DE2330974B2

DE2330974B2 - Verfahren zur herstellung eines erzeugnisses mit abwechselnden magnetischen und unmagnetischen abschnitten

Info

Publication number: DE2330974B2
Application number: DE19732330974
Authority: DE
Inventors: Feliks L.; Golovanenko Sergej A.; Dmitriev Vladimir A.; Moskau Levin
Original assignee: Centralnyj Nautschno-Issledovatelskij Institut Tschernoj Metallurgii Imeni I.P. Bardina, Moskau
Priority date: 1973-06-18
Filing date: 1973-06-18
Publication date: 1978-01-19
Also published as: DE2330974A1; DE2330974C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses mit abwechselnden magnetischen und unmagnetischen Abschnitten aus einem einstückigen Metallrohling.

In Maschinenelemementen und -geräten ist es für Meß-, Steuerungs- und Regelungszwecke vielfach erwünscht, Teile zu verwenden, die in bestimmten Bereichen magnetische Eigenschaften und in anderen Bereichen unmagnetische Eigenschaften aufweisen. Zu diesem Zweck hat man die Teile aus verschiedenen Werkstoffen zusammengesetzt und diese miteinander verbunden. Es ist auch schon vorgeschlagen worden, einstückige Teile in verschiedenen Bereichen unterschiedlicher Wärmebehandlung auszusetzen, um in verschiedenen Bereichen verschiedene Eigenschaften zu erreichen.

Aus der DT-AS 10 84 033 ist ein Verfahren zur Herstellung von dauermagnetischen Halbzeugen aus teilweise austenitischen Eisen-Kobaltlegierungen mit Zusatz mindestens eines weiteren Metalls durch eine Kaltwalzung mit insgesamt mehr als 90% Querschnittsabnahme bekannt, nach dem die Kaltwalzung in mehreren Stufen vorgenommen wird und hierbei ein Temperaturanstieg in der Legierung auf mehr als 60⁰C, vorzugsweise mehr als 30⁰C, verhindert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses mit abwechselnden magnetischen und unmagnetischen Abschnitten aus einem einstückigen Metallrohling anzugeben, welches die Herstellung von festen monolithischen Erzeugnissen mit magnetischen und unmagnetischen Abschnitten vorgegebener Konfiguration gewährleistet.

Dies wird bei einem Verfahren der eingangs

erwähnten Art erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der unmagnetische Rohling aus einer 0,03 bis 0,3 Gew.%

ίο Kohlenstoff enthaltenden Legierung, die die Struktur von unstabilem Austenit besitzt, einer plastischen Verformung mit einem Stauchgrad von 0,1 bis 99,9% im Temperaturintervall von O⁰C bis 800° C an den Stellen unterzogen wird, denen die Eigenschaften eines magnetischen Materials verliehen werden sollen.

Ein solches Verfahren ermöglicht die Herstellung von festen monolithischen Erzeugnissen mit magnetischen und unmagnetischen Abschnitten, die einer mechanischen Belastung z. B. einer Zug-, Druck- oder Biegeverformung ausgesetzt werden können.

Erzeugnisse mit abwechselnden magnetischen und unmagnetischen Abschnitten können in Weiterbildung der Erfindung vorteilhaft so hergestellt werden, daß zuerst der ganze Rohling der plastischen Verformung unterzogen und magnetisch gemacht wird, dann jedoch die Abschnitte, die unmagnetisch sein sollen, mindestens einmal bis in das Temperaturintervall von 1000 bis 1350⁰C erwärmt werden.

Dies Verfahren läßt sich mühelos ausführen und gestattet es, den Zerfall der unmagnetischen Austenitstruktur zu verhindern.

Vorteilhaft werden die Abschnitte des Rohlings, die magnetisch sein sollen, nach der plastischen Verformung bis in das Temperaturintervall von 450 bis 850⁰C erwärmt und dabei 0,5 bis 200 h lang gehalten werden.

Dies ermöglicht es, die magnetischen Kennwerte der magnetischen Abschnitte zu erhöhen.

Für das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise eine kohlenstoffhaltige Eisenlegierung verwendet, die 12 bis 17 Gew.% Chrom, 30 bis 55 Gew.% Kobald und bis zu 7 Gew.% Molybdän enthält.

Eine derartige Legierung besitzt die Struktur eines unstabilen Austenits und erwirbt nach der plastischen Verformung die Eigenschaften eines magnetischen Materials.

Die Abschnitte des Rohlings, die magnetisch gemacht

werden sollen, werden vorzugsweise mit einem Querschnitt ausgeführt, der den Querschnitt der Abschnitte, die unmagnetisch bleiben sollen, um den Stauchwert überschreitet.

Auf diese Weise erhält das Erzeugnis aus Blech-, Staboder Rohrrohlingen nach der plastischen Verformung auf einem Walzwerk eine ebene Außenfläche mit abwechselnden magnetischen und unmagnetischen Abschnitten.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen zur Herstellung eines metallischen Erzeugnisses mit magnetischen und unmagnetischen Abschnitten beschrieben.

Beispiel 1

Es wird ein einstückiger Rohling aus einem Metall genommen, das in Gew.% enthält: 0,03 Kohlenstoff, 13,4 Chrom, 37,3 Kobalt, 0,37 Mangan, 0,20 Silizium, 0,039 Vanadium, Rest Eisen, und er wird einer warmen plastischen Verformung im Temperaturintervall von 1150 bis 800° C unterzogen.

Dann wird der Abschnitt (das eine Ende des

Rohlings), der magnetisch gemacht werden soll, einer plastischen Verformung (Ziehen durch Ziehdüsen) unterzogen. Die vorbestimmten Abschnitte können im Voraus mit einem Querschnitt ausgeführt sein, der den Querschnitt der unmagnetischen Abschnitte übersteigt, und danach kann der Rohling durch Ziehdüsen gezogen werden, deren Ziehöffnung dem Querschnitt der unmagnetischen Abschnitte entspricht, so daß diese folglich keine plastische Verformung erfahren und nur die der Verformung unterzogenen Abschnitte magnetisch werden.

Prüfungen haben ergeben, daß die Abschnitte des Rohlings, die der örtlichen plastischen Verformung unterzogen wurden, folgende magnetische Eigenschaften je nach dem Stauchgrad erworben haben: Sättigungsinduktion B₅ bis 21 000 G, Restinduktion ß« bis 6500 G, Koerzitivkraft bis zu 230 Oe.

Hierbei waren die Abschnitte, die keiner plastischen Verformung unterzogen wurden, unmagnetisch.

Beispiel 4 Beispiel 2

20

Es wird ein einstückiger Rohling aus einem Metall genommen, das in Gew.% enthält: 0,2 Kohlenstoff, 13,6 Chrom, 37,5 Kobalt, 0,38 Mangan 0,28 Silizium, Rest Eisen, und er wird der warmen plastischen Verformung im Temperaturintervall von 1150 bis 800⁰C unterzogen. Danach wird er bis auf die Temperatur von 1000⁰C erwärmt, bis zum Temperaturausgleich über den Querschnitt gehalten und hiernach abgekühlt. Sodann wird ein Teil des Rohlings einer plastischen Verformung (Ziehen durch Ziehdüsen) unterzogen und bis auf die Temperatur von 650⁰C erwärmt, dann eine Stunde lang gehalten und anschließend abgekühlt. Dies gestattete, die Restinduktion und Koerzitivkraft der magnetischen Abschnitte (nach der örtlichen plastischen Verformung) zu erhöhen, während die übrigen Abschnitte unmagnetisch blieben.

Beispiel 3

Es wird ein einstückiger Rohling aus einem Metall genommen, das in Gew.% enthält: 0,2 Kohlenstoff, 13,6 Chrom, 37,5 Kobalt, 0,38 Mangan, 0,28 Silizium, Rest Eisen. Der Rohling wird einer warmen plastischen Verformung im Temperaturintervall von 1150 bis 800⁰C, danach einer kalten plastischen Verformung und anschließend einer Erwärmung bis auf 650° C unterzogen, wonach der Rohling eine Stunde lang auf dieser Temperatur gehalten und dann abgekühlt wird.

Der Rohling erwirbt die Eigenschaften eines magnetischen Materials. Die Abschnitte, die unmagnetisch gemacht werden sollen, werden mit Hochfrequenzströmen oder einem Laserstrahl bis auf die Temperatur von 1200⁰C erwärmt und abgekühlt. Diese Erwärmung kann die Erzeugung von unmagnetischen Abschnitten mit geringen Flächen wie Punkten, Linien, Zeichen oder Flecken gewährleisten.

Magnetische Abschnitte geringer Fläche und vorgegebener Form können als Folge einer Verformung (Stoßbelastung) erhalten werden.

Es wird ein einstückiger Rohling aus einem Metall genommen, das in Gew.% enthält: 0,25 Kohlenstoff, 12,1 Chrom, 52,3 Kobalt, 0,45 Mangan, 0,32 Silizium, Rest Eisen. Der Rohling wird einer warmen plastischen Verformung im Temperaturintervall von 1120 bis 800⁰C unterzogen, dann bis auf die Temperatur von 1150⁰C erwärmt und darauf bis zum Durchwärmen des Metalls über den ganzen Querschnitt gehalten, wonach der Rohling abgekühlt wird. Die Abschnitte, denen magnetische Eigenschaften verliehen werden sollen, werden einer plastischen Verformung (Ziehen durch Ziehdüsen) mit nachfolgender Erwärmung bis auf 650⁰C unterzogen, sodann werden sie eine Stunde lang bei dieser Temperatur gehalten und anschließend abgekühlt. Dies gestattete, die magnetischen Eigenschaften der örtlich bearbeiteten Abschnitte zu erhöhen, während die der Verformung nicht ausgesetzten Abschnitte praktisch unmagnetisch bleiben.

Beispiel 5

Es wird ein Rohling genommen, der die folgende chemische Zusammensetzung in Gew.% aufweist: 0,21 Kohlenstoff, 0,26 Mangan, 0,1 Silizium 12,45 Chrom, 38,00 Kobalt, Rest Eisen und einer warmen plastischen Verformung im Temperaturintervall von 1180 bis 850⁰C unterzogen. Hiernach wird der Rohling bis auf 1050⁰C erwärmt, bis zum Durchwärmen des ganzen Metalls bei dieser Temperatur gehalten und in Wasser abgekühlt, wodurch seine Austenitstruktur vixiert wird. Sodann wird der Rohling einer kalten plastischen Verformung unterzogen, was zur Bildung der Martensitstruktur führt, dann wird er zur Erhöhung seiner magnetischen Kennwerte bis auf 600⁰C erwärmt und bei dieser Temperatur 3 Stunden lang gehalten. Vorbestimmte Abschnitte des Rohlings werden örtlich bis auf die Temperatur von 1200⁰C erwärmt, wobei sie die unmagnetische Austenitstruktur erwerben.

Beispiel 6

Ein Rohling, der die folgende chemische Zusammensetzung in Gew.% besitzt: 0,03 Kohlenstoff, 0,36 Mangan, 0,12 Silizium, 12,7 Chrom, 33,1 Kobalt, 6,2 Molybdän, Rest Eisen, wurde einer warmen plastischen Verformung im Temperaiurintervall von 850 bis 1180° C unterzogen, dann bis auf 1100⁰C erwärmt, bis zum Durchwärmen des Rohlings auf dieser Temperatur gehalten und in Wasser abgekühlt. Hiernach wurden die Abschnitte, die magnetisch gemacht werden sollen, einer plastischen Verformung unterzogen. Die verformten Abschnitte wiesen dann magnetische Eigenschaften auf, die unverformten blieben unmagnetisch.

Das Erzeugnis, das nach diesem Verfahren hergestellt ist und sowohl magnetische wie unmagnetische Abschnitte besitzt, kann als Bestandteil von Meßeinrichtungen u. dgl. dienen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses mit abwechselnden magnetischen und unmagnetischen Abschnitten aus einem einstückigen Metallrohling, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling aus einer 0,03 bis 0,3 Gew.% Kohlenstoff enthaltenden unmagnetischen Legierung, die die Struktur von unstabilem Austenit besitzt, einer plastischen Verformung mit einem Stauchgrad von 0,1 bis 99,9% im Temperaturintervall von 0°C bis 800⁰C an den Stellen unterzogen wird, denen die Eigenschaften eines magnetischen Materials verliehen werden sollen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst der ganze Rohling der plastischen Verformung unterzogen und magnetisch gemacht wird, dann jedoch die Abschnitte, die unmagnetisch sein sollen, mindestens einmal bis in das Temperaturintervall von 1000 bis 1350°C erwärmt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte, die magnetisch sein sollen, nach der plastischen Verformung bis in das Temperaturintervall von 450 bis 850°C erwärmt und dabei 0,5 bis 200 h lang gehalten werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine kohlenstoffhaltige Eisenlegierung verwendet wird, die 12 bis 17 Gew.% Chrom, 30 bis 55 Gew.% Kobalt und bis zu 7 Gew.% Molybdän enthält.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Abschnitte des Rohlings gestaucht werden, die mit einem Querschnitt ausgeführt sind, der den Querschnitt der Abschnitte, die unmagnetisch bleiben sollen, um den Stauchwert überschreitet.