DE2539002A1

DE2539002A1 - Abriebfeste legierungen hoher permeabilitaet

Info

Publication number: DE2539002A1
Application number: DE19752539002
Authority: DE
Inventors: Hakaru Masumoto; Yuetsu Murakami
Original assignee: Elect & Magn Alloys Res Inst
Current assignee: Elect & Magn Alloys Res Inst
Priority date: 1974-09-26
Filing date: 1975-09-02
Publication date: 1976-04-08
Also published as: DE2539002B2

Description

Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität Die Erfindung betrifft abrieb- bzw. verschleißfeste Legierungen hoher Permeabilität aus Silicium, Aluminium und mindestens einem Element aus der Gruppe von Yttrium und den Lanthaniden, Rest Eisen.
Der Ausdruck "Lanthaniden" umfaßt die Elemente Lanthan (La), Cer (Ce), Praseodym (Pr), Neodym (Nd), Promethium (Pm), Samarium (Sm), Europium (Eu), Gadolinium (Gd), Terbium (Tb), Dysprosium (Dy), Holmium (Ho), Erbium (Er), Thulium (Tm), Ytterbium (Yb) und Lutetium (Lu).
Es wurde bereits früher festgestellt, daß Eisen-Silicium-Aluminium-Legierungen eine hohe Permeabilität besitzen. Diese werden auch als "Sendut"-Legierungen bezeichnet, da sie spröde sind und leicht puiverig werden; vgl. die japanischen Patentveröffentlichungen 2 409/33, 4 721/39, 4 722/39, 4 723/39 und 4 724/39. Gegenwärtig werden Sendust-Legierungen in großem Umfang als Legierungen zur Herstellung von Magnetköpfen in Magnetaufzeichungssystemen, insbesondere in Videobandaufzeichnungsvorrichtungen verwendet, da Diese ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, eine hohe Härte und. eine gute Abrieb- bzw. Verschieifestigkeit aufweisen. Diese Sendust-Legierungen weisen jedoch den Nachteil auf, daß ihr Zus&mrensetzungsbereich, in dem sie eine hohe Permeabilität aufweisen, sehr eng ist und daß sie auf Grund ihrer groben Korngröße spröde sind, sodaß während der Herstellung von Magnetköpfen Risse oder cihnliche Störungen auftreten können.
In neueren Magnetaufzeichnungstechniken besteht die Tendenz, Sendust-Legierungen zusätzlich zu ihrer Verwendung in Videobandaufzeichnungsvorrichtungen als magnetische Legierungen flr Magnetköpfe in magnetischen Aufzeichnungs- und Reproduktionssystemen zu verwenden. Infolgedessen besteht ein Bedürfnis, nicht nur die vorgenannten Nachteile von Sendust-Legierungen zu beseitigen, sondern auch neue, leicht herstellbare Legierungen der Sendust-Gruppe zur Verfügung zu stellen, die verbesserte magnetische Eigenschaften und eine verbesserte Abriebfestigkeit aufweisen. Legierungen zur Herstellung derartiger Magnetköpfe sollen eine Anfangspermeabilität von mindestens 1 000 und eine maximale Permeabilität von mindestens 3 000 aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität mit ausge-zeichneten magnetischen Eigenschaften, hoher Härte und feiner Korngröße zur Verfügung zu stellen.
Bei Untersuchungen mit Legierungen der Sendust-Gruppe wurde erfindungsgemä.7 festgestellt, daß Legierungen aus Eisen, Silicium, Aluminium und mindestens einem Element der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Elementengruppe im Vergleich zu den bekannten Sendust-Legierungen in bezug auf Abriebfestigkeit, Permeabilität, IIärte und Korngröße verbesserte Eigenschaften aufweisen.
Diese erfindungsgemäß geschaffenen abriebfesten Legierungen hoher Permeabilität weisen eine Anfangspermeabilität von mindestens 1 000 und eine maximale Permeabilität von mindestens 3 000 auf, wodurch sie als magnetische Materialien zur Herstellung von Magnetaufzeichnungssystemen, die eine hohe Permeabilität und eine hohe Abriebfestigkeit erfordern, besonders geeignet sind.
Eine Ausführungsform der Erfindung betrifft Legierungen, bestehend aus 3 bis 13% (Prozentangaben beziehen sich jeweils auf das Gewicht) Silicium, 3 bis 13% Aluminium und 0,01 bis 7% mindestens eines Elements aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe, Rest Eisen. Bevorzugte Legierungen bestehen aus 5 bis 120 Silicium, 4 bis 8% Aluminium und 0,05 bis 624 mindestens eines Elements aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe, Rest Eisen.
Besonders bevorzugt sind Legierungen aus Silicium, Aluminium, Eisen und einem der Elemente Yttrium, Cer und Lanthan.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung betrifft Legierungen, die-als Hauptbestandteile 3 bis 13% Silicium, 3 bis 13% Aluminium, 0,01 bis 7% mindestens eines Elements aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe, Rest Sisen, und als Nebenbestandteile 0 bis 5% Vanadin, 0 bis 5% Niob, 0 bis 5% Tantal, 0 bis 5% Chrom, 0 bis 5% Molybdän, 0 bis 5% Wolfram, 0 bis 5% Kupfer, 0 bis 5% Germanium, 0 bis 5% Titan, 0 bis 7% Nickel, 0 bis 7% Kobalt, 0 bis 7% Mangan, 0 bis 3% Zirkon, 0 bis 3% Zinn, 0 bis 3% Antimon, 0 bis 3% Beryllium und 0 bis 0,3% Blei enthalten. Bevorzugte Legierungen enthalten als Hauptbestandteile 5 bis 12% Silicium, 4 bis 8% Aluminium, 0,05 bis 6% mindestens eines Elements aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe, Rest Eisen, und als Nebenbestandteile 0 bis 4% Vanadin, 0 bis 4% Niob, 0 bis 4% Tantal, 0 bis 4% Chrom, 0 bis 4% Molybdän, 0 bis 4% Wolfram, 0 bis 4% Kupfer, 0 bis 4% Germanium, 0 bis 4% Tltan, 0 bis 5% Nickel, 0 bis 5% Kobalt, 0 bis 5% Mangan, 0 bis 2% Zirkon, 0 bis 2% Zinn, 0 bis 2% Antimon, 0 bis 2% Beryllium und 0 bis 0,2 Blei.
Zur Herstellung der Legierungen der Erfindung werden geeignete Mengen an aus den vorgenannten Elementen ausgewählten Ausgangsmaterialien mittels eines geeigneten Schmelzofens in Luft, vorzugsweise in einer nicht oxydieren wirkenden Atmosphäre oder unter vermindertem Druck geschmolzen und anschließend mit einer geringen Menge (höchstens 1%) eines Sauerstoff entziehenden Mittels und eines Entschwefelers, wie Mangan, Titan, Calciumlegierungen, SLagnesiumlegierungen oder einem ähnlich wirkenden Mittel, versetzt, um Verunreinigungen soweit wie möglich zu entfernen. Anschließend wird die geschmolzene Masse gründlich gerührt, um eine homogene Verteilung zu erreichen. Schließlich wird sie . Bildung eines fehlerfreien Blocks bzw.Rohlings in eine Form geeigneter Gestalt und Größe gegossen. Dieser Block wird durch Schleifen, elektrische Funkenerosion, elektrolytische Behandlung oder ein ähnliches Verfahren zu einem Formkörper verformt. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Block zu einem feinen Pulver zu pulverisieren und unter Druck gegebenenfalls unter Zusatz eines geeigneten Bindemittels zu einem gewünschten Formkörper zu verformen. Außerdem kann der Block durch Schmieden oder Walzen verformt werden.
Die auf diese Weise erhaltenen Pormkörper werden in einem Gieß-oder Spritzzustand (casting or sputtering state) oder in Wassersteffatmosphäre, einer anderen geeigneten nicht oxidierenden Atmosphäre oder unter vermindertem Druck auf Temperaturen oberhalb der Rekristallisatienstemperatur (etwa 6000C) und unterhalb des Schmelzpunkts erhitzt und anschließend mit einer geeigneten Geschwindigkeit abgekühlt, wodurch eine abriebfeste Legierung hoher Permeabilität mit hoher Härte und feiner Korngröße erhalten wird.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand der Figuren näher erläutert. Es stellen dar: Die Figuren 1, 2 und 3 Diagramme, in denen die Beziehung zwischen dem'Gehalt an Yttrium, Cer und Lanthan und der Anfangs- und maximalen Permeabilität bei Silicium (10,0%)-Aluminium (5,5%)-Eisen-Legierungen dargestellt ist; und die Figuren 4,5 und 6 Diagramme, in denen für Silicium (10,0%)-Aluminium (5,5%)-Eisen-Legierungen die Beziehung zwischen dem Gehalt an Yttrium, Cer und Lanthan einerseits und derVickers-Härte'der durchschnittlichen Korngröße und dem Abriebverlust eines Magnetkopfs nach 50stündigem Betrieb eines Magnetbands andererseits dargestellt ist.
Diè Beispiele erläutern die Erfindung und stellen keine Einschränkung dar.
B B e i s p i e l Herstellung der Legierungsprobe Nr. 19 (Fe: 82,7, Si: 10,0%, Al: 5,5%, Y: 1,8%) Als Ausgangsmaterial werden Silicium mit einer Reinheit von 99,85,; und Aluminium, Yttrium und Elektrolyteisen mit einer Reinheit von 99,9 verwendet. Die Ausgangsmaterialien werden in einer Gesamtmenge von 6 kg in einen Aluminiumschmelztiegel gegeben, unter vermindertem Druck in einem elektrischen Hochfrequenz-Induktionsofen geschmolzen und anschließend gründlich vermischt, wodurch man eine homogene, geschmolzene Legierung erhält. Anschließend wird die Schmelze zur Bildung eines Blocks in eine Form mit einem Loch von 50 mm Seitenlänge und 200 mm Höne gegossen. Dieser Block wird durch Schleifen und elektrische Punkenerosion zu einem'ringförmigen Blech mit einem Außendurchmesser von 23 mm, einem Innendurchmesser von 15 mm und einer Stärke von 0,3 mm verformt.
Das auf diese Weise erhaltene Blech wird gemäß Tabelle I verschiedenen Hitzebehandlungen unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle I zusammengestellt.

Tabelle I

Anfangs- Maximale Härte Durchschnitt-

Hitzbehandlung permeabilität Permeabilität liche Korngröße

(µ0) (µm) (Hv) (mm)

10stündiges Erhitzen auf 700°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 20 800 51 600 540 0,010

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

5stündiges Erhitzen auf 800°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 25 400 73 000 538 0,011

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 900°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 31 700 115 500 535 0,012

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 000°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 38 000 143 700 533 0,012

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 100°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 43 800 158 000 530 0,013

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

1stündiges Erhitzen auf 1 200°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 40 500 142 000 525 0,015

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

Beispiel 2 Herstellung der Legierungsprobe ?Tr. 27 (Fe: 82,3%, Si: 9,3%, Al: 5,4% Y: 3,0%) Als Ausgangsmaterial werden Elektrolyteisen, Silicium, Aluminium und Yttrium der gleichen Reinheitsgrade wie in Beispiel 1 verwendet. Die Ausgangsmaterialien werden in einer Gesamtmenge von 100 g in einen Aluminiumschmelztiegel gegeben, unter vermintlertem Druck in einem elektrischen Hochfrequenz-Induktionsofen geschmolzen und anschließend gründlich gerührt, wodurch eine homogene, geschmolzene Legierung erhalten wird. Diese Schmelze wird in eine Form mit einer ringförmigen Öffnung mit einem Außendurchmesser von 40 mm, einem Innendurchmesser von 30 mm und einer Höhe von 10 mm gegeben, wodurch ein ringförmiger Rohling entsteht.
Dies er Rohling wird anschließend gemäß Tabelle II mehreren Hitzebehandlungen unterworfen. Die entsprechenden Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
In Tabelle III sind die Eigenschaften von typischen Fe-Si-Al-Y-Legierungen angegeben.

Tabelle II

Anfangs- Maximale Härte Durchschnitt-

Hitzbehandlung permeabilität Permeabilität liche Korngröße

(µ0) (µm) (Hv) (mm)

Gießzustand 10 700 28 600 555 0,009

10stündiges Erhitzen auf 700°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 13 500 35 500 550 0,010

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

5stündiges Erhitzen auf 900°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 19 700 56 000 547 0,11

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 1 000°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 28 600 97 500 545 0,11

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 50°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 100°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 34 000 126 000 544 0,012

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 200°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 31 500 105 100 541 0,014

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

Tabelle III

Abkühl- An- Maxi- Härte Durch-

Probe Fe Si Al Y Nebenbestandteile ge- fangs- male schnitt-

schwin- permea- Permea- (Hv) liche

Nr. (%) (%) (%) (%) (%) digkeit bilität bilität Korn-

(°C/Std) (µ0) (µm) größe

(mm)

5 84,9 9,8 5,2 0,1 - 240 38 500 132 000 493 1,000

8 83,8 9,7 6,0 0,5 - 100 40 600 136 500 505 0,050

12 83,2 10,3 5,8 0,7 - " 41 000 126 300 510 0,030

15 83,4 10,2 5,3 1,1 - 300 42 100 147 100 520 0,020

19 82,7 10,0 5,5 1,8 - 240 43 800 158 000 530 0,013

24 82,5 9,6 5,7 2,2 - " 41 300 139 400 535 0,012

27 82,3 9,3 5,4 3,0 - " 34 000 126 000 514 0,012

32 80,1 10,0 4,7 5,2 - 100 15 600 64 000 560 0,010

40 82,6 9,5 5,6 1,2 1,1 V " 44 900 158 000 530 0,022

44 82,7 9,2 5,8 0,8 1,5 Nb 500 39 200 165 700 528 0,024

50 80,7 10,3 5,0 2,0 2,0 Ta " 40 700 174 000 543 0,018

56 81,1 9,7 6,2 1,5 1,5 Cr 300 44 300 135 000 528 0,020

63 81,8 10,0 5,5 1,2 1,5 Mo " 45 700 182 000 525 0,015

68 81,1 9,5 5,2 1,7 2,5 W 240 38 600 177 000 530 0,013

76 80,6 9,3 5,6 1,5 3,0 Ni 300 44 100 145 800 532 0,014

80 80,0 10,5 5,5 2,0 2,0 Cu " 38 500 161 000 535 0,011

Fortsetzung von Tabelle III

Abkühl- An- Maxi- Härte Durch-

Probe Fe Si Al Y Nebenbestandteile ge- fangs- male schnitt-

schwin- permea- Permea- (Hv) liche

Nr. (%) (%) (%) (%) (%) digkeit bilität bilität Korn-

(°C/Std) (µ0) (µm) größe

(mm)

84 78,7 9,6 6,2 2,5 3,0 Co 100 35 700 173 500 542 0,010

92 79,7 9,3 6,0 1,0 4,0 Mn " 37 100 171 000 520 0,014

100 81,7 9,5 5,8 1,5 1,5 Ge 50 44 500 135 700 532 0,025

106 81,6 10,1 6,0 1,3 1,0 Ti " 44 800 125 400 545 0,015

112 83,0 9,4 5,3 1,8 0,5 Zr 10 35 700 106 000 557 0,025

121 82,9 10,0 5,0 1,6 0,5 Sn 50 32 600 88 100 542 0,021

128 82,0 9,2 6,3 2,0 0,5 Sb 240 34 900 105 000 555 0,016

135 83,0 9,7 5,7 1,3 0,3 Be 500 27 600 83 500 550 0,018

139 83,9 9,0 5,5 1,5 0,1 Pb 240 36 400 117 000 523 0,010

146 80,4 9,6 5,4 2,1 0,5 V, 0,5 Mo, 1,0 Mn, 0,5 Ti 100 45 600 178 000 547 0,013

155 80,0 10,0 6,2 1,7 0,5 Nb, 1,0 Cr, 0,3 Mn, 0,3 Zr 10 43 100 126 000 552 0,018

161 78,9 10,2 5,5 1,4 1,5 Ta, 1,0 W , 1,0 Cr, 0,5 Sn 50 37 000 108 400 543 0,022

174 79,4 9,5 4,8 2,3 1,0 Mo, 2,0 Co, 0,5 Mn, 0,5 Sb " 36 000 173 000 543 0,015

182 80,3 8,8 6,1 1,7 2,5 Ni, 0,5 Zr, 0,1 Pb " 34 800 94 300 545 0,013

Sendust 85,0 9,6 5,4 - - 100 35 000 118 000 490 5,000

BeisIel 3 Herstellung der Legierungsprobe Nr. 206 (Fe: 82,8, Si: 9,7% Al: 5,7%, Ce: 1,s%) Als Ausgangsmaterial werden Elektrolyteisen, Silicium und Aluminium der gleichen Reinheitsgrade wie in Beispiel 1 und Cer von einem Reinheitsgrad von 99,9% verwendet. Die Probe wird gemäß Beispiel 1 hergestellt und anschließend mehreren Hitzebehandlungen unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt. Tabelle IV

Anfangs- Maximale Härte Durchschnitt-

Hitzbehandlung permeabilität Permeabilität liche Korngröße

(µ0) (µm) (Hv) (mm)

10stündiges Erhitzen auf 700°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 13 500 56 000 530 0,008

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

5stündiges Erhitzen auf 800°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 24 000 87 500 525 0,008

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 900°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 32 200 102 000 523 0,009

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 000°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 38 000 136 200 520 0,010

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 1 100°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 42 100 148 000 518 0,010

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 150°C/Std.

1stündiges Erhitzen auf 1 200°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 40 800 135 000 517 0,015

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

Beispiel 4 Herstellung der Legierungsprobe Nr. 212 (Fe: 81,9%, Si: 9,6%, Al: 5,5%, Ce: 3,0%) Als Ausgangsmaterialien werden Elektrolyteisen, Silicium, Aluminium und Cer der gleichen Reinheitsgrade wie in 3eispiel 3 verwendet. Die Probe wird gemäß Beispiel 2 hergestellt und anschließend verschiedenen Hitzebehandlungen unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle V zusammengestellt.

In Tabelle VI sind die entsprechenden Ergebnisse typischer Fe-Si-Al-Ce-Legierungen aufgeftihrt Tabelle V

Anfangs- Maximale Härte Durchschnitt-

Hitzbehandlung permeabilität Permeabilität liche Korngröße

(µ0) (µm) (Hv) (mm)

Gießzustand 10 400 34 200 543 0,005

10stündiges Erhitzen auf 700°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 13 500 47 000 540 0,005

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

5stündiges Erhitzen auf 900°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 28 000 79 000 535 0,007

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 1 000°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 34 600 102 500 530 0,007

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 150°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 100°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 37 200 116 000 527 0,008

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 200°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 35 800 109 000 525 0,009

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

Tabelle VI

Abkühl- An- Maxi- Härte Durch-

Probe Fe Si Al Y Nebenbestandteile ge- fangs- male schnitt-

schwin- permea- Permea- (Hv) liche

Nr. (%) (%) (%) (%) (%) digkeit bilität bilität Korn-

(°C/Std) (µ0) (µm) größe

(mm)

190 84,9 9,6 5,4 0,1 - 240 35 700 122 000 494 0,90

196 83,7 9,9 5,9 0,5 - 100 36 300 135 000 501 0,061

201 83,6 10,0 5,4 1,0 - 100 38 500 143 600 510 0,016

206 82,8 9,7 5,7 1,8 - 150 42 100 148 000 518 0,010

212 81,9 9,6 5,5 3,0 - 240 37 200 116 000 527 0,008

217 80,7 9,3 4,5 5,5 - 100 15 000 63 000 550 0,006

223 82,4 9,6 5,5 1,5 1,0 V 100 34 600 135 000 523 0,014

227 82,4 9,4 5,7 1,0 1,5 Nb 50 38 200 126 000 530 0,012

230 81,6 9,7 5,2 2,0 1,5 Ta 100 41 000 121 500 525 0,010

235 82,4 9,1 6,0 1,5 1,0 Cr 240 43 500 133 000 513 0,015

241 81,1 9,6 5,8 2,0 1,5 Mo 240 42 200 124 000 521 0,008

245 82,5 8,2 4,8 1,5 3,0 W 100 41 010 113 000 518 0,011

250 80,2 9,2 5,1 2,5 3,0 Ni 50 34 000 125 000 525 0,009

254 80,5 9,7 5,6 1,7 2,5 Cu 240 35 000 132 000 520 0,011

258 79,7 9,3 5,8 2,2 3,0 Co 400 28 000 125 000 518 0,011

Fortsetzung von Tabelle VI

Abkühl- An- Maxi- Härte Durch-

Probe Fe Si Al Y Nebenbestandteile ge- fangs- male schnitt-

schwin- permea- Permea- (Hv) liche

Nr. (%) (%) (%) (%) (%) digkeit bilität bilität Korn-

(°C/Std) (µ0) (µm) größe

(mm)

263 81,6 8,4 5,2 1,8 3,0 Mn 50 36 000 119 000 515 0,012

270 81,8 9,2 5,3 2,2 1,5 Ge 240 45 100 153 000 526 0,009

274 83,0 9,3 5,2 1,0 1,5 Ti 100 33 500 124 600 538 0,011

277 81,9 9,6 5,9 1,6 1,0 Zr 100 35 200 131 000 535 0,013

282 82,5 9,3 5,0 2,0 1,2 Sn 240 32 700 120 000 540 0,010

290 81,7 9,0 6,0 2,5 0,8 Sb 50 34 300 124 600 537 0,007

296 82,7 9,3 6,2 1,5 0,3 Be 100 36 100 103 500 528 0,014

302 81,9 9,2 5,8 3,0 0,1 Pb 100 32 500 124 500 525 0,012

305 80,8 10,1 4,6 2,0 0,5 V, 0,5 Mo, 1,0 Mn, 0,5 Ti 240 38 000 127 200 531 0,016

309 79,9 9,6 5,8 2,3 0,5 Nb, 1,0 Cr, 0,5 Mn 400 37 500 125 000 526 0,014

0,3 Zr, 0,1 Pb

312 79,5 9,5 4,9 1,8 2,0 Ta, 1,0 W , 1,0 Co, 0,3 Sn 50 40 300 127 000 522 0,020

318 80,5 9,0 5,6 2,2 0,5 Nb, 2,0 Cu, 0,2 Be, 10 42 100 119 500 540 0,013

325 80,2 8,8 6,0 1,5 1,0 Mo, 2,0 Cu, 0,5 Ge 400 37 600 105 000 527 0,022

329 80,8 9,2 5,3 2,4 1,5 Ni, 0,3 Mn, 0,5 Sb 240 30 200 134 700 550 0,014

Beispiel 5 Herstellung der Legierungsprobe Nr. 356 (Fe: 82,6%, Si: 9,7%, Al: 5,@% @@ 1,9%) Als Ausgangsmaterialien werden Silicium, Aluminium und Elektrolyteisen der gleichen Reinheitsgrade wie in Beispiel 1 und Lanthan mit einem Reinheitsgrad von 99,9% verwendet. Die Probe wird gemäß Beispiel 1 hergestellt und anschließend verschiedenen Hitzebehandlungen unberzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VII zusammengestellt.

Tabelle VII

Anfangs- Maximale Härte Durchschnitt-

Hitzbehandlung permeabilität Permeabilität liche Korngröße

(µ0) (µm) (Hv) (mm)

10stündiges Erhitzen auf 700°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 15 500 73 000 541 0,008

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

5stündiges Erhitzen auf 800°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 27 000 93 500 535 0,008

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 900°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 35 300 122 000 533 0,009

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 000°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 39 000 148 200 528 0,010

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 1 100°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 44 800 159 000 525 0,010

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 150°C/Std.

1stündiges Erhitzen auf 1 200°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 41 600 146 000 523 0,013

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

Beispiel 6 Herstellung der Legierungsprobe Nr. 360 (Fe: 81,6% Si: 9,7%, Al: 5,5-1, La: 3,0 Als Ausgangsmaterialien werden Elektrolyteisen, Silicium, Aluminium und Lanthan der gleichen Reinheitsgrade wie in Beispiel 5 verwendet. Die Probe wird auf die gleicne Weise wie in Beispiel 2 hergestellt und anschließend mehreren Hitzebenhandlungen unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle VIII zusammengestellt.
In den Tabellen IX und X finden sich die entsprechenden Ergebnisse von typischen Fe-Si-Al-La-Legierungen und anderen Le-Legierungen.

Tabelle VIII

Anfangs- Maximale Härte Durchschnitt-

Hitzbehandlung permeabilität Permeabilität liche Korngröße

(µ0) (µm) (Hv) (mm)

Gießzustand 11 600 44 000 552 0,005

10stündiges Erhitzen auf 700°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 14 500 62 000 548 0,005

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

5stündiges Erhitzen auf 900°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 29 000 94 000 545 0,006

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

3stündiges Erhitzen auf 1 000°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 35 200 123 000 539 0,007

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 150°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 100°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 41 200 156 000 537 0,008

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 240°C/Std.

2stündiges Erhitzen auf 1 200°C

in Wasserstoffatmosphäre, Abkühlen 36 900 139 000 535 0,009

auf Raumtemperatur mit einer Ge-

schwindigkeit von 100°C/Std.

Tabelle IX

Abkühl- An- Maxi- Härte Durch-

Probe Fe Si Al La Nebenbestandteile ge- fangs male schnitt-

Nr. (%) (%) (%) (%) (%) schwin- permea- Permea- (Hv) liche

digkeit bilität bilität Korn-

(°C/Std) (µo) (µm) größe

(mm)

335 84,9 9,5 5,5 0,1 - 240 35 800 123 000 400 0,90

342 84,0 9,8 5,7 0,5 - 150 37 300 138 000 507 0,062

349 83,4 10,1 5,5 1,0 - 100 39 200 153 600 509 0,013

356 82,8 9,7 5,6 1,9 - 150 44 800 159 000 525 0,010

360 81,6 9,7 5,5 3,2 - 240 41 200 156 000 537 0,053

363 80,3 9,2 4,7 5,8 - 150 15 500 62 000 525 0,005

372 82,3 9,6 5,3 1,5 1,3 V 100 33 600 155 000 503 0,014

378 81,9 9,8 5,9 1,3 1,1 Nb 150 38 800 136 000 536 0,010

384 80,9 9,9 5,2 2,0 2,0 Te 100 40 000 141 000 525 0,011

390 82,2 10,1 5,0 1,7 1,0 Cr 150 45 500 123 000 509 0,023

396 81,2 9,3 5,8 2,0 1,7 Mo 240 44 200 124 000 578 0,000

403 80,7 9,7 4,8 1,8 3,0 W 150 41 000 143 000 528 0,010

410 80,5 8,2 5,7 2,6 3,0 Ni 50 37 000 125 000 529 0,008

417 80,7 9,7 5,6 1,5 2,5 Cu 240 34 000 142 000 510 0,010

Forsetzung von Tabelle IX

Abkühl- An- Maxi- Härte Durch-

Probe Fe Si Al La Nebenbestandteile ge- fangs male schnitt-

Nr. (%) (%) (%) (%) (%) schwin- permea- Permea- (Hv) liche

digkeit bilität bilität Korn-

(°C/Std) (µo) (µm) größe

(mm)

420 79,9 9,3 5,8 2,0 3,0 Co 400 28 200 145 000 538 0,012

424 80,0 9,4 5,9 1,7 3,0 Mn 150 46 000 169 000 525 0,010

428 80,8 10,2 5,0 2,5 1,5 Go 240 42 100 150 000 536 0,009

436 81,5 9,3 6,2 1,5 1,5 Ti 400 38 500 144 300 545 0,010

441 81,7 9,6 5,9 1,8 1,0 Zr 150 37 200 131 000 510 0,013

445 81,5 9,0 6,0 2,0 1,2 Sn 240 33 100 120 000 520 0,011

451 81,5 9,0 6,0 2,5 1,0 Sb 150 34 800 134 000 539 0,007

457 82,4 9,3 6,2 1,8 0,3 Bo 100 35 500 123 000 538 0,013

462 81,9 9,2 5,8 3,0 0,1 Pb 100 37 500 154 000 535 0,012

465 79,9 10,0 4,9 2,2 0,5 V, 1,0 Mo, 1,0 Mn, 0,5 Ti 400 39 500 138 200 551 0,014

0,5 Nb, 1,0 Cr, 0,5 Mn

470 80,2 9,5 5,4 2,5 0,3 Zr, 0,1 Pb 240 39 500 145 000 534 0,013

403 80,7 9,7 4,8 1,8 2,0 Ta, 1,0 W, 1,0 Co, 0,3 Sn 150 44 100 135 000 532 0,015

479 80,4 9,3 5,6 2,0 0,5 Nb, 2,0 Cu, 0,2 Be 100 42 500 128 500 545 0,013

483 78,2 9,8 6,0 2,5 1,0 Mo, 2,0 Cu, 0,5 Go 400 39 300 125 000 547 0,012

Tabelle X

Probe Fe Si Al Weitere Hauptbeststandteile Nebenstandteile

Nr. (%) (%) (%) (%) (%)

490 83,8 9,8 5,4 1,0 Pr - 240 37 600 125 800 521 0,015

494 83,4 9,6 5,5 1,5 Sm - 150 36 800 119 200 532 0,013

498 83,7 9,4 5,7 1,2 Gd - 240 39 500 135 100 525 0,14

504 84,0 9,7 5,3 1,0 Nd - 240 44 500 152 300 520 0,016

510 83,2 10,1 5,2 1,5 Pm - 400 36 100 121 000 525 0,015

515 83,7 9,3 5,5 1,5 Bu - 150 38 400 125 600 532 0,013

522 83,1 9,2 5,7 2,0 Tb - 100 41 600 147 000 528 0,010

529 82,8 9,9 5,5 1,8 Dy - 400 39 200 122 000 535 0,008

535 82,9 9,4 5,7 2,0 Ho - 240 45 200 153 600 530 0,007

543 83,8 8,7 6,0 1,5 Hr - 100 36 300 121 000 536 0,010

550 83,5 9,3 6,2 1,0 Tm - 100 38 800 143 700 529 0,013

556 83,5 8,5 6,0 2,0 Yb - 240 42 700 142 000 525 0,007

561 83,4 9,3 5,8 1,5 Lu - 400 38 500 103 500 521 0,010

570 81,6 9,3 5,6 2,0 Y, 1,5 Gd - 100 44 700 163 000 540 0,013

574 82,0 9,7 5,3 0,5 Sm, 0,5 Nd 0,5 V, 0,5 W, 1,0 Mn 150 34 200 113 900 538 0,012

579 79,9 10,1 6,5 0,5 Dy, 0,5 Tm 1,0 Ge, 1,0 Ni, 0,5 Sn 400 27 000 86 000 532 0,013

583 81,4 9,6 5,8 0,5 Gd, 0,5 Br 1,0 Ni, 1,0 Co, 0,2 Be 240 41 300 139 000 528 0,010

588 86,5 6,2 4,3 1,5 Y, 0,5 Ho 1,0 Mn 100 3 500 64 500 535 0,016

594 86,5 5,5 5,0 1,0 Ce, 0,5 Pm 1,0 Co, 0,5 Sn 50 3 700 86 000 538 0,018

600 85,5 7,4 4,6 0,5 La, 0,5 Gd 0,5 Nb, 1,0 Ni 100 14 900 72 400 542 0,015

606 85,2 3,8 8,5 0,5 Pr, 0,5 Sm 0,5 Ti, 1,0 Co 240 13 600 91 600 530 0,016

612 80,9 9,7 5,0 1,0 Y, 1,3 Ce 1,0 Ge, 0,3 Be 240 40 800 165 000 552 0,013

627 79,6 9,2 5,7 1,0 Y, 2,0 Yb 0,5 Nb, 2,0 W 240 35 000 166 000 536 0,012

633 81,9 9,5 5,3 1,5 Y, 1,0 Eu 1,5 Ti, 0,2 Be, 0,1 Pb 240 41 300 158 200 546 0,013

641 82,1 8,8 4,9 1,0 Ce, 1,5 La 0,5 V, 0,7 Cr, 0,5 Mn 240 40 600 124 000 535 0,008

Fortsetzung von Tabelle X

Probe Fe Si Al Weitere Hauptbeststandteile Nebenstandteile

Nr. (%) (%) (%) (%) (%)

647 80,8 9,3 5,4 1,8 Co, 1,0 Pr 1,0 Ta, 0,7 Ge 100 42 500 131 000 528 0,007

653 80,4 9,0 6,2 1,0 Co, 1,5 Sm 1,0 W, 0,8 Mn, 0,1 Pb 100 39 700 116 000 517 0,009

660 81,4 9,3 5,8 0,5 Ce, 2,0 Yb 0,5 Mo, 0,2 Sn, 0,3 Sb 240 41 600 127 100 513 0,005

664 81,2 8,5 6,1 1,0 Ce, 1,7 Eu 1,0 W, 0,5 Ti 100 36 300 125 700 526 0,006

672 81,5 8,7 5,8 1,2 Ce, 1,0 Gd 1,0 Ni, 0,3 Mn, 0,5 Zr 100 42 600 113 600 521 0,009

680 81,9 9,0 5,3 0,7 Ce, 2,0 Tb 1,0 Cu, 0,1 Be 240 37 200 121 000 534 0,008

684 80,4 9,6 5,5 1,5 Ce, 1,0 Tb 1,0 Cr, 1,0 Co 240 33 500 134 000 520 0,010

689 79,9 9,2 5,7 2,4 La, 0,5 Ho 1,5 Ni, 0,3 Mn, 0,5 Sb 240 37 200 134 700 558 0,010

694 80,1 9,8 4,9 1,5 La, 1,0 Dy 0,5 V, 0,7 Cr, 1,5 Mn 240 40 900 131 000 545 0,007

703 80,1 10,0 5,2 1,3 La, 1,5 Sm 1,0 W, 0,8 Mn, 0,1 Pb 100 35 600 136 000 510 0,008

710 81,0 9,7 5,8 0,5 La, 2,0 Yb 0,5 Mo, 0,2 Sn, 0,3 Sb 240 40 800 147 500 523 0,005

714 81,2 9,7 4,8 1,5 La, 1,0 Gd 1,0 Ni, 0,3 Mn, 0,5 Zr 150 43 500 133 100 539 0,006

719 83,7 8,6 6,2 0,5 Y, 0,5 Sm, 0,5 Eu - 400 41 500 161 000 536 0,012

724 81,1 9,0 5,8 0,7 La, 0,3 Pm, 2,0 Nd 1,0 Cu, 0,1 Be 400 45 200 127 000 543 0,008

737 79,9 9,6 5,7 1,5 La, 0,3 Tm, 1,0 Tb 1,0 Cr, 1,0 Co 240 36 500 132 000 539 0,007

742 79,8 9,5 6,0 1,0 La, 0,5 Br, 1,7 Eu 1,0 W, 0,5 Ti 100 38 600 135 200 533 0,005

750 80,1 9,7 5,4 1,8 La, 1,0 Pr, 0,3 Lu 1,0 Ta, 0,7 Ge 150 43 500 127 000 538 0,007

756 81,8 9,2 6,2 0,5 Nd, 0,5 Ho, 0,3 Yb 1,0 Cu, 0,5 Cr 400 32 600 124 200 541 0,012

760 84,2 9,6 4,2 0,5 Y, 0,2 Pm, 0,3 Ho 0,5 Nb, 0,5 Cr 240 36 000 134 400 533 0,013

764 83,5 9,2 5,8 0,5 Pr, 0,5 Gd, 0,3 Dy, 0,5 Tm - 100 35 700 123 500 532 0,008

769 84,0 9,9 4,3 0,5 Nd, 0,5 Pm, 0,5 Tb, 0,3 Lu - 100 28 200 116 000 543 0,010

773 82,4 11,1 5,0 0,3 Ho, 0,5 Hr, 0,5 Yb, 0,2 Eu - 50 37 600 143 600 538 0,011

780 83,7 8,2 6,3 0,3 Ce, 0,5 Pr, 0,2 Tb, 0,2 Er 0,3 Ta, 0,5 Mo 240 37 900 127 400 541 0,010

785 83,2 9,5 5,8 0,3 La, 0,3 Nd, 0,3 Tm, 0,2 Yb 0,3 Ti, 0,1 Pb 400 43 600 141 600 536 0,008

0,5 Ce, 0,5 La, 0,2 Dy

790 82,5 10,3 5,5 0.2 Tm, 0.3 Lu - 100 45 700 127 000 545 0,010

Aus der Tabelle 1 bis s '.t ergibt sich, daß die erfindungsgemäßen Legierungen eine Anfangspermeabilität von mehr als 1 000, eine maximale Permeabilität von mehr 3 000, eine hohe Fürte, eine feine Korngröße und eine ausgezeichnete Abrieb- bzw. Verschleißfestigkeit aufweisen. Außerdem bewirkt der Zusatz von V, Nb, Ta, Cr, Mo, W, Cu, Ni, Co, Mn, Ce, oder Ti zu den vorgenannten Legierungen eine Erhöhung der Anfangs- und maximalen Permeabilitäten. Durch zusatz von V, Nb, Ta, Ti, Zr, Sn, Sb oder Be wird die Härte erhöht, während der zusatz von V, Nb, Ta, Mo, Mn, Ge, Ti, zr oder Pb eine feine Korngröße bewirkt.

Beispielsweise weist eine aus 81,8% Fe, 10,0% Si, 5,5% Al, 1,2% Y und 1,5% Mo bestehende Legierung (Legierungsprobe Nr. 63 von Tabelle III) eine Anfangspermeabilität von 45 700, eine maximale Permeabilität von 182 000, eine Härte Hv von 525 und eine durchschnittliche Korngröße von 0,015 mm auf, wenn sie arei Stunden auf 1 150°C erhitzt und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 300°C/Std. auf Raumtemperatur abgekühlt wird. Ferner weist eine Legierung aus 81,8% Fe, 9,2% Si, 5,3% Al, 2,2% Ce und 1,5% Ge (Legierungsprobe Nr. 270 von Tabelle VI) eine Anfangspermeabilität von 45 100, eine maximale Fermeabilität von 153 000, eine Härte Hv von 526 und eine durchschnittliche Korngröße von 0,009 mm auf, wenn sie drei Stunden auf 1 1000C erhitzt und anschließend mit einer Geschwindigkeit von 2400C/Std. auf Raumtemperatur abgehlt wird. Eine Legierung aus 80,0% Pe, 9,4% Si, 5,9% Al, 1,7% La und 3,0% Mn (Legierung Nr. 424 von TabeLle IX) weist eine Anfangspermeabilität von 46 000, eine maximale Permeabilität von 169 000, eine Härte Hv von 525 Und eine durchschnittliche Korngröße von 0,010 mm auf. Daraus ergibt sich, daß diese Legierungen im Vergleich zur bekannten Sedust-Legierung aus 85,0% Fe, 9,6% Si und 5,4% Al, die eine Anfangspermeabilität von 35 000, eine maximale Permeabilität von 118 000, eine Härte Hv von 490 und eine durchschnittliche Korngröße von 5 mm aufweist, in bezug auf Permeabilität, Härte und Korngröße verbessert sind.
In den Legierungen gemäß Beispiel 1 bis 6 und Tabellen III, VI, IX und X werden Metalle von einem relativ hohen Reinheitsgrad, zu Beispiel Y, Si, Al, V, Nb, Cr, Mo, W, Ni, Min, Ti, Be sowie Elemente der Lanthaniden-Gruppe verwendet. An Stelle dieser Metalle können jedoch auch handelsübliche Eisenlegierungen, verschiedene Mutterlegierungen und Mischmetalle verwendet werden.
Da Yttrium und die Elemente der Lanthaniden-Gruppe in der Natur in der Regel zusammen vorkommen, können Handelsprodukte dioser Elemente geringe Mengen der andere Elemente enthalten. Auch wenn ah derartige Gemisene zur Herstellung der Legierungen der Erfindung einsetzt, so werden die magnetischen Eigenschalten, Härte und Korngröße der erhaltenen Legierungen nicht ernstlich beeinträchtigt.
In herkömmliche fe-Si-Al-Legierungen ist der Zusammensetzungsbereich, der eine hohe Permeabilität aufweist, eng. Wenn zu einer deratigen Legierung mindestens ein Element aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe gegeben wird, so nimmt die Permeabi li tät weiter zu und man erhalt über einen weite Zusammensetzungsbereich hinweg eine hohe Permeabilität, was von wirtschaftlichem Vorteil ist.
Die Fig. 1, 2 und 3 zeigen die Anfangs- und maximale Permeabilität von Silicium (10,8%)-Aluminium (5,5%)-Eisen-Legierungen, die mit Yttrium er oder Lanthan versetzt werden. Diesen Figuren kann entnommen werden, daß durch Zusatz von Yttrium, Cer oder Lathan sowohl die Anfangs- als auch maximale Permeabilität ansteigt. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß die Magneto striktion und die magnetische Anisotropie kleiner wird und das zugesetzte Element als Desoxidatlonsmittel wirkt.
Beim Betrieb von magnetischen Ton- und Videoaufzeichungssystemen luft ein Magnetband eng an einem Magnetkopf vorbei, sodaß am Magnetkopf ein Abrieb entsteht und die Ton- oder Bildqualität beeinträchtigt wird. Daher ist es wünschenswert, für Magnetköpfe Legierungen mit hoher Härte, feiner Korngröße und ausgezeichneter Abriebfestigkeit zu verwenden.
'tus den Fig. 4, 5 und 6 ergibt sich, daß bei einer Silicium (10,0%)-Aluminium (5,5%)-Eisen (84,5%)-Legierung die Vickers-4-e .v 490 beträgt und die Korngröße sehr groß ist, während durch Zusatz von Yttrium, Cer oder Lanthan die Härte zunirnmt und c2",e Korngröße sehr fein wird. Es ist; bekannt, daß ie Abrlebfestigkeit von Sendust-Legierungen im allgemeinen mit zunehmender Feinkörnigkeit ansteigt; vgl. japanische Patentveröffentlichung 27 142/71. Die Legierungen der Erfindung sind,wie vorerwähnt,sehr feinkörnig, sodaß der Abriebverlust des Magnetkopfes durch das Magnetband sehr gering ist und die Abriebfestigkeit beträchtlich verbessert wird. Eine derartige gute Abriebfestigkeit ist ein wesentliches Merkmal der Legierungen der Erfindung. Außerdem zeigen die Legierungen der Erfindung eine derartige Härte, daß Risse und ähnliche Erscheinungen während der Herstellng der Magnetköpfe nicht auftreten.
im allgemeinen entstehen in magnetischen Materialien unter dem.
influß eines Wechselmagnetfelds Wirbelströme, wodurch die Permeabilität des magnetischen Materials verringert wird. Jedoch verringern sich die Wirbelströme mit zunehmendem elektrische, Widerstand und abnehmender Korngröße. Deshalb ist die Permeabilität der Legierungen der Erfindung in Wechselmagnetfeldern auf Grund ihrer feinen Korngröße hoch, s.odaß die Legierungen der Erfindung nicht nur als magnetische Materialien für Magnetköpfe in Wechselmagnetfeldern, sondern vortellhafterweise auch als magnetische Materialien für allgemeine elektrische Vorrichtungen und Geräte verwendet werden können.
Im folgenden wird erläutert, warum die Zusammensetzung der Legierungen der Erfindung auf die genannten Bereiche beschränkt ist.
Aus den Beisnielen, den Tabellen III, VI, IX und X, sowie aus den Fig. 1 bis 6 ergibt sich, daß man unter Einhaltung der genachten Zusanmensetzungsbereiche Legierungen mit einer Anfangs- -permeabilität von mindestens 1 000, einer maximalen Permeabiliist von mindestens 3 000, einer hohen Härte, einer feinen Korngröße und einer ausgezeichneten Abriebfestigkeit erhält. Beträgt ae Silicium- und Aluminiumgehalt weniger als 3% bzw. mehr als 13%, so so sinkt die Anfangspermeabilität unter 1 000 und die maximale Permeabilität unter 3 000, während die Härte und die Abriebfestigkeit gering ist. Beträgt der Gehalt an mindestens einem der Elemente aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe weniger als 0,01%, so ist die Wirkung dieses Zusatzes sehr gering, während bei einem Gehalt über 7% die Wirkung der Zugabe unverändert bleibt.
Steigt der Gehalt der einzelnen Nebenbestandteile über den gegenannten Bereich, so sinkt die Anfangspermeabilität unter 1 000 und die maximale Permeabilität unter 3 000, sodaß die erhaltene Legierung als abriebfeste Legierung hoher Permeabilität ungeeignet ist.

Claims

Patent ansprüche

1. Abriebfeste legierungen hoher Permeabilität mit einer Anfangsperreibilltät von mindestens 1 000, einer maximalen Permeabilitat von mindestens 3 000, einer hohen Härte und einer feinen Kerngröße, bestehend aus 3 bis 13 Gewichtsprozent Silicium, 3 bis 13 Gewichtsprozent Aluminium, 0,01 bis 7 Gewichtsprozent mindestens eines Elements aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebilde-ten Gruppe, Rest Eisen.

2. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 1, dadurch g e k e.n n z e i c h n e t, daß als Element der Lanthanlden-Gruppe Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium und/oder Lutetium enthalten ist.

3. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 1, bestehend aus 5 bis 12 Gewichtsprozent Silicium, 4 bis 8 Gewichtsprozent Aluminium, 0,05 bis 6 Gewichtsprozent mindestens eines Elements der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe, Rest'Eisen.

4. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität von mindestens 1 000, einer maximalen Permeabilität von 3 000, einer hohen Harte und einer feinen Korngröße, bestehend aus den Hauptbestandteilen 3 bis 13 Gewichtsprozent Silicium, 3 bis 13 Gewichtsprozent Aluminium, 0,01 bis 7 Gewichtsprozent mindestens eines Elements aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe, Rest Eisen, und: mindestens einem der folgenden Elemente als Nebenbestardteile: Obis 5 Gewichtsprozent Vanadin, 0 bis 5 Gewichtsprozent Niob, O bis 5 Gewichtcprozent Tantal, O bis 5 Gewichtsprozent Chrom, O bis 5 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 5 Gewichtsprozent wolfram, O bis 5 Gewichtsprozent Kupfer, 0 bis 5 Gewichtsprozent Germanium, 0 bis 5 Gewichtsprozent Titan, 0 bis 7 Gewichtsprozent Nickel, 0 bis 7 Gewichtsprozent Kobalt, 0 bis 7 Gewichtsprozent ngan, 0 bis 3 Gewichtsprozent Zirkon, 0 bis 3 Gewichtsprozent Zinn, 0 bis 3 Gewichtsprozent Antimon, O bis 3 Gewichtsprozent Beryllium und 0 bis 0,3 Gewichtsprozent Blei.

). Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h n e t, daß als Element der Lanthan niden-Gruppe Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erblurn, Thulium, Ytterbium und/oder Lutetium enthalten ist.

w. ebriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 4, bestehend aus den Hauptbestandteilen 5 bis 12 Gewichtsprozent Silicium, 4 bis 8 Gewichtsprozent Aluminium, 0,05 bis 6 Gewichtsprozent mindestens eines Elements aus der von Yttrium und den Lanthaniden gebildeten Gruppe, Rest. Eisen und mindestens einem der folgenden Elemente a's Nebenbestandteile: 0 bis 4 Gewichtsprozent Vanadin, 0 bis 4 Gewichtsprozent Niob, 0 bis 4 Gewichtsprozent Tantal 0 bis 4 Gewichtsprozent Chrom, 0 bis 4 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 4 Gewichtsprozent Wolfram, 0 bis 4 Gewiehtsprozent Kupfer, 0 bis 4 Gewichtsprozent Germanium, 0 bis 4 Gewichtsprozent Titan, 0 bis 5 Gewichtsprozent Nickel, 0 bis 5 Gewichtsprozent Kobalt, 0 bis 5 Gewichtsprozent Mangan, 0 bis 2 Gewichtsprozent Zirkon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Zinn, 0 bis 2 Gewichtsprozent -Antimon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Beryllium und 0 bis 0,2 Gewichtsprozent Blei.

7. Äbriebfeste Legierungen hoher Permeabilität, bestehend aus 3 bis 13 Gewichtsprozent Silicium, 3 bis 13 Gewichtsprozent Aluminium, 0,01 bis 7 Gewichtsprozent Yttrium, Rest Eisen.

8. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 7, bestehend aus 5 bis 12 Gewichtsprozent Silicium, 4 bis 8 Gewichtsprozent' Aluminium, 0,05 bis 6 Gewichtsprozent Yttrium, Rest Eisen.

9. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 7, g e k e n n z e i c h n e t durch einen zusätzlichen Gehalt an mindestens einem der folgenden Elemente als Nebenbestandteile: O bis 5 Gewichtsprozent Vanadin, 0 bis 5 Gewichtsprozent Niob, 0 bis 5 Gewichtsprozent Tantal, 0 bis 5 Gewichtsprozent Chrom, O-bis 5 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 5 Gewichtsprozent Wolfram, Orbis 5 Gewichtsprozent Kupfer, 0 bis 5 Gewichtsprozent Germanium, O bis 5 Gewichtsprozent Titan, 0 bis 7 Gewichtsprozent Nickel, O bis 7 Gevzichtsprozent Kobalt, 0 bis 7 Gewichtsprozent lEangan, o bis 3 Gewichtsprozent Zirkon, 0 bis 3 Gewichtsprozent Zinn, O bis 3 Gewichtsprozent Antimon, 0 bis 3 Gewichtsprozent Beryllium und 0 bis 0,3 Gewichtsprozent Blei.

10. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 8, ge k e n n z e i c h n e t durch einen zusätzlichen Gehalt an mindestens einem der folgenden Elemente als Nebenbestadteile: O bis t Gewichtsprozent Vanadin, 0. bis 4 Gewichtsprozent Niob, O bis 4 Gewichtsprozent Tantal, 0 bis 4 Gewichtsprozent Chrom, O bis 4 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 4 Gewichtsprozent Wolfram, G bis 4 Cewichtsprozent Kupfer, 0 bis 4 Gewichtsprozent Germanium, O bis 4 Gev,ichtsprozent Titan, 0 bis 5 Gewichtsprozent Nickel, 0 bis 5 Gewichtsprozent Kobalt, 0 bis 5 Gewichtprozent Mangan, O bis 2 Gewicht'sprozent Zirkon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Zinn, O bis 2 Gewichtsprozent Antimon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Beryllium und 0 bis 0,2 Gewichtsprozent Blei.

11.. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität, bestehend aus 3 bis 13 Gewichtsprozent Silicium, 3 bis 13 Gewichtsprozent Aluminium, 0,01 bis 7 Gewichtsprozent Cer, Rest Eisen.

12. Abriebf£ste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 11, bestehend aus 5 bis 12 Gewichtsprozent Silicium, 4 bis 8 Gewichtsprozent Aluminium, 0,05 bis 6 Gewichtsprozent Cer, Rest Eisen.

nach Anspruch 11 13. Abriebfests Legierungen hoher Permeabilität/, g e k e n nz e i c h n e t durch einen zusätzlichen Gehalt an mindestens eie der folgenden Elemente als Nebenbestandteile: 0 bis 5 Gevilchtsprozent Vanadin, 0 bis 5 Gewichtsprozent Niob, 0 bis 5 Gewichtsprozent Ta,ntal, 0 bis 5 Gewichtsprozent Chrom, 0 bis 5 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 5 Gewichtsprozent Wolfram, 0 bis 5 Gewichtsprozent Kupfer, 0 bis 5 Gewichtsprozent Germanium, 0 bis 5 Gewichtsprozent Titan, 0 bis 7 Gewichtsprozent Nickel, 0 bis 7 Ge-:iicr.sprozent Kobalt, 0 bis 7 Gewichtsprozent Mangan, 0 bis 3 Gewichtsprozent Zirkon, 0 bis .3 Gewichtsprozent Zinn, 0 bis 3 Gewichtsprozent Antimon, 0 bis 3 Gewichtsprozent Beryllium und 0 bis 0,3 Gewichtsprozent Blei.

briebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 12, t e k e n n z e 1 c h n e t durch einen zusätzlichen Gehalt an mindestens einem der folgenden Elemente als Nebenbestandteile: G bis Gewichtsprozent Vanadin, 0 bis 4 Gewichtsprozent Niob, O oi 4 Gewichtsprozent Tantal, 0 bis 4 Gewichtsprozent Chrom, 0 bis 4 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 4 Gewichtsprozent Wolfram, O bis 4 Gewicht.sprozent Kupfer, 0 bis 4 Gewichtsprozent Germanium, 0 bis t Gewichtsprozent Titan, 0 bis 5 Gewichtsprozent iCCl, O bis 5 Gewichtsprozent Kobalt, 0 bis 5 Gewichtsprozent Mangan, 0 bis 2 Gewichtsprozent Zirkon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Zinn, 0 bis 2 Gewichtsprozent Antimon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Beryllium und 0 bis 0,2 Gewichtsprozent Blei.

15. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität, besthend aus 3 bis 13 Gewichtsprozent Silicium, 3 bis 13 Gewichtsprozent Aluminium, 0,01 bis 7 Gewichtprozent Lanthan, Rest Eisen.

16. Abrlebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 15, bestehend aus 5 bis 12 Gewichtsprozent Silicium, 4 bis 8 Gewichtsprozent Aluminium, 0,05 bis 6 Gewichtsprozent Lanthan, Rest Eisen.

17. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilitcwt nach Anspruch 15, g e k e n n z e i c h n e t durch einen zusätzlichen Gehalt an mindestens einem der folgenden Elemente als Nebenbestandteile: O bis 5 Gewichtsprozent Vanadin, 0 bis 5 Gewichtsprozent Niob, 0 bis 5 Gewichtsprozent Tantal, 0 bis 5 Gewichtsporzent Chron, 0 bis 5 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 5 Gewichtsprozent Wolfram, O bis 5 Gewichtsprozent Kupfer, O bis 5 Gewichtsprozent Germanium, 0 bis 5 Gewichtsprozent Titan, 0 bis 7 Gewichtsprozent Nichel, O bis 7 Gewichtsprozent Kobalt, 0 bis 7 Gewichtsprozent Mangan, 0 bis 3 Gewichtsprozent Zirkon, 0 bis 3 Gewichtsprozent Zinn, O bis 3 Gewichtsprozent Antimon, 0 bis 3 Gewichtsprozent -Beryllium und 0 bis 0,3 Gewichtsprozent Blei.

18. Abriebfeste Legierungen hoher Permeabilität nach Anspruch 16, g e k e n n z e i c h n e t durhc einen zusätzlichen Gehalt an mindestens einem folgenden Elemente als Nebenbestandteile: 0 bis 4 Gewichtsprozent Vanadin, 0 bis4 Gewichtsprozent Niob, 0 bis 4 Gewichtsprozent Tantal, 0 bis 4 Gewichtsprozent Chrom, 0 bis 4 Gewichtsprozent Molybdän, 0 bis 4 Gewichtsprozent Wolfram, O bis 4 Gewicintsprozent Kupfer, 0 bis 4 Gewichtsprozent Germanium, 0 bis 4 Gewichtsprozent Titan, 0 bis 5 gewichtsprozent Nickel, 0 bis 5 Gewichtsprozent Kobalt, 0 bis 5 gewichtprozent Mangan, O bis 2 Gewichtsprozent Zirkon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Zinn, 0 bis 2 Gewichtsprozent Antimon, 0 bis 2 Gewichtsprozent Beryllium und 0 bis 0,2 Gewlchtsprozent Blei.