NL8300465A - Invar-legering op ijzer-basis met een kristalstructuur van het nazn13 type en werkwijze voor het produceren daarvan. - Google Patents

Description

* _ PHN 10.582 1 N.V. Philips Gloeilampenfabrieken te Eindhoven

Invar-legering pp ijzer-basis met een kristalstructuur van het NaZn.^ type en werkwijze voor het produceren daarvan.

De uitvinding heeft betrekking op een ferromagnetische legering pp ijzer-basis met een minimale thermische uitzettingscoëfficient in het temperatuurgebied van 0°-200°C.

De anomale uitzettingskarakteristieken van ij zer-nikkel-le-5 geringen met van 30% tot 50% nikkel zijn welbekend. Zo heeft Invar, een ijzer-nikkel-legering met ongeveer 35 at.% nikkel,een uiterst lage thermische uitzettingscoëfficient bij kamertemperatuur. Ctn deze reden is deze legering sinds zijn ontdekking in 1897 voor verschillende praktische toepassingen gébruikt. Later werden nog vergelijkbare le-10 geringssystemen zoals super-Invar (4Co32Ni-Ife) en roestvrij Invar (11Cr52Co-Fe), die allebei praktisch geen thermische uitzetting bij kamertemperatuur vertonen, gevonden.

Voor een meer uitgebreide beschrijving van de eigenschappen van deze legeringssystemen kan bijvoorbeeld verwezen worden naar het 15 artikel van Scott in Transactions of the American Society for Steel Treating, Vol. 13, 1928, blz. 829.

Een nadeel voor de industriële toepassing van de bovengenoemde materialen is echter dat ze ductiel zijn, waardoor tijdrovende en kostbare mechanische bewerkingen nodig zijn om er werkstukken van een be-20 paalde vorm van te vervaardigen.

Aan de uitvinding ligt de opgave ten grondslag een legering van het In de aanhef beschreven type te verschaffen die in een gemakkelijk bewerkbare vorm verkregen kan worden.

Volgens de uitvinding wordt een dergelijke legering geken-25 merkt, doordat hij een intentietallische verbinding met een kristalstructuur van het NaZn^ type is met een nominale samenstelling La^11-x^°xSiy, waar-bi3 2 έ x έ3 en 1,5 ^y έ 2,5.

Het blijkt dat deze intermetallische verbinding een uiterst geringe thermische uitzettingscoëfficient heeft in het temperatuurge-30 bied van 0°C tot 200°C en op eenvoudige wijze als bros materiaal verkregen kan worden. In deze brosse vorm kan het verpulverd worden en de verkregen poederdeeltjes kunnen vervolgens, al of niet met toevoeging van een bindmiddel, tot een compact voorwerp met een gewenste vorm war- 8300465 PHN 10.582 2 r : > Λ.

den samengeperst of gesinterd.

De uitvinding heeft derhalve ook betrekking op een door middel van poedermetallurgie verkregen voorwerp met de hiervoor genoemde samenstelling.

5 De uitvinding betreft tevens een werkwijze cm het materiaal in brosse vorm te verkrijgen. Een werkwijze volgens de uitvinding voor het produceren van een ferrcmagnetische legering op ijzer-basis net een minimale uitzettingscoëfficient in het temperatuurgebied van 0°-200°C bevat daartoe de volgende stappen: het vormen van een smelt 10 met de samenstelling LaFe.. Co Si , waarbij 2 L x L 3 en 1,5ly 42,5, het afkoelen van de smelt, en het onderwerpen van het resulterende giet-stuk aan een warmtebehandeling bij een temperatuur in het gebied van 800-1000°C, bij voorkeur bij een temperatuur van 900°C.

Een bijkomend voordeel van de intermetallische verbinding 15 volgens de uitvinding is, dat onafhankelijk ervan of het materiaal al of niet in brosse vorm is verkregen, in het temperatuurgebied van CP-200°C de vorm van de karakteristiek die de uitzettingscoëfficient als functie van de temperatuur weergeeft aangepast kan worden aan specifieke toepassingen door een geschikte keuze van de Fe/Co-verhouding 20 binnen de aangegeven grenzen.

Een uitvoeringsvorm van de uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin de enige figuur een grafiek is die de uitzettingscoëfficient als functie van de temperatuur voorstelt van LaFegCo2Si2(I) en van LaFegCo3Si2 (II).

25 Volgens de uitvinding werden twee legeringen gesmolten met respectievelijk de samenstelling LaFegCo2Si2 (legering I), en de samenstelling LaFegCo3Si2 (legering II). Aan gietstukken van deze legeringen werd de lineaire uitzettingscoëfficientΔ 1/1 als functie van de temperatuur gemeten in het temperatuur gebied van 0-500°C. De resul-30 taten hiervan zijn in de figuur weergegeven. Duidelijk is te zien dat de beide legeringen een uiterst geringe lineaire temperatuurcoëfficient hebben in het temperatuurgebied van G°-200°C. Het Si-gehalte is niet zeer kritisch. In de samenstellingsformule LatFeCoJ^Si^., die representatief is voor de onderhavige uitvinding kan y derhalve variëren van 35 1,5 tot 2,5. Wanneer gietstukken van de legeringen volgens de uitvinding na het gieten aan een warmtebehandeling worden onderworpen bij een temperatuur in het gebied van 800-1000°C, waarbij de duur van de warmtebehandeling tussen 10 en 150 h kan liggen, vertonen ze na afkoeling tot kamer- 8300465 ί* ΡΗΝ 10.582 3 “ity *“ " temperatuur een taros gedrag. (Zoals bekend vertonen de tot nu toe toegepaste Invar legeringen een ductiel gedrag). De aldus warmtebehandelde, brosse gietstukken kunnen verpulverd worden. Voorwerpen met een gewenste vorm worden dan op eenvoudige wij 2e verkregen door de verpulverde lege-5 ring volgens de uitvinding, naar keus gemengd met hoogstens 10% bindmiddel (bijvoorbeeld phenol of epoxyhars) door samenpersen en/of sinteren te compacter en. Mogelijke toepassingen van door middel van poedermetal-lurgie verkregen voorwerpen van de onderhavige legeringen kunnen bijvoorbeeld de toepassingen zijidie worden opgenoemd in het Amerikaanse 10 octrooischrift 2,266,481.

15 20 25 30 35 8300465

Claims (3)

1. Ferromagnetische legering op ijzer-basis met een minimale thermische uitzettingscoëfficient in het tertperatuurgebied van 0°-200°C, gekenmerkt door een intermetallische verbinding met een kristalstructuur van het NaZn^ type met een nominale samenstelling LaFe^_xCoxSi , 5 waarbij 2 L· x é3en 1,5ZyZ 2,5.

2. Door middel van poedermetallurgie verkregen voorwerp uit een ferromagnetische legering volgens conclusie 1.

3. Werkwijze voor het produceren van een ferromagnetische legering op ijzer-basis met een minimale uitzettingscoëfficient in het tem- 10 peratuurgebied van 0°-200°C, bevattende: het vormen van een smelt met de samenstelling LaFe^__xCox,Si^, waarbij 2έ x ^3 en 1,5 Zy 4 2,5, het afkoelen van de smelt, het onderwerpen van het resulterende gietstuk aan een warmtebehandeling bij een temperatuur in het gebied van 800°-1000°C. 15 20 25 30 35 8300465