DE2745209C2

DE2745209C2 - Verwendung einer Magnetkopf-Legierung

Info

Publication number: DE2745209C2
Application number: DE2745209A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Inoue; Hideo Tokio/Tokyo Kaneko
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1976-10-07
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1985-08-01
Also published as: FR2367121A1; JPS5852554B2; NL7711011A; FR2367121B1; GB1542168A; JPS5345620A; US4146391A; NL184851B; NL184851C; DE2745209A1

Description

nach Patent 26 26 268, mit der Maßgabe, daß die Legierung

0,1 bis 2% Niob und/oder Tantal sowie zusätzlich 0,5 bis 7% Vanadin und Kupfer enthält,

als Werkstoff <T«ir Herstellung von Gegenständen durch Schmieden oder Walzen.

2. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß sie 0,5 bis 5% Vanadin und Kupfer enthält

3. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 2 mit der Maßgabe, daß sie OJSVo bis 3% Vanadin und Kupfer enthält

4. Verwendung einer Legierung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß sie je 0,4 bis 2% Vanadin und Kupfer enthält

5. Verwendung siner Legierung nach Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß die Quersrhnittsverminderung über 90% beträgt

6. Verwendung einer Legierung n^eh Anspruch 1 mit der Maßgabe, daß die Querschiiittsminderung über 95% beträgt

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer verbesserten Aluminium-Silizium-Eisen-Niob/Tantal-Magnetkopf-Legierung gemäß Patent 26 26 268.

Gewichtsmäßig 4 bis 8% Aluminium, 6 bis 11 % Silizium und Rest Eisen enthaltende Legierungen sind als ausgezeichnetes weichmagnetisches Material mit einer hohen Permeabilität, einer gewünschten Härte und einem hohen elektrischen Widerstand bekannt

Wegen dieser Eigenschaften sind sie z. B. für Magnetkopfkernmaterialien, insbesondere mit Hochfrequenzeingängen und dort, wo Abriebfestigkeit wesentlich ist, sehr geeignet. Wegen ihrer Härte und Sprödigkeit haben diese Legierungen jedoch den Nachteil, daß sie nicht plastisch verformbar bzw. bearbeitbar sind. Aus diesem Grund besteht die bisher zur Erzeugung von Plättchen oder Flocken dieser Legierungen übliche Praxis darin, mechanisch einen Gußblock aus der Legierung in Scheiben zu unterteilen und dann jede Scheibe bis zur gewünschten Dicke zu schleifen. Wegen der Sprödigkeit der Legierung können jedoch diese Verfahren unvermeidlich Anlaß zum Absplittern geben, und infolgedessen war die Ausbeute an befriedigenden Produkten verhältnismäßig niedrig.

Ein anderes in die Praxis eingeführtes Verfahren besteht darin, einen Gußblock in ein Pulver einer Teilchengröße von beispielsweise der Größenordnung von ΙΟμίτι zu unterteilen und dann eine Masse des Pulvers mit einem Bindemittel unter Einwirkung eines Druckes zusammenzupressen, der so hoch wie 18 bis 21 kbar sein muß, um ein gewünschtes Erzeugnis aus der Legierung zu erhalten. Diese Verfahren sind auch verhältnismäßig kompliziert und machen die Erzeugnisse aufwendig. Auch ist bekannt (DD-PS 1 05 833), Eisenlegierungen mit 4 bis 8% AL 5 bis 12% Si und entweder bis zu 10% Cu, Ti, Mn, Nb, Co, W, Ge₁. Zr, Hf, Ta und/oder Pb oder stattdessen bis zu 10% V ifür Magnetköpfe in gegossener Form zu verwenden.

ίο Es wurde gemäß dem Hlauptpatent bereits gefunden und vorgeschlagen, daß der Zusatz eines Niobbestandteils (d.h. des Niobs allein oder in Kombination mit Tantal) zum Basislegierungssystem wirksam ist, um die Legierung schmiedbar und walzbar zu machen. Wäh rend so vom Standpunkt der Schmiedbarkeit und WaIz- barkeit eine größere Niobmenge wünschenswert ist, wurde indessen gefunden, daß eine geringere Menge dieses Zusatzes zweckmäßig ist wo die effektive magnetische Permeabilität für Eingänge insbesondere in einem mäßigen Frequenzbereich, d. h. etwa nicht über i kHz, auf einem gewünschten Wert gehauen werden soll.

Die gemäß Hauptpatent zu verwendende Magnetkopflegierung besteht daher gewichtsmäßig aus 3 bis 8% Aluminium, 4 bis 8% Silizium, 0,1 bis 1 % Niob und/ oder Tantal, Rest Eisen und unvermeidlichen Verunreinigungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Verwendung einer gegenüber dem Hauptpatent noch ver- besserten Magnetkopf-Legierung vorzuschlagen, die unter Bewahrung guter Permeabilitätswerte von noch weiter erhöhter Schmiedbarkeit oder Walzbarkeit ist

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gegeben.

Die erfindungsgemäß zui verwendende Magnetkopf-Legierung ist von ausgezeichneter Permeabilität unJ von erhöhter Schmiedbarkeit oder Walzbarkeit, d.h. von mehr als 1 V₂IiIaI und sogar mehr als s «eirnal größe rer Schmiedbarkeit oder Walzbarkeit als der mit dem Zusatz von Niob (mit oder ohne Tantal) erhältlichen gemäß Hauptpatent, da die Legierung zusätzlich zum Niobbestandteil eine Mischung von Vanadin und Kupfer in einem Anteil in dem angegebenen Bereich enthält So eignet sich die neue Magnetkopf-Legierung zum Walzen mit einer Walzbarkeit über 90% und sogar mehr als 95%, wobei die Walzbarkeit durch das Verhältnis (Anfangsdicke—Enddicke)/(Anfangsdicke) χ 100 eines mit einem Walzwerk gewalzten Körpers definiert wird.

Der Gesamtgehalt der Vanadin-Kupfer-Mischung in der Legierung soll vorzugsweise im Bereich von 04 bis 5%, insbesondere im Bereich von 03 bis 3% liegen. Jeder einzelne dieser beiden Bestandteile Vanadin und Kupfer in der Legierung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,4 bis 2% (der in der gesamten Anmeldung verwendete Prozentsatz von 21usammensetzungen bezieht sich auf Gewichtsprozentsatz).

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher er-

läutert; darin zeigt

F i g. 1 eine graphische Darstellung der Zusatzmenge verschiedener Bestandteil«; zu einer beispielsweisen niobhaltigen Silizium-Aluminium-Eisen-Legierung in Abhängigkeit von der effektiven Permeabilität der er haltenen Legierungen; und

F i g. 2 eine graphische Darstellung der Zusatzmenge von Vanadin und Kupfer allein sowie in Kombination zu einer beispielsweisen niobhaltigen Silizium-Aluminium-

Eisen-Legierung in Abhängigkeit zur Schmiedbarkeit bzw. Walzbarkeit und zur effektiven Permeabilität der erhaltenen Legierungen.

Es solleir nun die Einzelheiten der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Aus Fig. 1, die die Auswirkung eines Zusatzes verschiedener Bestandteile auf eine Legierung aus Fe mit 7% Al, 5% Si und 0,5 Nb auf die Permeabilität zeigt, ersieht man, daß der Zusatz von Vanadin oder Kupfer und insbesondere von rund 1 % Vanadin wirksam ist, um eine verbesserte effektive Permeabilität zu erzielen. Man stellt fest, daß Titan, Nickel, Mangan, Kobalt und Chrom sämtlich nachteilig oder unwirksam als Zusatz sind, um eine niobhaltige Aluminium-Siüzium-Eisenbasis-Magnetlegierung mit einer verbesserten oder befriedigenden Permeabilität zu erhalten.

Fig.2 zeigt die Auswirkung des kombinierten Zusatzes von Vanadin und Kupfer auf die Erzeugniseigenschaften. In dieser Figur ist die Zusatzmenge von Vanadin, Kupfer und Vanadin und Kupfer zu Fe — 6% Al — 5% Si — 0,5% Nb längs der Abszisse aufgetragen, und die Schmiedbarkeit oder Walzbarkeit und die effektive Permeabilität der erhaltenen Legierungen sind im Vergleich zur Walzbarkeit und zur effektiven Permeabilität der weder Vanadin noch Kupfer enthaltenden Legierungen längs der Ordinate aufgetragen. In dieser Figur stellt die längs leerer Kreise gezogene Kurve die relative Schmiedbarkeit (durch die relative Walzbarkeit definiert) der sowohl Vanadin als auch Kupfer in einer gleichen Menge enthaltenden Legierungen dar, während die längs geschwärzter Kreise gezogene Kurve die relative effektive Permeabilität der gleichen Legierungen darstellt Ähnlich stellen Kurven mit leeren und geschwärzten Dreiecken die relative Schmiedbarkeit und Permeabilität dar, wenn nur Vanadin zugesetzt ist, und die Kurven mit leeren und geschwärzten Vierecken stellen den Fall dar, wo nur Kupfer zugesetzt ist

Aus F i g. 2 ersieht man, daß, wenn die Legierung Vanadin und Kupfer in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 7% enthält, ihre Schmiedbarkeit die der Legierung ohne diese Zusätze Obersteigt Die Verbesserung der Schmiedbarkeit ist besonders erheblich, wenn Vanadin und Kupfer im Bereich von 0,5 bis 5% zugesetzt sind. Die verbesserte Schmiedbarkeit zeigt ein Maximum, wenn die Zusatzmenge von Vanadin und Kupfer im Bereich von 0,8 bis 3% liegt. Man stellt so fest, daß die Vanadin und Kupfer enthaltende Aluminium-Silizium-Eisen-Niob-Legierung eine als Walzbarkeit (entsprechend obiger Definition) ausgedrückte Schmiedbarkeit von mehr als 90% und sogar mehr als 95% aufweist.

Die gleiche Figur zeigt, daß, wenn die Legierung Vanadin und Kupfer in einer Gesamtmenge von 0,1 bis 7% enthält, ihre Permeabilität im wesentlichen gleich der der Legierung ohne diese Zusätze ist Wenn der Gehalt an Vanadin und Kupfer 7% übersteigt, fällt die Permeabilität scharf ab. So weist die Legierung mit dem Zusatz von sowohl Vanadin als auch Kupfer in einer Gesamtmenge zwischen 0,1 und 7% eine erhöhte Schmiedbarkeit praktisch ohne Abfall ihrer Permeabilität auf. Wenn man entweder Vanadin oder Kupfer zusetzt, ergibt sich ein Anstieg der Schmiedbarkeii, wenn ihr Genau im Bereich von 0,2 bis 3,5% liegt und der Permeabilitätswert ist im wesentlichen gleich dem der sowohl Vanadin als auch Kupfer enthaltenden Legierung. Die Schmiedbarkeit der Kupfer enthaltenden Legierung ist etwas höher als die der Vanadin enthaltenden Legierung.

Man kommt so zu dsm Schluß, daß, wenn die Legierung sowohl Vanadin als auch Kupfer, insbesondere in dem beanspruchten Bereich, enthält, sich ein scharfer Anstieg ihrer Schmiedbarkeit ergibt, der mit dem Zusatz von ei.iem der beiden Metalle allein nicht erhältlich ist, wobei gleichzeitig eine ausgezeichnete magnetische Permeabilität beibehalten wird.

Obwohl die Legierung im einzelnen unter Bezugnahme auf den Zusatz von Niob allein zur Aluminium-Siiizium-Eisen-Basislegierung in Kombination mit Vanadin und Kupfer beschrieben wurde, sei ausdrücklich festgestellt daß der angegebene Niobbestandteil so umformuliert bzw. ersetzt werden kann, daß er 0 bis 99 Gew.-% Tantal und Rest Niob enthält Insbesondere koexistieren Niob und Tantal bezüglich der Affinität und haben gleichartige physikalische und chemische Eigenschaften. Tatsächlich enthält das in den beschriebenen Ausführungsbeispielen der Erfindung vorliegende Niobmaterial 2 bis 3 Gew.-% Tantal und Rest Niob. Gegenwärtig ist es ziemlich teuer, reineres Niob oder Tantal als das erwähnte zu erzeugen. Es wurde bestätigt daß im wesentlichen yleiche Ergebnisse erhalten werden, wenn man Tantalmaterial verwendet di·:- einige Gew.-% Niob enthält Demgemäß erfaßt der mögliche Zusatz von Niob in den Ansprüchen mit 0,1 bis 1 Gew.-% auch 0,1 bis 1 Gew.-% einer Kombination von Niob und Tantal.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verwendung einer Magnetkopf-Legierung, bestehend aus

3 bis 8% Aluminium,

4 bis 8% Silizium,

wenigstens 0,1% Niob und/oder Tantal, Rest Eisen und herstellungsbedingte Verunreinigungen,