DE102009043462A1

DE102009043462A1 - Magnetischer Streifen, Sensor aufweisend einen magnetischen Streifen und Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Streifens

Info

Publication number: DE102009043462A1
Application number: DE102009043462A
Authority: DE
Inventors: Ottmar Roth
Original assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Current assignee: Vacuumschmelze GmbH and Co KG
Priority date: 2009-09-30
Filing date: 2009-09-30
Publication date: 2011-03-31
Also published as: US8778100B2; US20110076508A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Streifen (1), wobei der Streifen (1) achsparallel zu einer Querachse des Streifens (1) eine magnetisch leichte Richtung aufweist. Der Streifen (1) ist von einem Band (2) aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung entlang einer Querachse des Bandes (2) im Wesentlichen entsprechend einer Länge (1) des Streifens (1) abgelängt. Das Band (2) weist achsparallel zu der Querachse des Bandes (2) eine magnetisch leichte Richtung auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen magnetischen Streifen, einen Sensor aufweisend einen magnetischen Streifen und ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Streifens.
Aus der DE 199 18 589 A1 ist ein magnetischer Markierstreifen zur Erzeugung eines Signals innerhalb einer Abfragezone, in der ein sich periodisch änderndes Magnetfeld mit einer vorbestimmten Grundfrequenz vorhanden ist, bekannt. Das vom Markierstreifen erzeugte Signal wird von einer Abtasteinrichtung aufgenommen und bei Feststellung einer in ihm vorhanden Harmonischen höherer Ordnung der Grundfrequenz eine Anzeige erzeugt, welche aus einem Signalstreifen aus ferromagnetischem Material mit einer geringen Koerzitivfeldstärke besteht, auf den ferromagnetisches Material aufgebracht ist, dessen Koerzitivfeldstärke deutlich größer ist als die des Materials des Signalstreifens. Der Signalstreifen ist von einem Band aus einer amorphen, duktilen, nahezu magnetostriktionsfreien Legierung quer zur Längsachse des Bandes abgelängt. Das Band weist achsparallel zu seiner Längsachse eine flache B-H-Schleife auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen magnetischen Streifen, insbesondere für einen Sensor, und ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Streifens anzugeben, mit denen eine magnetische Vorzugsrichtung entlang einer speziellen Achse des Streifens ermöglicht werden, wobei der Streifen dabei einfach herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird ein magnetischer Streifen bereitgestellt, wobei der Streifen achsparallel zu einer Querachse des Streifens eine magnetisch leichte Richtung aufweist. Der Streifen ist von einem Band aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung entlang einer Querachse des Bandes im Wesentlichen entsprechend einer Länge des Streifens abgelängt. Das Band weist achsparallel zu der Querachse des Bandes eine magnetisch leichte Richtung auf.
Unter magnetisch halbhart werden dabei Legierungen verstanden, die sich hinsichtlich der Koerzitivfeldstärke zwischen weichmagnetischen und hartmagnetischen Legierungen befinden. Unter einer magnetisch leichten Richtung wird diejenige Richtung verstanden, bei der die Magnetisierungsarbeit am geringsten ist.
Der erfindungsgemäße magnetische Streifen besitzt dadurch, dass der Streifen achsparallel zu einer Querachse des Streifens eine magnetisch leichte Richtung aufweist, eine magnetische Vorzugsrichtung, die senkrecht zu einer Längsrichtung des magnetischen Streifens steht. Die magnetische Vorzugsrichtung ist somit in Richtung einer Breite des magnetischen Streifens angeordnet. Dabei ist der magnetische Streifen mit der magnetisch leichten Richtung parallel zu seiner Querachse besonders einfach herstellbar, indem der Streifen von dem Band aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung, das achsparallel zu seiner Querachse eine magnetisch leichte Richtung aufweist, entlang der Querachse des Bandes im Wesentlichen entsprechend der Länge des Streifens abgelängt ist.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Legierung eine Zusammensetzung auf, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aCr_bCo_cMo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Mn, Si, Cu, Al, Ti, V, Nb und W, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
25 ≤ b ≤ 35,
5 ≤ c ≤ 18,
0 < d ≤ 5,
0 < e ≤ 3 und
0 ≤ f ≤ 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Legierung eine Koerzitivfeldstärke H_C mit 450 A/cm ≤ H_C ≤ 610 A/cm auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Legierung eine Remanenz B_r mit 1,10 T ≤ B_r ≤ 1,25 T auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Legierung eine Zusammensetzung auf, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aAl_bNi_cCo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Nb und Ti, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
5 ≤ b ≤ 12,
12 ≤ c ≤ 25,
13 ≤ d ≤ 38,
0 < e < 15 und
0 ≤ f ≤ 1.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gilt: b = 8, c = 15, d = 25 und 0 < e < 10.
Die genannten Legierungen besitzen besonders gute magnetische Eigenschaften.
Eine Breite des Bandes kann im Wesentlichen einer Breite des Streifens entsprechen. Dadurch kann der Streifen weiter vereinfacht hergestellt werden, da die Breite des Bandes bereits seiner Breite entspricht und somit weitere Verarbeitungsschritte entfallen können.
Besonders bevorzugt ist die Breite des Streifens geringer als die Länge des Streifens. Darüber hinaus gilt für eine Dicke d des Streifens bevorzugt die Beziehung 0 mm < d < 0,1 mm.
Die Erfindung betrifft auch einen Sensor, wobei der Sensor zumindest einen magnetischen Streifen gemäß einer der oben genannten Ausführungsformen aufweist. Die Ausrichtung der magnetisch leichten Richtung entlang der Querachse des Streifens wirkt sich besonders günstig bei einem derartigen Sensor aus.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Streifens aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung, wobei der Streifen achsparallel zu einer Querachse des Streifens eine magnetisch leichte Richtung aufweist. Das Verfahren weist nachfolgende Schritte auf. Zunächst erfolgt ein Erschmelzen einer magnetisch halbharten Legierung und ein Gießen der erschmolzenen Legierung zu einem Gussblock. Zudem erfolgt ein Warmverformen des Gussblocks in ein Band und ein Kaltverformen des Bandes im Wesentlichen auf eine Dicke des herzustellenden Streifens mittels Walzen des Bandes entlang einer Walzrichtung. Weiterhin erfolgt ein Glühen des Bandes in einem Magnetfeld, wobei die Richtung des Magnetfeldes achsparallel zu einer Querachse des Bandes ist und wobei die Querachse des Bandes senkrecht zu der Walzrichtung ist. Darüber hinaus erfolgt ein Herstellen eines Schmalbandes mittels Verringern einer Breite des gewalzten Bandes im Wesentlichen auf eine Breite des herzustellenden Streifens, wobei die Breite des Bandes senkrecht bezüglich der Walzrichtung angeordnet ist. Schließlich erfolgt ein Abtrennen des herzustellenden Streifens im Wesentlichen entsprechend einer Länge des herzustellenden Streifens von dem Schmalband entlang der Breite des Schmalbandes.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich in besonders günstiger Weise zu einer einfachen Herstellung des magnetischen Streifens mit einer magnetisch leichten Richtung entlang der Querachse des Streifens. Somit wird ein magnetischer Streifen, der eine magnetische Vorzugsrichtung entlang einer bestimmten Richtung des Streifens aufweist, besonders vorteilhaft hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vor dem Glühen des Bandes in dem Magnetfeld das Band aufgewickelt und das Glühen des Bandes erfolgt in dem Magnetfeld an dem aufgewickelten Band. Das Glühen des Bandes wird bevorzugt bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 1000°C durchgeführt.
Nach dem Glühen des Bandes kann eine Anlassbehandlung erfolgen. Die Anlassbehandlung wird bevorzugt bei einer Temperatur T_A zwischen 500°C ≤ T_A ≤ 700°C durchgeführt.
Ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Streifens aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung, wobei der Streifen achsparallel zu einer Querachse des Streifens eine magnetisch leichte Richtung aufweist, weist nachfolgende Schritte auf. Zunächst erfolgt ein Erschmelzen einer magnetisch halbharten Legierung und ein Gießen der erschmolzenen Legierung zu einem Gussblock. Zudem erfolgt ein Warmverformen des Gussblocks in ein Band und ein Kaltverformen des Bandes im Wesentlichen auf eine Dicke des herzustellenden Streifens mittels Walzen des Bandes entlang einer Walzrichtung. Darüber hinaus erfolgt ein Herstellen eines Schmalbandes mittels Verringern einer Breite des gewalzten Bandes im Wesentlichen auf eine Breite des herzustellenden Streifens, wobei die Breite des Bandes senkrecht bezüglich der Walzrichtung angeordnet ist. Zudem erfolgt ein Abtrennen des herzustellenden Streifens im Wesentlichen entsprechend einer Länge des herzustellenden Streifens von dem Schmalband entlang der Breite des Schmalbandes. Schließlich erfolgt ein Glühen des abgetrennten Streifens in einem Magnetfeld, wobei die Richtung des Magnetfeldes achsparallel zu einer Querachse des Streifens ist.
Dieses Verfahren eignet sich ebenfalls besonders zu einer einfachen Herstellung des magnetischen Streifens mit einer magnetisch leichten Richtung entlang der Querachse des Streifens.
Das Glühen des abgetrennten Streifens wird bevorzugt bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 1000°C durchgeführt.
Nach dem Glühen des abgetrennten Streifens kann eine Anlassbehandlung erfolgen. Die Anlassbehandlung wird bevorzugt bei einer Temperatur T_A zwischen 500°C ≤ T_A ≤ 700°C durchgeführt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Legierung eine Zusammensetzung auf, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aCr_bCo_cMo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Mn, Si, Cu, Al, Ti, V, Nb und W, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
25 ≤ b ≤ 35,
5 ≤ c ≤ 18,
0 < d ≤ 5,
0 < e ≤ 3 und
0 ≤ f ≤ 1.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Legierung eine Koerzitivfeldstärke H_C mit 450 A/cm ≤ H_C ≤ 610 A/cm auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Legierung eine Remanenz B_r mit 1,10 T ≤ B_r ≤ 1,25 T auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Legierung eine Zusammensetzung auf, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aAl_bNi_cCo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Nb und Ti, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
5 ≤ b ≤ 12,
12 ≤ c ≤ 25,
13 ≤ d ≤ 38,
0 < e < 15 und
0 ≤ f ≤ 1.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gilt:
b = 8, c = 15, d = 25 und 0 < e < 10.
Die genannten Legierungen besitzen besonders gute magnetische Eigenschaften.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Breite des herzustellenden Streifens geringer ist als die Länge des herzustellenden Streifens.
Zudem gilt bevorzugt für die Dicke d des herzustellenden Streifens die Beziehung 0 mm < d < 0,1 mm.
Das Herstellen des Schmalbandes kann durch Schneiden des gewalzten Bandes erfolgen. Zudem kann das Abtrennen des herzustellenden Streifens mittels Ablängen erfolgen.
In einer weiteren Ausführungsform erfolgt das Herstellen des Schmalbandes und das Abtrennen des herzustellenden Streifens gleichzeitig mittels Stanzen.
Das Erschmelzen der Legierung wird bevorzugt unter Vakuum oder unter einem Schutzgas durchgeführt.
In einer weiteren Ausführungsform wird das Warmverformen des Gussblocks bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 800°C durchgeführt.
Zwischen dem Warmverformen des Gussblocks und dem Kaltverformen des Bandes kann ein Zwischenglühen des Bandes erfolgen. Das Zwischenglühen des Bandes wird bevorzugt bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 800°C durchgeführt.
In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens weist das Kaltverformen des Bandes mehrere Kaltwalzschritte auf. Dabei wird das Band zwischen den Kaltwalzschritten bevorzugt zwischengeglüht. Das Zwischenglühen des Bandes zwischen den Kaltwalzschritten kann bei einer Temperatur von ungefähr 700°C durchgeführt werden.
Das Zwischenglühen kann insbesondere zur Erreichung einer besonders günstigen Homogenisierung und/oder Kornverfeinerung, zur Verformung und/oder der Ausbildung gewünschter mechanischer Eigenschaften, insbesondere einer hohen Duktilität, durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
1 zeigt ein Flussdiagramm mit Herstellungsschritten für einen magnetischen Streifen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt ein Flussdiagramm mit Herstellungsschritten für einen magnetischen Streifen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 zeigt den Schritt des Glühens eines Bandes in einem Magnetfeld gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
4 zeigt den Schritt des Abtrennens eines herzustellenden magnetischen Streifens von dem Band;
5 zeigt einen magnetischen Streifen und das Band, von dem der Streifen 1 abgelängt wird, gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
1 zeigt ein Flussdiagramm mit Herstellungsschritten für einen magnetischen Streifen gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
Dazu wird in einem Schritt 10 eine magnetisch halbharte Legierung in einem Tiegel oder Ofen unter Vakuum oder unter einer Schutzgasatmosphäre erschmolzen. Das Erschmelzen erfolgt dabei beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 1600°C.
In einem Schritt 20 erfolgt anschließend eine Gussblockbildung, beispielsweise in einer Rundkokille. In einem weiteren Prozessschritt 30 erfolgt ein Warmverformen des Gussblocks in ein Band, typischerweise mittels Warmwalzen. In einem weiteren Verfahrensschritt 40 erfolgt ein Kaltverformen des Bandes im Wesentlichen auf eine Dicke des herzustellenden Streifens, beispielsweise mittels Kaltwalzen des Bandes entlang einer Walzrichtung. Das Kaltverformen des Bandes kann dabei mehrere Kaltwalzschritte aufweisen, wobei das Band zwischen den Kaltwalzschritten zwischengeglüht wird. Das Zwischenglühen des Bandes zwischen den Kaltwalzschritten wird beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 700°C durchgeführt.
Zwischen dem Schritt 30 des Warmwalzens des Gussblocks und dem Schritt 40 des Kaltverformens des Bandes kann ein Zwischenglühen des Bandes, beispielsweise bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 800°C, erfolgen.
Weiterhin erfolgt in einem Verfahrensschritt 50 ein Glühen des Bandes in einem Magnetfeld, wobei die Richtung des Magnetfeldes achsparallel zu einer Querachse des Bandes ist und wobei die Querachse des Bandes senkrecht zu der Walzrichtung ist. Vor dem Glühen des Bandes in dem Magnetfeld kann das Band aufgewickelt werden und das Glühen des Bandes erfolgt dann in dem Magnetfeld an dem aufgewickelten Band. Das Glühen des Bandes wird bevorzugt bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 1000°C durchgeführt.
In einem weiteren Verfahrensschritt 60 erfolgt eine Anlassbehandlung des kaltgewalzten, geglühten Bandes, typischerweise bei einer Temperatur T_A zwischen 500°C ≤ T_A ≤ 700°C.
Zudem erfolgt in einem Schritt 70 das Herstellen eines Schmalbandes aus dem kaltverformten Band mittels Verringern einer Breite des gewalzten Bandes im Wesentlichen auf eine Breite des herzustellenden Streifens, beispielsweise mittels Schneiden des Bandes, wobei die Breite des Bandes senkrecht bezüglich der Walzrichtung angeordnet ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt 80 erfolgt ein Abtrennen des herzustellenden Streifens im Wesentlichen entsprechend einer Länge des herzustellenden Streifens von dem Schmalband entlang der Breite des Schmalbandes mittels Ablängen.
Die Legierung kann eine Zusammensetzung aufweisen, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aCr_bCo_cMo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Mn, Si, Cu, Al, Ti, V, Nb und W, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
25 ≤ b ≤ 35,
5 ≤ c ≤ 18,
0 < d ≤ 5,
0 < e ≤ 3 und
0 ≤ f ≤ 1
Bevorzugt weist die Legierung eine Koerzitivfeldstärke H_C mit 450 A/cm ≤ H_C ≤ 610 A/cm auf.
Weiter bevorzugt weist die Legierung eine Remanenz B_r mit 1,10 T ≤ B_r ≤ 1,25 T auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Legierung eine Zusammensetzung auf, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aAl_bNi_cCo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Nb und Ti, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
5 ≤ b ≤ 12,
12 ≤ c ≤ 25,
13 ≤ d ≤ 38,
0 < e < 15 und
0 ≤ f ≤ 1.
Das Verfahren gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung eignet sich besonders zur Herstellung eines magnetischen Streifens, der eine ausgezeichnete Koerzitivkraft H_C und eine sehr gute Remanenz B_r aufweist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gilt:
b = 8, c = 15, d = 25 und 0 < e < 10.
2 zeigt ein Flussdiagramm mit Herstellungsschritten für einen magnetischen Streifen gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Dazu wird in einem Schritt 10 eine magnetisch halbharte Legierung in einem Tiegel oder Ofen unter Vakuum oder unter einer Schutzgasatmosphäre erschmolzen. Das Erschmelzen erfolgt dabei beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 1600°C.
In einem Schritt 20 erfolgt anschließend eine Gussblockbildung, beispielsweise in einer Rundkokille. In einem weiteren Prozessschritt 30 erfolgt ein Warmverformen des Gussblocks in ein Band, typischerweise mittels Warmwalzen. In einem weiteren Verfahrensschritt 40 erfolgt ein Kaltverformen des Bandes im Wesentlichen auf eine Dicke des herzustellenden Streifens, beispielsweise mittels Kaltwalzen des Bandes entlang einer Walzrichtung. Das Kaltverformen des Bandes kann dabei mehrere Kaltwalzschritte aufweisen, wobei das Band zwischen den Kaltwalzschritten zwischengeglüht wird. Das Zwischenglühen des Bandes zwischen den Kaltwalzschritten wird beispielsweise bei einer Temperatur von ungefähr 700°C durchgeführt.
Zwischen dem Schritt 30 des Warmwalzens des Gussblocks und dem Schritt 40 des Kaltverformens des Bandes kann ein Zwischenglühen des Bandes, beispielsweise bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 800°C, erfolgen.
Zudem erfolgt in einem Schritt 70 das Herstellen eines Schmalbandes aus dem kaltverformten Band mittels Verringern einer Breite des gewalzten Bandes im Wesentlichen auf eine Breite des herzustellenden Streifens, beispielsweise mittels Schneiden des Bandes, wobei die Breite des Bandes senkrecht bezüglich der Walzrichtung angeordnet ist.
In einem weiteren Verfahrensschritt 80 erfolgt ein Abtrennen des herzustellenden Streifens im Wesentlichen entsprechend einer Länge des herzustellenden Streifens von dem Schmalband entlang der Breite des Schmalbandes mittels Ablängen.
Zudem erfolgt in einem Verfahrensschritt 90 ein Glühen des abgetrennten Streifens in einem Magnetfeld, wobei die Richtung des Magnetfeldes achsparallel zu einer Querachse des Streifens ist. Das Glühen des abgetrennten Streifens wird bevorzugt bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 1000°C durchgeführt. Nach dem Glühen des abgetrennten Streifens erfolgt in einem Verfahrensschritt 100 eine Anlassbehandlung. Die Anlassbehandlung wird bevorzugt bei einer Temperatur T_A zwischen 500°C ≤ T_A ≤ 700°C durchgeführt.
Die Legierung kann eine Zusammensetzung aufweisen, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aCr_bCo_cMo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Mn, Si, Cu, Al, Ti, V, Nb und W, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
25 ≤ b ≤ 35,
5 ≤ c ≤ 18,
0 < d ≤ 5,
0 < e ≤ 3 und
0 ≤ f ≤ 1
Bevorzugt weist die Legierung eine Koerzitivfeldstärke H_C mit 450 A/cm ≤ H_C ≤ 610 A/cm auf.
Weiter bevorzugt weist die Legierung eine Remanenz B_r mit 1,10 T ≤ B_r ≤ 1,25 T auf.
In einer weiteren Ausführungsform weist die Legierung eine Zusammensetzung auf, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aAl_bNi_cCo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Nb und Ti, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen:
a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%),
5 ≤ b ≤ 12,
12 ≤ c ≤ 25,
13 ≤ d ≤ 38,
0 < e < 15 und
0 ≤ f ≤ 1.
Dieses Verfahren eignet sich ebenfalls besonders zu einer einfachen Herstellung eines magnetischen Streifens mit einer magnetisch leichten Richtung entlang der Querachse des Streifens.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gilt:
b = 8, c = 15, d = 25 und 0 < e < 10.
3 zeigt den Schritt des Glühens eines Bandes 2 in einem Magnetfeld gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
Vor dem Glühen des Bandes 2 in dem Magnetfeld wurde das Band 2 zu einer Rolle 3 aufgewickelt. Das Glühen des Bandes 2 erfolgt in dem Magnetfeld somit an dem aufgewickelten Band 2.
Die Richtung des Magnetfeldes, welche schematisch durch eine Pfeilrichtung B dargestellt ist, ist achsparallel zu einer Querachse des Bandes 2, die ebenfalls schematisch durch die Pfeilrichtung B dargestellt ist. Die Querachse des Bandes 2 ist dabei senkrecht zu der Walzrichtung, welche schematisch durch eine Pfeilrichtung A dargestellt ist.
Durch das Glühen in dem Magnetfeld kann eine magnetisch leichte Richtung des Bandes 2 entlang seiner Querachse eingestellt werden.
4 zeigt den Schritt des Abtrennens eines herzustellenden magnetischen Streifens von dem Band 2. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht näher erörtert.
Dazu wird das Band 2, das teilweise auf der von einer Welle 4 gehaltenen Rolle 3 aufgerollt ist, von der Rolle 3 abgezogen. Das Band 2 besteht dabei aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung, deren Zusammensetzung bereits im Zusammenhang mit 1 und 2 genannt wurde, und weist achsparallel zu der Querachse des Bandes 2, die in 4 schematisch durch die Pfeilrichtung B dargestellt ist, eine magnetisch leichte Richtung auf. Die Querachse des Bandes 2 ist dabei senkrecht zu der Walzrichtung, welche schematisch durch die Pfeilrichtung A dargestellt ist.
Von dem Band 2 wird mittels der Ablängvorrichtungen 5 und 6 ein in 4 nicht dargestellter magnetischer Streifen abgelängt. Dabei erfolgt das Ablängen entlang der Querachse des Bandes 2 im Wesentlichen entsprechend einer Länge des Streifens.
5 zeigt einen magnetischen Streifen 1 und das Band 2 aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung, von dem der Streifen 1 abgelängt wird, gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung. Komponenten mit den gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und im Folgenden nicht näher erörtert.
Der Streifen 1 wird von dem Band 2 entlang der Querachse des Bandes 2, welche schematisch durch die Pfeilrichtung B dargestellt ist, entsprechend einer Länge l des Streifens 1 abgelängt. Das Band 2 weist achsparallel zu seiner Querachse, die schematisch ebenfalls durch die Pfeilrichtung B dargestellt ist, eine magnetisch leichte Richtung auf. Der magnetische Streifen 1 weist somit achsparallel zu einer Querachse des Streifens 1, welche schematisch ebenfalls durch die Pfeilrichtung B dargestellt ist, eine magnetisch leichte Richtung auf.
In der gezeigten Ausführungsform entspricht eine Breite b_B des Bandes 2 einer Breite b des Streifens 1. Dadurch kann der Streifen 1 weiter vereinfacht hergestellt werden, da die Breite b_B des Bandes 2 bereits seiner Breite b entspricht und somit weitere Verarbeitungsschritte entfallen können.
Inder gezeigten Ausführungsform gilt für eine Dicke d des Streifens 1 die Beziehung 0 mm < d < 0,1 mm.
Bezugszeichenliste

1: Streifen
2: Band
3: Rolle
4: Welle
5: Ablängvorrichtung
6: Ablängvorrichtung
10: Schmelzen
20: Gussblockbildung
30: Warmwalzen
40: Kaltwalzen
50: Glühen
60: Anlassbehandlung
70: Schneiden
80: Ablängen
90: Glühen
100: Anlassbehandlung
A: Pfeilrichtung
B: Pfeilrichtung
bB: Breite
l: Länge
b: Breite
d: Dicke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19918589 A1 [0002]

Claims

Magnetischer Streifen, wobei der Streifen (1) achsparallel zu einer Querachse des Streifens (1) eine magnetisch leichte Richtung aufweist und wobei der Streifen (1) von einem Band (2) aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung entlang einer Querachse des Bandes (2) im Wesentlichen entsprechend einer Länge (l) des Streifens (1) abgelängt ist und wobei das Band (2) achsparallel zu der Querachse des Bandes (2) eine magnetisch leichte Richtung aufweist.
Magnetischer Streifen nach Anspruch 1, wobei die Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aCr_bCo_cMo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Mn, Si, Cu, Al, Ti, V, Nb und W, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen: a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%), 25 ≤ b ≤ 35, 5 ≤ c ≤ 18, 0 < d ≤ 5, 0 < e ≤ 3 und 0 ≤ f ≤ 1.
Magnetischer Streifen nach einem der vorhergenenden Ansprüche, wobei die Legierung eine Koerzitivfeldstärke H_C mit 450 A/cm ≤ H_C ≤ 610 A/cm aufweist.
Magnetischer Streifen nach einem der vorhergenenden Ansprüche, wobei die Legierung eine Remanenz B_r mit 1,10 T ≤ B_r ≤ 1,25 T aufweist.
Magnetischer Streifen nach Anspruch 1, wobei die Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aAl_bNi_cCo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Nb und Ti, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen: a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%), 5 ≤ b ≤ 12, 12 ≤ c ≤ 25, 13 ≤ d ≤ 38, 0 < e < 15 und 0 ≤ f ≤ 1.
Magnetischer Streifen nach Anspruch 5, wobei gilt: b = 8, c = 15, d = 25 und 0 < e < 10.
Magnetischer Streifen nach einem der vorhergenenden Ansprüche, wobei eine Breite (b_B) des Bandes (2) im Wesentlichen einer Breite (b) des Streifens (1) entspricht.
Magnetischer Streifen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Breite (b) des Streifens (1) geringer ist als die Länge (l) des Streifens (1).
Magnetischer Streifen nach einem der vorhergenenden Ansprüche, wobei für eine Dicke d des Streifens (1) die Beziehung 0 mm < d < 0,1 mm gilt.
Sensor aufweisend zumindest einen magnetischen Streifen (1) nach einem der vorhergenenden Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Streifens (1) aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung, wobei der Streifen (1) achsparallel zu einer Querachse des Streifens (1) eine magnetisch leichte Richtung aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Erschmelzen einer magnetisch halbharten Legierung, Gießen der erschmolzenen Legierung zu einem Gussblock, – Warmverformen des Gussblocks in ein Band, – Kaltverformen des Bandes im Wesentlichen auf eine Dicke des herzustellenden Streifens (1) mittels Walzen des Bandes entlang einer Walzrichtung, – Glühen des Bandes in einem Magnetfeld, wobei die Richtung des Magnetfeldes achsparallel zu einer Querachse des Bandes ist und wobei die Querachse des Bandes senkrecht zu der Walzrichtung ist, Herstellen eines Schmalbandes mittels Verringern einer Breite des gewalzten Bandes im Wesentlichen auf eine Breite des herzustellenden Streifens (1), wobei die Breite des Bandes senkrecht bezüglich der Walzrichtung angeordnet ist, – Abtrennen des herzustellenden Streifens (1) im Wesentlichen entsprechend einer Länge des herzustellenden Streifens (1) von dem Schmalband entlang der Breite des Schmalbandes.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei vor dem Glühen des Bandes in dem Magnetfeld das Band aufgewickelt wird und das Glühen des Bandes in dem Magnetfeld an dem aufgewickelten Band erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 11 oder Anspruch 12, wobei das Glühen des Bandes bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 1000°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei nach dem Glühen des Bandes eine Anlassbehandlung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Anlassbehandlung bei einer Temperatur T_A zwischen 500°C ≤ T_A ≤ 700°C durchgeführt wird.
Verfahren zur Herstellung eines magnetischen Streifens (1) aus einer magnetisch halbharten, kristallinen Legierung, wobei der Streifen (1) achsparallel zu einer Querachse des Streifens (1) eine magnetisch leichte Richtung aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: – Erschmelzen einer magnetisch halbharten Legierung, – Gießen der erschmolzenen Legierung zu einem Gussblock, – Warmverformen des Gussblocks in ein Band, – Kaltverformen des Bandes im Wesentlichen auf eine Dicke des herzustellenden Streifens (1) mittels Walzen des Bandes entlang einer Walzrichtung, – Herstellen eines Schmalbandes mittels Verringern einer Breite des gewalzten Bandes im Wesentlichen auf eine Breite des herzustellenden Streifens (1), wobei die Breite des Bandes senkrecht bezüglich der Walzrichtung angeordnet ist, – Abtrennen des herzustellenden Streifens (1) im Wesentlichen entsprechend einer Länge des herzustellenden Streifens (1) von dem Schmalband entlang der Breite des Schmalbandes, – Glühen des abgetrennten Streifens (1) in einem Magnetfeld, wobei die Richtung des Magnetfeldes achsparallel zu einer Querachse des Streifens (1) ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Glühen des abgetrennten Streifens (1) bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 1000°C durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 16 oder Anspruch 17, wobei nach dem Glühen des abgetrennten Streifens (1) eine Anlassbehandlung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 18, wobei die Anlassbehandlung bei einer Temperatur T_A zwischen 500°C ≤ T_A ≤ 700°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aCr_bCo_cMo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Ni, Mn, Si, Cu, Al, Ti, V, Nb und W, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen: a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%), 25 ≤ b ≤ 35, 5 ≤ c ≤ 18, 0 < d ≤ 5, 0 < e ≤ 3 und 0 ≤ f ≤ 1.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 20, wobei die Legierung eine Koerzitivfeldstärke H_C mit 450 A/cm ≤ H_C ≤ 610 A/cm aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 21, wobei die Legierung eine Remanenz B_r mit 1,10 T ≤ B_r ≤ 1,25 T aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 19, wobei die Legierung eine Zusammensetzung aufweist, die durch die folgende allgemeine Formel wiedergegeben wird: Fe_aAl_bNi_cCo_dM_eM'_f, wobei M wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Cu, Nb und Ti, ist, wobei M' wenigstens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus C, N, S, P, B, H und O, ist und wobei die Koeffizienten a, b, c, d, e, f folgenden Beziehungen genügen: a + b + c + d + e + f = 100 (Gew.-%), 5 ≤ b ≤ 12, 12 ≤ c ≤ 25, 13 ≤ d ≤ 38, 0 < e < 15 und 0 ≤ f ≤ 1.
Verfahren nach Anspruch 23, wobei gilt: b = 8, c = 15, d = 25 und 0 < e < 10.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 24, wobei die Breite des herzustellenden Streifens (1) geringer ist als die Länge des herzustellenden Streifens (1).
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 25, wobei für die Dicke d des herzustellenden Streifens (1) die Beziehung 0 mm < d < 0,1 mm gilt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 26, wobei das Herstellen des Schmalbandes durch Schneiden des gewalzten Bandes erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 27, wobei dass Abtrennen des herzustellenden Streifens (1) mittels Ablängen erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 26, wobei das Herstellen des Schmalbandes und das Abtrennen des herzustellenden Streifens (1) gleichzeitig mittels Stanzen erfolgen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 29, wobei das Erschmelzen unter Vakuum durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 29, wobei das Erschmelzen unter einem Schutzgas durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 31, wobei das Warmverformen des Gussblocks bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 800°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 32, wobei zwischen dem Warmverformen des Gussblocks und dem Kaltverformen des Bandes ein Zwischenglühen des Bandes erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 33, wobei das Zwischenglühen des Bandes bei einer Temperatur oberhalb von ungefähr 800°C durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 34, wobei das Kaltverformen des Bandes mehrere Kaltwalzschritte aufweist.
Verfahren nach Anspruch 35, wobei das Band zwischen den Kaltwalzschritten zwischengeglüht wird.
Verfahren nach Anspruch 36, wobei das Zwischenglühen des Bandes zwischen den Kaltwalzschritten bei einer Temperatur von ungefähr 700°C durchgeführt wird.