DE1801987C - Verwendung einer Kobalt Beryllium Eisen Legierung als halbhartes magnetisches Material - Google Patents
Verwendung einer Kobalt Beryllium Eisen Legierung als halbhartes magnetisches MaterialInfo
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Description
Als halbhartes magnetisches Material ist eine Legierung mit 90% Kobalt und 10% Eisen bekannt (s. P H.
W e η η y, Jr. und H. L. B. G ο u I d in Transactions
of the Metallurgical Society of Aime, April 1965, Bd. 233, S. 836 bis 838). Die Koerzitivkraft dieses
Materials beträgt 10 bis 15 Oe.
Des weiteren ist als halbhartes magnetisches Material eine Kobalt-Eisen-Vanadium-Legierung bekannt,
die 45 bis 50% Kobalt und eine geringe Menge Vanadium enthält. Ein Beispiel dieses Materials ist Remendur, das in Bell Laboratories Record, Juni Ϊ965, S. 257,
beschrieben ist. Die Koerzitivkraft des Remendur liegt zwischen der Koerzitivkraft von Permendur, das ein
weiches magnetisches Material ist, und der Koerzitivkraft von Vicalloy, das ein permanentes magnetisches
Material ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein halbhartes magnetisches Material zu schaffen, das eine
Koerzitivkraft zwischen 10 und 50 Oe aufweist. Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, eine
an sich bekannte Legierung, bestehend aus 78 bis 95% Kobalt, 0,2 bis 3% Beryllium, Rest Eisen, die bei 500
Ein Stab aus einer Legierung mit 88,5% Kobalt, 0,5% Beryllium, 0,2% Mangan und 10,8% Eisen
wurde in Vakuum geschmolzen und gegossen und dann homogenisiert. Diese Legierung wurde zu einem Draht
mit einem Durchmesser von 2 mm durch eine Gesenkmaschine und eine Ziehmaschine verarbeitet und dabei
notwendigenfalls auf 9000C geglüht. Dann wurde der Draht von 9000C in Wasser abgeschreckt und auf
0,042 mm Durchmesser durch die Ziehmaschine gezogen. Das Material wurde dabei hart, und es wurde
schwierig, das Ziehen fortzuführen, so daß es bei 900° C für einige Sekunden geglüht wurde, als es sich auf
einem Durchmesser von 0,2 mm befand. Der Draht von 0,042 mm Durchmesser wurde in ein Band von
0,011 · 0,126 mm gewalzt und wurde abschließend bei 700 bis 9000C für 10 Sekunden geglüht. Dis magnetischen Eigenschaften des abschließend geglühten Bandes und die magnetischen Eigenschaften eines Bandes,
das nicht abschließend geglüht worden ist, wurden gemessen. Die Eigenschaften ergeben sich aus der
Tabelle 1.
Glühtemperatur (0C) ...
Koerzitivkraft (Oersted)
Br/Bm
Kein Glühen
16
0,88
700
14,5
0,87
800
13
0,85
900
11,5
0,84
Wie sich aus der Tabelle I ergibt, sind die Koerzitivkraft Hc und das Rechteckverhäitnis BrIBm desto
geringer, je höher die Glühtemperatur ist.
Die magnetischen Eigenschaften von Bändern mit 0,011 · 0,126 mm, die durch dasselbe Verfahren wie
im Beispiel I aus einem Stab aus einer Legierung mit 88,5°/· Kobalt, 1,0·/· Beryllium, 0,2°/o Mangan und
10,3 °/e Eisen hergestellt worden sind, sind in Tabelle 2 dargestellt.
Olühtemperatur (0C) ...
Koerzitivkraft (Oersted)
Br]Bm
Kein Glühen
19
0,90
700
16,5
0,89
800
15
0,87
900
12,5
0,83
Hieraus ergibt sich, daß die Koerzitivkraft Hc und
das Rechteckverhältnis Br\Bm in diesem Falle im allgemeinen größer als die Werte beim Beispiel 1 sind.
das Rechteckverhältnis Br\Bm in diesem Falle im allgemeinen größer als die Werte beim Beispiel 1 sind.
Ein Band mit 0,011 · 0,126 mm wurde durch dasselbe Verfahren wie im Beispiel 1 aus einem Stab aus
einer Legierung mit 88,5% Kobalt, 2,0%
0,2% Mangan und 9,3% Eisen hergestellt. Das Mate-,
rial konnte nicht in einfacher Weise verarbeitet werden,
so daß es des weiteren bei 9000C für einige Sekunden
geglülit wurde, als es einen Durchmesser von 0,Of "*
hatte. Die magnetischen Eigenschaften in diesem
ergeben sich aus Tabelle 3.
0,2% Mangan und 9,3% Eisen hergestellt. Das Mate-,
rial konnte nicht in einfacher Weise verarbeitet werden,
so daß es des weiteren bei 9000C für einige Sekunden
geglülit wurde, als es einen Durchmesser von 0,Of "*
hatte. Die magnetischen Eigenschaften in diesem
ergeben sich aus Tabelle 3.
Glühtemperatur (0C) ...
Koerativkrah (Oersted)
BrIBm
Koerativkrah (Oersted)
BrIBm
Kein Glühen
34
0,95
34
0,95
700
27,5
0,94
27,5
0,94
800
22,5
0,92
22,5
0,92
900
16,5
0,85
16,5
0,85
Hieraus ergibt sich, daß die Koerzitivkraft Hc und 15 einer Legierung mit 88,5% Kobalt, 3,0 /0
das Rechteckverhältnis Br I Bm in diesem Falle gegen- 0,2% Mangan und 8,3% Eisen hergestellt über dem Beispiel 2 weiter vergrößert sind.
das Rechteckverhältnis Br I Bm in diesem Falle gegen- 0,2% Mangan und 8,3% Eisen hergestellt über dem Beispiel 2 weiter vergrößert sind.
Ein Band mit 0,011 · 0,165 mm wurde durch dasselbe Verfahren wie im Beispiel 3 aus einem Stab aus
sehr schwierig, dieses Material zu verarbeiten, und es
zerriß bei dem Drahtziehen, so daß es notwendig
wurde, das Material noch weitere Male als bei dem
Faü des Beispieles 3 zu glühen. Die magnetischen
Eigenschaften in diesem Falle ergeben sich aus
Tabelle 4.
zerriß bei dem Drahtziehen, so daß es notwendig
wurde, das Material noch weitere Male als bei dem
Faü des Beispieles 3 zu glühen. Die magnetischen
Eigenschaften in diesem Falle ergeben sich aus
Tabelle 4.
Glühtemperatur (0C)
Koerzitivkraft (Oersted)
Br/Bm
Koerzitivkraft (Oersted)
Br/Bm
Kein Glühen
54
0,97
54
0,97
700
47
0,97
47
0,97
800
40
0.96
40
0.96
900
25
0,86
25
0,86
Es ist daraus ersichtlich, daß die Koerzitivkraft Hc und das Rechteckverhältnis Br/Bm in diesem Falle noch
größer als im Falle des Beispiels 3 sind. . QQ _ .
Tabelle 5 zeigt die magnetischen Eigenschaften eines Bandes von 0,011 0,126 mm mit HK,3 /ο
0,2·Λ> Mangan und 11,3% Eisen, das nicht Beryllium enthielt und durch dasselbe Verfahren wie
spiel 1 hergestellt wurde.
Glühtemperatur (0C)
Koerzitivkraft (Oersted)
Br/Bm
Koerzitivkraft (Oersted)
Br/Bm
Wie sich aus Tabelle 5 ergibt, sind die Koerzitivkraft Hc und das Rechteckverhältnis BrjBm eines
Bandes, das nicht Beryllium enthält, geringer als die Werte des Bandes, das gemäß der Erf ndung Beryllium
enthält.
Die F i g. 2 und 3 zeigen die Werte der Tabelle I bis 5
grafisch, wobei sich ergibt, daß sowohl die Koerzitivkraft Mc als auch das Rechteck verhältnis Brj Bm in
gleicher Weise ansteigen, wie die Mengt von Beryllium ansteigt.
Bei den obenerwähnten Beispielen I bis 4 enthält ein
Stab aus einer Legierung mit Kobalt, Beryllium und Eisen bis zu 0,2% Mangan. Nachfolgend wird ein
weiteres Beispiel erläutert, bei dem nicht Mangan verwendet wird und bei dem die Menge des Beryllium und
das Behandlungsverfahren von den Werten der Beispiele I bis 4 etwas verschieden sind.
Vier Arten von Stäben aus einer Legierung mit 88,5% Kobalt und 1,7%, 1,3%, 0,7% und 0%
| 700 | 800 |
| 13 | 12 |
| 0,85 | 0,84 |
Kein Glühen
13,5
0,86
13,5
0,86
Beryllium und Eisen als dritter Bestandteil wurden geschmolzen und in Vakuum gegossen und wurden in
Drähte von 2 mm Durchmesser durch Heißschmieden, Gesenkschmieden und Ziehen verarbeitet, wobei not-
♦5 wendigenfalls dabei bei 9000C geglüht wurde. Diese
Drähte wurden in der Luft von 9000C nach einem
Glühen von etwa 3 Minuten abgekühlt und wurden dann in Drähte von 1 mm Durchmesser gezogen. Diese
Drähte wurden des weiteren vor. 9000C in Luft abge-
kühlt, nachdem sie etwa 2 Minuten geglüht waren, und wurden dann wieder in sehr dünne Drähte von
0,042 mm Durchmesser durch eine Ziehmaschine gezogen, und dann wurden die Drähte in Bänder mit
einer Breite von 0,126 mm und einer Dicke von
0,011 mm gerollt. Diese Bänder wurden für 10 Sekunden
bei 5(X) bis 90O0C geglüht, und dann wurden die
magnetischen Eigenschaften durch. eine llysteresisschliife
in einem Wechselmagnetfeld bei einer Frequenz von K) kHz und einem maximalen Erregiings-
So feld von 50Oe gemessen. Das Ergebnis der Messung
ist in den Tabellen 6 bis 9 und den F i g. 4 und 5 dargestellt.
Tabelle 6 (1,7% Beryllium)
Glühtemperatur ("C) ...
Koerzitivkraft (Oersted)
BrIBm
Koerzitivkraft (Oersted)
BrIBm
Kein Glühen
34
0,926
34
0,926
5(X)
27,5
0,95
27,5
0,95
| 600 | 700 |
| 29,5 | 34.5 |
| 0,93 | 0,9) |
800
29
0,924
29
0,924
900
24
0,89
0,89
| Tabelle | 7 (1,3% Beryllium) |
600
24 0,925 |
700
29 0,925 |
■ | 900 | |
| Glühtemoeralur (°O |
Kein Glühen
29,5 0,91 |
500
23 0,94 |
800
25 0,89 |
21
0,9 |
||
|
Koerzitivkraft (Oersted) ....
BrJBm : ' |
Glühtemperatur (0C)
Koerzitivkraft (Oersted)
BrIBm
| iCein Glühen | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| 20 | 19 | 19,5 | 20,5 | 18 | 14 |
| 0,9 | 0,9 | 0,895 | 0,88 | • 0,87 | 0,84 |
Glühtemperatur (0C)
Koerzitivkraft (Oersted)
BrIBm
| Kein Glühen | 500 | 600 | 700 | 800 | 900 |
| 15 | 15 | 15 | 13,5 | 11 | 7,5 |
| 0.865 | 0,865 | 0,86 | 0,855 | 0,84 | 0,S |
Aus diesen Tabellen ergibt sich, daß die Koerzitivkraft Hc in gleicher Weise ansteigt, wenn die Menge
von Beryllium ansteigt. Auch erhöht sich die Koerzitivkraft einer Legierung mit Beryllium durch Glühen
bei 7000C. Unter einer Temperatur von 6000C erhöht
sich die Koerzitivkraft Hc desto mehr, je länger die Glühzeit ist. Wenn z.B. eine Legierung mit 1,3%
Beryllium bei 600° C für 10 Sekunden und 10 Minuten geglüht wurde, wurde die Koerzitivkraft entsprechend
24 und 28 Oe. Eine Legierung mit Beryllium mit einem größeren Prozentsatz hat auch eine Koerzitivkraft von
oberhalb 20 Oe, auch wenn diese bei 800 bis 900° C geglüht wird. Wenn die Menge von Beryllium unter
0,2% liegt, ist die Wirkung auf die magnetischen Eigenschaften gering, und wenn die Menge von Beryllium
oberhalb 3% liegt, wird es sehr schwierig, das Material zu verarbeiten. Deshalb ist es zweckmäßig, daß die
Menge von Beryllium zwischen 0,2 und 3 % hegt. Wenn das Material eine geringe Menge Mangan (etwa 0,2 %)
wie in dem Fall der Beispiele 1 bis 4 enthält, wird es viel leichter, das Material zu verarbeiten.jedoch hat die
Anwesenheit oder Abwesenheit von Mangan keine bestimmte Beziehung zu der Wirkung nach der Erfindung.
An Stelle von Mangan könnte auch Silizium oder Aluminium hinzugefügt werden. Diese wirken als Reduk
tionsmittel und haben keine besondere Beziehung zu dem Zweck und der Wirkung nach der Erfindung. Es
hat sich auch herausgestellt, daß das Verarbeitungs-
as verfahren und das Glühverfahren Während der Verarbeitung die endgültigen magnetischen Eigenschaften
nicht stark beeinflussen. Es ist nur erforderlich, solche Bedingungen auszuwählen, daß während des Ziehe ns
keine Unregelmäßigkeiten, z. B. kein Abreißen, auf-
30 treten.
Nachfolgend wird ein Beispiel, bei dem die Menge
von Kobalt innerhalb des Bereiches von 80 bis 91 % geändert wird, erläutert.
Fünf Arten von Stangen aus Legierungen mit 80 83, 86, 88,5 und 91% Kobalt, 1,3% Beryllium und
Eisen als dritter Bestandteil wurden geschmolzen und im Vakuum gegossen und wurden in Bändern mit
einer Breite von 0,126 mm und einer Dicke von 0,011mm durch dasselbe Verfahren wie beim Beispiel 5 verarbeitet. Diese Bänder wurden durch dasselbe Verfahren wie im Beispiel 5 erhitzt, und dann
wurden die magnetischen Eigenschaften gemessen.
Das Meßergebnis ist in den Tabellen 10 bis 14 und den F i g. 6 und 7 dargestellt.
Glühtemperatur (0Q ...
Koerzitivkraft (Oersted)
BrIBm...'.
| 500 | 700 | 800 | 900 |
| 27 | 32 | 24,5 | 18 |
| 0,88 | 0,92 | 0,915 | 0,91 |
Glühtemperatur (0C)...
Koerzitivkraft (Oersted)
JBrJBm
500 24 0,89
| 600 | 700 | 800 |
| 27 | 27 | 23 |
| 0,93 | 0,92 |
900
17,5
0,925
BrJBm I 0,93
| 700 | 800 |
| 23,5 | 26,5 |
| 0,94 | 0,895 |
900'
20,5
0,89
Tabelle 13 (88,5% Kobalt)
alühtemperatur (0C)
Koerzitivkraft (Oersted) ..
Kein Glühen
29,5
0,91
29,5
0,91
500 23 0,94 600
24
0,925
24
0,925
700
29
0,925
29
0,925
800
25
0,89
25
0,89
900
21
0,9
21
0,9
Tabelle 14 (91% Kobalt)
Glühtemperatur (0C) ...
Koerzitivkraft (Oersted)
BrJBm
Koerzitivkraft (Oersted)
BrJBm
Aus diesen Tabellen ergibt sich, daß die Koerzitivkraft und das Rechteckverhältnis durch die Menge von
Kobalt nicht stark geändert werden. Alle Bänder haben ein Rechteckverhältnis von etwas oberhalb 0,9 und
können somit als Gedächtniselemente verwendet werden. Wenn die Menge von Kobalt unter 78%- und
oberhalb 95 % liegt, wird es schwierig, das Material zu verarbeiten und das Band herzusteilen, und deshalb ist
es zweckmäßig, daß die Menge von Kobalt zwischen 78 und 95% liegt.
F i g. 8 zeigt das Verhältnis zwischen der Spannung, mit der fünf Arten von Bändern belastet werden, die
nach dem Verfahren des Beispieles 6 hergestellt worden sind, wobei zuletzt bei 80O0C geglüht wird, und der
maximalen Differential-Permeabilität (Tangente der Hysteresisschleife nahe Hc in F i g. 1). Wie sich aus
F i g. 8 ergibt, wird die maximale Differential-Permeabilität des Bandes mit 88,5% Kobalt auch unter
500
26
0,905
26
0,905
700
30,5
0,905
30,5
0,905
800
26,5
0,91
26,5
0,91
900
21,5
0,915
21,5
0,915
äußerer Spannung kaum geändert, und demgemäß
»5 werden die Formen der Hysteresisschleife nicht verändert,
und die magnetischen Eigenschaften sind sehr stabil. Die maximalen Differential-Permeabilitäten der
Bänder mit 80, 83, 86 und 91 % Kobalt ändern sich, α enn eine Spannung angelegt wird, jedoch sind für eine
ao Gedächtnisvorrichtung, bei der keine Spannung an das
Eland angelegt wird, die Koerzitivkraft und das Rechteckverhältnis, wie oben beschrieben, sehr gut, und desfaialb
kanndas Band zufriedenstellend verwendet werden. Wie oben beschrieben wurde, kann durch die erfinclungsgemäße
Verwendung ein halbhartes magnetisches Material erhalten werden, dessen Koerzitivkraft
einen beliebigen Wert zwischen 10 und 50 Oe hat und das ein sehr gutes Rechteckverhältnis aufweist, indem
die Menge von Beryllium, die Menge von Kobalt und
3» die Temperatur der letzten Wärmebehandlung in !EweckmäBiger Weise kombiniert werden.
Hierzu 3 Blatt 5!eichnungen
Claims (5)
1. Verwendung einer Legierung, bestehend aus
78 bis 95% Kobalt, 0,2 bis 3% Beryllium, Rest Eisen, die bei 500 bis 9000C schlußgeglüht worden
ist, als halbhartes magnetisches Material.
2. Verwendung einer Legierung, zusammengesetzt und wärmebehandelt nach Anspruch 1, die
86°/0 Kobalt enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
3. Verwendung einer Legierung, zusammengesetzt und wärmebehandelt nach Anspruch 1, die
88,5% Kobalt enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
4. Verwendung einer Legierung, zusammengesetzt und wärmebehandelt nach Anspruch 1, die
91% Kobalt enthält, für den Zweck nach Anspruch 1.
5. Verwendung einer Legierung, zusammengesetzt und wärmebehandelt nach Anspruch 1, die
außerdem noch bis zu 0,2% Mangan, Silizium oder Aluminium als Reduktionsmittel enthält, für den
Zweck nach Anspruch 1.
bis 9000C schlußgeglüht worden ist (Archiv für Eisen-Hüttenwesen, 13. Jahrgang, 1939, S. 227 bis 230), als
halbhartes magnetisches Material zu verwenden. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus* daß die
S Koerzitivkraft weitgehend durch den Berylliumgehalt und durch die Temperatur der Schluß-Wärmebeisandlung beeinflußt wird. Mit ein und derselben Zusammensetzung kann deshalb die Koerzitivkraft des Materials zwischen 10 und 50 Oe geändert werden.
ίο Die Erfindung wird an Hand der Zeichnung erläutert, in der ist
Fi g. 1 eine Darstellung des Rechteckes der Hysteresisschleife eines magnetischen Materials und
F i g. 2 bis 8 Darstellungen der Kennlinien des halb-
harten magnetischen Materials gemäß der Erfindung.
Bei einem halbharten magnetischen Material, das in einer semipermanenten Speichervorrichtung einer elektronischen Vermittlung oder eines elektronischen
Rechners verwendet wird, ist es erforderlich, daß das
ao Rechteckverhältnis BrIBm {Br Remanenz, Bm Sättigungsmagnetisierung) nahe 1 ist und der Wert der
Koerzitivkraft Hc zwischen 10 und einigen -zig Oe entsprechend den Erfordernissen der Ausbildung der
Vorrichtung gewählt werden kann.
as Die Kennlinien des halbharten magnetischen Materials gemäß der Erfindung werden an Hand der nachfolgenden Beispiele erläutert.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6603667 | 1967-10-13 | ||
| JP6603667 | 1967-10-13 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1801987A1 DE1801987A1 (de) | 1969-05-14 |
| DE1801987B2 DE1801987B2 (de) | 1972-07-20 |
| DE1801987C true DE1801987C (de) | 1973-03-01 |
Family
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