DE2913071A1

DE2913071A1 - Magnetlegierung auf eisen-chrom- kobalt-basis mit spinodaler zersetzung

Info

Publication number: DE2913071A1
Application number: DE19792913071
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Inoue
Original assignee: Inoue Japax Research Inc
Current assignee: Inoue Japax Research Inc
Priority date: 1978-06-02
Filing date: 1979-04-02
Publication date: 1979-12-06
Also published as: FR2427398A2; US4263044A; JPS608297B2; FR2427398B2; DE2913071C2; JPS54157719A; NL7903917A; GB2022136B; GB2022136A

Description

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Inoue-Japax Research Incorporated Yokohamashi, Kanagawaken, Japan

Magnetlegierung auf Eisen-Chrom-Kobalt-Basis mit spinodaler

Zersetzung (Zusatz zum Patent ... (Patentanmeldung P 2706214.2))

Die Erfindung bezieht sich auf eine magnetisch harte Eisen-Chrom-Kobalt-Basislegierung mit spinodaler Zersetzung, insbesondere auf ein verbessertes Legierungssystem, das die Herstellung des Magnetlegierungskörpers in einer vereinfachten Weise ermöglicht und gleichzeitig zu einem ausgezeichneten magnetischen Verhalten des Magnetkörpers führt, das mit dem aus den bekannten Legierungen dieser Art vergleichbar oder diesem sogar überlegen ist.

Wie in der DE-AS 2 165 052 beschrieben ist, ist es bekannt, daß das Eisen-Chrom-Legierungssystem in seinen Zusammensetzungsdiagramm eine "Metastabilitätsgrenze" oder "Spinodale" aufweist, die thermodynamisch als- Ort des Verschwindens der zweiten Ableitung der freien Helmholtz-Energie hinsichtlich der Zusammensetzung des Systems definiert wird. Wenn eine Hochtemperaturphase

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2 Q 1 "int <§

der Legierung von homogenem Einpasenaufbau (eC-Phase) innerhalb der Spinodale in einen niedrigeren Temperaturbereich gebracht wird,, wandelt sie sich in eine Struktur aus zwei getrennten Phasen (^C'-, + «sO ) um, welche Phasentrennung "Spinodalzersetzung" genannt wird. Die zersetzte Legierung hat allgemein eine periodische MikroStruktur in der Größenordnung von Zehnern .von nm, die aus zwei verschieden zusammengesetzten isomorphen Phasen besteht, wobei eine Phase (<C.) in der Form feiner Ausscheidungen gleichmäßig in einer anderen Phase (Oi-,) verteilt ist, die die Matrix bildet. Man beobachtet, daß, wenn die erste Phase in einem solchen Mikrogefüge magnetisch und die zweite nichtmagnetisch ist, dies zu einer Einbereichsstruktur führt, wodurch ein hocirremanenter Magnetkörper erhältlich ist„

Die genannte DE-OS 2 165 052 offenbart, daß die Eisem-CfaroKi-Legierung mit spinodaler Zersetzung, wenn sie Kobalt und fakultativ auch noch Molybdän und/oder Wolfram in den dort angegebenen Mengen (0 - 20 %) enthält„ ein verbessertes Magnetmaterialsystem ergibt, dessen magnetische Reraansns und magnetisches Energieprodukt mit denen von "Alnico" (Eisen/Aluminium/Mickel/Kobalt)-Legierungen, die bisher vorrangig in der magnetischen Industrie eingesetzt wurden, vergleichbar oder diesen überlegen sind ο Zusätzlich zn iiirea ausgezeichneten magnetischen Eigen= schaft'5;i weissn. die verbesserten Legierungen wegen ihrer metallischen Bestandteile die Vorteile geringerer Material=* kosten und besserer Verformbarkeit und Bearbeitbarkeit iiii Vergleich mit den bekannten Legierungen auf» Es wurde olariri anok die Lehre gegeben, daß ein Zusatz von Silizium bis ξιι eissFfl gewissen Anteil (12 %) die erforderlichen

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Wärmebehandlungsbedingungen zur Erzielung der spinodalen Zersetzung der Legierungen mildert, ohne die dabei erhältlichen erwünschten magnetischen Eigenschaften merklich zu beeinträchtigen. Der Stand der Technik zeigt auch, daß der Zusatz wenigstens eines der Elemente Mangan, Nickel, Kupfer und Aluminium in geringem Anteil vorteilhaft sein kann.

Wie oben erwähnt, werden die erwünschten magnetischen Eigenschaften der Legierung hervorgerufen, wenn sich die homogene einphasige Hochtemperaturphase, d. h. die «<--Phase, in die zwei isomorphen Phasen,

d. h. gC..- und cC₂~Phasen, nach der Spinodale zersetzt. Demgemäß umfaßt das Verfahren zum Herstellen eines Magnetkörpers des verbesserten Legierungssystems im wesentlichen die Verfahrensschritte, die zur Hervorrufung der Spinodalzersetzung der Legierung einer gewählten Zusammensetzung erforderlichsijjd. Die Zusammensetzung läßt sich durch Zusammenschmelzen der metallischen Bestandteile in einem geeigneten Ofen oder Tiegel und anschließendes Vergießen der Schmelze zur Bildung von Blöcken herstellen. Obwohl solche Blöcke nach einer maschinellen Verarbeitung zu geeigneten Abmessungen direkt den weiteren Behandlungsschritten unterworfen werden können, ist es möglich, den Legierungsblock in ein Pulver umzuwandeln und dann die Pulverteilehen zu einem zusaramen™ hängenden Körper geeigneter Gestalt zu pressen und zu sintern. Um die spinodale Zersetzung zu bewirken, wurden, obwohl ein allmähliches Abkühlen angewandt werden kann, um die Legierunc aus der Hochteinperaturphase durch den

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Mischungslückenbereich in die isomorphen Phasen umzuwandeln, die folgenden Verfahrensschritte als praktischer und höchst geeignet befunden. Der Anfangsschritt sieht die Lösungsglühbehandlung vor, die ein Erhitzen auf eine hohe Temperatur für eine genügende Zeitdauer und ein anschließendes Abschrecken zum Bringen der homogenisierten Hochtemperatur- oC- -Phase auf Raumtemperatur umfaßt. Der abgeschreckte Körper wird dann getempert oder angelassen, wodurch die Spinodalzersetzung zu den <£*..- und cC₂-Phasen erhalten wird. Der Lösungsglühbehandlung kann auch eine Warm- oder Kaltverformung vorausgehen. Das Tempern wird vorzugsweise in Stufen bei verschiedenen Temperaturen vorgenommen. Der lösungsgeglühte Körper wird vorzugsweise vor der endgültigen Temperbehandlung einer isothermen Behandlung in einem Magnetfeld unterworfen. Die magnetischen Eigenschaften des Körpers werden allgemein verbessert, wenn man vor dem letzten Abschreckschrltt und nach einem Vortemperschritt oder dem ⁹ Senandlungsschritt einen Kaltverformungsschritt einfügt.

Bei den bekannten Zusammensetzungen erfordert jedoch die erfolgreiche Durchführung der Lösungsglühbehandlung und damit Bildung der homogenen einzigen 06— Phas« zum Bringen derselben- auf Raumtemperatur oder Anlaßtemperatur ein hohes Erhitzen auf etwa 13OG C und ein anschließendes Abschrecken mit einer Abkühlungsrate von etwa 200 C/s

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Das Erhitzen auf eine so hohe Temperatur ist auch erforderlich, wenn eine Warmverformung des Legierungsblocks in Vorbereitung der Lösungsglühbehandlung durchzuführen ist. Obwohl sich, wie in der DE-OS 2 165 052 angegeben ist, die Abkühlungsrate wesentlich senken läßt, indem der Legierung Silizium im angegebenen Bereich zugesetzt wird, ergaben die Hochtemperatur-Erhitzungsanforderungen große Schwierigkeiten für das Herstellungsverfahren und ließen hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit der herzustellenden Magnete viel zu wünschen übrig.

Um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wurden Anstrengungen zur Auffindung eines oder mehrerer Bestandteile unternommen, die zur Ausdehnung des Bereichs der homogenen σθ-Phase des Legierungssystems geeignet sind, um dadurch ein Lösungsglühen und Warmverformen der Legierung bei einer niedrigeren, praktischeren Temperatur als bei der bekannten Zusammensetzung zu ermöglichen und gleichzeitig ausgezeichnete magnetische Eigenschaften und eine verbesserte Kaltverformbarkeit der Legierung zu erreichen. So wurde beispielsweise in der DE-OS 2 508 838 bereits eine verbesserte Legierung der genannten Art mit spinodaler Zersetzung beschrieben, die gewichtsmäßig im wesentlich aus 3 bis 20 % Kobalt, 10 bis 40 % Chrom, O,2 bis 5 % Niob und/oder Tantal, O bis 5 % Aluminium und Rest Eisen besteht. Wie darin angegeben, ist der Zusatz von Niob und/oder Tantal, vorzugsweise bei gleichzeitigem Zusatz von 0,2 bis 5 % Aluminium,

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zur Ausdehnung des Bereichs der .©{•'""Phase unter Verringerung der 'JP -Phase des Legierungssystems wirksam und ermöglicht es so, die Lösungsglühbehandlung bei einer so niedrigen Temperatur wie 900 ⁰C oder sogar in der Größenordnung von 650 ⁰C je nach den jeweiligen Legierungszusammensetzungen durchzuführen»

Die oben angegebene Legierung hat jedoch noch Nachteile,, die sich daraus ergeben, daß sie zur Erzielung ihrer Wirkung oder für bessere Ergebnisse gewöhnlich noch den Zusatz von Aluminium neben Niob und/oder Tantal erfordert. Eine Schmelze der Legierung mit Aluminiumzusatz gibt Anlaß zu Handhabungsschwierigkeiten beim Vergießen und führt manchmal zu unregelmäßigen Erzeugnissen- Außerdem ist, obwohl die Anwendung der besten Verfahrensparameter und Zusammensetzungen die Erzielung eines maximalen Energieprodukts der Legierung in einer Höhe von 5,1 χ 10 C

(mit Kaltverformung) und von 4,7 χ 10 G-Oe (ohne Kaltverformung) ermöglichte, die nach laufend für Massenproduktionszwecke anwendbaren Verfahrensweisen typisch erreichbare Magnetcharakteristik auf 4 χ 1O G.Oe oder weniger begrenzt und kann nicht als befriedigend be= zeichnet werden.

la der DE=OS 2 706 214 wurde eine verbesserte Zusammensetzung für eine Magnetlegierung auf Eisen/Chrom/Kobalt-Basis mit spir.odaler Zersetzung angegeben, mit der die genannten, mit den vorher angegebenen. Zusammensetzungen verbundenen Probiere wesentlich verringert oder beseitigt werden„ !«ι einzelnen besteht die darin beschriebene verbesserte

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Legierung gewichtsmäßig aus im wesentlichen 3 bis 30 % Kobalt, 10 bis 40 % Chrom, 0,1 bis 15 % Vanadin und Rest Eisen.

Es wurde gefunden, daß der Zusatz von Vanadin wirksam ist, um den Bereich der cC -Phase des Eisen/Chrom-Kobalt-Basislegierungssystems bei gleichzeitiger Verkleinerung des Bereichs der f-Phase auszudehnen, die magnetischen Eigenschaften zu verbessern und doch eine Schmelze der Legierung unter zum Gießen befriedigenden Bedingungen zu erhalten.

Es ist erwünscht, die Kobalt™ und Chromgehalte zu senken, die beide in der Fe-Cr-Co-Basismagnetlegierung relativ teuer sind, und ihre magnetischen Eigenschaften im erwünschten Maß beizubehalten oder, falls möglich, weiter zu verbessern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die in der genannten Hauptanmeldung P 2706214„2 grundsätzlich beschriebene Magnetlegierung su verbessern und eine ver besserte magnetische Zusammensetzung vorzusehen, die Chrom- und Kobaltgehalte aufweist, die von relativ geringem Anteil sind, die jedoch znm Aufweisen höherer magnetischer Eigenschaften!, d„ h„ Remanenz, Koerzitivkraft und maximales Energieprodukt, bei gleichzeitig hoher magnetischer Stabilität geeignet ist, leicht wärmebe handelt werden kann und außerdem ^oⁿ ausgezeichneter Verformbarkeit und maschineller Verarbeitbarkeit ist.

Gegenstand der Erfindung, womit diese Aufgabe gelöst wird, ist eine Magnetlegierung aus Eisen-Chrom-Kobalt-Basis mit spinodaler Zersetzung, die außerdem Vanadin enthält, nach Patent ... (Patentanmeldung P 2706214.2), mit dem Kennzeichen, daß sie gewichtsmäßig aus 15 bis 23 % Chrom, 10 bis 18 % Kobalt, 0,5 bis 4 % Vanadin, 0,3 bis 3 % Titan, 0,1 bis 2,5 % Wolfram, Rest-^Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

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O 00

Eine typische vorteilhafte Zusammensetzung der Magnetlegierung gemäß der Erfindung besteht aus 21 Gew« % Chrom, 15 Gew. % Kobalt, 2 Gew. % Vanadin, 2 Gew. % Titan, 1 Gew. % Wolfram und Rest Eisen. Eine solche, geeignet wärmebehandelte Legierung eignet sich zum Aufweisen einer Remanenz von 14,6 K Gauss, einer Koerzitivkraft von 645 Oersted und eines maximalen Energieprodukts von 7,1 M Gauss-Oersted. In der folgenden Tabelle 1 sind die magnetischen Eigenschaften dieser typischen Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Legierung im Vergleich mit solchen von bekannten oder experimentellen Fe-Cr-Co-Basislegierungszusammensetzungen und solchen von Alriico-5 aufgeführt.

Tabelle 1

Nr.	Zusammensetzung	Br	Hc	(BH>max
		KG	Oe	MGOe
1.	Fe-30Cr-25Co~3Mo	n,5	780	5,0
21	Fe-30Cr-23Co-3Mo-2Zr		i-too
3.	Fe-28Cr-23Co-1Si	t3^0	580	5^3
4.	Fe-28Cr-TSCo-INb-IAI	13, O	520	5,0
5.	Fe-21Cr-T5Co-3V-2Ti	14,4	570	6,2
6.	Fe- 2 8~3QCr-17 ~ 24Co- 1Si	12,0	6OO
7.	Fe-14Ni-8Al-24Tto-3Ctr	12^1	SSO
		~Ί3,3	-«•66Ο
8.	Fe-21Cr-15Co-2V-2Ti-lW	14,6	: 645	TA

Aus der Tabelle ersieht man, daß die erfindungsgemäße Legierung den zum Vergleich angegebenen Legierungen besonders hinsichtlich des maximalen Energieprodukts merklich überlegen ist.

Die erfindungsgemäße Legierung kann als solche betrachtet v/erden, die einen Zusatz von Wolfram zu einer besonderen experimentellen Zusammensetzung der qüinären Legierung Fe/Cr/Co/V/Ti darstellt. Die folgende Tabelle zeigt, wie die Koerzitivkraft Hc der letzteren Legierung durch Zusatz verschiedener sechster Zusatzelemente beeinflußt wird.

Tabelle 2

	Koerzitivkraft Hc (Oe)	Fe-21Cr-15Co- 2V-2Ti
^\^ Basisle- Zusatz (T%~K^^	Fe-21Cr-15Co -3V-2T1	240 490 570 .460 63O 57O 630
kein Al Si Zr Nb Mo Ta W	570 100 560 590 580 550 64O

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Die Tabelle 2 zeigt, daß der Zusatz von Wolfram zu der besonderen Fe/Cr/Co/V/Ti-Legierung eine merkliche Steigerung der Koerzitivkraft in einem mit den anderen sechsten Zusatzelementen nicht erreichbaren Ausmaß hervorruft»

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele näher erläutert?darin zeigern

Fig.1 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der magnetischen Eigenschaften einer bestimmten Zusammensetzung der erfindungsgemäßen Legierung und derjenigen der Legierung ohne Wolfram in Abhängigkeit vom Anteil des Chrombestandteils?

Ficj» 2 in der gleichen graphischen Darstellung die entsprechenden magnetischen Eigenschaften der gleichen beiden Zusammensetzungen in Abhängigkeit vom Anteil des Kobaltbestandteils?

Fig.3 die Beziehung zwischen der Koerzitivkraft Hc der

Pe-21 Cr-15Co-2V=2Ti~W-Sechsstofflegierung und dem Anteil des Wolframbestandteils?

Fig_o 4 die Abhängigkeit der Koerzitivkraft der Fe-21Qc-15i?Ca-V-2Ti-iW~Sechsstöfflegierung vom Anteil des Vaiaadinbestandteils ?

Fig_o 5 die Abhängigkeit der Koerzitivkraft der Fe~21Cr~ 15Co~2Ti~3(V+W)-Sechsstofflegierung von den Aateilen der Vanadin- und Wolframbestand'äeäle?

Fig_o 6 eia Diagramm zur Darstellung der Hystereseschleife der Fe-21Cr-15Co-2V-2Ti-1W- Sechsstofflegierung sowie die anderer, früherer Legierungen?

Fig. 7 ein :,quasistabiles Schnittphasendiagramm der quinären Fe-Cr-15Co-3V-2Ti-Legierung bei Variation des Gehalts des Chrombestandteils;

Fig. 8 ein quasistabiles Schnittphasendiagramm der Fe-Cr-15Co-2V-2Ti-iW-Sechsstofflegierung bei Variation des Gehalts des Chrombestandteils;

Fig. 9 ein quasistabiles Schnittphasendiagramm der Fe-2iCr-Co-2V-2Ti-1W-Sechsstofflegierung bei Variation des Kobaltgehalts;

Fig. 10 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung bevorzugter Wärmebehandlungsschritte, wie sie bei der Durchführung der Erfindung angewandt werden; und

Fig. 11 eine graphische Darstellung zur Veranschaulichung der Temperatur der magnetischen Temperbehandlung, wie sie die die magnetischen Eigenschaften der Fe-2iCr-15Co-2V-2Ti-1W-Sechsstofflegierung beeinflußt.

Aus Fig. 1 ersieht man, daß eine Eisen-Chrom-15 % Kobalt-% Vanadin - 2 % Titan - 1 % Wolfram - Sechsstofflegierung (Anteile in der ganzen Beschreibung in Gew. % angegeben) entsprechend der Erfindung mit dem Chromgehalt von 19 bis % gegenüber einer Eisen-Chrom-15 % Kobalt-3 % Vanadin % Titan - Fünfstofflegierung bei im gleichen Bereich variierenden⁵; Chromgehalt hinsichtlich sämtlicher magnetischen Eigenschaften, d. hu Koerzitivkraft Hc (Oersted), Remanenz Br (K Gauss) urd maximalen Energieprodukts CBH) max (MGOe) merklich überlegen ist. Der günstigste Chromgehalt hinsichtlich

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des maximalen Energieprodukts ist im Bereich von 20 bis 22 % ersichtlich und liegt insbesondere bei etwa 21 %. Weiter sieht man, daß die Wirkung des Wolframzusatzes zur Verbesserung der Koerzitivkraft Hc im Bereich geringeren Chromgehalts groß ist und die untere Chromgrenze auf angenähert. 15 % gesetzt werden kann.

Aus Fig. 2 ersieht man, daß eine Eisen-21 % Chrom Kobalt - 2 % Vanadin - 2 % Titan - 1 % Wolfram Sechsstoff legierung mit dem Kobaltgehalt von 12 bis 1.8 % gegenüber einer Eisen- 21 % Chrom - Kobalt - 3 % Vanadin 2 % Titan - Fünfstofflegierung bei im gleichen Bereich variierenden Kobaltgehalt bezüglich der Koerzitivkraft Hc (Oersted), Remanenz Br (K Gauss) und maximalen Energieprodukts (BH) max (MGOe) merklich ausgezeichnet ist. Man sieht ebenfalls, daß sich bei geringerem Kobaltgehalt eine größere Verbesserung sowohl der Koerzitivkraft als auch des maximalen Energieprodukts durch den Zusatz des Wolframbestandteils ergibt. So kann der Kobaltgehalt eine untere Grenze von 10 % und eine obere Grenze von 18 %, vorzugsweise 17 % aufweisen. Der bevorzugte Kobaltbereich kann von 13 bis 17 % sein, und der besonders bevorzugte Kobaltgehalt liegt bei etwa 15 %.

Aus den Fig. 1 und 2 und den oben angegebenen Gründen entnimmt man,daß eine Fe-Cr-Co-2V-2Ti-W-Sechsstofflegierung gemäß der Erfindung vorzugsweise den Chromgehalt im Bereich von 15 bis 23 %, vorzugsweise von 20 bis 23 %, und den Kobaltgehalt im Bereich von 10 bis 18 %, vorzugsweise 13 bis 17 % haben sollte«

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Bei einem unter 15 % fallenden oder 25 % übersteigenden Chromgehalt oder bei einem unter 10 % fallenden oder 18 % übersteigenden Kobaltgehalt liefert die Legierung nicht die gewünschten Werte der magnetischen Eigenschaften, insbesondere des maximalen Energieprodukts. Nichtsdestoweniger sei bemerkt, daß die Verwendung der Legierung auch ermöglicht, daß ihre Kobalt- und Chromgehalts in ausgedehnten Bereichen liegen und sich ihre unteren Grenzen etwa herab bis zu 5 bzw. 10 % erstrecken.

Fig. 3 zeigt, daß in der Fe-2iCr-15Co-2V»2Ti-W-Sechsstofflegierung der Wolframzusatz im Anteil von 0,1 bis 2,5 %, vorzugsweise 0,2 bis 2,0 % und ganz besonders etwa 1 % wirksam ist und sein übermäßiger Zusatz jenseits etwa 2,5 % nachteilig ist.

Fig. 4 zeigt, daß in der Fe-21Cr-15Co-V»2Ti-iW-Sechsstofflegierung der Vanadingehalt wirksam von 0,5 bis 4 %, vorzugsweise von 1 bis 3 % reichen sollte.

Fig. 5 zeigt, daß in der Fe-21-Cr-15Co-2Ti-V-W-Sechsstofflegierung, die Vanadin und Wolfram in einer Gesamtmenge von 3 % enthält, der Vanadinbest^andteil wirksam in einer Menge von 0,5 bis 3 %, vorzugsweise 1 bis 3 % und ganz besonders in einer Menge von etwa 2 % enthalten sein kann. Die Figur deutet so an, daß der Wolframzusatz nicht über 2,5 % betragen und vorzugsweise im Bereich von O,2 bis 2,0 % und ganz besonders bei e Uta 1 % liegen sollte.

Der Gehalt des letzten Zusatzes Titan wird nicht sehr unter Betrachtung einer magnetischen Verbesserung, sondern

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aus Gründen der Leichtigkeit des Gießens, der Wärmebehandlung und der Maschinenbearbeitung der Legierung bestimmte Es war bekannt, daß ein Zusatz von Titan die Fluidität einer Schmelze erleichtert und geeignet ist, die Temperatur zur Lösungsglühung des Gusses wirksam unter 1300 ⁰C and vorteilhaft bis herab zu 1200 °C zu senken. Titan plus Vanadin können vorteilhaft einer Eisen/Chrom/Kobalt-Basislegierung, etwa Fe/2iCr/15Co„ zugesetzt werden, um die *öö -Phase der Basislegierung auszudehnen, wie durch Zusatz von Niob plus Aluminium erreicht, jedoch ohne die Neigung des Gusses, wie im Fall der letzteren Zusätze zu brechen. Fig« 7 zeigt, daß im Fall zugesetzten Titans plus Vanadins die Fe-Cr-15Co-Legierung mit einem Chromgehalt zwischen 21„5 und 23 1 die einzige oC-Phase besitzt, die ohne Abschrecken in die eC.- und cC₂-Phasen umgewandelt werden kann. Dieser Chrombereich wird bei gleichzeitigem Zusatz von Wolfram etwas verschoben, wie aus Fig. 8 erkennbar ist, um die gewünschte einzige eC-Phase zu halten» In dieseiE Fall sollte die Menge von Vanadin plus Titan wirksam bei oder etwas über 0,3 % und nicht mehr als 3 % liegen jenseits welchen Wertes die Legierung sowohl in ihrer Fliiidität als auch in ihrer Maschinenbearbeitbarkeit

In F±g_o S ist eine Hystereseschleife I der Legierung Irs=21ui' =15Co=-2¥-2Ti-iW_{. einer typischen und günstigen Zusammen= se-isüiig der erfindungsgemäßen Legierung, im Vergleich mit Hjstsreseschleifen II, III und IV früherer Legierungen

Alnico 5DG bsvi. Alnico 5 dargestellt.

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Es wird gezeigt, daß die Legierung gemäß der Erfindung die früheren Legierungen bezüglich des maximalen Energieprodukts merklich übertrifft.

Aus den Fig. 8 und 9 ist ersichtlich, daß die Zusammensetzung gemäß der Erfindung, also etwa Fe-21Cr-15Co-2V-2Ti-1W zum Durchlaufen einer spinodalen Zersetzung mit Leichtigkeit unter geeigneten Wärmebehandlungsverfahrensschritten geeignet ist.

In Fig.10 ist ein typisches Wärmebehandlungsverfahren veranschaulicht, das vorteilhaft zur Verarbeitung der erfindungsgemäßen Legierung durchgeführt wird. Die Legierung wird zuerst bei einer Temperatur zwischen 1200 und 1300 ⁰C lösungsgeglüht. Die lösungsgeglühte Legierung wird einer magnetischen Temperung bei einer Temperatur im Bereich von 640 bis 675 ⁰Cund danach einer Temperungs- oder Alterungsbehandlung bei einer Temperatur zwischen und 600 ⁰C unterworfen. Vorzugsweise führt man die einzelnen Schritte der magnetischen Temperung und der Alterung stufenweise bei aufeinanderfolgend Temperaturen in jedem Temperaturbereich durch. Es sei bemerkt, daß die Lösungsglühbehandlung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung der Legierung bei einer Temperatur weit unter 1200 ⁰C durchgeführt werden kann, worauf ein langsames Abkühlen ohne das Erfordernis des Abschreckens zum Überführen der Zusammensetzung in die magnetische Temperungsstufe folgt» Pig« 11 zeigt, daß die magnetische Temperung am besten bei einer Temperatur von 670 + 5 "C durchgeführt iird, um die Legierung gemäß der Erfindung

dazu zu bringen,, daß sie mit guter Reproduzierbarkeit und Stabilität ausgezeichnete magnetische Eigenschaften, und zwar eine Koerzivkraft Hc von 650 Oe, eine Remanenz Br von 14,5 KG und ein maximales Energieprodukt (BH)max von 7„05 bis 7„10 MG.Oe aufweist«

Es sei festgestellt, daß die Legierung gemäß der Erfindung relativ kostspieliges Kobalt, Vanadin und Wolfram in einer Gesamtmenge von höchstens 18 % enthält. Nach dem Gießen ist sie frei von einer Neigung zum Zerbrechen, und sie benötigt keine Stengel™ ksistallisation oder -erstarrung. Außerdem kann sie zur Lösungsglühung bei einer ausreichend verringerten Temperatur behandelt werden und läßt eine Verformung und Maschinenbearbeitung auch nach ihrer magnetischen Temperungsstufe und evtl. Magnetisierung zu.

Schließlich ist zu verstehen, daß die Legierung gemäß der Erfindung den Einschluß irgendeines oder mehrerer bekannter Bestandteile, wie z. B. Silizium, das zur Verringerung der Abkühlungsrate der lösungsgeglühten Legierung anerkannt ist, Kupfer, das zur Verbesserung der magnetischen Eigenschaften anerkannt ist, und ähnlich früher vorgeschlagenerElemente der Gruppe Molybdän, Nickel, Aluminium und Mangan, nicht ausschließt.

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Leerseife

Claims

Patentansprüche

1. Magnetlegierung auf Eisen-Chrom-Kobalt-Basis mit spinodaler Zersetzung, die außerdem Vanadin enthält, nach Patent ... (Patentanmeldung P 2706214„2), dadurch gekennzeichnet, daß sie gewichtsmäßig aus 15 bis 23 % Chrom, 10 bis 18 % Kobalt, 0,5 bis 4 % Vanadin, 0,3 bis 3 % Titan, 0,1 bis 2,5 % Wolfram, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht»

2. Legierung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet ,daß sie 20 bis 22 % Chrom enthält.

3. Legierung nach Anspruch 2,dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 21 % Chrom enthält.

4 ο Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie 13 bis 17 % Kobalt enthält»

5ο Legierung nach Anspruch 4,dadurch gekennzeichnet, daß sie 15 % Kobalt enthält.

6„ Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,daß sie 1 bis 3 % Vanadin enthält.

7, Legierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,daß sie eti'ia 2 % Vanadin enthält.

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ORIGINAL INSPECTED

8. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,2 bis 2,0 % Wolfram enthält.

9. Legierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie etwa 1 % Wolfram enthält.

10. Legierung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sie 1 bis 2,2 % Titan enthält.

11. Dauermagnetischer Körper, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer lösungsgeglühten und magnetisierten Magnetlegierung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche bis 10 besteht.

12. Dauermagnetischer Körper nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Magnetlegierung der Zusammensetzung aus etwa 21 % Chrom, etwa 15 % Kobalt, etwa 2 % Vanadin, etwa 2 % Titan, etwa 1 % Wolfram, Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen besteht.

13. Verfahren zur Herstellung eines Dauermagnetkörpers nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet „daß man die Magnetlegierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 durch Gießen zu einem Körper formt, den Körper mit anschließendem Abschrecken lösungsglüht,, den lösungsgeglühten Körper bei einer Temperatur im Bereich von 640 bis 675 C in einem Magnetfeld tempert und den Körper danach einer Stufentemperung bei aufeinanderfolgend-abfallenden Temperaturen zwischen 500 und 600 C unterwirft .

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14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man die magnetische Temperung bei einer Temperatur von etwa 670 ⁰C durchführt.

15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Magnetlegierung aus etwa 21 % Chrom, etwa 15 % Kobalt, etwa 2 % Vanadin, etwa 2 % Titan, etwa 1 % Wolfram und Rest Eisen und herstellungsbedingten Verunreinigungen verwendet.

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