DE2537092B2 - Material für den Rotor eines schneilauf enden Hysteresemotors und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Material für den Rotor eines schneilauf enden Hysteresemotors und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Material für den
Rotor eines schnellaufenden Hysteresemotors, das aus einem Nickel, Aluminium und Kobalt enthaltenden
Maraging-Stahl besteht, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung dieses Materials.
Ein schnellaufender Hysteresemotor wird beispielsweise als Hochgeschwindigkeitsmotor für den Antrieb
eines Zentrifugalabscheiders für die Urananreicherumg
verwendet. Das Material für den Rotor bestimmt die Leistung des Hysteresemotors, und es ist daher
erforderlich, daß dieses Rotormaterial ein mittelhartes magnetisches Material mit ausreichend hoher Festigkeit
und Duktilität ist, daß es den Bedingungen der Rotation mit hoher Geschwindigkeit genügt. So soll beispielsweise
das Rotormaterial eine Koerzitivkraft von nicht weniger als 40 Oe, eine Restinduktion von nicht weniger
als 5 kG, eine Streckgrenze von nicht weniger als 1100
kg/mm2 und eine Dehnung von nicht weniger als 10% aufweisen, d. h., es sollte ein mittelhartes magnetisches
Material und trotzdem ein Konstruktionsmaterial s;t:in. Beispiele für mittelharte magnetische Materialien sind
Legierungen des Systems Fe-V-Co, nämlich Vicalloy-Legierungen
und Legierungen des Systems Fe-Co-N'i—Al,
nämlich Alnico-Lcgicrungen. Diese Legierungen
sind zwar sehr vorteilhaft im Hinblick auf die magnetischen Eigenschaften als mittelharte Materialien,
während sie jedoch merkliche Sprödigkeit aufweisen, was nicht wünschenswert bei ihrer Verwendung als
Konstruktionsteil ist, und es ist daher nicht möglich, sie als Materialien zu verwenden, die für den Rotor eines
schnellaufenden Hysteresemotors geeignet sind.
Aus der Veröffentlichung in »Etz-A«, 1966, Heft 18, Seiten 665 bis 673, insbesondere Seiten 670 und 671 sind
verschiedene hartmagnetische Eisenlegierungen, die
ίο Kobalt, Nickel und Aluminium neben Kupfer enthalten,
zur Verwendung für den Rotor eines Hysteresemotors bekannt Diese Materialien haben zwar gute magnetische
Eigenschaften und mechanische Härte, ihre Zugfestigkeit ist jedoch unzureichend. So wird auf
Seiten 670/671 dieser Veröffentlichung eine aus etwa 9% Al, 15% Ni, 5 bis 30% Co und Rest Eisen bestehende
typische permanent magnetische Legierung angegeben. Dieses Material, welches zwar bemerkenswert hohe
mechanische Härte hat ist jedoch sehr spröde und unterliegt leicht der Spannungsrißbildung. Bei der
praktischen Anwendung ist daher auf Grund der Rißbildung die Festigkeit des Materials gering und
darüber hinaus hat es keine ausreichende Zähigkeit denn es zeigt eine Dehnung von 0%. Aus diesem Grund
ist es unmöglich, eine derartige Legierung der hohen Belastung auszusetzen, der sie in einem Hochgeschwindigkeitshysteresemotor
unterliegt
Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Material für einen Rotor zur Verwendung
JO in einem Hochgeschwindigkeitshysteresemotor zur
Verfügung zu stellen, welches eine Koerzitivkraft von nicht weniger als 40 Oe und eine Restinduktion von
nicht weniger als 5 kG besitzt, welches darüber hinaus jedoch ausgezeichnete mechanische Eigenschaften und
speziell hohe Zähigkeit und Dehnbarkeit besitzt.
Gegenstand der Erfindung ist ein Material für den Rotor eines schnellaufenden Hysteresemotors, bestehend
aus einem Nickel, Aluminium und Kobalt enthaltenden Maraging-Stahl, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß es aus 16 bis 20 Gew.-% Nickel, 0,3 bis 3,0 Gew.-% Titan, 0,01 bis 1,0 Gew.-% Aluminium, 7 bis
14 Gew.-% Kobalt, 3 bis 6 Gew.-% Molybdän und zum restlichen Anteil aus Eisen und unvermeidbaren
Verunreinigungen besteht und daß der Stahl aus Austenitstruktur und eine nicht magnetische Phase in
einer Martensitstruktur aufweist.
Das erfindungsgemäße Material hat bedingt durch eine spezielle Struktur und die angegebene festgelegte
Zusammensetzung, nicht nur ausgezeichnete magnetisehe Eigenschaft, sondern darüber hinaus gute mechanische
Festigkeit, wie eine Streckgrenze von nicht weniger als 100 kg/mm2 bei Raumtemperatur und ist
somit ausgezeichnet für Hochgeschwindigkeitshysteresemotoren geeignet. Dieses Material eignet sich speziell
auch zur Verwendung als Rotormaterial für einen Motor, der einen Zentrifugalabscheider zur Anreicherung
von Uran antreibt, und bei dieser Anwendung sollten Stähle dieses Typs eine Koerzitivkraft von nicht
weniger als 40 Oe, eine magnetische Restinduktion von
nicht weniger als 5,0 kG, eine Streckgrenze von nicht weniger als 100 kg/mm2 bei Raumtemperatur und eine
Dehnung von nicht weniger als 10% bei Raumtemperatur haben.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht
b5 das erfindungsgemäße Material aus nicht mehr als 0,03
Gew.-% Kohlenstoff, nicht mehr als 0,2 Gew.-% Mangan, nicht mehr als 0,2 Gew.-% Silicium, nicht mehr
als 0,03 Gew.-% Phosphor, nicht mehr als 0,03 Gew.-%
Schwefel, 16 bis 20 Gew.-% Nickel, 7 bis 14 Gew.-%
Kobalt, 3 bis 6 Gew.-% Molybdän, 03 bis 3,0 Gew.-%
Titan, 0,01 bis 1,0 Gew.-% Aluminium und zum restlichen Anteil aus Eisen und unvermeidbaren
Verunreinigungen.
Wenn der Stahl dagegen eine Koerzitivkraft von weniger als 40 Oe und eine magnetische Restinduktion
von weniger als 5,0 kG aufweist, so kann dieser Stahl nicht das gewünschte Drehmoment verursachen. Wenn
andererseits die Streckgrenze bei Raumtemperatur weniger als 100 kg/mm2 beträgt dann genügt der Stahl
nicht den Bedingungen der mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden Rotation des Motors und ist daher nicht zur
Verwendung in einem Hochgeschwindigkeitsmotor, speziell einem Motor für den Zentrifugalabscheider bei
der Urananreicherung geeignet In modernen Zentrifugaiabscheidern zur Urananreicherung dreht sich der
Rotor mit einer hohen Umfangsgeschwindigkeit von 400 bis 500 m/sec, so daß das Material, um diesen
Anforderungen zu genügen, eine Streckgrenze von mindestens 100 kg/mm2 aufweisen sollte und ein
Konstruktionsmateriai mit der gewünschten Duktilität darstellen sollte.
Durch die Erfindung wird ein Maraging-Stahl der vorstehend definierten Zusammensetzung zur Verfügung
gestellt der mit Hilfe eines geeigneten Verfahrens
hergestellt wird und der eine Koerzitivkraft von nicht weniger als 40 Oe, eine magnetische Restinduktion von
nicht weniger als 5,0 kG und eine Streckgrenze von nicht weniger als 100 kg/mm2 aufweist
Wenn ein solcher Stahl keinen Nickelgehalt im Bereich von 16 bis 20 Gew.-% Nickel aufweist so
werden die gewünschten magnetischen Eigenschaften und die gewünschte Festigkeit nicht erreicht
Außerdem wird der erfindungsgemäße Maraging-Stahl, der die angegebene, geeignete Zusammensetzung
aufweist geeigneten Wärmebehandlungen unterworfen, um eine Streckgrenze von nicht weniger als 100 kg/mm2
bzw. nicht weniger als 150 kg/mm2 und die gewünschten
magnetischen Eigenschaften zu erzielen.
Die Erfindung bezieht sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung eines Materials für den Rotor
eines schnellaufenden Hysteresemotors, das aus einem Nickel, Aluminium und Kobalt enthaltenden Maraging-Stahl
besteht
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Maraging-Stahl zur Verwendung
in dem Rotor eines Hochgeschwindigkeitshysteresemotors einer Lösungsglühbehandlung und einer
Temperungsbehandlung unterworfen. Beim Lösungsglühen wird ein Temperaturbereich von 820 bis 85O0C
angewendet was der Austenitisierungstemperatur entspricht Dann wird der Maraging-Stahl dem Abkühlen
auf Raumtemperatur unterworfen und wird anschließend bei einer Temperatur von 600 bis 725° C
getempert.
Gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der Maraging-Stahl dem Lösungsglühen
unterworfen und danach auf Raumtemperatur abgekühlt anschließend einer Temperungsbehandlung bei
einer Temperatur von 600 bis 725°C unterworfen, wieder auf Raumtemperatur abgekühlt und einer
erneuten Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 525° C unterworfen.
Auf diese Weise werden die Festigkeit und die magnetischen Eigenschaften verbessert
Wenn die Temperatur für die erneute Temperungsbehandlung (Wiederanlaßbehandlung) weniger als 400° C
beträgt ist eine untragbar lange Dauer des Erhitzens erforderlich, damit die gewünschte Festigkeit erzieh
wird, und das Verfahren ist daher nicht wirtschaftlich.
Wenn andererseits die angegebene Temperatur 525° C überschreitet dann führt dies zur Bildung einer
übergeglühten bzw. übergetemperten Struktur, welche die Festigkeit vermindert Wenn darüber hinaus die
Temperatur der anfänglichen Temperung weniger als 600° C oder mehr als 725° C beträgt so werden
ίο unzureichende magnetische Eigenschaften und Festigkeit
erzielt so daß die Erfordernisse, die an das erfindungsgemäße Material gestellt werden, nicht erfüllt
sind Dies trifft vor allem für die Koerzitivkraft zu. Anders ausgedrückt verursacht der vorstehend angegebene
Temperaturbereich eine austenitische Struktur mit einer nicht magnetischen Phase in der martensitischen
Struktur, so daß die geeignete Abscheidung einer austenitischen Phase die Koerzitivkraft besonders
verbessert Darüber hinaus wird der Maraging-Stahl gemäß der Erfindung einer Lösungsglühbehandlung,
einer anschließenden Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 600 bis 725° C und danach einer
erneuten Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 525° C unterworfen, wobei die gewünschte
Koerzitivkraft magnetische Restinduktion und Streckgrenze erreicht werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird der Maraging-Stahl dem
Lösungsglühen, einer anschließenden Kaltverformung mit einer Verformungsverminderung von 30 bis 90%,
einer Temperung oder Alterung bei einer Temperatur von 600 bis 725° C und einer anschließenden erneuten
Temperung bei einer Temperatur von 400 bis 525° C unterworfen. Auf diese Weise werden eine verbesserte
Festigkeit, verbesserte magnetische Eigenschaften, insbesondere eine verbesserte magnetische Restinduktion,
erreicht Es wurde gefunden, daß die magnetische Restinduktion verbessert werden kann, indem die
Struktur des Stahls durch die Kaltverformung und Temperung verfeinert wird. Dieser Effekt tritt jedoch
nicht auf, wenn die Verformungsverminderung weniger als 30% betragt während jedoch für diese Wirkung die
Sättigung bei einer Verformungsverminderung von mehr als 90% erreicht wird, wobei gleichzeitig
Schwierigkeiten bei der Kaltverformung auftreten. Die Verformungsverminderung bei der nach dem Lösungsglühen
durchgeführten Kaltverformung sollte daher im Bereich von 30 bis 90% liegen.
Die Erfindung wird durch die Zeichnungen veranschaulicht.
Die Erfindung wird durch die Zeichnungen veranschaulicht.
In den Zeichnungen zeigt
F i g. 1 eine graphische Darstellung, die den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft der magnetischen
Restinduktion und der Temperungs- bzw. Alterungstemperatur zeigt
F i g. 2 ist eine graphische Darstellung^ die den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft der
magnetischen Restinduktion und der Dauer der Temperung darstellt;
Fig.3 ist eine graphische Darstellung, welche den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft, der
magnetischen Restinduktion und der Alterungsdauer nach der Kaltbearbeitung darstellt.
Elektrolyteisen, Elektrolytnickel, metallisches Kobalt, Ferromolybdän und Ferrotitan wurden als Ausgangsmaterialien
in einen Vakuum-Hochfrequenz-Induk-
tionsofen gegeben und geschmolzen und dann wurde eine geringe Menge an Aluminium, Silicium und
Mangan als Oxydatoren zugesetzt, wobei 18% Nickel Maraging-Stähle mit Zugfestigkeiten von 175, 210 bzw.
245 kg/mm2 erhalten wurden. Die Zusammensetzung dieser Maraging-Stähle ist in Tabelle 1 gezeigt. In dieser
Tabelle ist der auf 100% fehlende Anteil Eisen.
Die jeweils erhaltenen Barren wurden bei einer
Temperatur von 900 bis 1100° C heißgeschmiedet und
danach bei einer Temperatur von 1200°C einer normalisierenden (normerizing) Anlaßbehandlung unterworfen.
Außerdem wurden die Barren einem Zwischenglühen bzw. -anlassen und der Kaltverformung unterworfen,
um Proben für den Zugfestigkeitstest und für die Messung der magnetischen Eigenschaften zu erhalten.
Si
Mn
Ni Co
Mo
Ti
Al
Festigkeitwert
1 | 0,009 | 0,15 | 0,09 | 0,003 | 0,003 |
2 | 0,008 | 0,14 | 0,10 | 0,003 | 0,002 |
3 | 0,01 | 0,17 | 0,13 | 0,002 | 0,003 |
18,95 18,72 17,15 8,21
9,24
12,70
4,74
4,91
3,71
4,91
3,71
0,50
0,86
1,73
0,86
1,73
0,07 0,09 0,10
175 kg/mm2 210 kg/mm2 245 kg/mm2
Dann wurden die entsprechenden Proben dem Lösungsglühen während 1 Stunde bei einer Temperatur
von 820° C und einer anschließenden Alterungs- bzw. Temperungsbehandlung unterworfen.
In F i g. 1 sind die Änderungen der Koerzitivkraft und der magnetischen Restinduktion für die Proben Nr. 1
und 2 gezeigt, nachdem eine Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 575 bis 725° C während 30
Minuten durchgeführt worden war. Die Figur zeigt, daß die Proben 1 und 2 eine starke Erhöhung der
Koerzitivkraft zeigen, wenn sie einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von ungefähr 650 bzw.
675°C unterworfen werden, und eine Koerzitivkraft von etwa 200 Oe und eine magnetische Restinduktion von
etwa 3 kG haben. Wenn darüber hinaus der Maraging-Stahl einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatür
von etwa 700° C unterworfen wird, so zeigt er eine Koerzitivkraft von 80 Oe und eine magnetische
Restinduktion von 8,4 kG in Probe Nr. 1 und eine Koerzitivkraft von 103 Oe und eine magnetische
Restinduktion von 7,7 kG in Probe Nr. 2, so daß also überlegene magnetische Eigenschaften erreicht werden.
Andererseits führt eine Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 725° C zu Proben mit einer
magnetischen Restinduktion von nicht weniger als 10 kG, während die Koerzitivkraft auf so niedere Werte
wie etwa 40 Oe vermindert wird und damit die gewünschten magnetischen Eigenschaften in gewissem
Maß verschlechtert werden. Die Probe Nr. 3 hat im Gegensatz zu den Proben 1 und 2 solche Eigenschaften,
daß nach einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 675° C eine Koerzitivkraft von 120 Oe
erhalten werden kann, während die Koerzitivkraft nur in äußerst geringem Maß vermindert wird, selbst wenn
die Temperungstemperatur auf 700 bis 725° C erhöht wird. Außerdem beginnt die Erhöhung der magnetisehen
Restinduktion von einer Temperungstemperatur von 675° C an. Wenn eine Temperungsbehandlung bei
einer Temperatur von 725° C durchgeführt wird, werden
eine Koerzitivkraft von 110 Oe und eine magnetische Restinduktion von 10,4 kG erhalten, so daß der
erfindungsgemäße Maraging-Stahl gut geeignet als Material für den Rotor eines Hochgeschwindigkeitshysteresemotors
ist, weil er ausgezeichnete magnetische
Eigenschaften hat
Nachstehend wird nun die Festigkeit des erfindungsgemäßen Maraging-Stahls näher erläutert
Wenn Probe 1 dem Lösungsglühen bei einer Temperatur von 610° C während 3 Stunden unterworfen
wurde, so wurden für die Probe 1 eine Koerzitivkraft von 74 Oe, eine magnetische Restinduktion von 7,3 kG,
eine Streckgrenze von 125,5 kg/mm2 bei Raumtemperatur,
eine Dehnung von 16,7% und eine Querschnittsverminderung von 43,7% erzielt. Wenn andererseits Probe
2 einer Lösungsglühbehandlung bei einer Temperatur von 610°C während 10 Stunden unterworfen wurde, so
wurden eine Koerzitivkraft von 79 Oe, eine magnetische Restinduktion von 7,1 kG, eine Streckgrenze von 121,5
kg/mm2 bei Raumtemperatur, eine Dehnung von 15,2% und eine Querschnittsverminderung von 49,7%, d. h. die
gewünschten magnetischen Eigenschaften und eine Streckgrenze von weit mehr als 100 kg/mm2 erreicht, so
daß dieses Material gut den Erfordernissen für ein Rotormaterial zur Verwendung in einem schnellaufenden
Hysteresemotor erfüllt.
Tabelle 2 zeigt die magnetischen und mechanischen Eigenschaften der Proben 1 und 2, die dem Lösungsglühen
und einer anschließenden Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 700° C während 30 Minuten
unterworfen worden waren, wonach sie bei einer Temperatur von 480°C 3 Stunden erneut getempert
wurden.
Tabelle | 2 | Br | Streck | Dehnung | Quer- |
Probe | Hc | grenze | schnitts- | ||
vermin- | |||||
derung | |||||
(kG) | (kg/mm2) | (%) | (%) | ||
(Oe) | 8,4 | 152,3 | 14,7 | 43,5 | |
Nr. 1 | 80 | 7,7 | 187,3 | 12,9 | 42,7 |
Nr. 2 | 103 | ||||
Die Werte zeigen, daß selbst dann, wenn die Proben
einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 700°C, dem anschließenden Abkühlen auf Raumtemperatur
und einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 48O0C während 30 Minuten unterworfen
werden, die magnetischen Eigenschaften unverändert bleiben, während eine Streckgrenze von nicht
weniger ais 150 kg/mm2 erhalten wird und gleichzeitig verbesserte Duktilität und Zähigkeit erzielt werden, wie
eine Dehnung von nicht weniger als 10% und eine Querschnittsverminderung von nicht weniger als 40%.
Diese Werte verdeutlichen die Vorteile des Maraging-Stahls als Rotormaterial zur Verwendung in einem
schnellaufenden Hysteresemotor.
In Tabelle 3 sind die magnetischen und mechanischen Eigenschaften von Probe 3 gezeigt, die dem Lösungsglü-
hen, einer anschließenden Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 7000C bzw. 725" C und danach
einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 480° C während 3 Stunden unterworfen worden ist.
Hc
(Oe)
Br (kG)
Streckgrenze Dehnung
(kg/mm2) (%)
Querschnittsverminderung
7000C X 30 min + 4800C X 3 h 115
725°C X 30 min + 4800C x 3 h 110
8,8 10,4
189,7
195,3
13,2
11,3
41,9
39,7
Wie aus Tabelle 3 ersichtlich ist, bleiben selbst dann,
wenn die Probe einer erneuten Temperung bei einer Temperatur von 480° C unterworfen wird, die Koerzitivkraft und die magnetische Restinduktion unverändert,
während die Streckfestigkeit bzw. die Streckgrenze auf etwa 190 kg/mm2 verbessert wird und gleichzeitig eine
erhöhte Dehnung und verbesserte Flächenverminderung erhalten werden. Der so behandelte Maraging-Stahl zeigt somit ausgezeichnete Festigkeit, Duktilität
und Zähigkeit als Rotormaterial zur Verwendung in einem schnellaufenden Hysteresemotor.
Fig.2 zeigt den Zusammenhang zwischen der Koerzitivkraft, der magnetischen Restinduktion und der
Tempemngsdauer (Kurve a) bei einer Temperatur von 600° C für Probe 3, welche einer Lösungsglfihbehandlung unterworfen worden ist, und den Zusammenhang
zwischen der Koerzitivkraft, der magnetischen Restinduktion und der Temperungsdauer (Kurve b) bei einer
Temperatur von 700° C für Probe 3, welche einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von
700° C und einer anschließenden erneuten Temperungsbehandlung (Wiederanlaßbehandlung) bei einer Tempe-
ratur von 480° C während 3 Stunden unterworfen worden ist Die erneute Temperungsbehandlung bzw.
Wiederanlaßbehandlung beeinflußt die Koerzitivkraft und die magnetische Restinduktion nicht sehr und daher
bleibt die magnetische Restinduktion unverändert, wie gezeigt ist während die Temperungsbehandlung bes;?r
bei einer Temperatur von 700° C als bei 600° C durchgeführt werden sollte, damit eine zweimal so hohe
Koerzitivkraft wie im Fall der niedrigeren Temperungstemperatur erhalten wird und somit ein Stahl gebildet
wird, der ein mittelhartes magnetisches Material darstellt
55
Fig.3 zeigt den Zusammenhang zwischen der
Koerzitivkraft, der magnetischen Restinduktion und der Temperungsdauer bei einer Temperatur von 700° C für
die Proben Nr. 2 und 3, die eine Orientierung parallel zu der Walzrichtung aufweisen. Diese Proben 2 und 3
wurden einer Lösungsglühbehandlung während 1 Stunde bei einer Temperatur von 8200C, der anschließenden Kaltbearbeitung durch Walzen bei einer
Walzverminderung von 50%, dem anschließenden Tempern bei einer Temperatur von 7000C während 1
bis 10 Stunden und einer anschließenden erneuten Temperungsbehandlung während 3 Stunden bei einer
Temperatur von 4800C unterworfen.
Wie gezeigt ist, werden die Koerzitivkraft und die magnetische Restinduktion durch die Temperungsdauer
beeinflußt während die Proben ausgezeichnete magnetische Eigenschaften zeigen, wie eine Koerzitivkraft von
60 bis 130 Oe und eine magnetische Restinduktion von 7
bis 15 kG. Außerdem zeigen die Proben ausgezeichnete
mechanische Eigenschaften, wie Streckfestigkeiten von 170 bis 200 kg/mm* (Nr. 2) und 170 bis 200 kg/mm2 (Nr.
2) und 170 bis 190 kg/mm2 (Nr. 3) und haben darüber hinaus eine hohe Dehnung von mehr als 10% und eine
hohe Querschnittsverminderung von mehr als 40%. Die magnetischen Eigenschaften und mechanischen Eigenschaften von Proben mit einer Orientierung senkrecht
zu der Walzrichtung ergeben Werte wie die der Proben mit einer Orientierung parallel zu der Walzrichtung.
Wie aus den vorstehenden Angaben ersichtlich ist, erreicht der erfindungsgemäße, 18% Nickel enthaltende
Maraging-Stahl Festigkeitswerte von 175 kg/mm2, 210
kg/mm2 bzw. 245 kg/mm2 und zeigt ausgezeichnete magnetische und mechanische Eigenschaften, die gut
angepaßt zur Verwendung für einen Rotor eines schnellaufenden Hysteresemotors sind.
Außerdem ist es empfehlenswert, daß die Dauer der
Temperungsbehandlung bei Anwendung einer anfänglichen Temperungstemperatur von 650 bis 675° C
verlängert wird, um in geeigneter Weise die Koerzitivkraft und die magnetische Restinduktion auszugleichen,
und die Temperung sollte zum Erzielen bester Ergebnisse bei einer Temperatur von ungefähr 700° C
durchgeführt werden. Danach wird der Stahl einer erneuten Temperungsbehandlung bzw. Wiederanlaßbehandlung bei einer niedrigeren Temperatur unterworfen, um die Festigkeit zu verbessern, nachdem er bei
einer Temperatur von ungefähr 700° C getempert worden ist Die Temperatur der Wiederanlaßbehandlung sollte vorzugsweise im Bereich von 400 bis 525° C
liegen. Falls die Temperatur einen Wert von 525° C überschreitet, führt dies zur Bildung einer übergealterten Struktur, wodurch die Festigkeit und die magnetischen Eigenschaften verschlechtert werden. Wenn
dagegen die Temperatur weniger als 4000C beträgt, findet bei der Temperung eine verzögerte Abscheidungsreaktion statt, so daß der Stahl während eines
ausgedehnten Zeitraums erhitzt werden muß, um die gewünschte Festigkeit zu erreichen, wodurch die
Wirksamkeit des Verfahrens verschlechtert wird. Durch die beschriebene erfindungsgemäße Wärmebehandlung
werden die magnetischen Eigenschaften und die Festigkeit eines 18% enthaltenden Maraging-Stahls in
hohem Maß verbessert Speziell im Fall eines 18%
Nickel enthaltenden Maraging-Stahls mit einem Festigkeitswert
von 245 kg/mm2 kann die Koerzitivkraft auf 100 bis 120 Oe und die magnetische Restinduktion auf
mehr als 7 kG verbessert werden, während die Streckgrenze bei Raumtemperatur auf mehr als 180
10
kg/mm2 erhöht werden kann. Erfindungsgemäß wird daher ein Material für den Rotor für einen schnellaufenden
Hysteresemotor zur Verfügung gestellt, welches im Gegensatz zu den bisher bekannten Materialien hohe
Festigkeit und hohe Zähigkeit hat
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Material für den Rotor eines schnellaufenden
Hysteresemotors, bestehend aus einem Nickel, Aluminium und Kobalt enthaltenden Maragimg-Stahl,
dadurch gekennzeichnet, daß es aus 16 bis 20 Gew.-% Nickel, 03 bis 3,0 Gew.-% Titan,
0,01 bis 1,0 Gew.-% Aluminium, 7 bis 14 Gew.-% !Cobalt, 3 bis 6 Gew.-% Molybdän und zum
restlichen Anteil aus Eisen und unvermeidbaren Verunreinigungen besteht und daß der Stahl eine
Austenitstruktur und eine nicht magnetische Phase in einer Martensitstruktur aufweist
2. Verfahren zur Herstellung eines Materials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB eiler
Maraging-Stahl einer Lösungsglühbehandlung und einer anschließenden Temperungsbehandlung bei
einer Temperatur von 600 bis 725° C unterworfen wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Materials nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ^dler
Maraging-Stahl einer Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 600 bis 725° C und dann eimer
erneuten Temperungsbehandlung bei einer Temperatur von 400 bis 525° C unterworfen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Lösungsglühen und der
anschließenden Temperungsbehandlung eine Kaltverformung bei einer Verformungsverminderung
von 30 bis 90% durchgeführt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Maraging-Stahl dem Lösungsglühen, einer anschließenden Kaltverformung mit eimer
Verformungsverminderung von 30 bis 90%, danach der Temperung bei einer Temperatur von 600 bis
725° C und einer anschließenden erneuten Temperung bei einer Temperatur von 400 bis 525" C
unterworfen wird.
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