NO171734B - Fremgangsmaate for fremstilling av kornorienterte, magnetostriktive legemer - Google Patents

Description

Oppfinnelsens område

Den foreliggende oppfinnelse angår fremstilling av magnetostriktive metallegemer. Oppfinnelsen angår spesielt omvandling av magnetostriktive legeringer av sjeldne jordmetaller-jern til kornorienterte magnetostriktive stenger.

Oppfinnelsens bakgrunn

I de senere år er en betydelig forskning blitt viet utvikling av magnetostriktive forbindelser, spesielt sjeldne jordmetaller-jernlegeringer. Disse utviklinger er oppsummert av A. E. Clark, kapitel 7, s. 531 - 589, i "Ferromagnetic Materials", Vol. 1, ( E.P. Wohlfarth, Nord-Holland Publ. Co., 1980).

Et hovedformål ved forskningen har vært å utvikle sjeldne jordmetaller-jernlegeringer med høye romtemperaturmagnetostrik-sjonskonstanter. Teknisk viktige legeringer med disse egenskaper innbefatter legeringer av terbium sammen med dysprosium og/eller holmium. De forholdsvise mengder av de sjeldne jordmetaller og jern varieres for å maksimere magnetostriksjonen ved romtempera-tur og minimere magnetisk anisotropi. For tiden er den teknisk mest avanserte legering av denne type representert ved formelen TbxDyl-xFel 5-2 0' hvori x er et tal1 fra °'27 ti:L 0,35. En optimalisert forhold er Tb -.Dy -,Fe, Q som er kjent som terfenol-O r 3 Og/ -L ,

D, som beskrevet i US-patent nr. 4 308 474.

Slike sjeldne jordmetaller-jernlegeringer er virkelige forbindelser og kan foreligge i krystallinsk eller polykrystal-linsk form. Ved fremstilling av lange legemer (dvs. stenger)

fra slike legeringer er kornorientering av krystallene av vesent-lig betydning for å oppnå høy magnetostriksjon. En aksial kornorientering for krystallittene øker ikke bare magnetostriksjons-konstanten, men reduserer også innvendige tap ved korngrensene. Dette er spesielt viktig for anvendelser hvor en høy magneto-striks jon ved lave påførte felt er nødvendig (se Clark, referert til ovenfor, s. 545 - 547) .

I US-patent 4 609 402 (0. Dale McMasters* beskrives en trinnprosess for støping av magnetostriktive stenger for deretter å utsette stengene for sonesmelting og rekrystallisasjon for å oppnå en aksial kornorientering. Ved støpeprosessen blir et hult formrør anordnet med dets nedre endeparti i en smeltet masse av legeringen som er inneholdt i en digel. En trykkfor-skjell oppsettes mellom kammeret som omslutter digelen, og formrøret slik at legeringssmelten blir tvunget oppad gjennom bunnen av formrøret til et valgt nivå for forming av en lang stang. En porsjon av den smeltede legering etterlates i digelen slik at faste partikler av høyeresmeltende forurensninger som er tilstede i legeringen oppsamlet på smeltens overflate, holder seg i digelen etter hvert som stangen støpes fra smeiten under overflaten. Etter størkning blir stangen fjernet fra formrøret, og i en egen arbeidsoperasjon blir den utsatt for frittstående sonesmelting, og rekrystallisasjon, slik at det fås en aksial kornorientering. ;Selv om fremgangsmåten ifølge US-patent 4 609 402 er istand til å gi magnetostriktive stenger av høy kvalitet, har det foreligget behov for en mer kontinuerlig støpe- og krystal-lisasjonsprosess som er egnet for produksjon av større volum. Samtidig har det imidlertid vært ønskelig å opprettholde for-urensningssepareringsfordelen ved fremgangsmåten ifølge det nevnte US-patent og også å oppnå i det minste en like effektiv aksial kornorientering som med fremgangsmåten ifølge dette patent. Før den foreliggende oppfinnelse er disse beslektede mål ikke blitt tilfredsstillende oppnådd. ;Oppsummering av oppfinnelsen ;Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte, som angitt i ;krav l!s ingress, for fremstilling av kornorienterte magnetostriktive legemer, og fremgangsmåten er særpreget ved de i krav l's karakteriserende del angitte trekk. ;For den foreliggende fremgangsmåte anvendes følgelig ;en digel med bunntapping. Digelen hvori smeiten dannes, er forsynt med en bunnutløpsåpning med et stengsel som kan åpnes. Digelen er innesluttet i den øvre del av et kammer som strekker seg nedad. En induksjonsoppvarmingsanordning er arrangert rundt digelen for å smelte og blande en mengde av den sjeldne jordmetaller-jernlegering. ;Et formrør med en åpen topp og lukket bunn anbringes under digelen på linje med dens bunnutløpsåpning. Når åpningen åpnes, blir smeiten avsatt i formrøret, og i dette holder den seg i flytende tilstand. Fortrinnsvis er en oppvarmingsanordning anbragt rundt formrøret for å forvarme røret og hjelpe til med å holde smeiten i flytende tilstand før sonestørkningen. ;Avkjølingsanordninger • er anbragt for å fjerne varme via det nedre endeparti av formrøret. På grunn av at denne nedadrettede varmefjerningsbane opprettes, blir smeiten til-tagende størknet fra bunnen til toppen av støpestykket. En faststoff-væskegrenseflate blir først dannet ved bunnen av form-røret og beveger seg progressivt oppad etter hvert som varme-strømmen nedad fortsetter. Bunnen av formrøret omfatter fortrinnsvis en varmeoverføringsvegg. I henhold til en spesiell konstruksjon er røret ved dets nedre ende montert på en støtte av pidestalltypen som inneholder et væskestrømavkjølingskammer som befinner seg i varmeoverføringsforhold til formens bunnvegg. Fjernelsen av varme ved hjelp av denne type av avkjølingsanord-ning kan utgjøre den eneste avkjølingsanordning for . å opp-rette banen for fjernelse av varme. Imidlertid kan andre hjelpeavkjølingskammere være anordnet for å fjerne varme fra formrørets nedre endeparti, f.eks. gjennom dets sidevegger. ;Bunntappingstrekket i henhold til den foreliggende fremgangsmåte kan utføres slik at forurensninger som er tilstede i legeringen kan bli etterlatt i digelen etter tapping. Etter-hvert som smeiten dannes i digelen, blir høyeresmeltende forurensninger med lavere densitet oppsamlet på eller nær smeltens overflate. På grunn av at en liten porsjon av smeiten etterlates i digelen (dvs. ved at utløpsåpningen er stengt før digelen er blitt tømt for smelte) kan de overflateoppsamlede forurensninger holdes tilbake i digelen. De kan fjernes fra digelen før denne anvendes for den neste støping. For eksempel kan diglene være utskiftbare slik at en rekke digler kan anvendes i rekkefølge. ;Ytterligere anordninger eller fremgangsmåtetrinn kan anvendes for å oppnå en mer hurtig størkning av de støpte legemer samtidig med oppnåelsen av denønskede aksiale kornorientering. Selv om formrørene er laget av et ildfast materiale, som kvarts, vil jo lenger den reaktive smelte holdes i kontakt med formen/desto større muligheten for forurensning bli. Det er ønskelig å utføre størkningen og krystallisasjonen av legeringen så hurtig som mulig. ;I henhold til en foretrukket anordning blir de: nedre endeparti av formrøret montert på et underlag som kan trekkes tilbake og som gjør det mulig å bevege formrøret i kammeret. ;For eksempel kan dette etter at smeiten er blitt avsatt i formen, beveges nedad bort fra formoppvarmingsanordningen og/eller inn i varmeoverføringsforhold til hjelpeavkjølingsanordningen. Denne anordning er spesielt ønskelig når, hvilket er foretrukket, både en oppvarmingsanordning for formrøret anvendes sammen med en hjelpeavkjølingsanordning. En slik hjelpeavkjølingsanordning kan være anbragt rundt et nedre parti av kammeret og er anordnet under den smeltemottagende stilling for formrørsbunnen. Etter hvert som formen beveges nedad med smeiten i formen, blir denne bragt til en slik stilling at i det minste dens nedre endeparti befinner seg tilgrensende til hjelpeavkjølingsanordningen. ;Dette arrangement kan øke hastigheten for den nedadrettede varmestrøm og påskynde den oppadrettede størkning og krystallisasjon. ;Om ønsket kan flere formrør anvendes istedenfor å anvende et formrør med et enkelt formkammer. For eksempel kan en rekke små formrør innføres i et større formrør. ;Kortfattet beskrivelse av tegningene ;Et apparat for å utføre den foreliggende fremgangsmåte er skjematisk vist på de vedføyede tegninger. Fig. 1 er et oppriss av et apparat med foretrukne særtrekk, innbefattende en digel med bunntapping, et formrør som kan bevege seg nedad, en oppvarmingsanordning som omgir formrøret i dets støpestilling, et avkjølingspidestallunderlag for bunnen av formrøret og en hjelpeavkjølingsanordning. Fig. IA viser et detaljriss av tappedigelen med et hevet termoelementrør. Fig. 2 viser et forstørret riss gjennom apparatet ifølge Fig. 1 og viser størknings- og krystallisasjonstrinnene. Fig. 3 er et deloppriss av en annen utførelsesform av apparatet ifølge Fig. 1, hvor formrøret er montert på en fast avkjølingspidestall. Fig. 4 viser et forstørret fragmentarisk snitt gjennom en modifisert utførelsesform av det foreliggende apparat ;hvor en rekke mindre formrør er anordnet i et større formrør. ;Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen ;Den foreliggende fremgangsmåte kan anvendes generelt for fremstilling av magnetostriktive legeringer av jern sammen med sjeldne jordmetallelementer. De krystallinske legerings-forbindelser har den generelle formel ReFe2«De sjeldne jordmetaller (Re) som er tilstede, kan innbefatte et hvilket som helst sjeldent jordmetall. ;Kommersielle kvaliteter av elektrolyttjern og rensede sjeldne jordmetaller kan anvendes. De foretrukne sjeldne jordmetaller innbefatter spesielt terbium (Tb), dysprosium (Dy) og holmium (Ho). Disse sjeldne jordmetaller inneholder vanligvis små mengder av høyeresmeltende forurensninger, som ildfaste oxyder eller karbider etc. Metallene bør imidlertid fortrinnsvis ha renheter av minst 99,9 vekt%. Den behandlede legering bør fortrinnsvis ikke inneholde interstisielle forurensinger (dvs. H, C, N, 0 og F) i en mengde over 600 ppm basert på vekt (ca. 4000 atom-ppm) eller metalliske forurensninger, innbefattende andre sjeldne jordmetaller, i en samlet mengde av over 1000 atom-ppm. ;De magnetostriktive legeringer som skal anvendes, utgjøres fortrinnsvis av kombinasjoner av jern med terbium og dysprosium eller terbium eller holmium for å oppnå optimale magnetostriktive egenskaper. Slike legeringer kan fremstilles med både holmium og dysprosium i kombinasjon med jern og terbium. Spesielle foretrukne sammensetninger • innbefatter de følgende: TbxDyl-xFel5-20'hvor °'2<x<1'0'*TbxHol-xFe2-w' hvor°'1<x<1'0''og TbxHOyDyzFe2_w, hvor x+y+z=l, og 0<w<0,5 i alle tilfeller. For tiden er én av de mest teknologisk avanserte av disse TbxDy1_xFe1 5_2 Q/ hvor 0,27<x<0,35, kjent som legeringer av Terfenol-D-typen, og den optimale formel er Tb„ ,DY„ -,Fe, QC,

v r.iu, / i, y j betegnet som "Terfenol".

Ved fremstilingen av metallene for en legering bør disse overflaterenses. Deretter blir de korrekte mengder av metallbestanddelene veiet og legert ved hjelp av et vanlig buesmelteapparat. Veiingen og proporsjoneringen bør være nøy-aktig for å oppnå den nøyaktige ønskede legeringssammensetning. Ved fremstillingen av legeringene foretrekkes det å legere de sjeldne jordmetaller først for deretter å tilsette jernet.Legeringsknapper eller -fingre fremstilt på denne måte kan være bare delvis homogenisert, dvs. at de ikke behøver å være fullstendig homogenisert ved gjentatt buesmelting og størkning.

En rekke av knappene eller fingrene laget på denne måte blir fylt i en smeltedigel for å få en gjennomsnittssammensetning.Digelen bør imidlertid inneholde en mengde av hvert metall sva-rende til de nøyaktige ønskede forholdsvise mengder. Det er også mulig å utføre fremgangsmåten ved å fylle de rene materia-ler, jern pluss sjeldne jordmetallstykker, direkte i digelen uten forhåndslegering. I digelen blir et smeltet, flytbart, homogent legeme av den sjeldne jordmetall-jernlegering dannet. Smeiten kan holdes i digelen i tilstrekkelig tid til å gjøre

det mulig å oppnå fullstendig homogenisering også for å gjøre det mulig for de faste partikler med lavere densitet, omfattende de høyeresmeltende forurensninger, å flyte til toppen av smeiten og bli oppsamlet på smeltens øvre overflate. Det foretrekkes å anvende lavfrekvent induksjonsoppvarming for å befordre blan-dingen av den smeltede legering i digelen.

Illustrerende utførelsesformer

Et apparat for å utføre fremgangsmåtetrinnene ifølge oppfinnelsen i henhold til en foretrukket utførelsesform er vist på Fig. 1, IA og 2. Henvisning skal derfor gjøres til disse figurer og den beskrivende tekst på disse i forbindelse med den følgende forklaring.

Ifølge Fig. 1 består apparatet av et vakuumbunnhus på hvis topp et langt vakuumkammer er montert som har et fjernbart deksel ved sin øvre ende. I vakuumkammerets øvre del er en sylindrisk digel montert som kan være laget av alumina eller et annet egnet ildfast materiale. I digelens bunnvegg er en ut-løpsåpning anordnet. Et deksel som kan åpnes, er anordnet i forbindelse med utløpsåpningen og omfatter i henhold til denne utførelsesform den nedre ende av et termoelementbeskyttelsesrør som kan være laget av alumina eller et annet ildfast materiale.

Som vist på Fig. 1 er enden av termoelementrøret mottatt i toppen av digelutløpet når dens nedre åpning er i stengt stilling. Termoelementrørets bunnende kan være avrundet eller på annen måte avpasset for avtettende innføring i åpningen. En operasjonsstang er forbundet med termoelementrørets øvre ende og strekker seg glidbart gjennom en vakuumtetning forsynt med en 0-ring i vakuumkammrets øvre deksel. Når opera-sjonsstangen løftes, som vist på Fig. IA, blir digelens utløps-åpning åpnet for uttapping av smeiten.

Rundt digelen på utsiden av vakuumkammeret er en induksjonssløyfe anordnet som blir tilført en vekselstrøm med lav frekvens. I vakuumkammeret, rundt digelen og nær denne er induksjonssløyfesusceptoren anordnet som kan være laget av tantal, for å oppvarme digelen. Susceptoren og digelen er isolert for å holde på varmen. For eksempel kan et ildfast isolasjons-materiale, som porøst alumina eller zirkoniumdioxyd, anvendes for å omslutte susceptoren og smeltedigelen. Digelens bunn kan være understøttet, som vist, ved hjelp av isolasjonsdeler som hviler på en rørformig pidestall som kan være laget av kvarts. Under digelutløpsåpningen er en vertikalt lang stangformnings-form sentrert. Formen er fortrinnsvis laget av kvarts. Toppen av formrøret er åpen for å motta smelte fra digelen, og rørets bunn er stengt med en varmeoverføringsvegg. Denne vegg kan omfatte den øvre ende av en omsnudd skålformig pidetall. Inne i pidestallen er et væskestrømavkjølingskammer anordnet i varme-overføringsforhold til pidestallens bunnveggdannende parti. Konsentriske innløps- og utløpsvannrør strekker seg nedad fra pidestallen for å muliggjøre sirkulasjon av kjølevann. Pidestallen som kan være laget av kobber, funksjonerer, sammen med kjøleledningsmontasjen, som et underlag som kan trekkes tilbake slik at formrøret vil kunne bevege seg nedad. For dette formål strekker, som antydet på Fig. 1, kjølevannsledningsmontasjen seg gjennom en vakuumpakning og er eksternt forbundet med en tilbaketrekningsmekanisme.

For oppvarming av formrøret før smeiten avsettes i dette og/eller i kort tid etter at smeiten er blitt mottatt, er egnede anordninger også anbragt. For eksempel er en motstands-sløyfeoppvarmingsanordning anbragt rundt formrørets utside. Denne kan utgjøres av en platina-rhodium-motstandssløyfe som

via en spenningskontrollinnretning ståfri forbindelse med en strømkilde.

Når apparatet ifølge Fig. 1 anvendes, blir knappene eller fingrene av den magnetostriktive legering innført i digelen ved at det_øvre stengedeksel og isolas jonsdekslene fjernes. Apparatet blir deretter på ny montert og stengt. Vakuumsystemet blir satt igang for å redusere trykket i apparatet til et lavt vakuum, som 2 x 10 ^ Torr. Induksjonssløyfegeneratoren blir innkoblet med lav innstilling, og legeringschargen blir langsomt oppvarmet mens et vakuumnivå opprettholdes i apparatet på under minst 4 x 10 ^ Torr. Digelen og formrøroppvarmingsanordningene kan kobles inn samtidig og oppvarmes til valgte reguleringstem-peraturer. For eksempel kan legeringen først oppvarmes under vakuum til 1000° C eller til en annen valgt forhåndssmeltings-temperatur. Systemet blir deretter stengt, og en inert gass blir innført, fortrinnsvis argon, som kan slippes inn til et trykk av minst -20 kPa. Oppvarmingen av legeringen kan deretter fortsettes inntil den smelter, for eksempel for Terfenol ved en temperatur av ca. 1275° C. Når formen har den ønskede temperatur for å motta smeiten, som regel ved den samme temperatur som smeiten, blir termoelementrøret løftet opp gjennom den øvre vakuumpakning over en en liten avstand, som ca. 1,27 cm. Dette gjør det mulig for den smeltede legering å strømme nedad gjennom bunnutløpsåpningen. Formrøret blir fylt til den ønskede høyde, men en del av smeiten blir holdt tilbake i digelen. Før tappingen av smeiten fra digelen vil forurensninger ha blitt samlet som dross på toppen av smeiten, som antydet på Fig. 1.

På grunn av at en liten del av smeiten etterlates i digelen, som antydet på Fig. IA, blir de separerte forurensninger holdt tilbake i digelen.

På grunn av den lavfrekvente induksjonssmelting av legeringen vil virkningen av induksjonsspolen ikke bare smelte legeringen, men også gi en blandevirkning i smeiten. På denne måte blir smeltens homogenitet oppnådd og opprettholdt før den tappes fra digelen. Dette er spesielt ønskelig med magnetostriktive legeringer av sjeldent jordmetall-jern som er til-bøyelige til å separere og bli uhomogene ved smelting. Lege-ringssammensetningen ville dersom den hadde vært uhomogen ved støping, ha vært meget vanskelig på ny å omblande i det lange formrør.

Straks smeiten er blitt overført til formrøret,er

det ønskelig at den størkner så hurtig som mulig samtidig som størkningen utføres progressivt fra bunnen til toppen av støpe-stykket. Sirkulasjon av kjølevann i formrørets bunnpidestall blir fortrinnsvis igangsatt før overføringen av smeiten. Fjernelse av varme fra smeiten via formrørets nedre endeparti begyn-ner derved samtidig med overføringen av smeiten. Varmeinnret-ningen som omgir formrøret, kan skrus av når overføring, av smeiten er blitt avsluttet. Etter hvert som varme fjernes fra bunnen av formrøret,finner størkning og krystallisasjon av legeringen sted/først ved selve bunnen av stangen som dannes. Den erholdte faststoff-væskegrenseflate beveger seg deretter progressivt oppad. Dette fører til at krystallene som dannes vil komme aksialt på linje med hverandre, og krystallene omfatter aksialt forlengede dendritter. For å befordre fjernelsen av varme via formrørets bunnparti kan bunnpartiet trekkes delvis vekk fra motstandsspoleoppvarmningsinnretningens indre. Som vist på Fig. 2 er bunnpidestallen blitt beveget nedad til nivået for den vannkjølte ring som kan være laget av kobber. Nedadrettede varmestrømningsbaner er antydet ved hjelp av de punkter-te pillinjer. I henhold til denne utførelsesform kan varme passere gjennom formrørets bunnvegg og inn i pidestallkjøle-vannet og også gjennom de nedre endedeler av sideveggene inn i kjølevannet som sirkuleres gjennom den omgivende ring. Ved denne anordning kan, som antydet, faststoff-væskegrenseflaten opprettholdes på nivået for porøs ildfast isolasjon over kjøle-ringen. Etter hvert som størkningen forløper oppad i formen, blir støttepidestallen senket ytterligere. Dette befordrer ytterligere varmeoverføring gjennom formrørets sidevegger og i den vannkjølte 'ring samtidig som en nedadrettet varmestrøm fremdeles opprettholdes i den ustørknede del av smeiten. Pro-sessen fortsetter inntil ReFe2~legeringen er fullstendig størk-net.

Den ovenfor beskrevne kombinasjon av varmefjernelses-anordningen gir optimal kontroll med den aksiale orientering av de krystallinske dendritter som dannes under størkningsproses-sen fordi dendrittkimdannelsen kan forløpe hurtig med aksialt linjeorientert vekst når den forplantes ved progressiv senkning av pidetallen gjennom den vannkjølte ring. Dessuten er "smelte-tappe-fryse"-metoden ifølge den foreliggende oppfinnelse en ytterligere fordel ved at denne krever at den meget reaktive smeltede metallegering befinner seg i kontakt med kvartsform-røret i et minimum av tid. Derved reduseres muligheten for opptak av forurensninger.

Selv om den beskrevne kombinasjon er foretrukken, kan visse av fordelene ved den foreliggende oppfinnelse også oppnås ved å anvende et formrør med fast stilling, som vist på Fig. 3.

I denne utførelsesform er formrøret understøttet på en vann-avkjølt pidestall som ikke kan beveges. På samme måte som for utførelsesformen ifølge Fig. 1 og 2 blir varme fjernet via pidestallens topp. Dette danner den nedadrettede varmstrøm,

som antydet ved hjelp av de varmestrømbaner som er vist på Fig. 3, og danner en faststoff-væskegrenseflate som forløper fra bunnen av toppen til legeringssmelten. Kjølevann sirkuleres gjennom støttepidestallen, på samme måte som for utførelsesfor-men ifølge de andre Figurer.

Fig. 4 viser en modifikasjon for samtidig støping av en rekke stenger med liten diameter. Mindre kvartsrør, som vist på Fig. 4, anbringes i et større formstøtterør. De mindre rør kan ha kortere lengde enn det store formrør, og en kvartstrakt innført i toppen av formen, som vist. Smeiten strømmer fra digelen inn i kvartstrakten og sprer seg deretter utad gjennom åpninger i traktens bunn og kommer inn i toppene til de mindre formrør. Når de små rør fylles, kan endel smelte sige inn i rommene mellom rørene. Denne kan fjernes når formings-operasjonen er avsluttet, samtidig som de formede stenger fjernes fra rørene. Den kan alternativt fjernes ved å konstruere trakten slik at den har en tappetut inn i hvert rør.

Apparatet blir demontert for å fjerne stengene.

Det vil forståes at forskjellige tverrsnittsformer

kan anvendes, dvs. at et sirkulært tverrsnitt ikke er nødvendig. For eksempel kan det store rør eller de små rør være kvadratiske, trekantformige, heksagonale etc. Stenger med forskjellige lengder kan fremstilles. For eksempel er et apparat lignende det som er vist på Fig. 1 og 2 blitt anvendt for å fremstille stenger med en lengde opp til 175 mm og en diameter fra 32 til 38 mm. Da en anordning med flere formrør, lignende dem som er vist på Fig. 4, ble anvendt, ble flere stenger med en diameter av 8 mm dannet ved å innføre små kvartsrør med en innvendig diameter av 8 mm i et større formrør med en diameter av 32 mm. Det er også mulig å størkne rørformene ved å anbringe en kjerne inne i hvert kvartsrør.

Ved utførelse av forsøk med den foreliggende fremgangsmåte ble en legering av Terfenol-typen anvendt. Denne legering ble oppvarmet med en tantalsusceptor som ble påvirket av en induksjonsspole med 8 vindinger og som ble tilført kraft fra en 3000 Hz SCR inverter. En digel av grovkornet alumina av Norton-typen AN 299A og som hadde et 0,48 cm hull gjennom sentrum av dens bunn, ble anvendt. Et aluminatermoelementrør med en diameter av 0,64 cm var innsatt i hullet. På stedet for termo-elementrøret ble et Pt/Ptl3Rh-termoelement anbragt for å angi smeltetemperaturen. Termoelementbeskyttelsesrøret hadde en avrundet bunn som effektivt avtettet hullet til bunnen av digelen og hindret tapping av smeltet legering før det ønskede tidspunkt. Termoelementrøret ble hevet på det tidspunkt støpingen fant sted, ved at et tilkoblet rustfritt stålrør ble beveget gjennom en vakuumpakning på toppen av apparatets dekselflens. En støpe-form som ble anvendt, var et kvartsrør med en indre diameter av 32 mm som var anbragt ca. 12,7 cm under og sentrert på hullet i bunnen av smeltedigelen. Formens bunn ble tilpasset over en vannavkjølt kobberpidestall som strakk seg 3,18 cm opp i formen, hvorved den utgjorde et bunnstengsel for formen. En isolasjons-duk av zirkoniumdioxyd var innført mellom sidene av pidestallen og formen.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av kornorienterte magnetostriktive legemer, hvor en mengde av en magnetostriktiv sjeldent jordmetall-jernlegering smeltes ved påtrykket induksjonsoppvarming og blandes i en digel som er innesluttet i et kammer, og hvor en porsjon av smeiten innføres i et form-rør og får størkne i dette, karakterisert vedat den omfatter de føl-gende på kontinuerlig måte utførte trinn at (a) det anvendes en digel som er innesluttet i en øvre del av et kammer som strekker seg nedad, idet det anvendes en digel med en utløpsåpning gjennom sin bunnvegg og med en stengeanordning som kan åpnes, tilknyttet til denne, (b) en porsjon av den erholdte legeringssmelte avsettes via utløpsåpningen inn i den åpne topp til minst ett vertikalt langt formrør som holdes anordnet under digelen, og (c) varme fjernes fra den i formrøret innførte smelte via den nedre endedel av formrøret for progressivt å størkne smeiten i dette, slik at en faststoff-væskegrenseflate beveger seg oppad fra bunnen til toppen av smeiten, hvorved et størknet magnetostriktivt legeme med aksial kornorientering fås.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat at formrøret oppvarmes før smeiten avsettes i dette, for å hjelpe til med å holde smeiten i flytende tilstand over faststoff-væskegrenseflaten.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat den nedre endedel av formrøret holdes montert på en støtteanordning som kan trekkes tilbake og som gjør det mulig for formrøret å bevege seg nedad i kammeret, idet formrøret etter at smeiten er blitt avsatt i dette, beveges nedad for å befordre den progressive størkning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 3, karakterisert vedat det anvendes en oppvarmingsanordning for formrøret anordnet rundt formrøret i dets øvre smeltemottagende stilling, at røret derved oppvarmes før smeiten avsettes, og at formrøret etter avsetning av smeiten i dette beveges nedad slik at i det minste dets nedre endedel vil befinne seg under oppvarmingsanordningen for derved å befordre den progressive størkning.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisert vedat avkjølingsanordningen holdes anordnet rundt en nedre del av kammeret under form-rørets smeltemottagende stilling og at formrøret under fjernelse av varme fra dette beveges nedad slik at i det minste dets nedre endel vil befinne seg tilgrensende til avkjølings-anordningen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert vedat det anvendes et formrør hvis bunn omfatter en varmeoverføringsvegg, og at rørets nedre endedel holdes montert på en støtteanordning slik at det fås et væskestrømningskjølekammer i varmeoverføringsforhold til formrørets bunnvegg.