DE4030791A1

DE4030791A1 - Legierung mit hoher saettigungsflussdichte

Info

Publication number: DE4030791A1
Application number: DE19904030791
Authority: DE
Inventors: Tomio Takase; Akihiro Makino; Yoshiaki Kikuche
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1990-01-26
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1991-08-01
Also published as: JPH03223444A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Legierung mit hoher Sättigungsflußdichte.

Eine Legierung mit hoher Sättigungsflußdichte zum Einsatz als Material für einen Magnetkopf soll normalerweise die folgenden magnetischen Eigenschaften haben:

(1) Hohe Flußdichte;
(2) hohe Permeabilität;
(3) niedrige Koerzitivkraft;
(4) ausreichende Härte und ausgezeichneten Verschleißwiderstand; und
(5) geringen elektrischen Widerstand.

Demzufolge wurden mehrere Untersuchungen von Legierungen durchgeführt, um ein Material aufzufinden, das die vorstehend angegebenen Anforderungen erfüllt.

Bislang kennt man eine unter der Bezeichnung "Sendust" bekannte Fe-Si-Al-Legierung als magnetisches Material für Magnetköpfe. Da "Sendust" des beschriebenen Typs eine bemerkenswert hohe Sättigungsflußdichte von 11.000 G und ausgezeichnete Härte besitzt, wird es für Audiobänder, die Metallpulver als magnetisches Aufzeichnungsmedium haben, für Video-Magnetköpfe und für mit Magnetkarten zusammenwirkende Magnetköpfe eingesetzt.

Da jedoch in jüngster Zeit die Koerzitivkraft des magnetischen Aufzeichnungsmediums zum Einsatz bei Magnetkarten oder bei Magnetbändern erhöht worden ist, besteht der Wunsch nach einem Material für Magnetköpfe, das eine weiter erhöhte Sättigungsflußdichte hat.

Eine Fe-Co-Legierung ist bekannt als Legierung mit hoher Sättigungsflußdichte, die den vorstehend geschilderten Wunsch erfüllen kann. Obwohl eine Legierung dieses Typs ausgezeichnete Sättigungsflußdichte (Bs) von 20.000 G oder weniger besitzt, leidet sie an dem Nachteil übermäßig großer Magnetostriction (Dimensionsänderung unter der Einwirkung eines Magnetfelds). Infolgedessen entsteht das Problem, daß die Permeabilität nach der Formgebung übermäßig verschlechtert sein kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorstehend angesprochenen Probleme, denen man sich mit der herkömmlichen Fe-Co-Legierung gegenübersieht, zu überwinden. Es soll eine Legierung mit hoher Sättigungsflußdichte geschaffen werden, deren Permeabilität und Koerzitivkraft nicht leicht verschlechterbar sind.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung eine Legierung mit hoher Sättigungsflußdichte und folgender Zusammensetzung:

Co:
5 bis 20%,
Ge:	4 bis 16%,
Al:	2 bis 16%,
Fe:	Rest

Hierbei und in der gesamten Anmeldung bedeuten die Prozentwerte Atom-%.

Der Gehalt an Co hat erfindungsgemäß den Bereich von 5 bis 20%, weil die Permeabilität erniedrigt sein kann, wenn der Gehalt außerhalb dieses Bereichs ist. Wenn der Gehalt an Ge unter 4% ist, verringert sich die Permeabilität. Wenn der Gehalt an Ge 16% übersteigt, verringern sich die Permeabilität und die Sättigungsflußdichte. Wenn der Gehalt an Al weniger als 2% beträgt, erniedrigt sich die Permeabilität. Wenn der Gehalt an Al 16% übersteigt, erniedrigen sich die Permeabilität und die Sättigungsflußdichte.

Die erfindungsgemäße Legierung kann nach herkömmlichen Methoden hergestellt werden, beispielsweise Schmelzen in einem Lichtbogenofen, Vakuumschmelzen und durch Pulvermetallurgie.

Die Erfindung, weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand von Beispielen noch näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 ein Diagramm, in dem die Beziehung zwischen dem Gehalt an Co und der Permeabilität der Legierung dargestellt ist;

Fig. 2 ein Dreieckdiagramm, das die Beziehung zwischen dem Gehalt an Al, dem Gehalt an Ge und der Sättigungsflußdichte der Legierung darstellt.

Fe-Co-Ge-Al-Legierungen mit den in den Tabellen 1 bis 5 angegebenen Zusammensetzungen wurden unter Verwendung von Elektrolyteisen (Reinheit mindestens 99,9%), Elektrolytkobalt (Reinheit mindestens 99,9%), Germanium (Reinheit mindestens 99,9%) und Aluminium (Reinheit mindestens 99,99%) hergestellt. Die so erhaltenen Fe-Co-Ge-Al-Legierungen wurden in einem Lichtbogenofen unter 0,6 Atom-% Argon-Gasatmosphäre geschmolzen und dann mit einer elektrischen Gießmaschine vergossen. Auf diese Weise erhielt man scheibenringförmige Proben mit einem Außendurchmesser von 10 mm, einem Innendurchmesser von 6 mm und einer Dicke von 1 mm.

Dann wurden die so erzeugten Proben einer Wärmebehandlung durch Erhitzen auf 900°C für 5 Stunden unterzogen und dann in dem Ofen abgekühlt, so daß sich Proben ergaben, mit denen die magnetischen Eigenschaften bzw. Kennwerte gemessen wurden.

Es wurden die Anfangspermeabilität (µe), die Permeabilität (µe) nach Verschlechterung infolge Formgebung, die Anfangskoerzitivkraft (Hc), die Koerzitivkraft (Hc) nach Verschlechterung infolge Formgebung und die Sättigungsflußdichte (Bs) aller der so erhaltenen Proben gemessen. Die Sättigungsflußdichte wurde mittels eines VSM (Vertically Sample oscillating Meter = Vertikal-Probenschwingungs-Meßgerät) gemessen. Die Permeabilität wurde nach einer Transmethode bei H=10 mOe und f=0,3 bis 10 kHz gemessen. Außerdem wurde die BH-Schleife mittels eines Gleichstrom-Ermittlungsgeräts für die BH-Schleife gemessen. Die Permeabilität und die BH-Schleife der Proben, die einer Formgebung bzw. einer Gießformgebung unterworfen worden sind, wurden gemessen.

Die Ergebnisse der vorstehenden Messungen sind in den Tabellen 1 bis 5 und den Fig. 1 bis 2 dargestellt.

Tabelle 1

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Tabelle 5

In den Tabellen sind die Proben mit den Nummern 5, 36 und 41 Vergleichsproben, während die anderen Proben aus erfindungsgemäßen Legierungen bestehen.

Alle erfindungsgemäßen Legierungen zeigten hohe Permeabilität, niedrige Koerzitivkraft und ausgezeichnete Sättigungsflußdichte. Darüber hinaus zeigten sich ausgezeichnete Permeabilität und Koerzitivkraft, auch wenn die Legierungen infolge Formgebung verschlechtert waren.

Fig. 1 zeigt die Änderung der Permeabilität der Legierungen, deren Zusammensetzungen in Tabelle 4 angegeben sind, in Abhängigkeit des Gehalts an Co. Man erkennt in Fig. 1, daß der Gehalt an Co vorzugsweise in dem Bereich 5 bis 20% sein sollte.

Fig. 2 zeigt in einem Dreiecksdiagramm die Beziehung zwischen der Permeabilität, der Sättigungsflußdichte und den Gehalten an Al und Ge aller Legierungen, deren Zusammensetzung in den Tabellen 1 und 2 angegeben ist. Man erkennt in Fig. 2, daß die Sättigungsflußdichte monoton ansteigt, wenn die Gehalte an Al und Ge abnehmen. Aus Fig. 2 ergibt sich ferner, daß sich die Permeabilität ändert, wenn man sich zwischen den mit den Zahlen 600, 800, 1000, 1100 und 1200 bezeichneten Kurven bewegt. Wenn man von der gestrichelt gezeichneten und eine Permeabilität von etwa 800 bezeichnenden Kurve als Vorzugsbereich ausgeht, ist aus Fig. 2 deutlich, daß der bevorzugte Gehalt von Ge 4 bis 16% und der bevorzugte Gehalt an Al 2 bis 16% beträgt.

Wie vorstehend beschrieben, ist die erfindungsgemäße Legierung aus 5 bis 20% Co, 4 bis 16% Ge, 12 bis 16% Al und Rest Fe zusammengesetzt. Die erfindungsgemäße Legierung ist eine ausgezeichnete Legierung, da sich ihre Permeabilität infolge Formgebung nicht entscheidend verschlechtert und da ihre Koerzitivkraft auf einem befriedigend hohen Niveau gehalten werden kann, auch wenn die Legierung einer Formgebung unterworfen worden ist. Außerdem kann eine zufriedenstellend hohe Sättigungsflußdichte von etwa 13.000 bis 18.000 G erhalten werden.

Infolgedessen kann die erfindungsgemäße Legierung als Material für Magnetköpfe eingesetzt werden. Magnetköpfe mit exzellenten magnetischen Eigenschaften bzw. Kennwerten können verfügbar gemacht werden, da die erfindungsgemäße Legierung ausgezeichnete Permeabilität und ausreichend niedrige Koerzitivkraft nach Formgebung und hohe Sättigungsflußdichte, welche die Sättigungsflußdichte von Sendust übersteigt, hat.

Vorzugsweise wird das erfindungsgemäße Magnetmaterial als Material für Magnetköpfe für Magnetkarten, deren Leistungsfähigkeit kürzlich erhöht worden ist, eingesetzt.

Obwohl die Erfindung in ihrer bevorzugten Form mit spezielleren Angaben beschrieben worden ist, wird darauf hingewiesen, daß Einzelheiten geändert werden können, ohne vom Geist und Bereich der nachfolgend beanspruchten Erfindung abzuweichen.

Claims

Legierung mit hoher Sättigungsflußdichte und folgender Zusammensetzung: Co: 5 bis 20 Atom-%, Ge: 4 bis 16 Atom-%, Al: 2 bis 16 Atom-%, Fe: Rest.