DE2312431C3

DE2312431C3 - Verwendung einer Legierung als Werkstoff für Kerne von Magnetköpfen

Info

Publication number: DE2312431C3
Application number: DE19732312431
Authority: DE
Inventors: Kenzaburou Iijima; Tomoo Yamagishi
Original assignee: Nippon Gakki Co Ltd
Current assignee: Yamaha Corp
Priority date: 1972-03-13
Filing date: 1973-03-13
Publication date: 1979-03-01
Also published as: DE2312431A1; GB1381993A; JPS5432734B2; JPS4893999A; DE2312431B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Legierung als Werkstoff für Kerne von Magnetköpfen.

Eisen-Nickel- und Eisen-Silicium-Aluminium-Legierungen sind als Legierungen mit hoher magnetischer Permeabilität bekannt. Sie können für die Herstellung von Magnetköpfen verwendet werden, da ih-e Verschleißfestigkeit besser ist als die von bekannten magnetischen Legierungen mit anderer Zusammensetzung. Sie haben jedoch den Nachteil, daß ihre Abriebfestigkeit nicht ausreicht, sie als Kerne für Magnetköpfe zu verwenden, und daß ihre Lebensdauer dementsprechend gering ist.

In der letzten Zeit wurden andererseits verbesserte Magnetbänder mit sehr harten magnetischen Materialien für schnellen Betrieb entwickelt. Daher besteht ein zunehmender Bedarf an Magnetkernmaterialien mit verbesserter Verschleißfestigkeit bei gutem magnetischem Verhalten, und zwar sollen Magnetkopfkernmaterialien eine Härte (HV) von 170 oder mehr, eine relative Anfangspermeabilität (μ₀) von 25 000 oder mehr, eine maximale relative Permeabilität (μ,,,) von 50 000 oder mehr und eine Koerzitivkraft (H₁.) von 3,2 [Am '] oder weniger haben, um den Belangen der Praxis zu genügen.

Bislang wurde die Anwendung von Eisen-Nickel-Legierungen mit unterschiedlichen Kombinationen von Zusatzelementen vorgesehen, wobei man mit mehr oder weniger Erfolg als Werkstoff für Magnelköpfe brauchbare oder unbrauchbare Materialien erhielt.

In der GB-PS 3 71969 wird eine Legierung beschrieben, die aus 62 bis 75% Ni, 10 bis 20% Mo, Cr, Zr, Mn und/oder Si und 10 bis 22% Fe bestehen kann und die eine hohe, konstante Permeabilität, einen geringen Hystereseverlust und einen hohen spezifischen Widerstand hat, jedoch wird die Verwendung dieser Legierung als Werkstoff für Kerne von Magnetköpfen nicht vorgeschlagen oder nahegelegt.

Es wurden bereits Eisen-Nickel-Lcgierungen mit verbesserter Verschleißfestigkeit entwickelt (siehe DE-OS 21 39 859), die Vanadium und/oder Titan in Mengen bis zu 10% und ggf. zusätzlich mindestens eines der Elemente Mo, Cu, Cr, W in der Größenordnung von 4% enthalten. Diese bekannten Legierungen haben zum Teil eine sehr geringe Koerzitivkraft und gute magnetische Eigenschaften, während die Vickershärte teils unter und teils über dem genannten Richtwert liegt.

Es wurden auch Eisen-Nickel-Legierungen vorgeschlagen, die als eine Hauptkomponente Niob (siehe DE-OS 22 12 062) bzw. Tantal (siehe DE-OS 22 46 427) und zusätzlich Nebenbestandteile aus der Gruppe Mo, Cr, W, V, Mn, Ge, Ti usw. enthalten.

Abgesehen von den vorstehend genannten Forderungen für die praktische Verwendbarkeit spielt jedoch auch die Verarbeitbarkeit des Materials eine wesentliche Rolle, wobei natürlich mit steigender Härte Schwierigkeiten insbesondere bei Biegebeanspruchun-κεη auftreten können.

Aufgabe der Erfindung ist die Verwendung einer Legierungsreihe auf Ni-Fe-Basis, deren Härte durch Veränderung des Gehalts an bestimmten Zusätzen systematisch verändert werden kann, wobei jedoch die für die praktischen Belange erforderlichen magnetischen Eigenschaften stets erhalten bleiben, als Werkstoff für Kerne von Magnetköpfen.

Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung einer Legierung aus 75 bis 82% Nickel, 2 bis 6% Molybdän, 1 bis 3% Chrom, 0,2 bis 1,5% Zirkonium, bis 1 % Magnan, bis 1% Silicium, Rest Eisen als Werkstoff für Magnetköpfe.

Der erfindungsgemäß zu verwendende Werkstoff geht von einer Legierung der Grundzusammensetzung Ni, Fe, Mo, Mn, Si (in den vorstehend beschriebenen Mengenverhältnissen) aus, und diese Grundlegierung wird durch Zusatz von ! bis 3% Chrom und 0,2 bis 1,5% Zirkonium modifizi;rt.

Auf diese Weise werden Legierungen erhalten, deren magnetische Eigenschaften den oben genannten praktischen Forderungen entsprechen und deren Härte vom unteren Grenzwert ausgehend abhängig vom Cr+ Zr-Gehalt variiert werden kann, wie aus der beigefügten Zeichnung ersichtlich ist.

Die in der Zeichnung dargestellte Kurve wurde mit den in Tabelle I wiedergegebenen Legierungszusammensetzungen erhalten, deren Eigenschaften in Tabelle Il aufgeführt sind.

so Tabelle I

	Probe	Zusammensetzung, (%)	Fe	Mo	Mn	Si	)	Cr	Zr	-']
		Ni	16,1	3,2	0,5	0,5		1,0	0.2
i5	1	78,5	16,4	2,4	0,5	0,5		1,5	0,2
	2	78,5	16,1	2,2	0,5	0,5	2,0	0,2
	3	78,5	15,2	2,1	0,5	0,5	3,0	0,2
	4	78,5	15,6	2,3	0,5	0,5	2,0	0,6
	5	78,5	15,3	2,2	0,5	0,5	2,0	1,0
40	6	78,5	13,4	3,1	0,5	0,5	3,0	1,0
	7	78,5	13,5	2,5	0,5	0,5	3,0	1.5
	8	78,5	15,6	2.4	0,5	0,5	!,0	1.5
	9	78,5
4i	Tabelle	II	Relative		Maximal		Koerzitiv
	Probe	Vickers-	Anfangs-	permeabili	kraft
		härte	permeabili	tät
			tät
50			(μο)	(Um	(H₁)
		(HV)			[AM

171
176
180
196
181
185
213
240
200

56,000
54,000
41,000
38,000
40,000
33,000
28,000
25,600
31,000

154,000

148,000

143,000

111,000

122,000

88,000

79,000

69,000

98,000

1,19
1,43
1,51
1,83
1,91
2,39
2,71
3,02
1,91

Die erfindungsgemäß verwendete Eiscn-Nickel-Legierungsreihe mit der Kombination von Chrom und Zirkonium umfaßt Materialien mit gezielt veränderbarer Härte und damit unterschiedlicher Verarbeitbarkeit, die jedoch ausnahmslos, den Forderungen der Praxis

entsprechen, und ist daher zur Verwendung als Werkstoff für Kerne von Magnetköpfen von außerordentlichem Interesse.

Als Grundmaterialien für die Herstellung des erfindungsgemäß zu verwendenden Materials verwendet man bevorzugt Elektrolyt-Nickel mit einer Reinheit von »99,5%, Pulverpreßlinge von Molybdän mit einer Reinheit von »99,0%, Elektrolyt-Mangan mit einer Reinheit von »99% und metallisches Silicium mit einer Reinheit von »98%. Als Materialien für die Zusatzelemente setzt man bevorzugt Zirkoniumschwamm und Elektroiyt-Chrom mit einer Reinheit von > 99% ein.

Hersteliungder Proben 1 bis 9

Die Mischung der Bestandteile wurde im Vakuum (<10~- Torr) in einem Hochfrequenz-Induktionsofen geschmolzen und in einer Gußeisenform zu einem Block (40 mm χ 100 mm+ 150 mm) gegossen. Der Block wurde dann bei 1100⁰C unter Verminderung Her Dicke von 40 mm auf ungefähr 10 mm warmgewalzt und dann auf 1,5 mm herab kaltgewalzt. Die so erhaltene Platte wurde 2 Stunden bei 800'C im Ofen geglüht. Danach wurde die Platte kaltgewalzt unter Erzielung eines Blechs von 0,35 mm Dicke. Aus diesem wurden ringförmige Probestücke mit einem Außendurchmesser von 30 mm und einem Innendurchmesser von 22 mm ausgestanzt. Die ringförmigen Probestücke wurden 2 Stunden bei 1100⁰C geglüht und dann im Ofen abgekühlt, bis die Temperatur auf 700°C gefallen war. Danach wurden die erhaltenen Probestücke auf 300'C abgekühlt, wobei man die Abkühlgeschwindigkeiten variierte.

Die Eigenschaften von jedem dieser Probestücke wurden bestimmt. Die Ergebnisse sind vorstehend in Tabelle 11 aufgeführt.

Bei der Aufnahme der Meßwerte wurde μ» aus der mil einem selbstaufzeichenden Flußmesser bzw. Kriechgalvanometer bestimmten Dichte des magnetischen Kraftflusses bei einem magnetischen Feld von 0,4 A/m bereihnet. Die Werte von H, wurden bestimmt, indem man zuerst die Probestücke mit 80 A/m magneiisiene und danach ihre magnetischen Pole umkehrte.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verwendung einer Legierung aus 75 bis 82% Nickel, 2 bis 6% Molybdän, 1 bis 3% Chrom, 0,2 bis 1,5% Zirkonium, bis 1% Mangan, bis 1% Silicium, Rest Eisen als Werkstoff für Kerne von Magnetköpfen.