DE1483261C2 - Process for the production of ternary manganese-aluminum-carbon alloys for permanent magnets - Google Patents
Process for the production of ternary manganese-aluminum-carbon alloys for permanent magnetsInfo
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Description
IOIO
a) ein Legierungsgemisch aus 67,0 bis 69,0 Gewichtsprozent Mangan, 29,0 bis 32,0 Gewichtsprozent Aluminium und 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent Kohlenstoff odera) an alloy mixture of 67.0 to 69.0 percent by weight Manganese, 29.0 to 32.0 percent by weight aluminum and 0.3 to 3.0 percent by weight carbon or
b) ein Legierungsgemisch aus 70,0 bis 72,5 Gewichtsprozent Mangan, 26,5 bis 29,0 Gewichtsprozent Aluminium und 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Kohlenstoffb) an alloy mixture of 70.0 to 72.5 percent by weight manganese, 26.5 to 29.0 percent by weight Aluminum and 0.5 to 2.5 weight percent carbon
herstellt, diese Gemische bei einer Temperatur von etwa 138O°C in einer Atmosphäre eines Edelgases und/oder reduzierenden Gases oder im Vakuum schmilzt, die Schmelze zu Barren vergießt und diese bei einer Temperatur von 880 bis 12500C abschreckt und isotherm bei 3.80 bis 760° C einige Minuten bis zu 100 Stunden anläßt.produces, melts these mixtures at a temperature of about 138O ° C in an atmosphere of a noble gas and / or reducing gas or in a vacuum, casts the melt into bars and quenched them at a temperature of 880 to 1250 0 C and isothermally at 3.80 to 760 ° C for a few minutes up to 100 hours.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die vergossenen Barren bei einer Temperatur von HOO0C abschreckt und isotherm bei 500 bis 6300C 1,5 bis 6 Stunden anläßt.2. The method according to claim 1, characterized in that the cast bars are quenched at a temperature of HOO 0 C and isothermally tempered at 500 to 630 0 C for 1.5 to 6 hours.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von ternären Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierungen für isotrope Dauermagnete mit besonders hohem Energieprodukt.The invention relates to a method for producing ternary manganese-aluminum-carbon alloys for isotropic permanent magnets with a particularly high energy product.
Im Gegensatz zu bekannten magnetischen Legierungen, die im wesentlichen auf binäre Mangan-Aluminium-Legierungen abgestellt sind und entweder nur aus diesen bestehen oder, wenn sie Kohlenstoff als Bestandteil enthalten, diesen in Form einer zweiten Phase, beispielsweise einer Carbidphase, enthalten.In contrast to known magnetic alloys, which are essentially based on binary manganese-aluminum alloys are turned off and either consist only of these or, if they are carbon as Contain component, contain this in the form of a second phase, for example a carbide phase.
Gemäß einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Dauermagneten aus Mangan-Aluminium-Legierungen wird eine Legierung aus ungefähr 72 Gewichtsprozent Mangan und ungefähr 28 Gewichtsprozent Aluminium in der Wärme von der hexagonalen Epsilon-Hochtemperaturphase zu einer tetragonalen metastabilen Phase umgewandelt. Die so umgewandel ten Mangan-Aluminium-Legierungen werden ferromagnetisch; die magnetischen Eigenschaften, z. B. die BHmax-Werte sind jedoch unbefriedigend und liegen in der Größenordnung von 0,6 · 106 GOe. Es war deshalb schwierig, die Mangan-Aluminium-Legierungen praktisch als Dauermagnete zu verwenden.According to a known method of making permanent magnets from manganese-aluminum alloys, an alloy of approximately 72 percent by weight manganese and approximately 28 percent by weight aluminum is converted in the heat from the hexagonal epsilon high temperature phase to a tetragonal metastable phase. The manganese-aluminum alloys converted in this way become ferromagnetic; the magnetic properties, e.g. B. the BH max values are unsatisfactory and are of the order of 0.6 · 10 6 GOe. It was therefore difficult to use the manganese-aluminum alloys practically as permanent magnets.
Weiterhin ist aus der deutschen Auslegeschrift 1 156 240 ein Verfahren zur Herstellung metastabiler tetragonal innenzentrierter magnetischer Mangan-Aluminium-Phasen bekannt, bei dem die binäre Legierung neben anderen Verunreinigungen auch Kohlenstoff bis zu einem solchen Prozentsatz enthalten kann, daß die Bildung der tetragonalen Kristallstruktur nicht beeinträchtigt wird. In Gegenwart von Kohlenstoff in diesen Legierungen kann die fragliche tetragonale Struktur dadurch erhalten werden, daß die Legierungen in dem Temperaturbereich bis 600°C mit einer mittleren Geschwindigkeit von maximal 0,50C pro Sekunde abgekühlt werden. Unter diesen Bedingungen lassen sich isotrope magnetische Materialien erhalten, deren maximales Energieprodukt im Bereich von 105 GOe liegt. An Hand von Mikrosonden-Röntgenfluoreszenzspektren kann gezeigt werden, daß die unter diesen thermischen Bedingungen hergestellten kohlenstoffhaltigen Mangan-Aluminium-Legierungen den Kohlenstoff in Form einer diskret ausgeschiedenen Zweitphase, in der Regel als Manganaluminiumcarbid, enthalten. Das maximale Energieprodukt dieser Stoffe kann lediglich dadurch auf einen Wert von über 0,5 · 106 bis 0,6 · 106 gebracht werden, daß man es pulverisiert und im Magnetfeld zu einem neuen Formkörper sintert. Auf diese Weise werden zwar Energieprodukte bis zu 1,85 · 106 GOe erhalten, jedoch sind diese Sinterkeramiken magnetisch anisotrop und weisen die hohen magnetischen Energieprodukte lediglich in der magnetischen Vorzugsrichtung auf.Furthermore, from the German Auslegeschrift 1 156 240 a process for the production of metastable tetragonal inner-centered magnetic manganese-aluminum phases is known, in which the binary alloy can contain other impurities and carbon up to such a percentage that the formation of the tetragonal crystal structure is not impaired will. In the presence of carbon in these alloys, the tetragonal structure in question can be obtained by the alloys are cooled in the temperature range up to 600 ° C at an average rate of at most 0.5 0 C per second. Under these conditions, isotropic magnetic materials can be obtained, the maximum energy product of which is in the range of 10 5 GOe. Using microprobe X-ray fluorescence spectra, it can be shown that the carbon-containing manganese-aluminum alloys produced under these thermal conditions contain the carbon in the form of a discretely precipitated second phase, usually as manganese aluminum carbide. The maximum energy product of these substances can only be brought to a value of more than 0.5 · 10 6 to 0.6 · 10 6 by pulverizing it and sintering it in a magnetic field to form a new shaped body. In this way, energy products of up to 1.85 · 10 6 GOe are obtained, but these sintered ceramics are magnetically anisotropic and have high magnetic energy products only in the preferred magnetic direction.
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung yqd. ternären Mangan-Alumimunv-Kohlenstoff-Legierungen für isotrope' Dauermagnete mit besonders hohem Energieprodukt, insbesondere mit einem Energieprodukt von mehr als 1,0 · 106 GOe, zu schaffen, bei denen auch die Werte für die anderen magnetischen Eigenschaften, beispielsweise für die Restinduktion Br, für die Koerzitivkraft Hc oder die Sättigungsmagnetisierung AnIj, höher liegen als die entsprechenden Werte für die bekannten binären Mangan-Aluminium-Legierungen, die gegebenenfalls Kohlenstoff als Zweitphase enthalten.In contrast, the invention is based on the object of providing a method for producing yqd. To create ternary manganese-aluminum-carbon alloys for isotropic 'permanent magnets with a particularly high energy product, in particular with an energy product of more than 1.0 · 10 6 GOe, in which the values for the other magnetic properties, for example for the residual induction Br, for the coercive force H c or the saturation magnetization AnI j, are higher than the corresponding values for the known binary manganese-aluminum alloys, which may contain carbon as a second phase.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß man a) ein Legierungsgemisch aus 67,0 bis 69,0 Gewichtsprozent Mangan, 29,0 bis 32,0 Gewichtsprozent Aluminium und 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent Kohlenstoff oder b) ein Legierungsgemisch aus 70,0 bis 72,5 Gewichtsprozent Mangan, 26,5 bis 29,0 Gewichtsprozent Aluminium und 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff herstellt, diese Gemische bei einer Temperatur von etwa 138O°C in einer Atmosphäre eines Edelgases und/oder reduzierenden Gases oder im Vakuum schmilzt, die Schmelze zu Barren vergießt und diese bei einer Temperatur von 880 bis 1250° C abschreckt und isotherm bei 380 bis 7600C einige Minuten bis zu 100 Stunden anläßt.To achieve this object, it is proposed that a) an alloy mixture of 67.0 to 69.0 percent by weight of manganese, 29.0 to 32.0 percent by weight of aluminum and 0.3 to 3.0 percent by weight of carbon or b) an alloy mixture of 70% , 0 to 72.5 percent by weight manganese, 26.5 to 29.0 percent by weight aluminum and 0.5 to 2.5 percent by weight carbon, these mixtures at a temperature of about 138O ° C in an atmosphere of a noble gas and / or reducing gas or melts in vacuo to shed the melt into ingots and this deters at a temperature of 880 to 1250 ° C and isothermal anläßt at 380-760 0 C for a few minutes up to 100 hours.
Von dem aus der genannten deutschen Auslegeschrift 1 156240 bekannten Verfahren unterscheidet sich das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren vor allem dadurch, daß die Schmelze entgegen den rein metallurgischen Erfordernissen auf etwa 13800C erhitzt und anschließend von einer Temperatur im Bereich von 880 bis 12500C, in jedem Fall aber von einer Temperatur über 88O0C, abgeschreckt wird.The method proposed according to the invention differs from the method known from the above-mentioned German Auslegeschrift 1 156240 mainly in that, contrary to the purely metallurgical requirements, the melt is heated to about 1380 ° C. and then from a temperature in the range from 880 to 1250 ° C., in each case, however, quenched from a temperature above 88O 0 C.
Mangan-Aluminium-Legierungen, auch die Kohlenstoff enthaltenden, schmelzen im Bereich von 1200 bis 12500C und weisen bereits bei 13000C eine Fließfähigkeit auf, wie sie den gießereitechnischen Erfordernissen entspricht. Auch durch eine weitere Temperaturerhöhung kann die bei 13000C bereits erreichte Fließfähigkeit kaum noch verbessert werden. Wegen des bekannten hohen Dampfdruckes des Mangans bei diesen Temperaturen und aus Gründen des Energiehaushalts bei der Verfahrensführung wird der Fachmann bei der Bereitung der Legierungen nach dem Stand der Technik diese Temperatur sicherlich auch nicht überschreiten.Manganese-aluminum alloys, also containing carbon, melt in the range from 1200 to 1250 0 C and have already at 1300 0 C a flowability, such as corresponds to the foundry technical requirements. The flowability already achieved at 1300 ° C. can hardly be improved by a further increase in temperature. Because of the well-known high vapor pressure of manganese at these temperatures and for reasons of energy balance when carrying out the process, the person skilled in the art will certainly not exceed this temperature when preparing the alloys according to the prior art.
Die Untersuchungen im Zusammenhang mit demThe investigations related to the
Verfahren gemäß der Erfindung haben nun aber gezeigt, daß die magnetischen Eigenschaften der ternären Mangan-Aluminium-KohlenstolT-Legierungen dann und nur dann den bekannten Legierungen überlegen sind, wenn der Kohlenstoff in diesen Legierungen in Form einer festen Lösung oder außerordentlich fein dispergiert, nicht jedoch als zweite Phase, vorliegt. Diese Bedingung ist jedoch nur dann einzustellen, wenn beim Aufschmelzen der gemischten Ausgangskomponenten entgegen den metallurgischen Erfordernissen eine Temperatur von etwa 13800C eingestellt wird, da sich die in der Schmelze dispergierten Kohlenstoffteilchen erst bei dieser Temperatur in der Mangan-Aluminium-Matrix lösen. Weiterhin ist es unerläßlich, von einer Temperatur oberhalb von 8800C abzuschrecken, da bei einem Abschrecken von einer tieferliegenden Temperatur, wie das der Stand der Technik für den Fall der Gegenwart von Kohlenstoff in den Legierungen vorschreibt, stets in unerwünschter Weise eine Carbidphase ausscheidet. Die Ausbildung einer solchen Kohlenstoffausscheidung ist jedoch der Grund dafür, daß herden isotropen Dauermagneten nach dem Stand der Technik lediglich ein Energieprodukt in der Größenordnung von 105 GOe" erreicht werden kann, während für die echte ternäre Legierung, die nach dem Verfahren gemäß der Erfindung erhalten wird, ohne weiteres ein isotropes Energieprodukt von über 1,0 · 106 GOe erreicht wird.Processes according to the invention have now shown, however, that the magnetic properties of the ternary manganese-aluminum-carbon alloys are superior to the known alloys if and only if the carbon in these alloys is in the form of a solid solution or is extremely finely dispersed, but not as the second phase. However, this condition is only to be set if, contrary to the metallurgical requirements, a temperature of about 1380 ° C. is set when the mixed starting components are melted, since the carbon particles dispersed in the melt only dissolve in the manganese-aluminum matrix at this temperature. Furthermore, it is essential to quench from a temperature above 880 ° C., since a carbide phase always undesirably precipitates when quenching from a lower temperature, as prescribed by the prior art for the case of the presence of carbon in the alloys. However, the formation of such a carbon precipitate is the reason that herden isotropic permanent magnets according to the prior art only an energy product in the order of 10 5 GOe "can be achieved, while for the real ternary alloy obtained by the method according to the invention an isotropic energy product of over 1.0 · 10 6 GOe is easily achieved.
Darüber hinaus weisen die ternären Legierungen neben den ausgezeichneten isotropen magnetischen Eigenschaften eine hohe Oxidationsbeständigkeit auf.In addition, the ternary alloys exhibit in addition to the excellent isotropic magnetic Properties have a high resistance to oxidation.
Nach einer bevorzugten Ausbildung des Verfahrens gemäß der Erfindung werden die vergossenen Barren bei einer Temperatur von 110O0C abgeschreckt und anschließend isotherm bei 500 bis 6300C 1,5 bis 6 Stunden angelassen.The cast billet are quenched at a temperature of 110o 0 C and subsequently annealed isothermally at 500-630 0 C for 1.5 to 6 hours according to a preferred embodiment of the method according to the invention.
In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigtIn the drawing, the invention is illustrated by way of example, namely shows
F i g. 1 ein Diagramm des ternären Systems Mangan-Aluminium-Kohlenstoff, in dem die von einer dicken Linie umrandeten Flächen X und Y den Bereich der Zusammensetzung der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierungen für Dauermagnete zeigen, undF i g. 1 shows a diagram of the ternary system manganese-aluminum-carbon, in which the areas X and Y surrounded by a thick line show the range of the composition of the manganese-aluminum-carbon alloys for permanent magnets produced by the process according to the invention, and
F i g. 2 bis 6 graphische Darstellungen der Kurven gleicher Werte für die Sättigungsmagnetisierung 4.-i/s (F i g. 2), Restinduktion Br (F i g. 3), Koerzitivkraft Hc (Fig. A), Induktionskoerzitivkraft tHc (Fig. 5) und für das maximale Energieprodukt BHmax (F i g. 6) der erfindungsgemäß hergestellten Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierungen, auf deren Diagramm die Kurven gezeichnet sind.F i g. 2 to 6 graphical representations of the curves of the same values for the saturation magnetization 4.-i / s (Fig. 2), residual induction Br (Fig. 3), coercive force H c (Fig. A), induction coercive force t H c ( FIG. 5) and for the maximum energy product BH max (FIG. 6) of the manganese-aluminum-carbon alloys produced according to the invention, on the diagram of which the curves are drawn.
Zur Herstellung der Legierungsgemische werden metallisches Mangan, metallisches Aluminium und Kohlenstoff in bestimmten Mengenverhältnissen vermischt, und diese Mischungen werden in einem Schmelztiegel in einer Atmosphäre aus Edelgas und/ oder einem reduzierenden Gas oder im Vakuum zum Schmelzen gebracht. Die Schmelztemperatur liegt bei etwa 138O°C, wobei die drei Bestandteile hinreichend legiert sind. Vorzugsweise werden die Mischungen bis ungefähr 8000C im Vakuum und im darüberliegenden Temperaturbereich in Argonatmosphäre erhitzt. Die Schmelzen werden dann zu Barren bestimmter Größe vergossen. Zur Homogenisierung können die Barren gegebenenfalls einer Warmverformung, einer Lösungsbehandlung oder irgendeiner anderen Behandlung unterworfen werden.To produce the alloy mixtures, metallic manganese, metallic aluminum and carbon are mixed in certain proportions, and these mixtures are melted in a crucible in an atmosphere of noble gas and / or a reducing gas or in a vacuum. The melting temperature is around 1380 ° C., the three components being sufficiently alloyed. The mixtures are preferably heated up to approximately 800 ° C. in a vacuum and in the temperature range above this in an argon atmosphere. The melts are then cast into bars of a certain size. For homogenization, the ingots can optionally be subjected to a hot working, a solution treatment or any other treatment.
In der Tabelle 1 sind die durch chemische Analyse bestimmten Zusammensetzungen von 13 Proben der in der beschriebenen Weise hergestellten Barren aus ternären Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierungen aufgeführt.In Table 1, the compositions of 13 samples as determined by chemical analysis are shown in FIG Ingots made in the manner described from ternary manganese-aluminum-carbon alloys listed.
Einige dieser Legierungen zeigen nach dem Schmelzen und Gießen ferromagnetische Eigenschaften. Die Probe Nr. 2 z. B. hat magnetische Eigenschaften der Größenordnung von Br = 2000 G, Hc = 500 Oe und BHmax = 0,4 · 106 GOe. Da jedoch die hierbei erzielten magnetischen Eigenschaften für einen Dauermagneten immer noch nicht genügen, werden alle Proben den folgenden Wärmebehandlungen unterworfen. Zuerst werden die Proben in Wasser oder öl bei einer Temperatur von 1100° C abgeschreckt. Die Abschrecktemperatur kann je nach der Legierungszusammensetzung geändert werden und liegt zweckmäßigerweise im Bereich von 880 bis 12500C. Die abgeschreckten Legierungen werden dann ein zweites Mal isotherm bei 380 bis 7600C angelassen. Dieses Anlassen kann einige Minuten bis zu 100 Stunden dauern. Dadurch werden diejenigen Legierungen, die als Guß keine ferromagnetischen Eigenschaften aufwiesen, ferromagnetisch und diejenigen, die als Guß bereits ferromagnetische Eigenschaften hatten, in ihren magnetischen Eigenschaften verbessert.Some of these alloys show ferromagnetic properties after melting and casting. Sample No. 2 e.g. B. has magnetic properties on the order of Br = 2000 G, H c = 500 Oe and BH max = 0.4 · 10 6 GOe. However, since the magnetic properties obtained here are still insufficient for a permanent magnet, all samples are subjected to the following heat treatments. First the samples are quenched in water or oil at a temperature of 1100 ° C. The quenching temperature can be changed depending on the alloy composition and is suitably in the range 880-1250 0 C. The quenched alloys are then a second time isothermally at 380-760 0 C started. This tempering can take a few minutes to 100 hours. As a result, those alloys which, when cast, had no ferromagnetic properties, are ferromagnetic, and those which, when cast, already had ferromagnetic properties, are improved in their magnetic properties.
Der Unterschied in der Wärmebehandlung der binären und ternäre Legierungen besteht darin, daß bei den kohlenstoffhaltigen ternären Legierungen gemäß der Erfindung die zulässigen Temperatur- und Zeitbereiche sowohl für die erste als auch für die zweite Wärmebehandlung viel größer sind als bei den binären Legierungen.The difference in the heat treatment of the binary and ternary alloys is that in the carbon-containing ternary alloys according to the invention, the permissible temperature and Time ranges for both the first and the second heat treatment are much larger than for the binary alloys.
Die Temperatur und Zeit für die zweite Wärmebehandlung hängt von der Zusammensetzung der Legierung ab; die erzielten magnetischen Eigenschaften sind ebenfalls sehr von der Kombination von Temperatur und Zeit abhängig. Die Bedingungen zum Erzielen bester magnetischer Eigenschaften für die verschiedenen Legierungen sind nicht in allen Fällen gleich. Obwohl es schwierig ist, umfassende Bedingungen für alle ternären Legierungen gemäß der Erfindung anzugeben, sind in der folgenden Tabelle 2 einige Beispiele zusammengestellt.The temperature and time for the second heat treatment depends on the composition of the Alloy off; the magnetic properties achieved are also very much from the combination of Temperature and time dependent. The conditions for obtaining the best magnetic properties for the different alloys are not the same in all cases. Although difficult, comprehensive terms for all ternary alloys according to the invention are given in Table 2 below some examples compiled.
Nr.sample
No.
Fig. IArea in
Fig. I.
("C)temperature
("C)
(SlA)Line
(SlA)
IOIO
2O2O
Aus der Tabelle 2 ergibt sich, daß z. B. die Legierung Nr. 1 die besten magnetischen Eigenschaften zeigt, wenn sie 3 Stunden bei 6000C oder 8 Stunden bei 5400C angelassen wurde. Die Legierung Nr. 10 zeigt einen BHmax von 1,05 · 106 GOe, wenn sie bei 11500C abgeschreckt und dann 6 Stunden bei 500°C angelassen wurde. Der BHmax veränderte sich bei 35 Minuten dauerndem Anlassen bei 6200C nicht. Die Legierung Nr. 10 besaß jedoch schlechte magnetische Eigenschaften, wenn sie 35 Minuten bei 5000C angelassen wurde, wobei ein schlechter BHmax-Wert von 0,4 · 106 GOe erhalten wurde. Die Legierung Nr. 13 besaß selbst bei 6stündigem Anlassen bei 5000C einen schlechten BHmax-Wert von 0,2 · 106 GOe. Diese Legierung besaß jedoch unter anderen Bedingungen der Wärmebehandlung einen hohen BHmax-Wert von 1,18 ■ 106 GOe. Im allgemeinen erzielt man bei manganreichen Legierungen beste Ergebnisse bei höherer Anlaßtemperatur und längerer Anlaßzeit und bei manganärmeren Legierungen bei niedriger Anlaßtemperatur und kürzerer Anlaßzeit.From Table 2 it follows that, for. B. the alloy no. 1, the best magnetic properties when it was annealed for 3 hours at 600 0 C or 8 hours at 540 0 C. The alloy no. 10 shows a BH max of 1.05 x 10 6 GOe when quenched at 1150 0 C and then 6 hours at 500 ° C was annealed. The BH max did not change after annealing at 620 ° C. for 35 minutes. However, the alloy no. 10 had poor magnetic properties, if it was annealed at 500 0 C 35 minutes, whereby a bad BH max value was obtained from 0.4 x 10 6 GOe. The alloy no. 13 possessed even at 6 hours annealing at 500 0 C a bad BH max value of 0.2 x 10 6 GOe. However, this alloy had a high BH max value of 1.18 · 10 6 GOe under other heat treatment conditions. In general, best results are achieved with high-manganese alloys at higher tempering temperatures and longer tempering times, and with alloys poor in manganese at lower tempering temperatures and shorter tempering times.
Wie oben beschrieben, gibt es für jede der Legierungszusammensetzungen eine optimale Anlaßtemperatur und -zeit; es ist daher schwierig, bestimmte für alle Legierungszusammensetzungen zutreffende Temperatur- und Zeitangaben zu machen. Die beschriebenen magnetischen Eigenschaften der Legierungen verschiedener Zusammensetzungen wurden bei jeweils optimalen Wärmebehandlungsbedingungen erzielt.As described above, there is an optimum tempering temperature and time for each of the alloy compositions; it is therefore difficult to give specific temperature and time specifications that are applicable to all alloy compositions. The described magnetic properties of the alloys of various compositions were achieved under optimal heat treatment conditions in each case.
Die magnetischen Eigenschaften der Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierungen sind in Tabelle 3 zusammengestellt und in den Fig. 2 bis 6 auf den Diagrammen der Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierungen als Kurven gleicher Werte dargestellt.The magnetic properties of the manganese-aluminum-carbon alloys are summarized in Table 3 and shown in FIGS. 2 to 6 on the graphs of the manganese-aluminum-carbon alloys as curves of the same values.
6060
(G)4.-7 / »
(G)
(Oe) ,H,
(Oe)
. Nr.sample
. No.
(G)ßr
(G)
*) Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Ergebnisse.*) Results obtained by the method according to the invention.
Gemäß der Erfindung erhält man also zwei Gruppen von ternären Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierungen, die sich für starke Dauermagnete eignern-Die eine Legierungsgrtfppe-enthäÜ 67,0 bis 69,0 Gewichtsprozent Mangan, 29,0 bis 32,0 Gewichtsprozent Aluminium und 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent Kohlenstoff.According to the invention, two groups of ternary manganese-aluminum-carbon alloys are obtained, Which are suitable for strong permanent magnets - the one alloy type - contains 67.0 to 69.0 percent by weight Manganese, 29.0 to 32.0 weight percent aluminum and 0.3 to 3.0 weight percent carbon.
Die andere Legierungsgruppe enthält 70,0 bis 72,5 Gewichtsprozent Mangan, 26,5 bis 29,0 Gewichtsprozent Aluminium und 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff.The other group of alloys contains 70.0 to 72.5 percent by weight manganese, 26.5 to 29.0 percent by weight Aluminum and 0.5 to 2.5 weight percent carbon.
Diese Legierungen werden bei etwa 13800C geschmolzen und zu Barren vergossen; diese werden bei einer Temperatur von 880 bis 12500C abgeschreckt und isotherm bei 380 bis 7600C einige Minuten bis zu 100 Stunden angelassen.These alloys are melted at around 1380 ° C. and cast into bars; these are quenched at a temperature of 880 to 1250 ° C. and isothermally tempered at 380 to 760 ° C. for a few minutes up to 100 hours.
Im folgenden werden die magnetischen Eigenschaften der ternären Mangan-Aluminium-Kohlenstoff-Legierung gemäß der Erfindung näher erläutert.The following are the magnetic properties of the ternary manganese-aluminum-carbon alloy explained in more detail according to the invention.
Aus der Tabelle 3 kann geschlossen werden, daß die Legierungen mit niedrigem Mangangehalt hohe Werte von AnIs und Br und niedrige Werte von Hc und tHc aufweisen, während diejenigen mit höherem Mangangehalt niedrige Werte von 4nls und Br und hohe Werte von Hc und ,Hc aufweisen. Jedoch zeigen die Werte von BH„mx, die durch eine Beziehung zwischen Br und Hc erhalten werden, Schwankungen, wobei es nicht möglich ist, eine bestimmte Tendenz anzugeben. Im allgemeinen zeigen die Legierungen mit einem Gehalt von 1 bis 2 Gewichtsprozent Kohlenstoff gute magnetische Eigenschaften. Auch in diesem Fall wird die Güte der magnetischen Eigenschaften durch den Gehalt an Mangan und Aluminium beeinflußt. Der Wert von BHmax wird offensichtlich stark von dem Gehalt an Mangan, Aluminium und Kohlenstoff in den ternären Legierungen beeinflußt. Diejenigen Legierungen, die in einen Bereich von 67 bis 69 Gewichtsprozent Mangan, 29 bis 32 Gewichtsprozent Aluminium und 0,3 bis 3,0 Gewichtsprozent Kohlenstoff (entsprechend Fläche X in Fig. 1) und in einen Bereich von 70 bis 72,5 Gewichtsprozent Mangan, 26,5 bis 29 Gewichtsprozent Aluminium und 0,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff (entsprechend Fläche Y in Fig. 1) fallen, zeigen hervorragende magnetische Eigenschaften und haben einen Btf,„ox-Wert von BHmax ^ 1,0 ■ 10° GOe.From Table 3 it can be concluded that the alloys with low manganese content have high values of AnI s and Br and low values of H c and t H c , while those with higher manganese content have low values of 4nl s and Br and high values of H c and , H c . However, the values of BH " mx obtained by a relationship between Br and H c show fluctuations, and it is not possible to indicate any particular tendency. In general, the alloys having a carbon content of 1 to 2 percent by weight exhibit good magnetic properties. In this case too, the quality of the magnetic properties is influenced by the content of manganese and aluminum. The value of BH max is apparently strongly influenced by the content of manganese, aluminum and carbon in the ternary alloys. Those alloys which are in a range from 67 to 69 percent by weight manganese, 29 to 32 percent by weight aluminum and 0.3 to 3.0 percent by weight carbon (corresponding to area X in FIG. 1) and in a range from 70 to 72.5 percent by weight manganese .26.5 to 29 percent by weight of aluminum and 0.5 to 2.5 percent by weight of carbon (corresponding to area Y in FIG. 1) show excellent magnetic properties and have a Btf, " ox value of BH max ^ 1.0 ■ 10 ° GOe.
Dagegen weisen die binären Mangan-Aluminium-Legierungen, deren BHmax-WeTt im allgemeinen in der Größenordnung von 0,5 bis 0,6 · 106 GOe liegt, einen sehr engen Bereich mit ferromagnetischen Eigenschaften und einen engen zulässigen Bereich für dieIn contrast, the binary manganese-aluminum alloys, the BH max -WeTt of which is generally in the order of 0.5 to 0.6 · 10 6 GOe, have a very narrow range with ferromagnetic properties and a narrow permissible range for the
Wärmebehandlung zur Erzielung ferromagnetischer Eigenschaften auf. Aus den Versuchen ergibt sich eindeutig, daß die Legierungen gemäß der Erfindung einen BHmax-Wert in der Größenordnung von BHmax ^ 0,5 ■ 106 GOe aufweisen und daß sie unterHeat treatment to achieve ferromagnetic properties. The tests clearly show that the alloys according to the invention have a BH max value in the order of magnitude of BH max ^ 0.5 · 10 6 GOe and that they are below
weniger kritischen Bedingungen als binäre Mangan-Aluminium-Legierungen wärmebehandelt werden können. Diese bedeutende Wirkung beruht auf der Anwesenheit von Kohlenstoff in den Legierungen gemäß der Erfindung.less critical conditions than binary manganese-aluminum alloys can be heat treated. This significant effect is due to the presence of carbon in the alloys according to the invention.
Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings
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Legal Events
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