein Magnetjoch bildenden Körpers, der aus wenigstens zwei Teilen aus gesintertem oxydischem ferromagnetischem Material besteht, die mit Hilfe von glasartigem Material miteinander verbunden werden, so dass ein mit glasartigem Material ausgefüllter Nutzspalt entsteht, welcher Körper insbesondere für einen Magnetkopf bestimmt ist.
Es sind verschiedene Verfahren zum Anbringen des glasartigen Materials zur Bildung eines Nutzspaltes zwischen Teilen aus oxydischem Ferromagnetmaterial bekannt.
Eines dieser Verfahren besteht darin, dass die Spaltoberflächen je mit einer Schicht aus Glasurpaste versehen und nach dem Trocknen dieser Schichten die Kernteile unter solcher Erhitzung gegeneinander gepresst werden, dass die Glasur schmilzt. Nach dem AbkUhlen haben sich die beiden Schichten zu einer einzigen Schicht vereint, welche die beiden Kernteile miteinander verbindet.
Nach einem andern bekannten Verfahren wird zwischen den Spaltoberflächen eine Glasfolie angebracht, deren Stärke um einige Prozent grösser ist als die endgültig gewünschte Spaltlänge, worauf das Ganze bis zum Erweichen des Glases erhitzt wird, und anschliessend werden bei einer in diesem Erweichungsbereich liegenden Temperatur die Kernteile unter einem solchen Druck aufeinander gepresst, dass nach dem Abkühlen des Glases die richtige Spaltlänge erreicht ist.
Nach einem noch nicht veröffentlichten Vorschlag wird von wenigstens zwei Teilen aus gesintertem oxydischem ferromagnetischem Material ausgegangen, die unter Zwischeniügung von DistanzstUcken, deren Stärke gleich der gewünschten Spaltlänge ist, mit ihren Spaltbegrenzungsflächen aufeinander gelegt werden, worauf gegen den so entstandenen Spalt oder die so entstandenen Spalte eine glasartige Materialmenge in Form von Körnern, Pulver oder eines Stabes bzw. einer Platte gelegt wird, worauf das Ganze bis zum Erweichen des glasartigen Materials erhitzt wird. Dabei wird das glasartige Material infolge der Kapillarwirkung des Spaltes in diesen eingesogen.
Bei diesen bekannten Bauarten musste die Wahl des glasartigen Materials, mit Rücksicht auf die Ausdehnungskoeffizienten, mit dem oxydischen ferromagnetischen Material in Übereinstimmung gebracht werden.
Einige Beispiele brauchbarer Kombinationen sind :
EMI1.1
<tb>
<tb> Oxydisches <SEP> ferromagnetisches <SEP> Material <SEP> : <SEP> Glas <SEP> : <SEP>
<tb> 24, <SEP> 1 <SEP> Mol-Tb <SEP> MnO <SEP> 56, <SEP> 2Gew.-% <SEP> SiO <SEP>
<tb> 23, <SEP> 4Mol- <SEP> ZnO <SEP> 7r6 <SEP> Gew.-% <SEP> Na <SEP> O
<tb>
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EMI2.1
<tb>
<tb> Oxydisches <SEP> ferromagnetisches <SEP> Material <SEP> : <SEP> Glas <SEP> : <SEP>
<tb> 2,3 <SEP> Mol-% <SEP> FeO <SEP> 4,5 <SEP> Gew.-% <SEP> K <SEP> O
<tb> 48, <SEP> 8 <SEP> Mol-% <SEP> Fe <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> Gew. <SEP> -0/0 <SEP> PbO <SEP>
<tb> 1, <SEP> 3 <SEP> Mol-% <SEP> SiO2 <SEP> 1,2 <SEP> Gew.-% <SEP> A <SEP>
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP> Gew.-% <SEP> Sb2O
<tb> 0, <SEP> 25 <SEP> Gew.-% <SEP> MnO <SEP>
<tb> Ausdehnungskoeffizient <SEP> zwischen
<tb> 0 <SEP> und <SEP> 40 C <SEP> :
<SEP> 9,3 <SEP> x <SEP> 10-6 <SEP> 9,2 <SEP> x <SEP> 10Oxydisches <SEP> ferromagnetisches <SEP> Material <SEP> : <SEP> Glas <SEP> : <SEP>
<tb> 17,5 <SEP> Mol-% <SEP> NiO <SEP> 72,5 <SEP> Gew.-%SiO2
<tb> 33,2 <SEP> Mol-% <SEP> ZnO <SEP> 11,5 <SEP> Gew.-% <SEP> Na2O
<tb> 49,0 <SEP> Mol-% <SEP> Fe20 <SEP> 10,0 <SEP> Gew.-% <SEP> CaO <SEP>
<tb> 0,3 <SEP> Mol-% <SEP> SiO2 <SEP> 3,3 <SEP> Gew.-% <SEP> MgO <SEP>
<tb> 2, <SEP> 5 <SEP> Gew.-% <SEP> Al2O3
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP> Gew.-% <SEP> K2O <SEP>
<tb> Ausdehnungskoeffizient <SEP> zwischen
<tb> 0 <SEP> und <SEP> 40 C <SEP> : <SEP> 7,1 <SEP> x <SEP> 10-6 <SEP> 7,3 <SEP> x <SEP> 10-6
<tb>
Die Qualität solcher Magnettonköpfe war bisher unbefriedigend, da an der Grenzfläche des Glases und des ferromagnetischen Materials beim Anschmelzen im glasartigen Material Blasen entstanden.
Dies fuhrt aber zu einer kürzeren Lebensdauer. Beim Abschleifen entstehen an der Stelle der Blasen kleine Löcher an der Oberfläche, in denen sich Schleifstaub anhäuft, was zu einer erhöhten Abnutzung des magnetischen Aufzeichnungsträgers und des Kopfes fuhrt.
Eine geringfugige Verbesserung wurde nach einem noch nicht veröffentlichten Vorschlag dadurch erreicht, dass die Teile des oxydischen ferromagnetischen Materials, gegebenenfalls nach dem Polieren und Entfetten der den Spalt begrenzenden Flächen, vor dem Anbringen des glasartigen Materials kurzzeitig auf eine Temperatur zwischen 8000C und 1000 C erhitzt wurden.
Nach der Erfindung wird eine wesentliche Verbesserung dadurch erreicht, dass die Teile des oxydischen ferromagnetischen Materials vor dem Anbringen des glasartigen Materials mit einer konzentrierten wässerigen Lösung einer nicht-oxydierenden starken Säure bei erhöhter Temperatur, vorzugsweise bei der Siedetemperatur der Lösung, behandelt werden, wobei gegebenenfalls vor der Säurebehandlung die Spaltbegrenzungsflächen poliert und kurzzeitig auf eine Temperatur zwischen 800 C und 1000 C erhitzt werden.
Es sei darauf hingewiesen, dass es bei der Herstellung einer Metall-Glasverbindung zur Verbesserung der Haftung durchaus üblich ist, die Metalloberfläche vor der Anbringung des Glas- oder Emailflusses durch Beizen zu reinigen. Eisenoberflächen werden dabei gewöhnlich mit Salzsäure gebeizt. Demgegen- über ist die Haftung von Glas und Email an gesintertem oxydischem ferromagnetischem Material an sich ausgezeichnetund es war aus diesem Grund nicht naheliegend, als Vorbehandlung eine Beizung vorzunehmen. Es war auch nicht zu erwarten, dass die obgenannte Schwierigkeit bei der Herstellung des zusammengesetzten Körpers, auf den sich die Erfindung bezieht, durch eine Salzsäurebehandlung beseitigt werden kann.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens sieht vor, oxydische ferromagnetische Teile eines Magnetkopfes mit einer der oben erwähnten Zusammensetzungen an den Spaltbegrenzungsflächen zu polieren und anschliessend 30 min lang bei 900 C in Luft zu erhitzen. Die Teile werden darauf 10 - 30 min lang in konzentrierter Salzsäure (spez. Gew. = 1, 19) gekocht. Nach Spulen in Wasser und Trocknen werden anschliessend die Teile mit glasartigem Material der obenerwähnten angepassten Zusammensetzung zur Bildung des mit Glas ausgefüllten Spaltes nach einem Verfahren oberwähnter Art zusammengefügt.
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Auf diese Weise ergibt sich eine Anschmelzung, die frei von Glasblasen ist.
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Process for the production of a composite body which forms a magnetic circuit or a magnetic yoke and which consists of at least two parts made of sintered oxidic ferromagnetic
Material
The invention relates to a method for producing a composite body forming a magnetic circuit or a magnetic yoke, which consists of at least two parts made of sintered oxidic ferromagnetic material, which are connected to one another with the help of vitreous material, so that a useful gap filled with vitreous material is created, which body is intended in particular for a magnetic head.
Various methods are known for applying the vitreous material to form a useful gap between parts made of oxidic ferromagnetic material.
One of these methods is that the gap surfaces are each provided with a layer of glaze paste and, after these layers have dried, the core parts are pressed against one another with such heating that the glaze melts. After cooling, the two layers have combined into a single layer that connects the two core parts.
According to another known method, a glass film is attached between the gap surfaces, the thickness of which is a few percent greater than the final desired gap length, whereupon the whole thing is heated until the glass softens, and then the core parts are below at a temperature in this softening range pressed together with such a pressure that the correct gap length is reached after the glass has cooled down.
According to a proposal that has not yet been published, it is assumed that at least two parts made of sintered oxidic ferromagnetic material are placed on top of one another with their gap delimiting surfaces, with spacers between them, the thickness of which is equal to the desired gap length, whereupon the gap or gaps thus created are countered a quantity of vitreous material in the form of grains, powder or a rod or plate is placed, after which the whole is heated until the vitreous material has softened. The vitreous material is sucked into the gap due to the capillary effect.
With these known designs, the choice of the glass-like material had to be brought into agreement with the oxidic ferromagnetic material, taking into account the expansion coefficient.
Some examples of useful combinations are:
EMI1.1
<tb>
<tb> Oxydic <SEP> ferromagnetic <SEP> material <SEP>: <SEP> glass <SEP>: <SEP>
<tb> 24, <SEP> 1 <SEP> Mol-Tb <SEP> MnO <SEP> 56, <SEP> 2% by weight <SEP> SiO <SEP>
<tb> 23, <SEP> 4Mol- <SEP> ZnO <SEP> 7r6 <SEP>% by weight <SEP> Na <SEP> O
<tb>
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EMI2.1
<tb>
<tb> Oxydic <SEP> ferromagnetic <SEP> material <SEP>: <SEP> glass <SEP>: <SEP>
<tb> 2.3 <SEP> mol% <SEP> FeO <SEP> 4.5 <SEP>% by weight <SEP> K <SEP> O
<tb> 48, <SEP> 8 <SEP> mol% <SEP> Fe <SEP> 30, <SEP> 0 <SEP> wt. <SEP> -0/0 <SEP> PbO <SEP>
<tb> 1, <SEP> 3 <SEP> mol% <SEP> SiO2 <SEP> 1.2 <SEP>% by weight <SEP> A <SEP>
<tb> 0, <SEP> 3 <SEP>% by weight <SEP> Sb2O
<tb> 0, <SEP> 25 <SEP>% by weight <SEP> MnO <SEP>
<tb> expansion coefficient <SEP> between
<tb> 0 <SEP> and <SEP> 40 C <SEP>:
<SEP> 9.3 <SEP> x <SEP> 10-6 <SEP> 9.2 <SEP> x <SEP> 10 Oxydic <SEP> ferromagnetic <SEP> material <SEP>: <SEP> glass <SEP>: <SEP>
<tb> 17.5 <SEP> mol% <SEP> NiO <SEP> 72.5 <SEP>% by weight SiO2
<tb> 33.2 <SEP> mol% <SEP> ZnO <SEP> 11.5 <SEP>% by weight <SEP> Na2O
<tb> 49.0 <SEP> mol% <SEP> Fe20 <SEP> 10.0 <SEP>% by weight <SEP> CaO <SEP>
<tb> 0.3 <SEP> mol% <SEP> SiO2 <SEP> 3.3 <SEP>% by weight <SEP> MgO <SEP>
<tb> 2, <SEP> 5 <SEP>% by weight <SEP> Al2O3
<tb> 0, <SEP> 2 <SEP>% by weight <SEP> K2O <SEP>
<tb> expansion coefficient <SEP> between
<tb> 0 <SEP> and <SEP> 40 C <SEP>: <SEP> 7.1 <SEP> x <SEP> 10-6 <SEP> 7.3 <SEP> x <SEP> 10-6
<tb>
The quality of such magnetic sound heads has hitherto been unsatisfactory, since bubbles formed at the interface between the glass and the ferromagnetic material when the glass-like material melted.
However, this leads to a shorter service life. During grinding, small holes appear on the surface at the location of the bubbles, in which grinding dust accumulates, which leads to increased wear on the magnetic recording medium and the head.
According to a proposal that has not yet been published, a slight improvement was achieved in that the parts of the oxidic ferromagnetic material were briefly heated to a temperature between 8000C and 1000C before the glass-like material was applied, if necessary after the polishing and degreasing of the surfaces bordering the gap .
According to the invention, a significant improvement is achieved in that the parts of the oxidic ferromagnetic material are treated with a concentrated aqueous solution of a non-oxidizing strong acid at an elevated temperature, preferably at the boiling point of the solution, before the vitreous material is applied, with if necessary Before the acid treatment, the gap limiting surfaces are polished and briefly heated to a temperature between 800 C and 1000 C.
It should be pointed out that in the production of a metal-glass connection, in order to improve adhesion, it is quite common to clean the metal surface by pickling before applying the glass or enamel flux. Iron surfaces are usually pickled with hydrochloric acid. In contrast, the adhesion of glass and enamel to sintered, oxidic ferromagnetic material is excellent per se, and for this reason it was not obvious to carry out pickling as a pretreatment. Nor was it expected that the above-mentioned difficulty in manufacturing the composite body to which the invention relates could be eliminated by hydrochloric acid treatment.
One embodiment of the method according to the invention provides for oxidic ferromagnetic parts of a magnetic head to be polished with one of the above-mentioned compositions on the gap delimiting surfaces and then to be heated for 30 minutes at 900 ° C. in air. The parts are then boiled in concentrated hydrochloric acid (specific weight = 1.19) for 10-30 minutes. After rinsing in water and drying, the parts with vitreous material of the above-mentioned adapted composition are then joined together to form the gap filled with glass by a method of the type mentioned above.
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This results in a melt that is free from glass bubbles.