DE2165052B2

DE2165052B2 - Verwendung einer legierung auf eisen-chrom-kobalt-basis zur herstellung von dauermagneten

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Publication number: DE2165052B2
Application number: DE19712165052
Authority: DE
Priority date: 1970-12-28
Filing date: 1971-12-28
Publication date: 1976-07-22
Also published as: NL7118005A; DE2165052C3; DE2165052A1; GB1367174A; NL171286C; US3806336A; NL171286B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Legierung auf Eisen-Chrom-Kobalt-Basis zur Herstellung von Dauermagneten und die dabei vorzunehmende Wärmebehandlung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Legierungssystem mit einem besonderen Gefüge zu entwickeln, das ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, insbesondere »magnetische Härte«, d. h. hohe Koerzitivkraft und hohes magnetisches Energieprodukt Hefen und gleichwohl von geringem Aufwand an Materialkosten und guter Verarbeitbarkeit ist und ein verhältnismäßig einfaches Herstellverfahren erfordert.

Die Erfindung macht von der Tatsache Gebrauch, daß ein bestimmtes binäres metallisches System die »Metastabilitätsgrenze« oder »Spinodale« aufweist, die ^6< thermodynamisch als Ort des Verschwindens der zweiten Ableitung der freien Helmholtz-Energie hinsichtlich der Zusammensetzung des Systems definiert wird. Wenn eine Hochtemperaturphase der Legierung von homogenem Einphasenaufbau in einen niederen Temperaturbereich innerhalb der Spinodale gebracht wird, wandelt sie sich in eine Struktur aus zwei getrennten Phasen um, wobei die Phasentrennung »Spinodalzersetzung« genannt wird. Die zersetzte Legierung hat allgemein eine periodische MikroStruktur in der Größenordnung von Hunderten von Angstrom, die aus zwei verschieden zusammengesetzten isomorphen Phasen besteht, wobei eine Phase in der Form feiner Ausscheidungen gleichmäßig in einer anderen Phase verteilt ist, die die Matrix bildet. Man beobachtet, daß, wenn die erste Phase in einem solchen Mikrogefüge magnetisch und die zweite nicht magnetisch ist, dies vorteilhaiterweise dazu führt, was man Einbereichsstruktur nennen kann, wodurch ein hochkoerzitiver bzw. -remanenter Magnetkörper erhältlich ist

Untersuchungen unter Berücksichtigung der spinodalzersetzbaren Systeme und ausgedehnte Versuche in dieser Richtung huben gezeigt daß eine Eisen-Chrom-Legierung, wenn sie noch Kobalt enthält und ihr gegebenenfalls noch Molybdän und/oder Wolfram in den im folgenden angegebenen Anteilen zugesetzt wird, ein verbessertes Magnetwerkstoffsystem liefert in dem die magnetische Koerzitivkraft und das Energieprodukt vergleichbar mit und sogar über denen der »Alnico«- (Eisen/Aluminium/Nickel-Kobalt)-Legierungen sind, die bisher die Hauptrolle in der Dauermagnetindustrie gespielt haben. Es ist interessant festzustellen, daß die verbesserten Legierungen außer solchen ausgezeichneten magnetischen Eigenschaften hinsichtlich der Metallbestandteile Vorteile geringerer Materialkosten und besserer Verarbeitbarkeit als die bekannten Legierungen bieten. Der vergleichbare Kosten vorteil ist \or allem der Abwesenheit von Nickel in den verbesserten Legierungen zuzuschreiben. Es soll auch erwähnt werden, daß die erfindungsgernäß zu verwendenden Zusammensetzungen vorteilhafterweise von Aluminium oder Titan ^frei und daher leicht gießbar sind. Es wurde gleichfalls gefunden, daß ein Zusatz von Silizium bis zu einem gewissen Anteil die Wärmebehandlungsbedingungen vereinfacht die zur Erzielung der spinodalen Zersetzung der verbesserten Basislegierungen erforderlich sind, ohne daß die erwünschten damit erhältlichen magnetischen Eigenschaften wesentlich nachlassen.

Es sind an sich Legierungen für Dauermagnetwerkstoffe bekannt (DT-PS 7 05 516), die 2 bis 80% Kobalt und 2 bis 35% Wolfram neben Eisen enthalten, wobei das Wolfram ganz oder teilweise durch Molybdän Chrom, Mangan, Vanadin, Aluminium, Silizium oder Nickel ersetzt sein kann.

Außerdem sind Dauermagnetlegierungen bekannt (DT-PS 6 38 652), die neben Eisen 8 bis 80% Kobalt und 5 bis 35% Chrom enthalten, welch letzteres ganz oder teilweise durch eines oder mehrere der Metalle Molybdän, Wolfram, Vanadin oder Mangan ersetzt sein kann, wobei die Herstellung der Dauermagnete daraus ein Abschrecken vom Temperaturbereich zwischer 800°C und dem Schmelzpunkt, eine Fertigbearbeitung im abgeschreckten Zustand und eine Magnetisierung vorsieht. Auf diese Weise erreichu- man zwar eine gut« Remanenz der Dauermagnetkör pt' jedoch keine seht hohe Koerzitivkraft, so iM> .ruh da' maximale magnetische Energieprodukt (BHj, ■„. in ma Ii ig en Gren zen blieb.

Erst durch die erfindungsgernäße Ausnutzung dei Eigenschaften des Gefüges nach spinodaler Zersetzung als \r und a₂-Phase wird es möglich, in darau!

hergestellten Dauermagneten neben hoher Remaneru tuch eine hohe Koerzitivkraft und somit ein gesteigertes maximales Energieprodukt (BH)m» zu erzielen.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung einer Legierung bestehend aus 0 bis 12% Silizium, 15 bis 35% Kobalt, 25 bis 40% Chrom, 0 bis 20% Molybdän, 0 bis 20% Wolfram, Rest > 5% Eisen as Werkstoff zur Herstellung von Dauermagneten deren Gefüge nach spinodaler Zersetzung als et\- und ar Phase vorliegt.

In den einzelnen erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen beträgt der Kobaltbereich vorzugsweise 15 bis 30%. der Molybdänbereich 1 bis 5% und der Wolframhereich 5 bis 15 oder 2 bis 7%.

Wenn Silizium zuzusetzen ist, sollte seine Gehaltsuntergrenze 02%. vorzugsweise 1% sein. Die hier angegebenen Prozentsätze sind Gewichtsprozent, und im folgenden wird die Angabe »Gewicht« vor »%« ausgelassen. Jeder der erfindungsgemäß zu verwendenden Werkstoffe enthält eine gewisse Menge von Verunreinigungen, die bei der Herstellung unvermeidlich eingeführt werden und weiche äi". magnetischen Eigenschaften des erhaltenen Erzeugnisses praktisch nicht beeinflussen.

Das Verfahren zur Wärmebehandlung eines aus dem erfindungsgemäß zu verwendenden magnetischen Werkstoff mit verbesserten Eigenschaften hergestellten Körpers umfaßt erfindungsgemäß die Verfahrensschrit te zur Bewirkung der spinodalen Zersetzung. Hierzu wurden, obwohl auch ein schrittweises Abkühlen zum Überführen der Legierung von der Hochtemperaturphase in den Mischungslückenbereich angewendet werden kann, die folgenden Schritte im besonderen Maße für geeignet befunden. Der erste Schritt besteht aus der Lösungsglühung, die eine Erhitzung auf eine Temperatur von 1200 bis 1400⁰C für 10 Minuten bis 3 Stunden und anschließendes Abschrecken zum Unterkühlen der homogenisierten Hochtemperaturphase auf Raumtemperatur umfaßt Der abgeschreckte Körper wird dann bfi einer Temperatur zwischen 550 und 650° C, vorzugsweise zwischen 570 und 620° C 1 bis 9 Stunden getempert oder angelassen. Das Anlassen wird vorzugsweise in Stufen durchgeführt, wobei der erste Schritt in einem Erhitzen auf eine Temperatur von 550 bis 650⁰C, vorzugsweise zwischen 580 und 630⁰C für 30 Minuten bis 4 Stunden und der zweite Schritt — nach Zwischenabkühlung — in einem Erhitzen auf eine Temperatur von 530 bis 630⁰C, vorzugsweise zwischen 570 und 600°C für 30Minuten bis 5Sunden besteht. Vorzugsweise wird der lösungsgeglühte oder abgeschreckte Körper vor der Anlaßbehandlung einer isothermen Behandlung in einem Magnetfeld bei einer Temperatur von 580 bis 650⁰C insbesondere zwischen 600 und 640⁰C für 10 Minuten bis 2 Stunden in einem Magnetfeld von mehr als 2 Oersted unterworfen

Legierungen zur Verwendung gemäß der Erfindung lassen sich durch übliches Schmelzen und anschließendes Gießen herstellen. Obgleich ein solcher Gußblock nach weiterer Bearbeitung direkt den vorgenannten Wärmebehandlungsschritten unterworfen werden kann, ist es auch möglich, den Legierungsblock ?u puiverisic ren und die Teilchen dann :tu geeignete¹· Form /u pressen und zu sintern

Fig. 1 erläutert das rhasendiagramn der Hiset Chrom-Legierung /wer·· Frkljirnng n<r spipodaier· Zersetzung der Legierur.;. die erfindungsfuniif! mis^ nutzt wird. Man sieht, aaö während des Abkühlungsvorganges bei einer Zusammensetzung c die homogene Hochtemperaturphase, d. h. die !»-Phase von kubisch raumzentrierter Struktur, bei einer Temperatur t daraus ausgeschiedene o-Phase unter Bildung einei λ+«-Phase ergibt, oie steh ihrerseits bei einei Temperatur ti entsprechend der Mischungslücke de:

Systems bei der Zusammensetzung c in zwei isomorph' Phasen, nämlich eine eisenreiche cti-Phase und eine chromreiche «2-Phase zersetzt, womit die spinodale Reaktion in Gang kommt, die bei einer Temperatur r vollendet ist Da die «i-Phase magnetisch, die «2-Phasc

ίο dagegen nicht magnetisch ist und wegen der sehr feiner Teilchengröße (etwa 0,03 Mikron Durchmesser) und dei wünschenswert länglichen Gestalt der einzelner α.ι-Phasenausscheidungen, die gleichmäßig verteilt und von arPhasenausscheidungen umgeben sind, bildet sich das erhaltene Gefüge mit der sogenannten Einbereichsstruktur aus.

Beispiel 1

Verschiedene Anteilsverhältnisse der Fe/Cr/Co-Legierung wurden durch Schmelzen von Elektrolyteisen. Elektrolytchrom und handelsreinem Kobalt in einem Induktionsofen und Überführen der Schmelzen in ein Quarzrohr mit einem Durchmesser von 0,5 cm hergestellt. Jeder Gußblock wurde auf eine Länge von 3 cm geschnitten und der Lösungsglühbehandlung unterworfen, die eine Erhitzung auf 1350°C und anschließendes Abschrecken in öl umfaßte. Jede Probe wurde darin bei einer Temperatur von 610^cC 6 Stunden angelassen. Die magnetischen Hystereseschleifen der erhaltenen Körper wurden mit einem automatischen Flußanzeiger gemessen. F i g. 2 zeigt Gleichwertkurven des maximalen Energieprodukts (BH)_ma. nach Übertragung der Meßdaten auf ein Dreistoffdiagramm. Man sieht, daß man mehr als 0,5 M (Mega) Gauß-Oersted als Maximalenergieprodukt erhält, wenn der Chromgehalt im wesentlichen zwischen 25 und 40% und der Kobaltgehalt im wesentlichen /wischen 15 und 35% liegen, wobei der Rest Eisen ist. Die anschraffierte Zone im Dreistoffdiagramm zeigt den Bereich, in welchem die Legierung in dem Lösungsglüh-Hochtemperaturbereich anstelle der «-Phase γ-Phase aufweist, d. h. den Bereich, der zur spinodalen Zersetzung ungeeignet ist Dementsprechend schließt die Definition des Zusammensetzungsbereichs für den erfindungsgemäß zu verwendenden Werkstoff sinngemäß natürlich diesen Bereich, ungeachtet geringer Überlappung, aus. F i g. 2 zeigt auch, daß ein besserer Kobaltbereich zwischen etwa 15 und 30% existiert und man das beste Ergebnis bzw. das maximale Energieprodukt, das 2,6 M Gauß-Oersted erreicht, bei einer Zusammensetzung aus 45% Eisen, 30% Chrom und 25% Kobalt erhält.

Beispiel 2

Die Wirkung eines Zusatzes von Molybdän zur ternären Fe/Cr/Co-Legierung wurde untersucht, wobei angesichts der Tatsache, daß eine Optimalzusammensetzung der ternären Legierung entsprechend Beispiel 1 be: 25% Kobah liegt, dieser Kobaltanteil beibehalten wird, während verschiedene Mengen von Molybdän <« zugesetzt werden ProtVr dieser Zusammensetzungen wurdei in irr wesentlicher· gleicher Weise wie irr; Beispiel 1 hergesteli '.tu ivarmebchardeli. Die Maxi • liiMt'R-rgieproJiiktki.·¹ · ■■: Jt' erhaltene;· Magnetk< >! in ■ stm im Vier ?,tofftjv.·-: .-lüii:: n.ich P; p. j aufgetragen. '■■ ·*ιι- ο·,-:!' Diaguiinn": er.^:'i;'"i!^;. ivan (IaH ei;¹ verhält!!¹ ■ mäßig weite Bereich ■·· ■ /"^n menset/ungen -.ν stiert, der ein Erreichen und.'ode·· Übertreffen ac-Maximalenergieproduktueru-' von ¹^M C Oe />;

Zl b Ö U Ö Z

läßt Es wurde ebenfalls gefunden, daß das beste Ergebnis bzw. Maximalenergieprodukt, das 3,0 M G · Oe erreicht bei einer Remanenz von 8000 Gauß und einer Koerzitivkraft von 750 Oersted, erhalten wird, wenn die Legierung 3% Molybdän, 25% Kobalt, 31% Chrom und Rest Eisen enthält Allgemein wurde ermittelt, daß ein Zusatz von Molybdän im Bereich, der spinodale Zersetzung ermöglicht und so den allgemein im Diagramm durch Schraffur angedeuteten Bereich ausschließt, mehr oder weniger befriedigende magnetische Eigenschaften liefert und daß der beste Molybdänanteil in der quatemären Fe/Cr/Co/Mo/Legierung zwischen 1 und 5% liegt

Beispiel 3

Die Wirkungen der isothermen magnetischen Behandlung und des Anlassens anschließend an das Lösungsglühen auf die erfindungsgemäß zu verwendenden magnetischen Legierungen wurden unter Verwendung von Proben bestehend aus 3% Molybdän, 25% Kobalt 31% Chrom und Rest Eisen nach dem vorigen Beispiel untersucht. Die folgende Tabelle zeigt die Remanenz Br in Gauß, die Koerzitivkraft Hc in Oersted und das maximale Energieprodukt (BH)_max in M Gauß-Oersted von (1) einer Probe, die dem vorigen Beispiel entspricht und einem einstufigen Anlassen bei einer Temperatur von 610⁰C für 6 Stunden ohne Magnetfeldbehandlung unterworfen wurde, (2) einer Probe, die bei einer Temperatur von 640⁰C in einem Magnetfeld von 4000 Oersted 25 Minuten angelassen wurde, (3) der Probe nach (2), die anschließend bei einer Temperatur von 610⁰C 1 Stunde angelassen wurde, und (4) der Probe nach (3), die außerdem dann noch bei einer Temperatur von 580⁰C 2 Stunden angelassen wurde, wobei sämtliche Proben zunächst in üblicher Weise bei einer Temperatur von 1350⁰C 30 Minuten lösungsgeglüht worden waren.

	O)	(2)	(3)	W
	An	Magn.	An	An
	lassen	Anlassen	lassen	lassen
	610-C	640⁰C	610⁰C	580° C
	6Std	25 Min.	1 Std.	2 Std.
Br (Gauß)	8000	10 000	9200	10100
Hc (Oe)	750	370	850	810
BHmax (M GOe)	3,0	2,4	3,6	4,4

Aus dieser Tabelle entnimmt man, daß die isotherme Magnetfeldbehandlung und das Stufenanlassen die magnetischen Eigenschaften merklich verbessern. Fig.4 zeigt Demagnetisierungskurven, die bei diesen Proben gemessen wurden, woraus offenbar wird, daß die Anlaßbehandlung m einem Magnetfeld auch die Rechteddgkeit der Hystereseschleife der Legierung

Beispiel 4

Eine Probe aus 3% Molybdän, 25% Kobalt, 31% Chrom and Rest Eisen wurde nach Losg bei 135CC fir 30 Minuten zunächst bei 6*3°C 30 Minuten & einem Magnetfeld von 4000 Oersted, dann bei 600°C 2 Standen end schSeBBch bei 588⁶CS Standen angelas-

' hätte «ine Remanenz vkraft von835 Oersted

tOSOO<SanB, eare Koer
fcfe

; Egirodil van4jK M G Oe.

Beispiel 5

Die Wirkung eines Zusatzes von Wolfram zur ternären Fe/Cr/Co- Legierung wurde unter Verwendung von Zusammensetzungen mit einer festgelegten Menge von 25% Kobalt und variablen Mengen von Wolfram, Chrom und Eisen unter Berücksichtigung der Tatsache untersucht, daß eine optimale ternäre Zusammensetzung bei diesem Kobaltgehalt liegt. Die

ίο erforderlichen Blöckchen wurden in einem Induktionsofen und durch Überführen der Schmelze in ein Quarzrohr mit einem Durchmesser von 4 mm hergestellt. Jedes Blöckchen wurde auf eine Länge von 30 mm geschnitten. Jede dieser Proben wurde bei einer Temperatur von 1350° C eine Stunde lösungsgeglüht und dann bei einer Temperatur von 610° C 6 Stunden angelassen. Fig.5 zeigt Kurven der Maximalenergieproduktwerte, die bei diesen Proben gemessen und im Vierstoffdiagramm der Fe/Cr/25% Co/W-Legierung

aufgetregen wurden. In dem Diagramm zeigt die anschraffierte Zone wiederum den Bereich von Zusammensetzungen, die nicht zur spinodalen Zersetzung geeignet sind und ausgeschlossen werden sollen. Das Diagramm mit diesen Werten zeigt, daß sich das

Gebiet, in welchem ausgezeichnete oder befriedigende Werte des Maximalenergieprodukts erhältlich sind, erheblich ausdehnt. Wolfram bis zu 20% enthalten sein kann, um das allgemeine magnetische Verhalten der ternären Fe/Cr/Co-Legierung beizubehalten oder sogar

zu verbessern, und daß die Vorzugs-Wolframobergrenze bei 15% liegt.

Beispiel 6 Eine Probe mit 10% Wolfram, 25% Kobalt, 30%

Chrom und Rest Eisen wurde in der dem vorigen Beispiel entsprechenden Weise hergestellt und lösungsgeglüht dann anfangs bei einer Temperatur von 630° C 30 Minuten in einem Magnetfeld von 4000 Oersted und, nachher bei einer Temperatur von 610⁰C eine Stunde und schließlich bei ".8O⁰C 2 Stunden angelassen. Die wärmebehandelte Probe hatte ein maximales Energieprodukt von 5,0 M G ■ Oe.

Weitere Versuche mit verschiedenen Anteilsverhältnissen der quaternären Legierung zeigten, daß im

wesentlichen der gleiche Wert des maximalen Energieprodukts, wie er oben genannt wurde, erhältlich ist wenn Kobalt in einer Menge von 20 bis 27%, Chrom in einer Menge von 28 bis 33%, Wolfram in einer Menge von 5 bis 15% und Rest Eisen vorliegen, insbesondere wenn man die Magnetfeld- und Stufenanlaßbehandlungen anwendet

Beispiel 7

Die Wirkung eines gemeinsamen Zusatzes von Wolfram und Molybdän zu der ternären Fe/CCCo-Legierung wurde untersucht Proben mit 25% Kobalt, 30% Chrom, 0 bis 15% Molybdän, θ bis 15% Wolfram and Rest Eisen wurden hergestellt, bd ehfer Temperatnr von 1330⁰C1 Stunde losongsgeglüht and dann bdcincf Temperatur von 6i9°C 6Standen angelassen. JFig.6 zeigt hierzu im Funfstoffdreiecksdiagramm Kurven des maximalen Energieproduktes, die durch Sasusem and Auftragen der Meßwerte erhalten wurden, die an diesen Proben gemessen wurden. Ans dem Eliagramm raft 6s diesen Werten wird offenbar, daß bei der n Legierang gate Werte der magnetischen ElgscJttai mit Molybdän und Wolfram r weäden, die oft ■■-■""*· - ■ — ^₄Jg_n

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chen zugegeben wurden. Man sieht, daß für beste Ergebnisse bis zu 5%, vorzugsweise bis zu 4% Molybdän vortianden sein soll, während der Wolframgehalt hierfür bis zu 10%, vorzugsweise bis zu 7% beträgt.

Beispiel 8

Eine Probe aus 25% Kobalt, 30% Chrom, 4% Wolfram, 2,5% Molybdän und Rest Eisen wurde nach Lösungsglühung in der Art des vorigen Beispiels anfänglich bei 630⁰C 30 Minuten in einem Magnetfeld von 4000 Oersted und dann bei 610⁰C 1 Stunde und schließlich bei 58O⁰C 2 Stunden angelassen. Der wärmebehandclte Körper hatte ein maximales Energieprodukt von 5,6 M G-Oe. Die Magnetfeld- und Stufenanlaßbehandlungen wurden für verschiedene Anteilsverhältnisse der quinären Legierung angewendet, und es zeigte sich, daß das im wesentlichen gleichwertige Maximalenergieprodukt entsprechend obiger Angabe erhältlich ist, wenn die Legierung 20 bis 27% Kobalt, 2« bis 33% Chrom, 3 bis 6% Wolfram, 2 bis 3% Molybdän und Rest Eisen enthält

Es sei festgestellt, daß, obwohl Wolfram und Molybdän als solche nicht magnetisch sind, die einzelne und die kombinierte Zugabe dieser Bestandteile zur ternären Fe/Cr/Co-Legierung keinen ungünstigen Einfluß, sondern eher eine merkliche Verbesserung der magnetischen Eigenschaften des Basissystems hervorrufen. Außerdem machen sie einzeln oder in Kombination die Legierung duktil, wodurch ihre Bearbeitbarkeit verbessert wird. Es wurde schon zum Ausdruck gebracht, daß sie einzeln und in Kombination merklich den Zusammensetzungsbereich ausdehnen, in dem gute magnetische Eigenschaften erhältlich sind.

Beispiel 9

Proben mit verschiedenen Anteilsverhältnissen der ternären Fe/Cr/Co-Legierung wurden mit einer Länge von 30 mm und einem Druchmesser von 4 mm hergestellt Jede Probe wurde zunächst bei 130O⁰C 1 Stunde lösungsgeglüht und in mit Eis vermischtem Wasser mit einer Abkühlungsgeschwindigkeit von etwa 200°C/sec abgeschreckt Der lösungsgeglühte Körper wurde zunächst bei 630⁰C 30 Minuten in einem Magnetfeld ?on 4000 Oersted und dann bei 610° C 1 Stunde und schließlich bei 580° C 2 Stunden angelassen. D«e Art dieser Wärmebehandlungsschritte ist in F' i g. 7 in einem Diagramm dargestellt, wo die Abszisse die Zeit und die Ordinate die Temperatur bedeutet Diese Art entspricht exakt oder im wesentlichen den in den vorigen Beispielen erläuterten Arten, bei denen die Magnetfeld- und Stufenanlaßbehandlung mit Zwischenabkühlungen angewendet wird. Fig.8 zeigt das Dreistoffdiagramm mit Kurven des Maxtmalenergieprodukts, die nach dem Sammeln der Meßwerte dieser Proben gezeichnet wurden. Aus diesem Diagramm wird offenbar, daß» wenn die Legierung 20 bis 25% Kobalt, 29 bis 33% Chrom und Rest Esen enthalt, das erzielbare ^imnrnnl^MiM^riA.!^ 43 M G-Qe oder mehr erreicht und allgemein die Legierung 15 bis 35, vorzugsweise 17 bis 30% Kobafc, 25 bis 40, vorzugsweise 27 bis 37% Chrom und Rest Wsea enthalten sollte. Dk anschrarfierte Zone un Diagramm zeigt den

in dem die Legierung bei

der Lösungsglühtemperatur eine kubisch flächenzentrierte γ-Phase aufweist, von der aus die Spiinodalzersetzung nicht auftritt und die deshalb auszuschließen ist

Beispiel IO

Das Diagramm nach F i g. 9 zeigt Gleichwert-Maximalenergieproduktkurven des quaternären Fe/Cr/Co/ Mo-Systems, die man aufgrund der Werte herstellte, die

ίο an Proben gemessen wurden, die verschiedene Anteilsverhältnisse der quaternären Legierung bei einer auf 25% festgesetzten Kobaltmenge aufwiesen und in der gleichen Weise wie im vorigen Beispiel hergestellt und behandelt wurden. Es ist festzustellen, daß Zusammen- Setzungen existieren, die einen Wert von 5,OM G-Oe des Maximalenergieprodukts erreichen lassen, und wiederum die Zusammensetzung von 3% Molybdän, 25% Kobalt 30% Chrom und Rest Eisen umfassen. Allgemein sind, wenn die Legierung 15 bis 30% Kobalt 25 bis 40% Chrom, 1 bis 5% Molybdän und Rest Eisen enthält ausgezeichnete magnetische Eigenschaften erhältlich.

Wie bereits ausgeführt wurde, erfordert ein bevorzugtes Wärmebehandlungsverfahren zum Herstellen des verbesserten oder spinodalzersetzten Legierungssystems gemäß der Erfindung eine Lösungsglühbehandlung, die das Erhitzen der Legierung im genannten Temperaturbereich und das anschließende Abschrecken der Legierung umfaßt wobei eine so hohe Abkühlge schwindigkeit wie 200°C/sec benötigt wird. Es wurde gefunden, daß sich solche Abschreckungsbedingungen vorteilhaft mildern lassen, wenn die Legierung Silizium in gewissem Anteil enthält wobei die so erhaltene Legierung praktisch keine Verschlechterung der ma gnetischen Eigenschaften zeigt

Beispiel 11

Proben mit verschiedenen Anteilen von Silizium im Bereich von 0 bis 20% und Rest im wesentlichen aus 23% Kobalt 30% Chrom ind 47% Eisen wurden durch Gießen hergestellt und hatten eine Länge von 30 mm sowie einen Durchmesser von 4 mm. Jede Probe wurde lösungsgeglüht und im wesentlichen in gleicher Weise wie im Beispiel 9 angelassen, und beim Abschrecken nach der Lösungsglühung wurde eine Messung dei Mindestabkühlgeschwindigkeit der erhitzten Probe durchgeführt die zur Bewirkung der Lösungsglühung erforderlich ist Es wurde ebenfalls eine Messung dei magnetischen Eigenschaften der behandelten Prober durchgeführt Das Ergebnis der Messungen ist inDiagramm nach F i g. 10 gezeigt, worin die Abszisse die Menge des Siliziums bedeutet während die Ordinate sowohl das Maximalenergieprodukt als auch dk Abkühlgeschwindigkeit zeigt, wobei die Kurven A unc B das Maximalenergieprodukt bzw. die bei dei Lösungsglümmg erforderliche Abkünlgeschwindigkei in Abhängigkeit von Sfliznimgehalt zeigen. Aus diesa Kurven ergibt ssdi, daß, wenn man Silizium in Menget von 02, OA1 und 10% zusetzt, die AbküMgeschwmdig

«o keit entsprechend auf bis zu 360⁰C, WC, 30"C uw I3°C/sec gesenkt werfen kann, ohne OaB das erhalte» Maxhnalenergieprodnkt abfällt, und daß 02 bis 12¹S einen Optimalbereich des SiBziunizusatzes zum Bassie gienmgssystem darstellt

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Legierung bestehend aus

%/bis 12% Silizium

15 bis 35% Kobalt.
25 bis 40% Chrom,
0 bis 20% Molybdän,
0 bis 20% Wolfram,

Rest >- 5% Eisen '■>

als Werkstoff zur Herstellung von Dauermagneten, deren Gefüge nach spinodaler Zersetzung als «i- und ctrPhase vorliegt

2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß der Kobaltgehalt 15 bis 30% beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1.

3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß der Molybdängehalt 1 bis 5% beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1.

4. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß der Wolframgehalt 5 bis 15% beträgt für den Zweck nach Anspruch 1.

5. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß der Gehalt an Molybdän 1 bis 4% und an Wolfram 2 bis 7% beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1.

6. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß der Siliziumgehalt mehr als G.2% beträgt, für den Zweck nach Anspruch 1.

7. Verwendung einer Legierung nach einem der Ansprüche I bis 6 für den Zweck nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß der daraus hergestellte Körper für mehr als 10 min auf 1200 bis 1400⁰C erhitzt, abgeschreckt und für 1 bis 9 Stunden auf 530 bis 650° C angelassen wird.

8. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 7 mit der weiteren Maßgabe, daß der Körper stufenweise, und zwar 30 min bis 4 Stunden bei 550 bis 650⁰C und anschließend 30 min bis 5 Stunden bei 530 bis 630° C angelassen wird.

9. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 7 oder 8 mit der weiteren Maßgabe, daß der abgeschreckte Körper vor dem Anlassen 10 min bis 2 Stunden in einem Magnetfeld von mehr als 2 Oersted auf 580 bis 650° C erhitzt wird.