DE2246427C3 - Weichmagnetische Legierung, ihre Verwendung und Verfahren zur Einstellung eines Ordnungsgrades von 0,1 bis 0,6 in solchen Legierungen - Google Patents
Weichmagnetische Legierung, ihre Verwendung und Verfahren zur Einstellung eines Ordnungsgrades von 0,1 bis 0,6 in solchen LegierungenInfo
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Description
Derzeit werden handelsübliche weichmagnetische Werkstoffe auf Nickel-Eisen-Basis in weitem Ausmaß
zur Herstellung von magnetischen Aufnahme-Reproduktionsköpfen von Audio-Bandrekordern verwendet,
da sie eine hohe Permeabilität und eine gute Bearbeitbarkeit besitzen.
Aus der DE-PS 6 79 794 sind schon Legierungen bekannt, welche aus 35 bis 85% Nickel, 0,1 bis 10%
Niob + Tantal, Rest Eisen bestehen und die zur Herstellung von magnetisch beanspruchten Legierungen,
bei denen auch eine hohe Permeabilität erforderlich ist, benützt werden. Die Benutzung dieser bekannten
Legierungen als Werkstoff für Audio-Magnetaufnahme- und Reproduktionsköpfe liegt also nahe. Es ist auch
schon bekannt, diese Legierungen bei HOO0C in neutraler
Atmosphäre zu glühen und anschließend eine übliche Abkühlung im abgeschalteten Ofen vorzunehmen.
Aus R. M. Bozorth »Ferromagnetism«,
4. Ausgabe (1956), S. 112/113, ist darüber hinaus die
übliche Permalloy-Glühbehandlung Tür weichmagnetische Nickel-Eisen-Legierungen bekannt, bei der zuerst
bei 900 bis 950 C geglüht, dann mit maximal lOOX/h auf Raumtemperatur abgekühlt und danach
bei 600 C angelassen wird, worauf eine erneute Abkühlung erfolgt. Aus »Handbuch Weichmagnetischer
Werkstoffe« der Vakuumschmelze AG, Ausgabe 1957,
5. 270, ist es ferner bekannt, daß sich die magnetischen
Eigenschaften von Nickel-Eisen-Legierungen des Permalloy-Typs sehr kritisch bezüglich der Wärmebehandlung
verhalten. Aus K.E. Volk »Nickel und Nickellegierungen«, Springer Verlag, 1970, S. 73 bis 89,
ist es schließlich noch bekannt, daß in Legierungen der weichmagnetischen Nickel-Eisen-Klasse die Größe
der Anfangspermeabilität und der Maximalpermeabilität
von der Größe der Konstanten der Kristallanisolropie
K1 und d:r Magnetostriktion abhängig ist.
Diese Konstanten werden im wesentlichen durch die chemische Zusammensetzung der Legierung und
durch eine spezielle Wärmebehandlung bei verhältnismäßig niedriger Temperatur festgelegt. Diese Konstanten
werden ferner durch die Einstellung der Ordnungsphase beeinflußt, deren Einstellungszeit und
Temperatur in dlem kritischen Bereich unterhalb 600 C
unter anderem davon abhängt, welche weiteren Zusätze
die Nickel-Eisen-Grundzusammensetzung dieser weichmagnetischen Legierungen noch enthält.
Diese bekannten Legierungen sind jedoch immer noch hinsichtlich der Härte und der Abriebbeständigkeit
für magnetische Aufnahme- und Reproduktionsköpfe unbefriedigend, weil die Vickershärte //,. nur
relativ niedrig ist und in der Gegend von etwa 130 iS
Hegt und somit die Abriebbeständigkeit ziemlich schlecht ist
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Legierung mit verbesserter Härte und Abriebbeständigkeit,
eimern hohen elektrischen Widerstand und hoher Schmiedbarkeit und Bearbeitbarkeit zur
Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung gelöst.
Gegenstand der Erfindung ist daher eine weichmagnetische Legierung, bestehend aus 60,2 bis 85%
Nickel, 6,0 bis 30,0% Eisen und 6 bis 17% Tantal als Hauptbestandteile sowie weiterhin aus insgesamt 0,01
bis 10,0% eines oder mehrerer der Elemente 0 bis 7,0% Molybdän, 0 bis 5,0% Chrom, 0 bis 10,0% Wolfram,
0 bis 7,0% Vanadium, 0 bis 10,0% Mangan, 0 bis 7,0% Germanium, 0 bis 5,0% Titan, 0 bis 5,0% Zirkonium,
0 bis 5,0% Aluminium, 0 bis 5,0% Silicium, 0 bis 5,0% Zinn, 0 bis 5,0% Antimon, 0 bis 10,0% Kobalt
und 0 bis 10,0% Kupfer als Nebenbestandteile sowie den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen.
In bevorzugter Ausgestaltung dieser Erfindung wird die Verwendung einer weichmagnetischen Legierung
mit der obigen Zusammensetzung, in der ein Ordnungsgrad von 0,1 bis 0,6 eingestellt worden ist, als Werkstoff
für magnetische Aufnahme- und Reproduktionsköpfe, der eine Vickershärte von mehr als 150, eine
Anfangspermeabillität von mehr als 3000 und eine Maximalpermeabilität von mehr als 5000 besitzen muß,
vorgeschlagen.
Der angegebene Ordnungsgrad von 0,1 bis 0,6 wird in Legierungen der obigen Zusammensetzung vorzugsweise
dadurch eingestellt, daß man die Legierung bei mehr als 800=C, vorzugsweise mehr als 1100 C, aber
unterhalb der Schmelztemperatur, langer als 1 min, aber nicht langer als 100 h. in einer nichtoxydierenden
Atmosphäre oder im Vakuum glüht und danach von einer Temperatur oberhalb des Ordnungs-Unordnungs-Umwandlungspunktes
von etwa 600C auf Raumtemperatur in einer je nach der jeweiligen Zusammensetzung
empirisch zu bestimmenden Abkühlungsgeschwindigkeit abkühlt.
Nach einer weiterhin bevorzugten Ausführungsform geht man so vor, daß die Abkühlungsgeschwindigkeit
zwischen 10O0CVu und 1 CVh gewählt wird und daß
nach der Abkühlung auf Raumtemperatur erneut r,o langer als I min, aber nicht langer als 100 h hei einer
Temperatur unterhalb des Ordnungs-Unordnungs-Umwandlungspunkteii
von etwa 600 C angelassen wird.
Die oben angegebenen Prozenlmengen gelten in Gewichtsprozent. (,=,
Somit kann erfiridungsgemäß ein Werkstoff mit einer
hohen Permeabilität und einer hohen Härte durch ein Verfahren erhalten werden, bei welchem man die
Legierung im Vakuum oder in einer nichtoxydierenden AtmosphärR bei Temperaturen von mehr als 800 C
oder höher, vorzugsweise mehr als 1100 C, und niedriger
als der Schmelzpunkt über mehr als 1 min, aber nicht langer als 100 h je nach Zusammensetzung der
Legierung, erhitzt, um durch eine Lösungsbehandlung und Homogenisierung Bearbeitungsspannungen zu
entfernen, die Legierung auf eine Temperatur oberhalb ihres Ordnungs-Unordnungs-Übergangspunktes,
d. h. etwa 600 C1 abkühlt, so daß die Legierung über
einen kurzen Zeitraum bei der letztgenannten Temperatur gehalten wird, während sich durch die Legierung
hindurch eine gleichförmige Temperaturausbildel und man die Legierung von der Temperatur oberhalb
des Ordnungs-Unordnup.gs-Übergangspunktes auf Raumtemperatur mit einer Geschwindigkeit von mehr
als I CVh, aber weniger als 100 CVs je nach Zusammensetzung
der Legierung abkühlt oder die Legierung auf eine Temperatur unterhalb des Ordnungs-Unordnungs-Überyangspunktes
über einen Zeitraum von mindestens 1 min, aber nicht größer .ils 100 h je nach
Zusammensetzung der Legierung weiter erhitzt und auf Raumtemperatur abkühlt
Der Grund, warum die Erhitzungstemperatur zum Zweck der Entfernung von Bearbeitungsspannnungen
u. dgl. '-lurch eine Lösungsbehandlung oberhalb 800 C, vorzugsweise oberhalb 1100 C, festgesetzt ist,
ist, daß zwar schon eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur (etwa 600 C) die magnetischen
Eigenschaften der Legierung verbessern kann, daß aber eine Temperatur von oberhalb 800 C, vorzugsweise
oberhalb 1100 C, zu einer überragenden Verbesserung der magnetischen Eigenschaften der
Legierung führen kann.
Die Art und Weise, in welcher die Legierung von der Temperatur der Lösungsbehandlung auf eine
Temperatur oberhalb des Ordnungs-Unordnungs-Übergangspunktes (etwa 600 C) abgekühlt wird, beeinflußt
ihre magnetischen Eigenschaften nicht sehr stark, und zwar ungeachtet, ob man langsam abkühlt oder
abschreckt. Demgegenüber hat aber die Abkühlungsgesciiwindigkeit,
wenn die Temperatur der Legierung unter den Ordnungs-Unordnungs-Übergangspunkt gelangt,
ausgeprägte Effekte auf die magnetischen Eigenschaften der Legierung, so daß es notwendig ist, die
Legierung von ihrem Ordnungs-Unordnungs-Übergangspunkt mit einer Geschwindigkeit von mehr als
IC/h, aber von weniger als 100 CVs, je nach Zusammensetzung der Legierung, auf Raumtemperatur abzukühlen.
Ein solcher Bereich der Abkühlungsgeschwindigkeit wird ausgewählt, um zu bewirken, daß der
Ordnungsgrad der Legierung im Bereich von etwa 0,1 bis 0,6 liegt und daß eine Legierung mit ausgezeichnefen
magnetischen Eigenschaften erhalten werden kann. Wenn der Ordnungsgrad in einem Bereich von
0,2 bis 0,5 liegt, dann werden die magnetischen Eigenschaften weiter verbessert. Wenn die Legierung mit
etwa 100 CVs vcrgleichsmäßig abgeschreckt wird, dann wird ihr Ordnungsgrad vergleichsmäßig gering,
d. h. etwa 0,1, so daß die magnetischen Eigenschaften der Legierung verschlechtert werden. Wenn die Legierung
mit einem solchen geringen Ordnung-.gidd auf
eine Temperatur unterhalb des Ordnungs-Unordnungs-Übergiingspunkles,
d. h. 200 bis 600 C, wieder erhitzt wird, dann steigt der Ordnungsgrad auf 0,1 bis 0,6 an
und die magnetischen Eigenschaften werden verbessert.
Auf der anderen Seite erhöht ein zu langsames
Abkühlen mil weniger als I ( /h den Ordnungsgnid
/u stark über ().(>, so daß die magnetischen I igenschaften
wiederum verringert »erden.
lis wurde gefunden, daß die magnetischen Eigenschaften
der erHndungsgcniäßen Legierung maxinialisiert
werden können, wenn der Ordnungsgrad der Legierung in einen Bereich von 0.1 bis ().(>, vorzugsweise
0.2 bis 0,5. füllt. Das obengenannte Abkühlen von einer TcnipcraUirobcrhalb des Ordnungs-Unordnungs-Übergangspunktes
b/w. des Ordnungs-l.'nordnungs-Umw.,ndlungspunkles
der Legierung mit einer Geschwindigkeit von mehr als I (Vh, aber weniger als KK) ( /s,
ergibt den gewünschten Ordnungsgrad im Bereich von 0,1 bis 0,6. Die magnetischen Eigenschaften der
so behandelten Legierung, insbesondere wenn sie abgeschreckt wird, können weiter verbessert werden,
wenn man auf eine Temperatur unterhalb des Ordnungs-Unordnungs-Umwandlungspunkles,
d. h. im Bereich zwischen 2(K) und 600 ( , wiedererhitzt.
Allgemein gesprochen, neigt eine höhere Behandlungstemperatur dazu, eine kürzere Behandlungszcil
zu gestalten, während eine niedrigere Behandlungslemperatur dazu neigt, eine längere Behandlungszeit
erforderlich zu machen.
In ähnlicher Weise erfordert eine größere Masse eine längere Behandlungsz.eit, während man bei geringeren
Massen mit einer kürzeren Behandlungszeit auskommt.
Bei der Abkühlung der Legierung mit der obengenannten Zusammensetzung gemäß der Erfindung
von einer Temperatur oberhalb ihres Ordnungs-Unordnungs-Umwandlungspunkles
von etwa 6(K) ( auf Raumtemperatur variiert die geeignete Abkühlungsgeschwindigkeit
für die Maximalisierung ihrer hohen Permeabilität etwas je nach der jeweiligen Zusammensetzung,
doch ist die Abkühlungsgcschwindigkcit. welche bei der Erfindung angewendet wird, gewöhnlich
so gering, daß ein Abkühlen in einem Ofen bevorzugt wird.
So werden beispielsweise nach dem Formen der magnetischen Aufnahme-Reproduktionsköpfe diese
Köpfe im allgemeinen wärmebehandelt, um innere Spannungen zu eliminieren, die bei der Verformung
der Köpfe entstanden sind. Zur Beibehaltung der geeigneten Gestalt und zur Vermeidung der Oxydation ihrer
Oberfläche ist ein langsames Abkühlen im Vakuum oder in einer nichtoxydierenden Atmosphäre vorzuziehen.
Die erfindungsgemäße Legierung ist besonders gut für eine solche Nachformungs-Wärmebehandlung
geeignet.
Nachfolgend soll ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung im stufenweise erfolgenden
Ablauf erläutert werden.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Legierung wird eine geeignete Menge eines Ausgangsmaterials,
bestehend aus 60,2 bis 85% Nickel. 6 bis 30% Eisen und 6 bis 17% Tantal, in einem Schmelzofen in Luft,
vorzugsweise im Vakuum, oder in einer nichtoxydierenden Atmosphäre aufgeschmolzen. Der Schmelze
wird eine geringe Menge (weniger als 1%) eines Desoxydationsmittels und Entschwefelungsmittels, z. B.
Mangan, Silicium, Aluminium. Titan, Bor, Calciumlegierung. Magnesiumlegierung od. dgl., zugesetzt,
um die Verunreinigungen soweit wie möglich zu entfernen. Schließlich wird eine Gesamtmenge von
weniger als 10% der folgenden Stoffe zu der Schmelze zugesetzt: 0 bis 7% Molybdän, 0 bis 5% Chrom, 0 bis
10% Wolfram. 0 bis 7% Vanadium. 0 bis 10% Manean,
0 bis 7"„ Germanium. 0 bis 5",'·· Titan. 0 bis S".i. Zirkonium.
0 bis 5'V Aluminium, 0 bis 57m Silicium.
0 bis 5".,. Zinn, (I bis 5% Antimon, 0 bis I(Γ/.. Kobalt
und 0 bis 10% Kupfer. Das auf diese Weise hergestellte
geschmolzene Metall wird zur Homogenisierung der Zusammensetzung gründlich durchbewegt.
Zu Tcslzwecken wurden auf die folgende Weise eine Anzahl von verschiedenen Legierungsproben
hergestellt. Die einzelnen Lcgierungsschmclzen wurden in eine Form mit mehreren Gestalten und Größen
zur Herstellung eines gesunden Barrens gegossen. Der Barren wurde dann zu Blechen jeweils mit einer Dicke
von 0,3 mm vcrlbrml, indem bei Raumtemperatur oder
bei hoher Temperatur ein Schmieden oder Walzen vorgenommen wurde.
Aus den so hergestellten Blechen wurden Ringe mit einem Außendurchmesser von 44 mm und einem
Innendurchmesser von 36 mm herausgeslanzl. Die Ringe wurden sodann auf 8(K) ( oder höher, vor/ugsweise
auf oberhalb 1100 C, aber unterhalb des Schmelzpunktes über einen Zeitraum von mindestens
1 min, vorzugsweise von etwa 100 h, im Vakuum oder in Wasserstoff oder in cineranderen nichtoxydierenden
Atmosphäre erhitzt und sodann mit einer geeigneten Abkühlungsgeschwindigkeit in Abhängigkeil von der
Legierungszusammensetzung, wie 100 (7s bis I (7h. vorzugsweise 10 (7s bis 10 (7h, allmählich abgekühlt.
Bei bestimniten Zusammensetzungen der Legierungen wurden die Proben weiterhin auf eine Temperatur
unterhalb ihres Ordnungs-Unordnungs-Umwandlungspunktcs,
insbesondere 200 bis 600 ( , über einen Zeitraum von mindestens 1 min, aber nicht langer als etwa
100 h. erhitzt und sodann abgekühlt.
Die Permeabilität der auf diese Weise erhaltenen Ringproben wurde nach der herkömmlichen ballistischen
Galvanometermethode gemessen. Die höchsten Werte der Anfangspermeabilität (μ0) und der
Maximalpermeabilität (//J der Proben ergaben sich als
87 300 und 3790(K). Es wurde weiterhin gefunden, daß die Proben eine erheblich hohe Härte und einen
großen spezifischen Widerstand hatten.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. IA und 1 B Diagramme, welche die Beziehung
zwischen der Zusammensetzung der Nickel-Eisen-Tantal-Molybdän-Legierung mit etwa 2.1% Molybdän und
ihren Anfangspermeabilitäten und Maximalpermeabilitäten veranschaulichen,
Fig. 2A und 2B Diagramme, die die Beziehung
zwischen der Zusammensetzung von Nickel-Eisen-Tantal-Chrom-Legierungen mit etwa 2,2% Chrom i-nd
ihren Anfangspermeabilitäten und Maximalpermeabilitäten veranschaulichen,
Fig. 3A und 3B die Beziehung zwischen der Zusammensetzung
von Nickel-Eisen-Tantal-Wolfram-Legierungen
mit etwa 3,2% Wolfram und ihren Anfangs- und Maximalpermeabilitäten,
Fig. 4A und 4B Diagramme, welche die Beziehung
zwischen der Zusammensetzung von Nickel-Eisen-Tantal-Vanadium-Legierungen mit etwa 3,0%
Vanadium und ihren Anfangs- und Maximalpermeabiütäten
veranschaulichen und
Fig. 5A und 5B Diagramme, welche die Beziehung
zwischen der Zusammensetzung von Nickel-Eisen-Tantal-Germanium-Legierungen mit etwa 3,1%
Germanium und ihren Anfangs- und Maximalpermeabilitäten veranschaulichen.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.
Herstellung der Legierung Nr. (aus 74% Ni, 9,9% Fe. 14% Ta und 2,1% Mo)
Als Ausgangsmatcrial wurde ein zu 99,8% reines Elektrolytnickcl, 99,9% reines Elektrolyteisen, 99,9%
reines Tantal und zu 99,9% reines Molybdän verwendet. Es wu'j'i eine Probe gebildet, indem 80Og der reinen
Ausgangsmetalle im Vakuum unter Verwendung eines Aluminiumoxid-Tiegels, der in einem Hochrrequcnz-Elektrooren
angeordnet war, aurgeschmob.i'-.n wurden.
Die Metallschmelze wurde durchbewegt, um eine homogene Schmelze der Legierung zu ergeben. Die
Schmelze wurde hierauT in eine Metallform mit einem zylindrischen Loch von 25 mm Durchmesser und
170 mm Höhe gegossen. Die auf diese Weise erhaltenen Barren wurden bei etwa 1000 C zu Blechen
mit einer Dicke von 7 mm geformt. Die Bleche wurden bei etwa 600 bis 900 C zu einer Dicke von I mm
warmgewalzt und sodann bei Raumtemperatur kaltgewalzt, wodurch dünne Bleche mit einer Dicke von
0,3 mm erhalten wurden. Aus den dünnen Blechen wurden Ringe mit einem Innendurchmesser von
3d mm und einem Außendurchmesser von 44 mm herausgestanzt.
Die auf diese Weise gebildeten Ringe wurden verschiedenen Wärmebehandlungen unterworfen, wie sie
in Tabelle I gezeigt sind. In der Tabelle 1 sind auch die physikalischen Eigenschaften der Ringe nach den
Behandlungen zusammengestellt.
permea- permea- (T) bilität μ,, bilität /vm
kraft verlust induktion elektr. hiirle HV
(A/m) (Joule/cm 7 (T) Widerstand
TeId =
dichte = 0,5 T
In Wasserstoff 3 h 17
aur 1150 C erwärmt,
im Orenauf600 C
abgekühlt und mit 9 CVs auf Raumtemperatu, abgekühlt
Nach dieser Behänd- 33 lung 30 min im Vakuum auf 400 C
wiedererwärmt
In Wasserstoff 3 h 38 auf 1150 C erwärmt,
im Ofen auf 600 C abgekühlt und mit 8100 CVh auf Raumtemperatur
abgekühlt
Nach dieser Behänd- 41000 lung 1 h im Vakuum
aur 400 C wiedererwärmt
In Wasserstoff 3 h aur 1150 C erwärmt,
im Ofen aur 600 C abgekühlt und mit 240 CVh aur Raumtemperatur abgekühlt
Nach dieser Behänd- 46400 lung 30 min aur
400 C wiedererwärmt
In Wasserstoff 3 h aur 1150 C erwärmt,
im Ofen aur 600 C abgekühlt und mit 100 CVh aur Raumtemperatur
abgekühlt
Nach dieser Behänd- 52 lung i h im Vakuum
auf 400 C wiedererwärmt
115000 0,3330 1,3051 27,31 · 10 7 0,550
72,5
204
215
174000 0,331 0,6844 14,28 ■ 10 7 0,557
73,0
202
206000 -
62 000 293 000 0,328 0,4218
8,67 - 10 7 0,558
73,5
203
235 000 -
87 300 379000 0,335 0,3263
6,45 ■ 10"
0,560
73,4
202
264000 -
Fortsetzung
Wärmebehandlung
Im Vakuum 3 h auf 1150 C erwärmt, im Ofen auf 600 C abgekühlt
und mit IO CVh auf Raumtemperatur abgekühlt
Nach dieser Behandlung 3 h im Vakuum auf 400 C wiederer wärmt
10
Anlatigspcrmeabililiit
/;n
Maximalpernieabililiit
μ,,,
Remanenz (T) Koerzitivkraft
( N/m)
( N/m)
Ilysteresc-
verlust
(Joule/cm /
Zyklus)
(Joule/cm /
Zyklus)
Maximale magnetische FIuLidichtc - 0,5 T
Siiltigungs-
induktion
(T)
Magnel-
Ie I ti
922 Λ/ιιι
Spc/if. Vickers-
eleklr. ' hiirte HV Widersland
(■iij-cm)
(■iij-cm)
33 000 154 000 0,334 0,7401 16,46· 10 7 0,557
73,2
202
14 600 103 000 0,332 1,3529 28,60 10
Herstellung der Probe Nr. 207 (aus 73,3% Ni, 8,2% Fe, 15,2% Ta und 3,1% Ge)
Als Ausgangsmaterialien wurden Nickel, Eisen und Tantal mit der Reinheit wie im Beispiel 1 sowie zu
99,9% reines Germanium verwendet. Die Ilcrstellungsweise der Proben war wie im Beispiel 1. Die Proben
wurden verschiedenen Wärmebehandlungen unterworfen. Die physikalischen Eigenschaften, die erhalten
wurden, sind in Tabelle 2 zusammengestellt.
Wärmebehandlung
Anfangspermea- bilitüt μα
Maximalpermea bilität μη
Remanenz Koerzitiv-(T) kraft
(A/m)
Hystereseverlust
(Joule/cm·1/
Zyklus)
(Joule/cm·1/
Zyklus)
Maximale magnetische Flußdichte = 0,5 T
Sättigungsinduktion
(T)
(T)
Magnet-TeId =
922 A/m
922 A/m
Spezif.
elektr.
Widerstand
(μϋ-cm)
elektr.
Widerstand
(μϋ-cm)
Vickershärte HV
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt,
im Ofen auf 600 C abgekühlt und mit 9 CVs auf Raumtemperatur
abgekühlt
Nach dieser Behandlung im Vakuum 30 min auf 400 C
wiedererwärmt
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt,
im Ofen auf 600X abgekühlt und mit 8100 CVh auf Raumtemperatur
abgekühlt
Nach dieser Behandlung im Vakuum 1 h auf 4000C wiedererwärmt
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt,
im Ofen auf 600 C abgekühlt und mit 800 CVh auf Raumtemperatur abgekühlt
17 800 103 000 0,307 1,2892 25,30· 10 7 0,571
28 000 154 72,5
265
36
175 000 0,309 9,9948 19,69 ■ 10"7 0,570
72,7
263
47200 203000 0,315 0,7799 17,62-10"7
53600 224000 0,310 0,6844 15,48 · 10 7 0,571
72,4
265
11
12
Fortsct/iiiij!
Wärmebehandlung | Λ η fangs- permea- bilitäl μ,ι |
Maximal- permea- bilitäl μ,,, |
Remanenz Koer/itiv- (T) knifl (A/m) |
0,5889 | llyslcrese- vcrlusl (Joule/cnrV Zyklus) |
Sätligungs- induktion (T) Magnet- |
Spezif. Vickers- elektr. härte 1IV Widerstund (yli-cm) |
Maximale magnetische dichte - 0,5 T |
F-IuIi- | 71 922 A/m | |||||
Nach dieser Behand lung im Vakuum 30 min auf 400 C wiedererwärmt |
58 800 | 232 000 | |||||
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt, im Ofen auf 600 C abgekühlt und mit 240 CVh auf Raum temperatur abgekühlt |
72 500 | 287 000 | 0,313 | 12,83· 10 7 | 0,573 | 72,2 265 | |
Nach dieser Behand lung im Vakuum 1 h bei 400 C wieder erwärmt |
53 Oöö | 24 i ÖOÖ | |||||
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt, im Ofen auf 600 C
abgekühlt und mit 100 CVh auf Raumtemperatur abgekühlt
Nach dieser Behandlung im Vakuum 1 h bei 400 ( wiedererwärmt
46600 216000 0,312 0,7481 16,70-10 7 0,571
72,6
267
23 700 157 500 -
Herstellung der Legierung Nr. 228 (aus 74% Ni, 8,9% Fe, 15,1% Ta und 2% Ti)
Als Ausgangsmaterialien wurden Nickel, Eisen und Tantal mit den gleichen Reinheiten wie im Beispiel 1
sowie zu 99,8% reines Titan verwendet. Die Herstellungsweise der Proben war wie im Beispiel 1. Die
Proben wurden verschiedenen Wärmebehandlungen unterworfen. Die erhaltenen physikalischen Eigenschaften
sind in Tabelle 3 zusammengestellt.
Wärmebehandlung
Anfangspermea bilität μη
Maximalpermea bilität um
Remanenz Koerzitiv-(T) kraft
Hystereseverlusi
(Joule/cm3/
Zyklus)
(Joule/cm3/
Zyklus)
Maximale magnetische Flußdichte = 0,5 T
Sättigungsinduktion
(T)
(T)
Magnetfeld =
71922 A/m
71922 A/m
Spezif.
elektr.
Widerstand (μΐί-cm)
elektr.
Widerstand (μΐί-cm)
Vickershärte HV
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt,
im Ofen auf 600 C abgekühlt und mit 26 C/s auf Raumtemperatur abgekühlt
10600 147000 0,316 1,5598 33,47-10"' 0,612
72,0
303
Nach dieser Behandwiedererwärmt
25
217000 -
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt,
im Ofen auf 600 C" abgekühlt und mit 8100 CVh auf Raumtemperatur abgekühlt
22 000 254 000 -
0,615
72,2
304
13
Fortsetzung
Wärmebehandlung
Anfangs- | Maximal | Remanenz | Koerzitiv | Hysterese | Sättigungs- | Spezir. |
permea | permea | (T) | kraft | verlust | induktion | elektr. |
bilität μ0 | bilität μη | (A/m) | (Joule/cm / | (T) | Widerstand | |
Zyklus) | Magnet- | (:iu-cm) |
Vickershärte HV
Maximale magnetische FIuQ-dichle = 0,5 T
TeId
71 922 A/m
Nach dieser Behandlung im Vakuum 1 g auf 400°C wiedererwärmt
28 300 262000 0,313 1,1141 25,24 10
-7 _
In Wasserstoff 3 h auf 1150°C erwärmt,
im Ofen auf 6003C abgekühlt und mit 240°C/h auf Raumtemperatur
abgekühlt
39400 271500 0,314 0,7560 17,53 · 10"7 0,616
72,0
305
Nach dieser Behandlung 30 min im Vakuum auf 400 C wiedererwärmt
31600 246000 -
In Wasserstoff 3 h auf 1150'C erwärmt,
im Ofen auf 600'C abgekühlt und mit 100°C/h auf Raumtemperatur abgekühlt
25000 198000 0,312 0,9550 22,60 10~7 0,614
71,8
303
Nach dieser Behandlung 1 h im Vakuum auf 400'C wiedererwärmt
20400
136000 -
In Wasserstoff 3 h auf 1150 C erwärmt,
im Ofen auf 600'C abgekühlt und mit 10'C/h auf Raumtemperatur
abgekühlt
18600
133500 0,310 1,3051 25,37· 10"7 0,612
71,5
300
Nach dieser Behandlung im Vakuum 1 h auf 400 C wiedererwärmt
13 500 104 000 0,308 1,6155 28,64 10"
Bei den obigen Beispielen wurde das Metall V mit einer Reinheil von 99,8% verwendet. Es kann aber
auch herkömmliches Ferrovanadium, wie es auf dem Markt verfügbar ist, verwendet werden. In einem solchen
Fall wird die Legierung geringfügig brüchig, so daß geeigneterweise ein Desoxydationsmittel und ein
Entschwefelungsmittel, z. B. Mangan, Silicium, Aluminium, Titan, Bor, eine Calciumlegierung, eine
Magnesiumlegierung u. dgl., verwendet werden, um die Desoxydierung und Hntschwefelung genügend
durchzuführen und der Legierung die Dehnbarkeit
bzw. Schmiedbarkeit zu verleihen.
In obigen Beispielen wurde jede Legierung ferner
In obigen Beispielen wurde jede Legierung ferner
ho 3 Stunden auf 1150C erwärmt, in einem Ofen aul
600 C abgekühlt und sodann durch verschiedene Wärmebehandlungen weiter behandelt. Diese Wärmebehandlungstemperatur
kann mehr als 800 C, vorzugsweise mehr als 1100 ( , sein, soll aber unterhalb de*
(,(, Schmelzpunktes liegen. Die Dauer der Wärmebehandlung
ist nicht begrenzt.
In der Tubelle 4 sind die charakteristischen Eigenschaften
von typischen Legierungen gezeigt.
Zusammensetzung (%) | Fe | Ta | Mo | Abkiinl- | Anlaß- Anfangs | Maximal |
^a | geschwindig- | temperatur permea- | permea | |||
Ni | 2,1 | keit von 600 c nach |
(C) bilitätjVo | bilität μη | ||
Cr | d. Erhitzen | |||||
3,2 | a. 1150 C | |||||
11,6 | 8,2 | ia | ( t/h) | |||
9,9 | 14,0 | W | ||||
76,0 | 6,0 | 240 | 75200 | 325000 | ||
74,0 | 10,8 | 10,0 | 100 | 87300 | 379000 | |
8,3 | 15,2 | V | ||||
76,0 | 5,3 | 10 | 38100 | 251000 | ||
74,3 | 9,7 | 10,3 | 3,0 | 50 | 53100 | 337000 |
9,3 | 15,0 | 1,2 | ||||
74,0 | Mn | 5 | 46300 | 188000 | ||
72,5 | na | 7,0 | 6,1 | 100 | 72500 | 274(MX) |
11,4 | 10,2 | 4,0 | ||||
76,5 | 9,8 | 16,0 | Ge | 100 | 26000 | 174000 |
75,4 | 5,5 | 400 | 40900 | 291300 | ||
73,0 | 8,9 | 10,0 | 3,1 | 240 | 13 800 | 104 500 |
7,2 | 15,3 | Ti | ||||
75,0 | 3,3 | 400 | 20900 | 136000 | ||
73,5 | 8,5 | 10,0 | 2,0 7- |
240 | 45700 | 264000 |
8,2 | 15,2 | Ζ.Γ 2,0 |
||||
76,0 | 1,0 | 240 | 48 300 | 216600 | ||
73,3 | 10,0 | 10,2 | Al | 240 | 72500 | 287000 |
8,9 | 15,1 | 2,1 | ||||
76,5 | 11,7 | 10,3 | Si | 240 | 20100 | 136000 |
74,0 | 10,5 | 15,2 | 4,5 | 240 | 39400 | 271500 |
76,0 | 2,0 | 100 | 11500 | 120000 | ||
73,3 | 10,6 | 10,3 | Sn | 240 | 27 800 | 264000 |
2,0 | ||||||
77,0 | 9,7 | 7,3 | 1,1 | 800 | 35 300 | 283000 |
7,7 | 15,2 | Sb | ||||
78,5 | 2,1 | 100 | 16900 | 123000 | ||
75,1 | 11,7 | 10,3 | 1,3 | 240 | 46000 | 307000 |
10,2 | 15,2 | Co | ||||
76,0 | 5,1 | 240 | 35 100 | 258000 | ||
73,5 | 11,4 | 10,0 | 3,2 | 100 | 21600 | 146000 |
9,5 | 15,2 | Cu | ||||
76,5 | 9,5 | 100 | 37000 | 261000 | ||
74,0 | 9,9 | 10,0 | 5,0 | 240 | 18400 | 135000 |
10,1 | 15,2 | 3,2 | ||||
75,0 | 100 | 21500 | 137000 | |||
71,5 | 8,2 | 5,3 | 240 | 44000 | 280600 | |
9,3 | 10,2 | |||||
77,0 | 8,6 | 15,0 | 100 | 400,10 9 700 | 85 000 | |
75,5 | 240 | 21500 | 138000 | |||
73,2 | 240 | 38 600 | 273000 | |||
12 21
45 52
78 86
108 113 120
167 175
197 207
221 22&
252 260
275
294 302
315 323
340 348
363 370
380 385 393
Tabelle 4 (Fortselzung)
Legierung Nr. | Remanenz |
(T) Koerzitivkraft
(A/m) |
Hystereseveriust
(Joule/cmVZyklus) |
Sättigungs
induktion (T) |
Spezif. elektr.
Widerstand |
Vickers-
härte HV |
Maximale | magnetische Flußdiehte | -0,5 T |
Magnetfeld
= 71922 A/m |
|||
12 21 |
0,312 0,33:5 |
0,5173 0,3263 |
9,75 · 10 7 6,45 · 10 ' |
0,558
0.560 |
68,6 73,4 |
164 202 |
45 52 |
0,302 (),29iS |
0.5889 0.4695 |
12,61 ■ 10 7
9,30· 10 ; |
0,633
0.625 |
70,8 77.1 |
172
22Π |
Tabelle 4 | (Fortsetzung) | 17 | 22 46 427 | Sättigungs- induktion (T) |
18 | Vickers- härte HV |
Legierung | Nr, Remanenz | (T) Koerzitivkraft (A/m) |
Hystereseverlust (Joule/qmVZyklus) |
Magnetfeld = 71922 A/m |
Spezif, elektr. Widerstand |
|
Maximale | magnetische Flußdichte | = 0,5 T | 0,704 0,679 |
178 225 |
||
78 86 |
0,347 0,315 |
0,8993 0,5252 |
17,47 · 10"7 10,13 · IO"7 |
0,588 0^92 0,576 |
62,5 65,1 |
235 229 222 |
108 113 120 |
0,301 0,318 0,296 |
1,1300 0,6685 1,3927 |
24,63 · 10~7 13,05 · 10"7 28,12 · 10"7 |
0,701 0,675 |
88,0 85,6 86,3 |
174 253 |
167 \ 175 |
0,346 0,332 |
0,8117 0,6287 |
13,10 10"7 10,57 · 10"7 |
0,596 0,573 |
59,6 63,2 |
220 265 |
! 197 \ 207 |
0,307 0,313 |
0,7321 0,5889 |
16,31 - 10'7 12,83 · 10"7 |
0,651 0,616 |
68,4 72,2 |
284 305 |
■ 221 ] 228 |
o!314 | 1,0425 0,7560 |
27,32 · 10~7 17,53 · 10"7 |
0,723 0,715 |
67,3 72,0 |
230 268 |
\ 252 i 260 |
0,336 0,323 |
1,4643 1,0823 |
23,77 · 10~7 18,40 · 10"7 |
0,633 | 67,0 69,3 |
380 |
\ 275 | 0,317 | 0,7560 | 14,25 ■ 10"7 | 0,612 | 59,7 | 210 286 |
294 ] 302 |
0,346 0,324 |
1,5279 0,5650 |
26,01 · 10"7 12,63 ■ 10"7 |
0,728 0,614 |
75,4 | 239 252 |
Ul Ul to — Ul Ol |
0,337 0,320 |
0,9948 1,6155 |
21,34 · 10"7 32,50 · 10~7 |
0,713 0,611 |
64,5 72,3 |
245 261 |
340 348 |
0,330 0,315 |
1,0664 1,3529 |
23,64 · 10~7 30,38 · 10"7 |
0,830 0,773 |
65,6 71,5 |
177 233 |
363 ; 370 |
0,356 0,324 |
0,9231 0,5809 |
23,40 · 10"7 12,52 · 10"7 |
0,780 0,674 |
60,3 67,3 |
166 183 244 |
380 385 393 |
0,341 0,327 0,305 |
2,5068 1,3847 0,8276 |
38,64 · 10"7 29,07 · 10"7 22,52 · IG"7 |
57,2 65,7 |
||
Wie aus der! Beispielen, den Figuren und der Tabelle 4 ersichtlich wird, sind bei den Ni-Fe-Ta-Legierungen,
die mit einer Gesamtmenge von mehr als 0,01% und weniger als 10%, ausgewählt aus der Gruppe
Mo, Cr, W, V, Mn, Ge, Ti, Zr, AI, Si, Sn, Sb, Co und Cu gemäß der Erfindung versetzt worden sind, die
höchsten Werte der Anfangspermeabilität und der Maximalpermeabilität sehr groß. So betragen beispielsweise
bei einer Legierung (Nr. 21 der Tabelle4) aus 74% Nickel, 9,9% Eisen, 14% Tantal und 2,1% Molybdän,
weiche 3 Stunden auf 1150C erwärmt worden ist, in
einem Ofen auf 600°C abgekühlt worden ist, bei der gleichen Temperatur 10 Minuten gehalten worden ist
und mit lOOX/h auf Raumtemperatur weiter abgekühlt worden ist, die Anfangspermeabilitat und die
Maximalpermeabilität 87300 und 379000. Die Härte HV beträgt 202= Diese charakteristischen Eigenschaften
der Ni-Fe-Ta-Legierungen sind im Vergleich zu einer Legierung, bestehend aus 73% Ni, 12% Fe und 15% Ta,
und einer Legierung aus 75,5% Ni, 13,5% Fe und 11% Ta,
welche 3 Stunden auf 1250 C" erwärmt worden sind, in einem Ofen auf 600 ( abgekühlt worden sind, bei
der gleichen Temperatur IO Minuten gehalten worden sind und weiterhin mit 400 (7h und 240 (Vh auf
Raumtemperatur abgekühlt worden sind, nennenswert. Die Anfangspermeabilität (der erstgenannten Legierung)
beträgt 34800 und die Maximalpermeabilität (der letztgenannten Legierung) beträgt 256000. Die
Härte HV beträgt 210 bzw. 192.
Die hohe Härte der erfindungsgemäßen Legierungen macht die Legierung besonders zur Herstellung
von magnetischen Aufnahme- und Reproduktionsköpfen geeignet, wie vorstehend ausgeführt wurde.
Ferner sind die überragend hohe Permeabilität und der hohe spezifische Widerstand der erfindungsgemäßen
Legierungen auch für herkömmliche elektrische und magnetische Einrichtungen von verschiedenen anderen
Typen attraktiv.
Die geeigneten Gehalte der Bestandteile der Legierung gemäß der vorliegenden Erfindung sollen nunmehr
nachfolgend näher erläutert werden.
Nickel = 60,2 bis 85,0%
Bei einem Nickelgehalt von 60,2 bis 85% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften erhalten
werden, d. h. eine Anfangspermeabilität μ0 von 87 300
und eine Maximalpermcabilitüt μη von 379000. Wenn
der Nickelgehalt weniger als 60,2% beträgt, dann werden
die Anfangspermeabilität μ0 und die Maximalpermeabilität
f4m auf Werte unterhalb 3000 und 5000
verringert. Wenn andererseits der Nickelgehalt über 85% ansteigt, dann wird die Anfangspermeabilität μ0
weniger als 3000, trotzdem eine relativ hohe Maximalpermeabilität
jjm erhalten werden kann. Somit ist der
Nickelgehalt auf 60,2 bis 85% begrenzt
Bei einem Vanadiumgehalt von 0 bis 7% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und eine hohe
Härte erhalten werden, wobei die höchste Anfangspermeabilität μ0 von 40900 gezeigt wird. Auf der
anderen Seite werden bei einem Vanadiumgehalt von mehr als 7% die Schmiedbarkeit und die Walzbarkeit
der Legierung verschlechtert Somit ist der Vanadiumgehalt auf 0 bis 7% begrenzt
Eisen = 6,0 bis 30,0%
(2)
Bei einem Eisengehalt von 6,0 bis 30,0% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften erhalten
werden. Andererseits liegen bei einem Eisengehalt von weniger als 6,0% die Anfangspermeabilität μ0 und
die Maximalpermeabilität pm immer unterhalt) 3000
und 5000. Ferner werden bei einem Eisengehalt von mehr als 30,0% die Anfangspermeabilität μ0 und die
Maximalpermeabilität pm gleichfalls auf Werte unterhalb
3000 und 5000 reduziert Somit ist der Eisen- J0
gehalt auf 6,0 bis 30,0% begrenzt
Tantal = 6 bis 17%
(3)
Bei einem Gehalt an Tantal in diesem Bereich können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften
und eine hohe Härte erhalten werden. Bei zu niedrigen Tantalgehalten ist keine ausreichende Härte zu gewährleisten,
zu hohe Tantalwerte bewirken einen Abfall der Permeabilitätswerte. Überschüssig hohe Tantalgehalte
bedingen auch eine Verschlechterung der Bearbeitbarkeit der Legierung, insbesondere der
Schmiedbarkeit und der Walzbarkeit Somit ist der Tantalgehalt auf 6 bis 17% begrenzt
Molybdän = 0 bis 7,0%
(4)
35
Bei einem Molybdängehalt von 0 bis 7% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften erhalten werden,
d. h. eine Anfangspermeabilität//0 von 87300 und
eine Maximalpermeabilität //m von 379000. Andererseits
werden bei Molybdängehalten im Überschuß über 7% die Schmiedbarkeit und die Walzbarkeit der Legierung
verschlechtert Somit ist der Molybdängehalt auf 0 bis 7% begrenzt
Chrom = 0 bis 5,0%
(5)
Bei einem Chromgehalt von 0 bis 5% kann eine Anfangspermeabilität Uo von 5 j 100 erhalten werden, während
bei einem Chromgehalt von mehr als 5% die Anfangspermeabilität μ0 und die Maximalpermeabilität μη
weniger als 3000 und 5000 wird. Somit ist der Chromgehalt auf 0 bis 5% begrenzt
Wolfram = 0 bis 10,0%
(6)
Bei einem Wolframgehalt von 0 bis 10% zeigt die Anfangspermeabilität
μ0 den höchsten Wert von 72500,
während aber bei Wolframgehalten im Überschuß über 10% die Anfangspermeabilität μ0 und die Maximalpermeabilität//m
auf weniger als 3000 und 5000 vermindert werden. Ein überschüssig hoher Wolframgehalt
führt auch zu einer Verschlechterung der Schmiedbarkeit und der Walzbarkeit der Legierung. Somit ist der
Wolframgehalt auf 0 bis 10% begrenzt.
Vanadium - 0 bis 7,0%
Mangan = 0 bis 10,0%
Bei einem Mangangehalt von 0 bis 10% beträgt die Anfangspermeabilität μ0 45700 und es können ausgezeichnete
magnetische Eigenschaften erhalten werden. Wenn andererseits der Mangangehalt mehr als
10% beträgt, dann werden die Anfangspermeabilität μ0
und die Maximalpermeabilität μη weniger als 3000
und weniger als 5000. Somit ist der Mangangehalt auf 0 bis 10% begrenzt
Germanium = 0 bis 7,0%
Bei einem Germaniumgehalt von 0 bis 7% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften erhalten
werden, wobei eine höchste Anfangspermeabiiität μ0
von 72500 gezeigt wird. Andererseits wird bei einem Germaniumgehalt von mehr als 7% die Anfangspermeabilität
po und die Maximalpermeabilität pm
weniger als 3000 und weniger als 5000. .Somit ist der Germaniumgehalt auf 0 bis 7% begrenzt
Titan = 0 bis 5,0%
(10)
Wenn der Titangehalt 0 bis 5% beträgt dann können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und eine
hohe Härte erhalten werden. Wenn andererseits der Titangehalt über 5% hinausgeht, dann werden die
Anfangspermeabilität μ0 und die Maximalpermeabilität
um weniger als 3000 und 5000. Der zu hohe
Titangehalt führt auch zu einer Verschlechterung der Schmiedbarkeit und der Walzbarkeit der Legierung.
Somit ist der Titangehalt auf 0 bis 5% begrenzt
Zirkonium = 0 bis 5,0%
(H)
Bei einem Zirkoniumgehalt von 0 bis 5% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und eine
hohe Härte erhalten werden. Wenn andererseits der Zirkoniumgehalt über 5% hinausgeht, dann werden die
Anfangspermeabilität μ0 und die Maximalpermeabilität
//m weniger als 3000 und 5000. Ferner werden hierdurch
die Schmiedbarkeit und die Walzbarkeit der Legierung verschlechtert Somit ist der Zirkoniumgehait
auf 0 bis 5% begrenzt.
Aluminium = 0 bis 5,0%
(7)
Bei einem Alumirrumgehalt von 0 bis 5% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und eine
hohe Härte erhalten werden. Wenn andererseits der Aluminiumgehalt über 5% hinausgeht, w.;rden die
Anfangspermeabilität μ0 und die Maximalpermeabilität
μη weniger als 3000 und 5000. Überschüssig hohe
fts Aluminiumgehalte fühlten auch zu einer Verschlechterung
der Schmiedbarkeit und der Walzbarkeit der Legierung. Somit ist der Aluminiumgehalt auf 0 bis
5% begrenzt.
Silicium = O bis 5,0%
(13)
Bei einem Siliciumgehalt von 0 bis 5% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und eine
hohe Härte erhalten werden. Wenn andererseits der Siliciumgehalt über 5% hinausgeht, dann werden die
Anfangspermeabilität μ0 und die Maximalpermeabilität
μη weniger als 3000 und 5000. Weiterhin werden
hierdurch die Schmiedbarkeit und die Walzbarkeit der Legierung verschlechtert. Somit ist der Siliciumgehalt
auf 0 bis 5% begrenzt.
Zinn = 0 bis 5,0%
(14)
Bei einem Zinngehalt von 0 bis 5% können aus- i_s
gezeichnete magnetische Eigenschaften und eine hohe Härte erhalten werden. Wenn andererseits der Zinngehalt
über 5% hinausgeht, dann werden die Schmiedbarkeit und die Walzbarkeit der Legierung verschlechtert.
Somit ist der Zinngehalt auf 0 bis 5% begrenzt.
Antimon = 0 bis 5,0%
(15)
Bei einem Antimongehalt von 0 bis 5% können ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und eine
hohe Härte erhalten werden. Wenn andererseits der Antimongehalt über 5% hinausgeht, dann werden die
Schmiedbarkeit und die Walzbarkeit verschlechtert.
Somit ist der Antimongehalt auf 0 bis 5% begrenzt.
Kobalt = 0 bis 10,0%
(16)
Bei einem Kobaltgehalt von 0 bis 10% können ausgezeichnete
magnetische Eigenschaften erhalten werden. Wenn andererseits der Kobaltgehalt im Überschuß
über 101Zo ansteigt, dann werden die Anfangspermeabilität μ,, und die Maximalpermeabilität μ,,.
weniger als 3000 und 5000. Somit ist der Kobaltgehalt aufO bis 10% begrenzt.
Kupfer = 0 bis 10,0%
(17)
Bei einem Kupfergehalt von 0 bis 10% können ausgezeichnete
magnetische Eigenschaften erhalten werden. Andererseits werden bei einem Kupfergehall
von mehr als 10% die Anfangspermeabilität μ(ι und
die Maximalpermeabilität μη, weniger als 3000 und
5000. Somit ist der Kupfergehalt auf 0 bis 10,0°λ begrenzt.
Ferner beträgt die Gesamtmenge der Nebenbestandteile
(4) bis (17) 0,01 bis 10,0%, da eine Legierungs zusammensetzung außerhalb dieser Bereiche zu einei
Verschlechterung der magnetischen Eigenschaften, dei Schmiedbarkeit und der Walzbarkeit der Legieruni
führt. Ein Gehalt an Nebenbestandteilen von wenigei als 0,01% zeigt keinen Zugabeeffekt.
Hierzu 10 Blatt Zeichnungen
Claims (20)
1. Weichmagnetische Legierung, bestehend aus
60,2 bis 85% Nickel, 6,0 bis 30,0% Eisen und 6 bis s 17% Tantal als Hauptbestandteile sowie weiterhin
aus insgesamt 0,01 bis 10,0% eines oder mehrerer der Elemente 0 bis 7jD% Molybdän, 0 bis 5,0%
Chrom, 0 bis 10,0% Wolfram, 0 bis 7,0% Vanadium, 0 bis 10,0% Mangan, 0 bis 7,0% Germanium, 0 bis
5,0% Titan, 0 bis 5,0% Zirkonium, 0 bis 5,0% Aluminium, 0 bis 5,0% Silicium, 0 bis 5,0% Zinn,
0 bis 5,0% Antimon, 0 bis 10,0% Kobalt und 0 bis 10,0% Kupfer als Nebenbestandteile sowie den
üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen.
2. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekemnzeichnet, daß sie 70,0 bis
80,0% Nickel enthält.
3. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 8,0 bis
20,0% Eisen enthält
4. Weichmagnetisch!; Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 4% Molybdän enthält
5. Weichmagnetisch^ Legierung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger als 3% Chrom enthält.
6. Weichmagnetisch*: Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 5% Wolfram enthält
7. Weichmagnetischi; Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 4% Vanadium enthält.
8. Weichmagnetischi: Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 5% Mangan enthält
9. Weichmagnetischi: Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 5% Germanium enthält.
10. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 3% Titan enthält.
11. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 3% Zirkonium enthält
12. Weichmagnetisch^ Legierung nach Anspruch I1 dadurch gekemnzeichnet, daß sie weniger
als 3% Aluminium enthalt
13. Weichmagnetisclne Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekemnzeichnet, daß sie weniger
als 3% Silicium enthält
14. Weichmagnetisciliie Legierung nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger als 3% Zinn enthält.
15. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 3% Antimon enthält
16. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 5% Kobalt enthält.
17. Weichmagnetische Legierung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß sie weniger
als 5% Kupfer enthält.
18. Verwendung einer weichmagnetischen Legierung nach Anspruch I, in der ein Ordnungsgrad fts
von 0,1 bis 0,6 eingestellt worden ist, als Werkstoff für magnetische Aufnahme- und Reproduktionsköpfe,
der eine V;ickershärte von mehr als 150, eine Anrangspermeabilität von mehr als 3000
und eine MaximalpermeabiltUit von mehr als 5000
besitzen muß.
19, Verfahren zur Einstellung eines Ordnungsgrades von 0,1 bis 0,6 in Legierungen nach Anspruch
I, dadurch gekennzeichnet, daß man die Legierung bei mehr als 800 C, vorzugsweise mehr
als 1100 C, aber unterhalb der Schmelztemperatur, langer als 1 Minute, aber nicht länger als 100 Stunden,
in einer nichtoxydierenden Atmosphäre oder im Vakuum glüht und danach von einer Temperatur
oberhalb des Ordnungs-Unordnungs-Umwandlungspunktes von etwa 600cC auf Raumtemperatur
in einer je nach der jeweiligen Zusammensetzung empirisch zu bestimmenden Abkühlungsgeschwindigkeit
abkühlt.
20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abkühlungsgeschwindigkeit zwischen 100 C pro Sekunde und 1 C pro Stunde gewählt wird, und daß nach der Abkühlung auf
Raumtemperatur erneut langer als 1 Minute, aber nicht langer als 100 Stunden bei einer Temperatur
unterhalb des Ordnungs-Unordnungs-Umwandlungspunktes von etwa 600 C angelassen wird.
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