DE2431874A1 - Verwendung einer legierung auf kobaltnickel-eisen-basis als magnetisch halbharten, in glas einschmelzbaren werkstoff - Google Patents
Verwendung einer legierung auf kobaltnickel-eisen-basis als magnetisch halbharten, in glas einschmelzbaren werkstoffInfo
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Description
VACUUMSCHMELZE GMBH 2. Juli 1974-
Hanau Sr/Bz
Verwendung einer Legierung auf Kobalt-Nickel-Eisen-Basis als magnetisch halbharten,
in Glas einschmelzbaren Werkstoff.
Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Legierung auf Kobalt-Nickel-Eisen-Basis als magnetisch halbharten,
in Glas einschmelzbaren Werkstoff.
Zur Herstellung von Speichereinrichtungen und Schaltelementen, wie beispielsweise bistabiler Haftreedrelais,
sind Werkstoffe erforderlich, die eine Koerzitivfeidstärke
H von 20 bis 80 A/cm, ein Remanenzverhältnis
J /J von mindestens o,8o sowie eine Remanenzflußdichte B ä J von mindestens 1,2 T besitzen und sich außerdem
durch ihre gute Einschmelzbarkeit in geeignete Gläser auszeichnen; diese Werkstoffe sollen sich ferner im
harten Zustand noch hinreichend verformen lassen und im magnetisch günstigen Zustand eine hohe Elastizität aufweisen.
Zusätzlich ist eine relativ kleine Sättigungsmagnet ο strikt! on 4 _ erwünscht.
Um diesen magnetischen, mechanisch-thermischen und technologischen
Anforderungen zu entsprechen, ist bereits vorgeschlagen worden, magnetisch halbharte Legierungen
zu verwenden, so u.a. eine Kobalt-Eisen-Nickel-Kiob-Le-
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Sr/Bz
gierung, die zusätzlich noch wenigstens ein Metall aus
der Gruppe Tantal, Titan, Vanadium, Zirkonium, Molybdän, Chrom und Wolfram enthalten kann (DT-AS 2 244- 925). Bei
dieser Legierung liegt das Gewichtsverhältnis von Kobalt
zu Eisen im Bereich von 3 - 2 bis 1 : 2 und das von Nickel zu Eisen im Bereich von 1 : 1 bis 1:3» und der
Anteil an Niob bzw. an Niob und Zusatzmetall beträgt 1 bis 5 G-ewo-%. Für die vorgesehene Verwendung wird diese
Legierung bei 600 bis 9000G ausgehärtet und danach mit
Zwischenglühungen bei Temperaturen von mindestens 600 um mindestens 75 % kaltverformt,
Als nachteilig hat sich indessen erwiesen, daß die vorgeschlagene Kobalt-Eisen-Nickel-Niob-Legierung der Forderung
nach einer hohen Metall-G-las-Haftfestigkeit,
einer wesentlichen Voraussetzung guter Einschmelzbarkeit,
nur unzureichend entspricht. Es ist ferner als Nachteil anzusehen, daß diese Legierung mit Niob- ein
- relativ teures - Metall als Mußkomponente enthält, dessen Schmelzpunkt um nahezu 10000C über dem der übrigen
Komponenten liegt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine
niobfreie Legierung zur Verfugung zu stellen, welche die eingangs genannten Anforderungen an Werkstoffe für
Speichereinrichtungen und Schaltelemente sowohl in
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Sr/Bz
magnetischer als auch in mechanisch-technologischer Hinsicht erfüllte
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelost durch die Verwendung
einer Legierung auf Kobalt-Nickel-Eisen-Basis, deren Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches im Mehrstoff
system Kobalt- (Nickel+Aluminium+Titan)-Eisen liegt, der - wie in Fig» 1 dargestellt - begrenzt ist von dem
Polygonzug
A (10 % Go; 25 % (Ni+Al+Ti); 65 % Fe) -
B (10 % Go; 45 % (Ni+Al+Ti); 45 % Fe) -
G (45 % Go; 50 % (Ni+Al+Ti); 25 % Fe) -
D (45 % Co; 15 % (Ni+Al+Ti); 40 % Fe) - A,
insbesondere von dem Polygonzug
E (15 % Go; 30 % (Ni+Al+Ti); 55 % Fe) -
F (15 % Go; 35 % (Ni+Al+Ti); 50 % Fe) -
G (42 % Go; 24 % (Ni+Al+Ti); 34 % Fe) -
H (42 % Go; 19 % (Ni+Al+Ti); 39 # Fe) - Ξ,
wobei der Aluminium-Gehalt 1 bis 4 %, vorzugsweise 1 bis
3 % und der Titan-Gehalt o,5 bis 4 %, vorzugsweise 1 bis
3 % beträgt, mit der Maßgabe, daß die Summe des Aluminium- und Titan-Gehaltes 2 bis 5 %·, vorzugsweise 3 bis 4 % ergibt
und wobei diese Legierung bei 700 bis 90O0G zwischengeglüht,
um mindestens 70 % kaltverformt und einer o,5-bis
4-stündigen, 'vorzugsweise einer 1- bis 3-stündigen
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Schlußglühung bei 500 bis 70O0C unterworfen worden ist,
als magnetisch, halbharten, in Glas einschmelzbareii
Werkstoff«
Entgegen der Vorstellung, daß in Kobalt-Eisen-Nickel-Legierungen
ein Mindestgehalt an Niob unerläßlich sei, um eine befriedigend hohe Koerzitivfeldstärke zu erlangen
(DT-AS 2 244 925, Spalte 3, Zeilen 1 bis 23),
hat sich überraschenderweise gezeigt, daß auch niobfreie Kobalt-Nickel-Eisen-Legierungen die geforderten
magnetischen Kennwerte erreichen, wenn ihnen die Elemente Aluminium und Titan in einem bestimmten Verhältnis
zugesetzt und eine hohe Kaltverformung sowie eine geeignete WärmeSchlußbehandlung vorgenommen werden. Im
Vergleich zur vorbekannten niobhaltigen Legierung zeichnet sich die erfindungsgemäß zu verwendende Legierung
zusätzlich, durch ihre beträchtlich erhöhte Metall-Glas-Haftfestigkeit
aus.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In einem Vakuumofen wurden fünf erfindungsgemäß zu verwendende Legierungen (Nr. 1 bis 5) und eine zum Stand
der Technik gehörende Legierung (Nr. 6) auf Kobalt-Nickel-Eisen-Basis
hergestellt; ihre chemische Zusammensetzung ist in der Tabelle 1 angegeben:
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Legierung Nummer |
Go | Fe* | Ni | Al |
1 | 14,70 | Rest | 28,60 | 2,88 |
2 | 23,40 | Rest | 25,00 | 3,10 |
3 | 38,85 | Rest | 18,75 | 2,80 |
4 | 40,00 | Rest | 16,20 | 3,12 |
5 | 40,00 | Rest | 16,25 | 1,01 |
6 | 40.05 | Rest | 16.15 |
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Sr/Bz
Tabelle 1
Legierungen auf Kobalt-Nickel-Eisen-Basis
Zusammensetzung in Gewichtsprozent.
Ti Nb
1,08 1,20 1,10
1,19 3,28
3,73
* einschließlich üblicher erschmelzungsbedingter Verunreinigungen.
Der Gesamtanteil an Desoxidations- und Entschwefelungselementen/weniger als 1 Gew.-%.
beträgt
Nach dem Ausschmieden wurden die einzelnen Schmelzblöcke
auf 5»4 mm Dicke heißgewalzt, im Temperaturbereich von
700 bis 9000G geglüht, danach gebeizt und dann durch Ziehen
um 67, 70, 87, 90, 95 bzw. 97 % kaltverformt. Aus dem so gefertigten Draht wurden 100 mm lange Proben hergestellt,
um den Einfluß der Wärmeschlußbehandlung auf die magnetischen und mechanisch-technologischen Kenngrößen zu ermitteln.
An zwei erfindungsgemäß zu verwendenden Legierungen (Nr. 4 und 5) und an der zum Stand der Technik gehörenden Legierung
(Nr. 6) wurde außerdem die Glashaftfestigkeit nach dem in der Zeitschrift "Glastechnische Berichte",
46 (1973), Seiten 153 bis 155, beschriebenen Verfahren
bestimmt»
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- 6
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Tabelle 2
Magnetische und mechanisch-technologische Kennwerte von Legierungen auf KobaIt-Fickel-Eisen-Basis
in Abhängigkeit von deren Kaltverformung und Wärmeschlußbehandlung.
Leg. Nr. |
KaIt- verf o % |
Schluß- glühung Temp. Zeit (0G) (Std) |
2 | Koer- zitiv- feld- stärke |
Rema nenz- vertu |
Rema nenz- fluß dichte |
Sätti- gungs- fluß- dichte (T) |
Vickers- härte (HY) (im harten Zustand) |
1 | 95 | 550 | 2 | 65 | o,88 | 1,32 | 1,50 | 440 |
2 | 70 | 600 | 2 | 70 | o,84 | 1,30 | 1,55 | 380 |
2 | 90 | 600 | 2 | 80 | o,85 | 1,32 | 1,55 | 460 |
3 | 95 | 550 | 2 | 50 | o,92 | 1,58 | 1,70 | 545 |
3 | 95 | 650 | 2 | 42 | o,86 | 1,4-5 | 1,68 | 54-5 |
4 | 97 | 550 | 2 | 40 | o,90 | 1,48 | 1,66 | 480 |
4 | 97 | 650 | 2 | 36 | o,89 | 1,46 | 1,64 | 480 |
4 | 87 | 650 | 2 | 28 | o,80 | 1,31 | 1,64 | |
4 | 67 | 650 | 2 | 30 | o,76 | 1,22 | 1,60 | |
4 | 97 | 750 | 2 | 10 | 0,74- | 1,18 | 1,64 | 480 |
5 | 95 | 500 | 2 | 52 | o,86 | 1,42 | 1,65 | 485 |
6 | 97 | 600 | 19 | o,80 | 1,25 | 1,56 | 490 |
S098S3/0573
7 -
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Sr/Bz
Aus den in der Tabelle 2 wiedergegebenen magnetischen und mechanisch-technologischen Kennwerten ergibt sich,
daß bei den Legierungen Nr0 1 bis 5 einerseits eine zu
niedrige Kaltverformung (weniger als 70 %) und andererseits
eine zu hohe Schlußglühtemperatur (75O0O) zu einem
Remanenzverhältnis führen, das unterhalb des angestrebten
Sollwertes von mindestens o,80 liegt» Eine zu hohe Schlußglühtemperatur (75O0C) hat außerdem eine unzureichende
Koerzitivfeidstärke (10 A/cm) und ein zu niedriges Remanenzverhältnis (ο,7;+) zur Folge, Werden
hingegen die Verfahrensschritte zur Einstellung des magnetisch halbharten Zustandes anmeldungsgemäß vorgenommen,
so liegen die charakteristischen magnetischen Kenngrößen der Kobalt-Nickel-Eisen-Aluminium-Titan-Legierungen
in den erforderlichen Wertebereichen, und sie übertreffen die entsprechenden Kenngrößen der zum Stand
der Technik gehörenden Kobalt-Eisen-Nickel-Niob-Legierung
(Nr. 6), insbesondere bezüglich der Koerzitivfeidstärke
.
Die Untersuchungsergebnisse zeigen ferner, daß unter
gleichen Herstellungsbedingungen die kobaltärmeren Legierungen (Nrο 1 und 2) einerseits eine höhere Koerzitivfeldstärke
erreichen als die kobaltreicheren Legierungen (Nr0 3, 4- und 5)? andererseits aber kleinere Remanenzflußdichten
aufweisen» Für den insgesamt erwünschten Wertebereich liefern somit die erhaltenen Daten auch eine
Arbeitsregel zur .speziellen Auswahl erfindungsgemäß zu
verwendender Legierungen- - 8 -
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- 8 - 2, Juli 1974
Sr/Bz
Tabelle 3
Glashaftungskennwerte von Legierungen auf
Kobalt-Nickel-Eisen-Basis in Abhängigkeit
von der Oxidationsbehandlung.
Kobalt-Nickel-Eisen-Basis in Abhängigkeit
von der Oxidationsbehandlung.
Legierung Oxidationsbehandlg. Glashaftung Anmerkung
Nr. Tempe(DC) Zeit (Min) (mg/cmz)
Nr. Tempe(DC) Zeit (Min) (mg/cmz)
4 | 900 | 1 | 6,5 | Oxidschicht blättrig |
4 | 90C | 3 | Oxidschicht blättrig |
|
5 | 900 | 1 | 4,5 | |
5 | 900 | 3 | 7,5 | |
6 | 900 | 1 | -2,8 | |
6 | 900 | 3 | -1,8 | |
Daß sich die nach der Erfindung zur Verfügung gestellten Legierungen auch durch ihre ausgeprägte Glashaftung auszeichnen,
folgt unmittelbar aus den in der Tabelle 3
wiedergegebenen Meßzahlen«
wiedergegebenen Meßzahlen«
Infolge ihrer sehr günstigen magnetischen und mechanischtechnologischen Eigenschaften, insbesondere ihrer großen
Koerzitivfeldstärke, ihres hohen Remanenzverhältnisses
und ihrer hervorragenden Glashaftung eignen sich die anmeldungsgemäß ausgewählten und hergestellten Legierungen vornehmlich als Werkstoffe für Speichereinrichtungen und Schaltelemente. Sie ermöglichen einen vereinfachten Aufbau derartiger Vorrichtungen sowie eine hohe Funktions-
und ihrer hervorragenden Glashaftung eignen sich die anmeldungsgemäß ausgewählten und hergestellten Legierungen vornehmlich als Werkstoffe für Speichereinrichtungen und Schaltelemente. Sie ermöglichen einen vereinfachten Aufbau derartiger Vorrichtungen sowie eine hohe Funktions-
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sicherheit. - 9 -
sicherheit. - 9 -
Claims (1)
- VACUUMSGHMELZE GMBH - 9 - 2, Juli 1974Hanau Sr/BzPatentanspruch.Verwendung einer Legierung auf Kobalt-Nickel-Eisen-Basis, deren Zusammensetzung innerhalb eines Bereiches im Mehrstoff system Kobalt-(Nicke1+Aluminium+Titan)-Eisen liegt, der begrenzt ist von dem PolygonzugA (10 % Co; 25 % (Ni+Al+Ti); 65 % Pe) B (10 % Go; 45 % (Ni+Al+Ti); 45 % Fe) G (45 % Go; 30 % (Ni+Al+Ti); 25 % Fe) D (45 % Go; 15 % (Ni+Al+Ti); 40 % Fe) - A, insbesondere von dem PolygonzugE (15 % Co; 30 % (Ni+Al+Ti); 55 % Fe) F (15 % Go; 35 % (Ni+Al+Ti); 50 % Fe) G (42 % Go; 24 % (Ni+Al+Ti); 34 % Fe) H (42 % Co; 19 % (Ni+Al+Ti); 39 % Fe) - E, wobei der Aluminium-Gehalt 1 bis 4 %, vorzugsweise 1 bis 3 % und der Titan-Gehalt o,5 bis 4 %, vorzugsweise 1 bis 3 % beträgt, mit der Maßgabe, daß die Summe des Aluminium- und Titan-Gehaltes 2 bis 5 %, vorzugsweise 3 bis 4 % ergibt, die bei 700 bis 90O0C zwischengeglüht, um mindestens 70 % kaltverformt und einer o,5- bis 4-stündigen, vorzugsweise einer 1- bis 3-stündigen Schlußglühung bei 500 bis 700°C unterworfen worden ist, als magnetisch halbharten, in Glas einschmelzbaren Werkstoff.509883/0573Le e rs e ι te
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