PL154378B1

PL154378B1 - Amorphous metal alloy

Info

Publication number: PL154378B1
Application number: PL27006288A
Authority: PL
Inventors: Wojciech Gawior; Roman Kolano; Norbert Wojcik; Jerzy Latuszkiewicz; Tadeusz Kulik
Original assignee: Inst Metali Niezelaznych
Priority date: 1988-01-07
Filing date: 1988-01-07
Publication date: 1991-08-30
Also published as: PL270062A1

Description

RZECZPOSPOLITA OPIS PATENTOWY 154 378 POLSKARZECZPOSPOLITA PATENT DESCRIPTION 154 378 POLAND

URZĄDOFFICE

PATENTOWYPATENT

RPRP

Patent dodatkowy do patentu nr--Zgłoszono: 88 01 07 (P. 270062)Additional patent to patent no. - Filed: 88 01 07 (P. 270062)

Pierwszeństww--Zgłoszenie ogłoszono: 89 07 24Priority - Application announced: 89 07 24

Opis patentowy opublikowano: 1992 01 31Patent description published: 1992 01 31

Int. Cl.⁵ C22C 45/02 czmisift a g o lhInt. Cl. ⁵ C22C 45/02 czmisift ago lh

Twórcy wynalazku: Wojciech Gawior, Roman Kolano, Norbert Wójcik, Jerzy Latuszkiewicz, Tadeusz KulikCreators of the invention: Wojciech Gawior, Roman Kolano, Norbert Wójcik, Jerzy Latuszkiewicz, Tadeusz Kulik

Uprawniony z patentu: Instytut Metali Nieżelaznych,Authorized by the patent: Institute of Non-Ferrous Metals,

Gliwice (Polska)Gliwice (Poland)

Amorficzny stop metaliAmorphous metal alloy

Przedmiotem wynalazku jest magnetycznie miękki amorficzny stop metali, przeznaczony do stosowania w elektronice i elektrotechnice, przede wszystkim na rdzenie magnetyczne pracujące w zmiennych polach magnetycznych o podwyższonej częstotliwości i w polach impulsowych.The subject of the invention is a magnetically soft amorphous metal alloy, intended for use in electronics and electrical engineering, primarily for magnetic cores operating in variable magnetic fields of increased frequency and in impulse fields.

Z polskiego opisu patentowego nr 131 127 znany jest stop amorficzny o następującym składzie chemicznym, podanym wagowo: 91,5-93,0% Fe, 3,0-5,9% Si, 2,6-3,7% B. Stop ten przeznaczony jest głównie do wytwarzania elementów dla urządzeń elektrycznych takich jak transformatory, generatory i silniki elektryczne. Zastosowania te wynikają z następujących podstawowych własności stopu: indukcja nasycenia Bs=1,6T, indukcja dla pola 80A/m Bi = l,45T, natężenie powściągające Hc = 2,4 A/m, straty rdzeniowe przy 60 Hz i B = 1,26 T 0,139 W/kg.Polish patent specification No. 131 127 describes an amorphous alloy with the following chemical composition, given by weight: 91.5-93.0% Fe, 3.0-5.9% Si, 2.6-3.7% B. Alloy it is mainly intended for the production of components for electrical devices such as transformers, generators and electric motors. These applications result from the following basic properties of the alloy: saturation induction Bs = 1.6T, field induction 80A / m Bi = 1.45T, restraining intensity Hc = 2.4 A / m, core losses at 60 Hz and B = 1, 26 T 0.139 W / kg.

Z publikacji Alloy Diegest, October 1983 r. znany jest magnetycznie miękki amorficzny stop METGLAS 2605 CO o składzie podanym wagowo: 21,3% Co, 3,04% B, 0,56% Si, reszta Fe, posiadający magnetyczną indukcję nasycenia 1,8 T, prostokątność pętli histerezy 95% w polu 80 A/m oraz indukcję magnetyczną dla pola 80 A/m 1,65 T. Jest on przeznaczony na rdzenie transformatorów, pracujących przy częstotliwości 400 Hz, szczególnie w lotnictwie, gdzie obowiązują silne ograniczenia odnośnie do wagi i wielkości elementów, a także w technice impulsowej, wykorzystującej możliwości wywołania drogą właściwej obróbki termicznej bardzo prostokątnej pętli histerezy. Stop ten wytwarzany jest w postaci taśm metodą ciągłego odlewania stabilnej strugi ciekłego metalu na powierzchnię wirującego bębna. W procesie tym ważną rolę odgrywa napięcie powierzchniowe ciekłego metalu, którego wielkość wpływa na warunki odlewania i jakość taśmy. Niedogodnością znanego stopu jest jego wysokie napięcie powierzchniowe w stanie ciekłym, przez co jest on trudnym stopem do odlewania tą metodą.From the publication of Alloy Diegest, October 1983, there is known a magnetically soft amorphous METGLAS 2605 CO alloy with the composition given by weight: 21.3% Co, 3.04% B, 0.56% Si, the rest Fe, having a magnetic saturation induction 1, 8 T, hysteresis loop squareness of 95% in the field of 80 A / m and magnetic induction for the field of 80 A / m 1.65 T. It is intended for transformer cores operating at a frequency of 400 Hz, especially in aviation, where there are strong restrictions on to the weight and size of the elements, as well as in the impulse technique, which uses the possibility of creating a very rectangular hysteresis loop through appropriate thermal treatment. This alloy is produced in the form of strips by continuously casting a steady stream of liquid metal onto the surface of a rotating drum. In this process, an important role is played by the surface tension of the liquid metal, the size of which influences the casting conditions and the quality of the strip. A disadvantage of the known alloy is its high surface tension in the liquid state, which makes it a difficult alloy to be cast by this method.

Amorficzny stop metalu na osnowie Fe zawierający Co, B i Si według wynalazku zawiera wagowo: 18-21% Co, 4-8% B i Si łącznie oraz 0,05-1,0% Ta, resztę stanowi Fe. Stop o takim składzie charakteryzuje się wysoką indukcją nasycenia, bardzo wysoką prostokątnością pętli histerezy, znacznie wyższą niż w stopie znanym, oraz małymi stratami mocy. Parametry magnetyczne powodują, że stop ten znajduje szersze zastosowanie w elektronice i elektrotechnice, głównieThe amorphous Fe-containing metal alloy containing Co, B and Si according to the invention contains by weight: 18-21% Co, 4-8% B and Si in total and 0.05-1.0% Ta, the rest being Fe. The alloy with such composition is characterized by high saturation induction, very high hysteresis loop squareness, much higher than in the known alloy, and low power losses. The magnetic parameters make this alloy more widely used in electronics and electrical engineering, mainly

154 378 na rdzenie magnetyczne pracujące w polach o podwyższonej częstotliwości i w polach impulsowych, gdzie prostokątność pętli histerezy odgrywa decydującą rolę.154 378 for magnetic cores operating in high-frequency fields and in pulsed fields, where the squareness of the hysteresis loop plays a decisive role.

Poniższy przykład bliżej objaśnia przedmiot wynalazku.The following example illustrates the subject matter of the invention in more detail.

Amorficzny stop magnetycznie miękki zawiera wagowo: 20,5% Co. 4,5% B, 0,6% Si, 0,1% Ta, reszta Fe i dopuszczalne zanieczyszczenia max 0,02% Al, max 0,05% Mg i inne max 0,02%.The amorphous soft magnetic alloy contains by weight: 20.5% Co. 4.5% B, 0.6% Si, 0.1% Ta, the rest of Fe and permissible impurities max 0.02% Al, max 0.05% Mg and others max 0.02%.

Stop wytapia się w piecu próżniowym, a następnie stabilną strugę ciekłego metalu odlewa się na zewnętrzną powierzchnię wirującego bębna metalowego lub w szczelinę między dwoma wirującymi bębnami. Ciekły stop krzepnie na powierzchni bębna tworząc taśmę o grubości 20-35//m, którą poddaje się obróbce termomagnetycznej.The alloy is melted in a vacuum furnace, and then a steady stream of liquid metal is poured onto the outer surface of a rotating metal drum or into the gap between two rotating drums. The liquid melt solidifies on the surface of the drum to form a strip 20-35 µm thick, which is thermomagnetically treated.

Własności fizyczne taśm z tego stopu są następujące:The physical properties of this alloy are as follows:

rezystywność resistivity min. 1,2 //Qm min. 1.2 // Qm gęstość density 7,6 gW 7.6 gW twardość HVi_Oohardness HVi _O o ok.1000 about 1000 temperatura krystalizacji Tx crystallization temperature Tx (przy szybkości grzania 5 K/min) (at a heating speed of 5 K / min) 693 K±5K 693 K ± 5K temperatura Curie Tc Curie temperature Tc 688 K±5K 688 K ± 5K indukcja nasycenia B_s saturation induction B _s 1,77 T 1.77 T. indukcja magnetyczna dla pola 80 A/m magnetic induction for a field of 80 A / m 1,7 T 1.7 T. prostokątność pętli histerezy rectangularity of the hysteresis loop (dla pola 80 A/M) (for bay 80 A / M) 98% 98% magnetostrykcja nasycenia saturation magnetostriction 35· 10⁶ 35 · 10 ⁶ statyczne natężenie pola koercji hc static coercive field strength hc 6 A/m 6 A / m statyczna przenikliwość maksymalna pmax static maximum permeability pmax 170000 170,000 maksymalna grubość taśmy maximum thickness of the tape 35 pm 35 pm

Claims

Patent claim

An amorphous Fe-based metal alloy containing Co, B and Si, characterized in that it comprises 18-21% by weight of Co, 4-8% of B and Si in total and 0.05-1.0% Ta, the balance being Fe.

Department of Publishing of the UP RP. Circulation 100 copies

Price: PLN 3,000