DE2953244C1

DE2953244C1 - Verfahren zum Herstellen eines metallischen Magnetbandes

Info

Publication number: DE2953244C1
Application number: DE2953244A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Tokyo Igarashi; Jun Kawai
Original assignee: Nippon Electric Co Ltd
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1978-10-16
Filing date: 1979-10-15
Publication date: 1982-12-02
Also published as: WO1980000891A1; JPS5555441A; DE2953244T1

Description

Dieses Verfahren zum Herstellen von metallischen Magnetbändern durch Plattieren hat jedoch erstens den Nachteil, daß falls das magnetische Metall eine Legierung ist, die Kontrolle der Zusammensetzung des Metalls schwierig ist. Zweitens ist es schwierig, kontinuierlich auf einer langen bandförmigen Basis zu plattieren und dabei die Dicke der magnetischen Metallschicht genau zu kontrollieren. Drittens ist die metallische Mikrostruktur, die durch Plattieren gebildet wird, spröde. Sogar wenn sie geglüht würde, würde sie weich werden, bevor die Sprödigkeit beseitigt wird.
Außerdem treten noch ähnliche Fehler auf. Das Verfahren ist daher für Massenherstellung in industriellem Maßstab nicht geeignet und wurde auch noch nicht praktisch genutzt.
Bei einem vorbekannten Verfahren der eingangs genannten Art, das in US-PS 33 83 761 beschrieben ist, wird magnetischer Draht (für Speicheranordnungen) dadurch hergestellt, daß ein nicht magnetischer Draht durch Bedampfen oder Elektroabscheidung mit einem magnetischen Metall beschichtet wird und die beiden Metallschichten dann einem Walzen oder einem Drahtziehen unterworfen werden. Dieses Band hat jedoch keine für magnetische Tonträger günstigen magnetischen Eigenschaften; insbesondere hat die Koerzitivkraft nur Werte von ungefähr 240 bis 300 A/m, wie in den Beispielen 1 bis 4 der US-PS 33 83 761 angegeben ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen Magnetbandes der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Art so weiter zu bilden, daß sich verbesserte magnetische Eigenschaften des Magnetbandes ergeben.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Kaltwalzen bis zu einem Verformungsgrad durchgeführt wird, der eine Abnahme des Querschnitts der magnetischen Metallschichten von mindestens 95% entspricht, und daß die abschließende Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 3000C und der Rekristallisationstemperatur des magnetischen Metalls wird.
Insbesondere kann das Verfahren so durchgeführt werden, daß das Verhältnis der Abnahme des Querschnitts der magnetischen Metallschichten gleich oder größer als 95% und gleich oder niedriger als 99,50/0 ist.
In erster Linie zeichnet sich das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Magnetband durch bessere magnetische Eigenschaften als Magnetbänder aus, die nach vorbekannten Verfahren der eingangs genannten Art hergestellt wurden.
Außerdem weist es auch noch gegenüber den bekannten Bändern mit Kunstharzbasis verschiedene Vorteile auf, wie z. B. Verbesserungen bei den mechanischen Eigenschaften insbesondere eine ausgezeichnete Festigkeit, eine große Genauigkeit bei der Bearbeitung und ist sehr glatt und flach. Außerdem können geeignete Bedingungen für die Wärmebehandlung gewählt werden. Da die magnetischen Metallschichten mit einer großen Sättigungsmagnetflußdichte sehr gleichmäßig hergestellt werden können, kann das metallische Magnetband mit ausgezeichneten Betriebseigenschaften einfach und auch sehr gut bei Massenherstellung hergestellt werden. Das erfindungsgemäß hergestellte Magnetband weist einen ausgezeichneten Frequenzgang und hohe Ausgangsleistungscharakteristiken auf und hat eine Zugfestigkeit, die um einen Faktor 10 oder mehr größer ist als ein Magnetband, das eine Basis aus einem Hochpolymerharz hat, so daß die Dicke des Magnetbandes bis herab zu um oder weniger betragen kann (bisher war die Dicke normalerweise 10 oder mehr Mikron). Daher ist die Aufzeichnungskapazität auch um einen Faktor 3 bis 4 größer als bei Bändern mit Kunstharzbasis.
In den F i g. 1 bis 5 wird ein Beispiel der verschiedenen Eigenschaften des metallischen Magnetbandes gezeigt, die bei einer typischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens erhalten wurden, wobei das Verhältnis der Abnahme des Querschnitts der magnetischen Metallschicht als Parameter Verwendung findet. Es zeigt F i g. 1 Daten bezüglich einer Koerzitivkraft; F i g. 2 Daten bezüglich einer Restflußdichte; F i g. 3 Daten bezüglich eines Quadratverhältnisses; F i g. 4 Daten bezüglich des Frequenzganges; und F ig. 5 Daten bezüglich der maximalen Ausgangsleistungscharakteristiken.
Die beste Ausführungsform der Erfindung ist die folgende: Ausführungsform 1 Eine Legierung aus 2,500/0 P, 9,76% Fe und 87,74% Co wurde als magnetisches Material ausgewählt, und es wurde daraus eine plattenförmige Probe von 3,1 mm Dicke und 220 mm Breite hergestellt. Außerdem wurde eine Legierung aus 5,0% Sn, 0,6% P und 94,4% Cu als nicht magnetisches Metall ausgewählt und es wurde daraus eine plattenförmige Probe von 30,3 mm Dicke und 200 mm Breite hergestellt. Diese Platten wurden übereinander gelegt, und sie wurden am Umfang miteinander mittels einer kontinuierlichen Schweißmaschine zusammengeschweißt. Es sollte festgehalten werden, daß die magnetische Metallplatte aus solchen ausgesucht wurde, die eine mittlere Korngröße von 2,5 um und eine maximale Korngröße von 7,5 um hatten. Nachdem die verbundenen Platten um 0,1 mm Dicke auf der Seite des magnetischen Materials und um 0,3 mm in der Dicke auf der Seite des nicht magnetischen Materials geschliffen worden waren, wurde mit zwischendurch eingeschaltetem Glühen bei 8500C während 15 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre mehrmals Kaltwalzen durchgeführt. Auf diese Weise wurden 5 Arten von Magnetbändern hergestellt, bei denen die betreffenden Verhältnisse der Abnahme des Querschnitts Werte von 90%, 95%, 98%, 99% bzw.
995% durch das Kaltwalzen nach dem letzten Glühschritt erreichten. Anschließend wurden diese 5 Arten von Bändern in Bänder von 5 mm Breite aufgeteilt, und es wurde für jedes Band ein Versuchsband von 5000 m Länge hergestellt. Diese Versuchsbänder wurden dann während 30 Minuten innerhalb einer Wasserstoffatmosphäre bei Temperaturen von 300°C, 400°C, 550°C, 6000C bzw. 700°C abschließend wärmebehandelt.
Bei den besten der entsprechenden Versuchsbänder wurden die Koerzitivkraft, die Restflußdichten, die Quadratsverhältnisse, die maximalen Ausgangspegel gemessen. Hierbei war die Dicke der magnetischen Metallschicht 0,3 u f 5% während die Dicke der nicht magnetischen Metallschicht 2,5 bis 3,0 um bei jedem Versuchsband betrug. Die 5 Diagramme in den F i g. 1 bis 5 stellen die Ergebnisse dieser Messungen dar.
Die Abhängigkeit der Koerzitivkraft von der Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung mit dem Kaltwalzgrad als Parameter ist in F i g. 1 gezeigt.
Die Abhängigkeit der Restflußdichten von der Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung, umgerechnet lediglich auf die magnetische Metallschicht, ist in F i g. 2 gezeigt. Die Abhängigkeit der Quadratsverhältnisse von der Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung ist in F i g. 3 gezeigt. Wie aus diesen Daten ersichtlich ist, kann bei einem Kaltwalzgrad von 95% oder mehr eine ausreichende Wirkung erhalten werden. Unter den Gesichtspunkt der Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung dient zusätzlich die Rekristallisierungstemperatur (ca. 550"C) als allgemeine Richtschnur. Eine Magnetschicht gemäß dieser ersten Ausführungsform der Erfindung, die im Temperaturbereich von ungefähr 300 bis 550#C C abschließend wärmebehandelt wurde, hat ganz ausgezeichnete magnetische Eigenschaften. Außerdem ist für das erfindungsgemäße Band der Frequenzgang auch eine wichtige Eigenschaft. Daher ist in F i g. 4 die Abhängigkeit des Frequenzganges von der Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung für entsprechende Bänder gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei als 0 dB der Ausgang bei 20 kHz, gemessen in bezug auf kommerziell erhältliche y-Fe203-Bänder genommen wurden, die den bisher bekannten Aufbau haben und bei denen y-Fe2O3-Pulver auf ein Polyesterband mit einer Dicke von 5 um und mit einem Gehalt von 30% aufgebracht ist.
Auch hohe Leistungsausgangscharakteristiken sind eine der wichtigen Eigenschaften. Daher ist in F i g. 5 die Abhängigkeit der hohen Leistungsausgangscharakteristiken von der Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung der entsprechenden Bänder gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt, wobei als 0 dB der maximale Ausgang bei 20 kHz gemessen bei einem kommerziell erhältlichen obengenannten y-Fe2o3-Band genommen wurde. Aus diesen in den F i g. 4 und 5 gezeigten Daten ist auch ersichtlich, daß in dem Falle, wenn das Verhältnis der Abnahme des Querschnitts beim Kaltwalzen 95% oder mehr beträgt und die abschließende Wärmebehandlung bei einer niedrigen Temperatur von ungefähr der Rekristallisationstemperatur oder einer niedrigeren Temperatur durchgeführt wird, die Eigenschaften der gemäß dieser Ausführungsform hergestellten Bänder ganz ausgezeichnet sind.
Anschließend wurde ein durch Warmpressen hergestellter Kopf aus Mn-Zn-Ferrit in einem konventionellen Videogerät angebracht. Es wurde dann der Betrag der Abnutzung des Kopfes gemessen, während die entsprechende Arten der Bänder gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung und das obengenannte y-Fe203-Band für 1000 Stunden laufengelassen wurden.
Die so erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 vergleichend dargestellt.
Tabelle 1 Bandart Relativer Abnutzungsgrad Bänder gemäß Flächenverkleinerungs- Temperatur der mit Abnutzungsgrad durch der ersten verhältnis (%) abschließenden Wärme- Gamma Fe2O3-Band als Ausführungsform behandlung (0 C) Einheit 90 500 0,025 550 0,030 600 0,85 95 500 0,024 550 0,030 600 0,85 98 500 0,026 550 0,029 600 0,84 99 500 0,023 550 0,029 600 0,81 99,5 500 0,024 550 0,030 600 0,83 y-Fe2O3-Band 1 Wie aus l~abellc 1 ersichtlich ist, ist bei den Bänclelns die bei cincr Temperatur abschließend wärmebehandelt sind, die niedriger ist als die Rekristallisationstenipera-#ur (ungefähr 550°C) bei diesem Beispiel, der Grad der Abnutzung äußerst klein unabhängig vom Verhältnis der Abnahme des Querschnitts. Natürlich ist die abschließende Wärmebehandlung auch bei einer Temperatur von weniger als 300°C möglich. Da in diesem Falle jedoch eine lange Zeit benötigt wird, muß man eine niedrige Temperatur als unangemessen für Bedingungen ansehen, die industriell angewandt werden können. Demgemäß wird es angemessen sein, die Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung ungefähr gleich wie oder niedriger als ungefähr die Rekristallisationstemperatur zu wählen, jedoch nicht niedriger als 300~/C Die charakteristischen Eigenschaften der Ausführungsform der Erfindung, die als durch die Ausführungsform 1 beschrieben dargestellt wurde, sind, daß vor dem Kaltwalzen sowohl das magnetische Metall und auch das nicht magnetische Metall vorher in Plattenform gebracht werden, deren Dicken ein vorbestimmtes Dickenverhältnis haben, und daß dann anschließend diese Metallplatten direkt übereinander gelegt werden, ohne daß irgendein Material sich zwischen ihnen befindet, wobei sie dann anschließend kaltgewalzt werden. Obwohl es, verglichen mit den beiden vorgenannten Merkmalen trivial ist und ohnen irgendeinen Nachteil, wie später beschrieben auch anders durchgeführt werden könnte. besteht ein anderes Merkmal darin, daß, um ein Verschieben der beiden beschriebenen Metallplatten zu verhindern. dieselben am Umfang fest miteinander vor dem Kaltwalzen zusammengeschweißt werden.
Ausführungsform 2 Eine Legierung aus 2,44% P, 78,05% Ni und 19,51% Fe wurde als magnetisches Metall ausgewählt, und es wurde daraus eine plattenförmige magnetische Metallprobe von 3,0 mm Dicke und 200 mm Breite hergestellt.
Außerdem wurde eine Legierung aus 17% Zn, 18% Ni und 65% Cu als nicht magnetisches Metall ausgewählt, und es wurde daraus eine plattenförmige nicht magnetische Metallprobe von 29,98 mm Dicke und 200 mm Breite hergestellt. Nachdem diese beiden Metallplatten bei 850°C während 15 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre unter der Bedingung geglüht wurden, daß Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser vom 75 um und derselben Zusammensetzung wie das vorgenannte nicht magnetische Metall dicht im Zwischenraum zwischen den beiden Metallplatten verteilt ist, wurden sie in eine Plattenform mit 15 mm Dicke heißgewalzt. In diesem Falle waren die beiden Metallplatten mit Nickeldrähten an ihren entgegengesetzten Enden miteinander verbunden, so daß sie fest gesichert waren und sich nicht verschieben konnten. Nachdem sie durch Kaltwalzen in eine Dicke von 0,6 mm gewalzt worden waren, wurden sie dem letzten Glühen bei 850°C während 15 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt. Anschließend wurden sie in eine Dicke von 3 um durch Kaltwalzen ausgewalzt. Der Kaltwalzgrad nach dem letzten Glühen war dieses Mal ungefähr 99,50/0, ebenfalls ausgedrückt als Flächenverkleinerungsverhältnis der magnetischen Metallschicht.
Nachdem erfindungsgemäß das metallische Magnetband, in dem Magnetmetall und nicht magnetische Metall auf die oben beschriebene Weise kombiniert waren, in Breiten von 4 mm durch Schlitzen aufgeteilt war, wurden die so geschlitzten Bänder weiter bei 5000C während 10 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre einer abschließenden Wärmebehandlung unterzogen. Die Dicke der magnetischen Metallschicht des so erhaltenen Bandes betrug ungefähr 0,3 um. Die repräsentativen Eigenschaften der magnetischen Metallschicht waren die folgenden.
Die Koerzitivkraft lag ungefähr in der Ordnung von 7,96- 104A/m die Restflußdichte betrug ungefähr 0,962 T, und das Quadratsverhältnis war ungefähr 89%.
Zusätzlich war die Frequenzgangscharakteristik (Relativwert bei 20 kHz) ungefähr 16,6 dB, wobei als OdB der charakteristische Wert des kommerziell erhältlichen y-Fe2-O3-Bandes genommen wurde; der maximale Ausgangspegel bei 20kHz war 12,8 dB. Als Ergebnis einer Messung des Grades der Abnutzung eines Ferrit-Kopfes in derselben Weise wie bei der Ausführungsform 1 wurde auch bewiesen, daß der Grad der Abnutzung, der durch das Band gemäß dieser Ausführungsform bewirkt wird, 0,025 war, wenn der Grad bzw. der Betrag oder das Ausmaß der Abnutzung, der durch das y-Fe2-O3-Band bewirkt wird, als Einheit angenommen wird.
Die obigen Ergebnisse wurden in dem Falle erhalten, daß die Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung 5000C betrug. Die Resultate, die erhalten wurden, wenn die Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung innerhalb eines Temperaturbereiches geändert wurde, der Werte hat, die gleich wie oder niedriger als die Rekristallisationstemperatur sind (ungefähr 500°C), waren jedoch ungefähr dieselben, wie diejenigen, die gemäß Ausführungsform 1 erhalten wurden. Es wurde auf diese Weise bewiesen, daß äußerst gute Ergebnisse auch dadurch erhalten werden konnten, indem die Erfindung gemäß dieser Ausführungsform ausgeführt wird.
Die charakteristische Eigenschaft der Ausführungsform der Erfindung, die oben durch Ausführungsform 2 dargestellt beschrieben ist, besteht darin, daß, wenn sowohl die magnetische Metallplatte als auch die nicht magnetische Metallplatte vorbestimmter Dicken übereinander gelegt werden, dafür gesorgt wird, daß Metallpulver mit gewünschten Feststofflöslichkeiten (Mischkristalleigenschaften) für die entsprechenden Metalle gleichförmig zwischen den Metallplatten angeordnet ist und daß unter diesen Bedingungen die Metallplatten dem Kaltwalzen ausgesetzt werden. Ein anderes Merkmal besteht darin, daß die übereinander gelegten Metallplatten aneinander befestigt werden, indem sie mit Draht gebunden werden, damit sich die Metallplatten nicht verschieben.
Ausführungsform 3 Es wurde eine Legierung von 2,44% P, 48,78% Co und 48,78% Fe als magnetisches Metall ausgewählt und eine plattenförmige Probe aus magnetischem Metall von 3,2 mm Dicke und 200 mm Breite hergestellt und auf ihrer einen Oberfläche (die Oberfläche, auf der die Bindung hergestellt werden soll) mit einer 5 um dicken Kupferauflage plattiert. Als nichtmagnetisches Metall wurde reines Kupfer ausgewählt und ein Pulver dieses nichtmagnetischen Metalles mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 75 um hergestellt. Dann wurde das Kupferpulver auf der plattierten Oberfläche der magnetischen Metallplatte aufgehäuft und einer Pulverwalzung zusammen mit der magnetischen Metallplatte mit Hilfe einer Walzapperatur unterzogen, die aus einer konventionellen Pulverwalzmaschine umkonstruiert war. Nach Beendigung des Pulverwalzens war die Dicke des Metallplattenteils 3,1 mm und die Dicke des zusammengedrückten Kupferpulverteiles 31,6 mm.
Nachdem der pulvergewalzte Teil bei 8500C während 15 Minuten innerhalb einer Wasserstoffatmosphäre, beginnend im vorher genannten Zustand, gesintert worden war, wurde eine Verbiegung, die mit dem Schrumpfen beim Sintern zusammenhängt, mittels einer Preßeinrichtung korrigiert. Die magnetische Metalloberfläche wurde dann um 0,1 mm in der Dicke auf ihrer freiliegenden Seite abgespannt. Nachdem der Metallteil durch Kaltwalzen bis zu einer Dicke von 0,6 mm ausgewalzt war, wurde er dann im letzten Glühen bei 850°C während 15 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt. Schließlich wurde er bis zu einer Dicke von 3 um durch Kaltwalzen ausgewalzt. Die Dicke der magnetischen Metallschicht betrug ungefähr 0,5 um und das Flächenverkleinerungsverhältnis der magnetischen Metallschicht betrug aufgrund des Walzens 99,2% oder mehr.
Das hergestellte Band wurde in ähnlicher Weise wie bei der Ausführungsform 2 durch Schlitzen aufgeteilt.
Nach einer abschließenden Wärmebehandlung bei ungefähr 5700C wurden die Eigenschaften festgestellt.
Ein Beispiel dieser Eigenschaften wird im folgenden beschrieben.
Die Koerzitivkraft war ungefähr von der Größenordnung 8,78 ~ 104A/m, die Restflußdichte war ungefähr von der Größenordnung von 2,279 T, und das Quadratverhältnis war ungefähr 93%. Außerdem war die Frequenzgangcharakteristik (Relativwert bei 230 2481557 20 kHz), wenn der Charakteristikwert des kommerziell erhältlichen y-Fe2-O3-Bandes als 0 dB angenommen wird, ungefähr 30,9 dB, und der Maximalausgang bei 20 kHz betrug ungefähr 25,6 dB.
Auch wurde der Grad der Abnutzung des Ferrit-Kopfes in derselben Weise wie bei den vorhergehenden Beispielen gemessen. Er war ungefähr 0,025 mal so klein wie der Grad bzw. die Menge der Abnutzung, die durch y-Fe2-O3-Band bewirkt wird.
Die obigen Resultate wurden in dem Falle erhalten, daß die Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung 5700C war. Die Ergebnisse, die erhalten wurden, wenn die Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung innerhalb eines Temperaturbereiches geändert wurde, daß die Temperatur gleich war wie oder niedriger war als die Rekristallisationstemperatur (ungefähr 600°C), waren ungefähr dieselben wie die Ergebnisse, die gemäß der Ausführungsform 1 erhalten wurden. Auf diese Weise wurde nachgewiesen, daß äußerst gute Ergebnisse erhalten werden konnten, wenn die Erfindung wie bei dieser Ausführungsform ausgeübt wird.
Die charakteristische Eigenschaft dieser Art der Ausführungsform der Erfindung, die beschrieben und durch die Ausführungsform 3 repräsentiert ist, besteht darin, daß zunächst entweder das magnetische Metall oder das nichtmagnetische Metall in Plattenform vorbereitet wird, während das andere in Pulverform hergestellt wird, wobei dann das Verfahren von der vorbereiteten Platte und dem vorbereiteten Pulver beginnt. Hierbei ist es wünschenswert, Vorkehrungen zu treffen, daß keine Schwierigkeiten beim Kaltwalzen auftreten können. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß Behandlungen wie Pulverwalzen, Sintern usw. vor dem Kaltwalzen vorgenommen werden. Auch folgendes Merkmal ist eines der charakteristischen Merkmale bei dieser Ausführungsform der Erfindung.
Es wird die Affinität zwischen den entsprechenden Metallen erhöht, indem die Oberfläche, an der die Bindung vorgenommen werden soll, des Metalles, das Plattenform hat, mit einem Metall plattiert wird, das eine gute Affinität zu demselben hat, das dem Metall äquivalent ist, das in eine Schicht oder Plattenform durch Pulverwalzen umgewandelt werden soll.
Auch das vorgesehen ist, daß eine Verbiegung, die durch die Sinterung entstanden ist, durch Pressen vor dem Kaltwalzen beseitigt wird und daß vom Oberflächenteil des gepreßten Körpers ein wenig weggeschnitten wird, um eine geänderte Schicht zu entfernen, die an der außenliegenden Oberfläche des Metalls erscheint, das als Ergebnis des Pulverwalzens und Sinters Metallform hat, sind auch charakteristische Eigenschaften dieser Ausführungsform der Erfindung. Während das nichtmagnetische Metall bei der Ausführungsform 3 Pulverform hatte, ist es natürlich in anderen Fällen vorteilhafter, dagegen das magnetische Metall in Pulverform zu verwenden.
Ausführungsform 4 Eine Legierung aus 2,50% P, 9,76% Fe und 87,74% Co wurde als magnetisches Metall ausgewählt, und es wurde ein Pulver mit einem durchschnittlichen Teilchendurchmesser von 75 um dieser Legierung hergestellt. Es wurde weiter eine Legierung von 17% Zn, 18% Ni und 65% Cu als nicht magnetisches Metall ausgewählt, und es wurde eine rechteckige Röhre mit einer Wanddicke von 30 mm und äußeren Querschnittsdimensionen von 260 mm ~ 67,15 mm aus dieser Legierung hergestellt. Das magnetische Metallpulver wurde in diese rechteckige Röhre hineingestopft, und die Pulverfülldichte wurde bis auf ungefähr 3,5 durch Klopfen (tapping) erhöht. Es wurde eine Gaze oder ein Netz in die entgegengesetzten Enden der rechteckigen Röhre gestopft, um diese abzudichten, so daß das hineingestopfte magnetische Metallpulver nicht austreten kann.
Beginnend mit diesem Zustand wurde eine Kaltwalzung so bewirkt, daß 9 verschiedene Flächenverkleinerungsverhältnisse für die Querschnittsfläche des rechteckigen Rohres von 10% bis 90% in 10%-Schritten erhalten wurden (diese Verhältnisse sind nicht die Verhältnisse der Abnahme des Querschnitts, wie sie erfindungsgemäß angegeben sind). Anschließend wurde der obere Oberflächenbereich des gewalzten Teils, der mit den verschiedenen Flächenverkleinerungsverhältnissen hergestellt war, weggeschnitten, bis der Teil aus zusammengedrückten magnetischen Metallpulver freilag. Bei den Proben mit den erwähnten Flächenverkleinerungsverhältnissen von 30% oder weniger trat der Nachteil auf, daß der zusammengedrückte Pulverteil aufgrund der niedrigen Dichte des zusammengedrückten Pulvers in sich zusammenfiel. Bei der Probe mit 90% traten Risse auf, da der Teil aus zusammengedrücktem Pulver eine schlechte plastische Fließfähigkeit aufgrund der zu großen Bearbeitung hat.
Daher wurde die folgende Bearbeitung bei den Proben vorgenommen, die die 5 verschiedenen Flächenverkleinerungsverhältnisse von 40 bis 80% hatten.
Nachdem ein Glühen bei 8500C während 4 Stunden in einer Wasserstoffatmosphäre durchgeführt war, wurde wiederholt ein Kaltwalzen mit einem Flächenverkleinerungsverhältnis von ungefähr 15% und ein Glühen bei 8500C während 15 Minuten durchgeführt; dadurch wurden diese Proben so bearbeitet, daß sie eine gebundene Platte von 5 mm Dicke bildeten.
Diese gebundene Platte wurde im kalten Zustand bis zu einer Dicke von 0,6 mm ausgewalzt, die nicht magnetische Metallteile an den entgegengesetzten Enden wurden weggeschnitten. Die nachfolgenden Schritte des Verfahrens waren dieselben wie bei der Ausführungsform 2. Zuerst wurde das letzte Glühen bei ungefähr 8500C während 15 Minuten in einer Wasserstoffatmosphäre durchgeführt, und dann wurde das letzte Kaltwalzen bewirkt, bis die Dicke 3 um beträgt.
Der Kaltwalzgrad betrug dann 99,5%, ebenfalls angegeben als Verhältnis der Abnahme des Querschnitts der magnetischen Metallschicht. Danach wurde anschließende Wärmebehandlung bei 5000C bewirkt.
Bei den so erhaltenen Proben wurden dann die Charakteristiken in ähnlicher Weise wie bei den vorhergehenden Ausführungsformen bestimmt. Als Ergebnis konnte nachgewiesen werden, daß diese Proben gute Charakteristiken haben, die im wesentlichen identisch zu den Charakteristiken in dem Falle sind, in dem das Verhältnis der Abnahme des Querschnitts zu 99,5% bei Ausführungsform 1 gewählt wurde und die abschließende Wärmebehandlung bei 500°C bei Ausführungsform 1 bewirkt wurde. Zusätzlich wurden experimentelle Untersuchungen ähnlich zu den obenerwähnten ausgeführt, wobei die Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung variiert wurde. Dabei wurde bestätigt, daß in ausreichendem Maße befriedigende Signale erhalten werden können, wenn die Temperatur der abschließenden Wärmebehandlung in einem Bereich liegt, daß sie gleich zu oder niedriger als die Rekristallisationstemperatur (ungefähr 550°C), jedoch nicht niedriger als 3000C ist.
Die charakteristische Eigenschaft der Ausführungsform der Erfindung, die oben als durch Ausführungsform 4 repräsentiert dargestellt ist, besteht darin, daß entweder das magnetische Metall oder das nichtmagnetische Metall in Röhrenform präpariert wird, während das andere der Metalle in Pulverform präpariert wird, und daß das Verfahren von dem so präparierten Rohr und dem Pulver ausgeht. In diesem Falle besteht der Vorteil, daß ein komprimierter Pulverteil mit einer hohen Dichte leichter erhalten werden kann als bei dem Verfahren, das auf Pulverwalzen und Sintern beruht, wie dies im Zusammenhang mit F i g. 3 erklärt wurde, da das Pulver in das Rohr gestopft ist.
Das Merkmal, daß die entgegengesetzten Enden des Rohres, das mit dem Pulver gestopft ist, durch Einstopfen von Gaze oder Netzen gedichtet werden, ist vorteilhaft trotz seiner Einfachheit. Natürlich ist ein Dichten durch Schweißen oder ähnliches auch wirksam.
Obwohl, was die Form des Rohres anbetrifft, ein rechtwinkliges Rohr vorteilhaft ist, ist das Verfahren auch mit anderen Formen des Rohres nicht unmöglich, wie z. B. bei einem kreisförmigen Rohr.
Während das nichtmagnetische Metall bei der Ausführungsform 4 röhrenförmig präpariert war, so ist es natürlich in einigen Fällen vorteilhafter, im Gegensatz dazu das magnetische Material in Röhrenform zu präparieren.
Die vorliegende Erfindung ist oben ausführlich in Verbindung mit einem Beispiel jeder ihrer bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, die zu den 4 repräsentativen Arten von Ausführungsformen gehören. Eine beträchtliche Anzahl der charakteristischen Eigenschaften der verschiedenen Arten von Ausführungsformen können durcheinander ersetzt werden, um neue Kombinationen zu bilden. Indem man die entsprechenden Konzepte ausarbeitet, kann man leicht zu anderen Arten von Ausführungsformen gelangen, die hier nicht ausdrücklich beschrieben sind.
So ist es z. B. sogar dann, wenn entweder das magnetische Metall oder das nichtmagnetische Metall in Röhrenform präpariert ist, keinesfalls notwendig, daß das andere Metall in Pulverform präpariert sein muß.
Natürlich ist es in einigen Fällen sehr vorteilhaft, es in Form einer Platte, einer Stange, eines Bündels von Drähten usw. zu präparieren. Außerdem ist es natürlich sinnvoll, die innere Oberfläche des Rohres zu plattieren, um die Affinität zu vergrößern. Darüber hinaus liegt es auch im Bereich des Erfindungsgedankens, eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften und der elektromagnetischen Eigenschaften der magnetischen und nichtmagnetischen Metallschichten zu erreichen, indem die Erfindung in einer modifizierten Form ausgeführt wird, indem die nichtmagnetische Metallschicht und die magnetische Metallschicht jede für sich als vielschichtige Struktur ausgebildet werden.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung eines metallischen Magnetbandes mit einer Schichtstruktur aus einer magnetischen Metallschicht und einer damit verbundenen nicht magnetischen Metallschicht, bei dem ein magnetisches Metall und ein nicht magnetisches Metall in Berührung miteinander kaltgewalzt und zwischendurch geglüht werden und nach dem Kaltwalzen eine abschließende Wärmebehandlung durchgeführt wird, dadurch gekennzeichn e t, daß das Kaltwalzen bis zu einem Verformungsgrad durchgeführt wird, der einer Abnahme des Querschnitts der magnetischen Metallschichten von mindestens 95% entspricht, und daß die abschließende Wärmebehandlung bei einer Temperatur zwischen 3000C und der Rekristallisationstemperatur des magnetischen Metalls durchgeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis der Abnahme des Querschnitts der magnetischen Metallschichten gleich oder größer als 95% und gleich oder niedriger als 99,5% ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Metallschicht aus einer Fe-Co-P-Legierung besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Metallschicht aus einer Fe-Ni-P-Legierung besteht.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Pulver eines nicht magnetischen Metalls zwischen die magnetische Metallschicht und die nichtmagnetische Metallschicht eingebracht wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Magnetbandes mit einer Schichtstruktur aus einer magnetischen Metallschicht und einer damit verbundenen nicht magnetischen Metallschicht, bei dem ein magnetisches Metall und ein nicht magnetisches Metall in Berührung miteinander kaltgewalzl und zwischendurch geglüht werden und nach dem Kaltwalzen eine abschließende Wärmebehandlung durchgeführt wird.

Bis heute wurden beachtliche Fortentwicklungen bei Audio- und Videogeräten erreicht. Man kann ruhig sagen, daß diese Entwicklungen alleine darauf zurückzuführen sind, daß Magnetbänder auf einfache Weise zur Verfügung stehen. Dies wurde natürlich mit dadurch erreicht, daß immer versucht wurde, Magnetbänder zu verbessern und ihre Kosten zu senken. Im allgemeinen ist der Markt jedoch noch nicht mit den heutigen Bedingungen zufrieden, es werden vielmehr größere Qualität, größere Aufzeichnungskapazität und niedrigere Kosten gewünscht. Die Magnetbänder, die heute im größten Ausmaß benutzt werden, sind von dem Typ, bei dem ein Band aus einem hochpolymeren Harz als Basis benutz wird und ein magnetisches Oxydpulver auf die Basis aufgebracht ist. Die gewünschten Verbesserungen wurden dadurch erreicht, daß die magnetischen Eigenschaften des Magnetpulvers verbessert wurden, daß die Dicke des Bandes aus hohen Polymeren verringert wurde, und daß die verschiedenen Schritte im Verfahren rationalisiert wurden. Zusätzlich wurden andererseits Verbesserungen in den magnetischen Eigenschaften dadurch erreicht, daß magnetische Oxydpulver durch ein metallisches Magnetpulver ersetzt worden sind oder daß eine metallische Magnetschicht durch Plattieren gebildet wurde.

Diese Versuche erfolgten immter unter der Voraussetzung, daß ein Band als Basis benutzt wurde, das aus einem Hochpolymerharz hergestellt ist. Wird jedoch das Band aus Hochpolymerharz benutzt, treten verschiedene Nachteile auf. Erstens sammelt sich statische Elektrizität an. Zweitens tritt eine große Dehnung des Bandes auf. Drittens ist der Temperaturkoeffizient der Ausdehnung und der Kontraktion groß.

Es treten auch noch andere ähnliche Probleme auf. Zum Beispiel treten als Ergebnis des zuerst erwähnten Nachteils der statischen Elektrizität Schwierigkeiten auf, daß bei Aufnahme und/oder Widergabe aufgrund des Anhaftens von Staub verstärkt Geräusche auftreten und Aussetzer vorkommen. Als Gegenmaßnahme werden Maßnahmen vorgenommen, daß z. B. die rückseitige Oberfläche der Basis einer Oberflächenbehandlung unterzogen wird, um Entladungen zu erleichtern; auf diese Weise wurde jedoch keine signifikante Wirkung erreicht. Die zweitgenannte Dehnung steht im wesentlichen im Zusammenhang mit der Qualität der Reproduzierbarkeit eines Aufzeichnungsmediums. Bei der Herstellung muß man bestimmen, wie viele lim die Dicke der Basis betragen muß, um wenigstens diese Dehnung des Bandes bis zu einem praktisch zu vernachlässigenden Ausmaß zu unterdrücken, wodurch man dem Konstrukteur Probleme schafft. Was die ungleichmäßige Dehnung betrifft, so müssen tatsächlich viele Punkte bei dem Band berücksichtigt werden, ob z. B. der Widerstand gegen Zugbelastung des Bandes selbst klein ist oder ob die Zugspannung klein ist, bei der plastische Deformierung beginnt, obwohl man sagen kann, daß zum Teil die Benutzungsart des Tonbandes, z. B. das Aufspulsystem für das Band teilweise hierfür verantwortlich ist.

Was den Temperaturkoeffizienten der Ausdehnung und Kontraktion, den drittgenannten Nachteil anbetrifft, so ist sie auch ein Problem des Bandes selber, obwohl es notwendig ist, ähnlich wie beim zweitgenannten Nachteil die Benutzungsart zu berücksichtigen.

Wenn der Temperaturkoeffizient der Ausdehnung und Kontraktion ungewöhnlich groß ist, so besteht im Falle eines Farbvideoaufzeichnungsbandes die Gefahr, daß das Problem der Farbphasenunregelmäßigkeit nicht mehr vernachlässigt werden kann.

Die vorgenannten Probleme werden im wesentlichen durch die Eigenschaften des Materials verursacht, das die Basis bildet. Diese Schwierigkeiten können gelöst werden, indem als Basis ein nicht magnetisches Metallband verwendet wird. So ist ein Verfahren zum Bilden einer Schicht aus magnetischem Metall durch Plattieren unter Benutzung eines Bandes aus nicht magnetischem Material als Basis in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 52-109195 beschrieben.