DE2244925B2 - Use of a cobalt-nickel-iron alloy as a semi-hard magnetic material - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf die Verwendung einer Legierung als halbharten magnetischen Werkstoff. The invention relates to the use of an alloy as a semi-hard magnetic material.

Im allgemeinen sollen magnetische Werkstoffe, die in Schaltelementen oder halbpermanentmagnetischen Speichereinrichtungen verwendet werden, die folgenden Eigenschaften besitzen:In general, magnetic materials used in switching elements or semi-permanent magnetic Storage devices are used that have the following properties:

1. Sowohl die magnetische Sättigungsflußdichte (Bs) als auch die magnetische Remanenzflußdichte (Br) sind groß.1. Both the saturation magnetic flux density (Bs) and the remanent magnetic flux density (Br) are large.

2. Die Rechteck-Hysteresisschleife weist ein hohes Rechteckverhältnis [BrJBs) und einen großen »Füllfaktor« auf. Der Ausdruck »Füllfaktor« stellt sich durch die Formel2. The square hysteresis loop has a high square ratio [BrJBs] and a large "fill factor". The expression "fill factor" results from the formula

dar, wobei (BH)_max das Produkt der maximalen magnetischen Energie und Hc die Koerzitivkraft bedeuten.where (BH) _{max is} the product of the maximum magnetic energy and Hc is the coercive force.

3. Die Koerzitivkraft (Hc) liegt im Bereich zwischen 10 und 50 Oe. Insbesondere sollen die in Schaltelementen, wie Reed-Schaltern, verwendeten magnetischen Werkstoffe zusätzlich noch die folgenden Eigenschaften besitzen.3. The coercive force (Hc) is in the range between 10 and 50 Oe. In particular, the magnetic materials used in switching elements such as reed switches should also have the following properties.

4. Selbst wenn die magnetischen Materialien bei der Diffusionsbehandlung oder beim Einschmelzen in das Glas einer hohen Temperatur ausgesetzt fts werden, werden durch diese hohe Temperatur die erwünschten magnetischen Remanenzeigenschaften nicht beeinträchtigt.4. Even if the magnetic materials are diffused or melted down If the glass is exposed to a high temperature, this high temperature will result in the desired magnetic remanence properties are not impaired.

5, Der thermische Ausdehnungskoeffizient der magnetischen Materialien isl im wesentlichen gleich dem des Giasmateriais, um zwischen diesen beiden Materialien eine gute Abdichtung zu gewährleisten. 5, The coefficient of thermal expansion of the magnetic Materials isl essentially the same as that of the Giasmateriais to choose between these two Materials to ensure a good seal.

6. Die plastische Verformbarkeit ist ausgezeichnet, d. h., die Materialien können leicht, in die gewünschte Form oder Größe, wie z. B. einen dünnen Leitungsstab mit einem Durchmesser ν "νπ der Größe eines Millimeters verformt werden.6. The plastic deformability is excellent; That is, the materials can easily be made into the desired Shape or size, such as B. a thin line rod with a diameter ν "νπ the Size of a millimeter can be deformed.

Es sind bereits mehrere Kobalt-Eisen-Legierungen als halbharte magnetische Materialien bekanntgeworden. Eines dieser Materialien, das aus einer Legierung von 48% Eisen, 48% Kobalt, 3,5% Vanadium und 0,5% Mangan besteht, ist in der Zeitschrift »Bell Laboratories Record«, S. 257, Juni 1965, beschrieben. In der Zeitschrift »Journal of Applied Physics«, S. 1268, Februar, Bd. 39, 1968, ist eine Permanentmagnetlegierung mit geringer Magnetostriktion beschrieben, die aus 82% Kobalt, 12% Eisen und 6% Gold besteht. Es sind bisher jedoch noch keine halbharten magnetischen Materialien bekanntgeworden, die sämtlichen oben aufgeführten Forderungen genügen.Several cobalt-iron alloys have already become known as semi-hard magnetic materials. One of these materials, which consists of an alloy of 48% iron, 48% cobalt, 3.5% vanadium and 0.5% manganese is described in the journal "Bell Laboratories Record", p. 257, June 1965. In the Journal of Applied Physics, p. 1268, February, Vol. 39, 1968, there is one Permanent magnet alloy with low magnetostriction is described, which consists of 82% cobalt, 12% iron and 6% gold. So far, however, no semi-hard magnetic materials have become known, all of the above requirements meet.

Durch die deutsche Auslegeschrift !239 107 ist eine Legierung auf Eisen-Nickel-Kobalt-Basis bekanntgeworden, die geringe Mengen an Titan, Niob und Tantal einzeln oder gemeinsam enthält, wobei jedoch entweder Nicb oder Tantal anwesend sein muß. Diese Legierung zeichnet sich im ausgehärteten Zustand durch einen von der Temperatur im wesentlichen unabhängigen Elastizitätsmodul aus und dient als Material für Gegenstände wie Federn und Vibrationselemente, bei denen der thermoelastische Koeffizient in einem weiten Bereich konstant bleiben soll.By the German Auslegeschrift! 239 107 is an iron-nickel-cobalt-based alloy has become known that contains small amounts of titanium, niobium and contains tantalum individually or together, but either NICB or tantalum must be present. This alloy is characterized in the hardened state by one of the temperature essentially independent modulus of elasticity and serves as a material for objects such as springs and vibration elements, where the thermoelastic coefficient should remain constant over a wide range.

Bei der Suche nach einem halbharten magnetischen Werkstoff, der die oben aufgeführten Eigenschaften erfüllt und insbesondere ein ausgezeichnetes Rechteckigkeitsverhältnis sowie einen ausgezeichneten Kurvenfüllfaktor aufweist, wurde festgestellt, daß sich auf der Basis der bekannten Legierung bei entsprechender Zusammensetzung und Behandlung der gewünschte halbharte magnetische Werkstoff gewinnen läßt.When looking for a semi-hard magnetic material that has the properties listed above and particularly an excellent squareness ratio and curve fill factor has, it was found that on the basis of the known alloy with corresponding Can win the composition and treatment of the desired semi-hard magnetic material.

Die Erfindung ist gekennzeichnet durch die Verwendung einer Legierung, bestehend aus (a) Kobalt, (b) Eisen, (c) Nickel und (di) Niob oder (d₂) Niob und wenigstens einem Metall aus der Gruppe Tantal, Titan. Vanadium, Zirkonium, Molybdän, Chrom, Wolfram, mit der Maßgabe, daß das Gewichtsverhältnis von (a) Kobalt zu (b) Eisen im Bereich von 3 : 2 bis 1 : 2 und das Gewichtsverhältnis von (c) Nickel zu (b) Eisen im Bereich von 1:1 bis 1:3 und der Anteil von (d,) oder (d₂) 1 bis 5 Gewichtsprozent der gesamten Legierung beträgt, die bei 600 bis 900° C ausgehärtet und danach um mindestens 75% kaltverformt worden ist, als halbharten magnetischen Werkstoff. The invention is characterized by the use of an alloy consisting of (a) cobalt, (b) iron, (c) nickel and (di) niobium or (d ₂ ) niobium and at least one metal from the group consisting of tantalum and titanium. Vanadium, zirconium, molybdenum, chromium, tungsten, with the proviso that the weight ratio of (a) cobalt to (b) iron is in the range from 3: 2 to 1: 2 and the weight ratio of (c) nickel to (b) iron in the range from 1: 1 to 1: 3 and the proportion of (d,) or (d ₂ ) is 1 to 5 percent by weight of the total alloy that has been age-hardened at 600 to 900 ° C and then cold-worked by at least 75%, as a semi-hard magnetic material.

Die oben aufgeführten Legierungsmaterialien können eine Spur von Unreinheiten enthalten, die während des Herstellungsprozesses in die Legierung gelangten. Sie können ferner Desoxidationsmittel oder Entschwefelungsmittel, wie Mangan, Magnesium, Kalzium, Aluminium bzw. Silizium, in der zur Erfüllung ihres Zweckes erforderlichen Menge enthalten. Im allgemeinen liegt der Anteil der Desoxidationsmittel oder der Entschwefelungsmittel unterhalb 1 Gewichtsprozent. The alloy materials listed above may contain a trace of impurities which may occur during got into the alloy during the manufacturing process. You can also use deoxidizing agents or desulfurizing agents, such as manganese, magnesium, calcium, aluminum or silicon, in the amount required to fulfill their purpose. in the in general, the proportion of deoxidizing agents or desulfurizing agents is below 1 percent by weight.

Die Anwesenheit von Niob im Legierungsnuiierial hut eine große Auswirkung auf eine Zunahme der Koerzitivkraft der Legierung, überschreitet der Anteil an Niob jedoch 5 Gewichtsprozent, dann nimmt die magnetische Flußdichte, d. h. die magnetische In- ί duktion, der erhaltenen Legierung ab, und die Verurbeitbarkeit der Legierung wird wesentlich verschlechtert. 1st dagegen der Niobgehalt kleiner als I Gewichtsprozent, dann ist der EITekt, die Koerzitivkraft zu vfrgrößern, zu klein um einen praktischen ι ο Nutzen zu haben.The presence of niobium in the alloy nuierial has a great effect on an increase in the coercive force of the alloy, the proportion exceeds but 5 percent by weight of niobium, then the magnetic flux density, i.e. H. the magnetic In- ί production, the alloy obtained, and the processability the alloy is significantly deteriorated. If, on the other hand, the niobium content is less than I weight percent, then the EITect of increasing the coercive force is too small to be a practical ι ο To have use.

Ein Teil des im Legierungsmaterial enthaltenen Niobs kann durch ein oder mehrere weitere Metalle. die eine ähnliche Funktion ausüben, ersetzt werden. Diese Metalle sind z. B. Tantal, Titan, Vanadium, Zirkon, Molybdän, Chrom. Wolfram u. dgl. Die Menge dieser zusätzlich zu Niob verwendeten Metalle wird vorzugsweise so gewählt, daß das Gewichtsverhältnis dieser Metalle zu Niob unterhalb 30 zu 70 liegt. 1st das Gewichtsverhältnis nicht kleiner als 30 zu 70. dann wird die Koerzitivkraft der Legierung nicht so stark erhöht, wie das bei ausschließlicher Verwendung von Niob der Fall ist.Part of the niobium contained in the alloy material can be replaced by one or more other metals. that perform a similar function are replaced. These metals are e.g. B. tantalum, titanium, vanadium, zirconium, molybdenum, chromium. Tungsten and the like. The amount of these metals used in addition to niobium is preferably selected so that the weight ratio of these metals to niobium is below 30:70. If the weight ratio is not less than 30 to 70, then the coercive force of the alloy is not increased as much as is the case when only niobium is used.

Die Kobaltmenge ist so gewählt, daß das Gewichtsverhältnis von Kobalt zu Eisen im Bereich von 3:2 bis 1 : 2, vorzugsweise zwischen 3 : 2 und 2: 3. am besten jedoch bei angenähert 1 : 1 liegt. Liegt das Gewichtsverhältnis innerhalb dieses Bereiches, dann int das Legierungsmaterial überlegen in seinen magnetischen Eigenschaften, insbesondere der magnetischen ^o Flußdichte (A₁₀₀).The amount of cobalt is chosen so that the weight ratio of cobalt to iron is in the range from 3: 2 to 1: 2, preferably between 3: 2 and 2: 3, but most preferably approximately 1: 1. If the weight ratio is within this range, then the alloy material is superior in its magnetic properties, in particular the magnetic flux density (A ₁₀₀ ).

Der Nickelgehalt ist so gewählt, daß das Gewichtsverhältnis von Nickel zu Eisen im Bereich zwischen I : 1 und 1 : 3 liegt. Liegt das Gewichtsverhältnis von Nickel zu Eisen unterhalb 1 :3, dann ist es schwierig. die gewünschte Kaltverarbeitung durchzuführen. Ist andererseits das Gewichtsverhältnis größer als 1:1. dann ist die Sättigungsmagnetisierung (<r_s) des Legierun^smaterials zu gering. Das Gewichtsverhältnis von Nickel zu Eisen liegt im Hinblick auf den gewünschten thermischen Ausdehnungskoeffizienten des Legierungsmaterials vorzugsweise zwischen 2: 3 und I :3.The nickel content is chosen so that the weight ratio of nickel to iron is in the range between 1: 1 and 1: 3. If the weight ratio of nickel to iron is below 1: 3, it is difficult. carry out the desired cold processing. On the other hand, if the weight ratio is greater than 1: 1. then the saturation magnetization (<r _s ) of the alloy material is too low. With a view to the desired coefficient of thermal expansion of the alloy material, the weight ratio of nickel to iron is preferably between 2: 3 and 1: 3.

Die halbharten, magnetischen Eigenschaften des Legierungsmaterials, insbesondere das Rechteckigkeitsverhältnis (BrZB₁₀₀) und der KurvenfüllfakiorThe semi-hard magnetic properties of the alloy material, especially the squareness ratio (BrZB ₁₀₀ ) and the curve fill factor

barkeit des Legierungsmaterials nicht verbessert, und es ist somit schwierig, die gewünschte Querschnittsverminderung während der Kaltverformung zu erreichen. Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn der Gliihprozeß bei einer Temperatur zwischen 600 und 900° C ausgeführt wird. Das Rechteckigkeitsverhäitnis und der Kurvenfüllfaktor werden hierdurch merklich verbessert.The availability of the alloy material is not improved and it is difficult to achieve the desired reduction in area during cold working. Optimal results are achieved when the annealing process is carried out at a temperature between 600 and 900 ° C is carried out. This makes the squareness ratio and the curve fill factor noticeable improved.

Das so behandelte Legierungsmaterial wird vorzugsweise einer abschließenden Wärmebehandlung bzw. einer thermischen Nachbehandlung bei einer Temperatur unterhalb 800° C unterworfen, überschreitet die Temperatur 800° C, dann ist die Koerzitivkraft unterhalb 10 Oe.The alloy material treated in this way is preferably subjected to a final heat treatment or subjected to a thermal aftertreatment at a temperature below 800 ° C, exceeds the temperature 800 ° C, then the coercive force is below 10 Oe.

Die Erfindung wird durch Beispiele näher erläutert.The invention is illustrated in more detail by means of examples.

Beispiel 1example 1

Es wurden Gemische jeweils aus Kobalt, Eisen, Nickel und Niob in dem in Tabelle I angegebenen Verhältnis mit Spuren an Silizium bestehend aus den fünf Metallmaterialien Kot",:t, elektrolytisches Eisen. Nickel, Ferroniob und Siliziun- hergestellt. Jedes der Gemische wurde in einem Tiegel in Vakuum geschmolzen. Die Schmelze wurde dann zu einem Barren geformt. Der Barren wurde mittels einer Schmiedepresse bei einer Temperatur von 1100" C bearbeitet. Danach wurde der Barren mitteis einer Schmiedepresse, einer Ziehbank und einer Drahtziehmaschine kaltgezogen, um einen Leiti^ngsstab eines Durchmessers von 0.6 mm zu bilden. Während der Querschnittsverminderung wurden in geeigneten Zeitabständen Glühbehandlungen bei Temperaturen zwischen 1000 und HOO⁰C eingeschoben. Die endgültige Querschnittsverminderung betrug 92%. Der Ausdruck »endgültige Querschnittsverminderung« (in %) ist durch die FormelMixtures of cobalt, iron, nickel and niobium in the ratio given in Table I with traces of silicon were made up of the five metal materials feces ",: t, electrolytic iron. Nickel, ferroniobium and silicon. Each of the mixtures was produced in melted in a crucible in vacuum. The melt was then formed into an ingot. The ingot was processed by means of a forging press at a temperature of 1100 "C. Thereafter, the ingot was cold drawn by means of a forging press, a draw bench and a wire drawing machine to form a guide rod with a diameter of 0.6 mm. During the reduction in cross-section, annealing treatments at temperatures between 1000 and HOO ⁰ C were inserted at suitable time intervals. The final reduction in area was 92%. The expression "final reduction in cross-section" (in%) is given by the formula

definiert, wobei d_x und d₂ die Durchmesser des Stabes vor der Kaltverformung bzw. des Stabes nach der Kaltverformung bedeuten.defined, where d _x and d ₂ mean the diameter of the rod before cold deformation and of the rod after cold deformation, respectively.

Tabelle ΐ
Zusammensetzung der Legierung in GewichtsprozentTable ΐ
Composition of the alloy in percent by weight

HBH)^JBr-Hc)HBH) ^ JBr-Hc)

Probe Nr.Sample no.

müssen durch geeignete Verfahrensschritte ausgebildet werden. Um zur anmeldungsgemäßen Verwendung geeignet zu sein, muß das Legierungsmaterial einer Glühbehandlung bei einer Temperatur zwischen 600 und 900° C und einer Kaltbearbeitung mit einer Querschnittsverminderung von nicht weniger als 75% unterworfen werden. Im allgemeinen wird die Kaltbearbeitung schrittweise durchgeführt, bis die Querschnittsverminderung 75% oder mehr erreicht hat. wobei zwischen den Verformungsschritten eine oder mehrere Glühbehandlungen bei einer Temperatur von nicht weniger als 600⁰C in geeigneten Zeitabständen eingefügt werden.must be trained using suitable procedural steps. In order to be suitable for use in accordance with the application, the alloy material must be subjected to an annealing treatment at a temperature between 600 and 900 ° C. and cold working with a cross-sectional reduction of not less than 75%. In general, the cold working is carried out gradually until the reduction in area has reached 75% or more. one or more annealing treatments at a temperature of not less than 600 ^° C. being inserted at suitable time intervals between the deformation steps.

Liegt die Querschnittsverminderung unterhalb 75%, dann ist sowolil die Koerzitivkraft (Hc) als auch die magnetische Induktion (ß|_Oo) des erhaltenen Legierungsmaterials gering. Wird ferner die Glühbehandlung bei einer Temperatur unterhalb 600⁰C ausgeführt, dann wird hierdurch die plastische Verarbeit-SH-001 (Kontrolle) ...
SH-002 (Kontrolle) ..
SH-003 (Erfindung)...
SH-004 (Erfindung). ..If the reduction in cross section is below 75%, then both the coercive force (Hc) and the magnetic induction (β | _O o) of the alloy material obtained are low. If the annealing treatment is also carried out at a temperature below 600 ^° C., then the plastic processing-SH-001 (control) ...
SH-002 (control) ..
SH-003 (invention) ...
SH-004 (invention). ..

I CoI Co

44
47
3944
47
39

FeFe

46
4346
43

35
3835
38

NiNi NhNh 55 33 1010 33 1515th 33 2020th 33

Unter den vier in Tabelle I angegebenen Legierungsmaterialicn konnten die beiden Legierungen SH-001 und SH-002 wegen ihrer Erhärtung beim Schmieden nicht zu einem Leitungsctab verarbeitet werden.Among the four alloy materials given in Table I, the two alloys could be SH-001 and SH-002 cannot be processed into a conduction tab because of their hardening during forging.

Die beiden Stäbe SH-003 und SH-004 wurdenThe two rods SH-003 and SH-004 were

fto schließlich einer abschließenden Glühbehandlung. d. h. einer Aushärtung bei verschiedenen Temperaturen unterworfen. In F i g. I ist die Abhängigkeit der magnetischen Eigenschaften der Legierungen SH-003 und SH-004 von or,r Temperatur der Aushärtungsbchand-fto finally a final annealing treatment. ie subjected to curing at different temperatures. In Fig. I is the dependence of the magnetic properties of the alloys SH-003 and SH-004 on or, r temperature of the hardening

(15 lung dargestellt. In Fig. 1 ist auf der Abszisse die Temperatur der abschließenden Glühbehandlung in Grad Celsius und auf der Ordinate die magnetische Induktion (B_1nJ in Kilngauß bei einem MagnetfeldIn Fig. 1 the temperature of the final annealing treatment is shown in degrees Celsius on the abscissa and the magnetic induction (B _1n J in Kilngauss for a magnetic field on the ordinate

von 100 Oe, die spezifische Sättigungsmagnetisierung [n,) in elektromagnetischen Einheiten und die Koerzitivkraft (Hc) in Oe auigetragen.of 100 Oe, the specific saturation magnetization [n,) in electromagnetic units and the coercive force (Hc) in Oe.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist die Sättigtingsmagnetisierung (σ,) nur in geringem Maße oder nicht von der Aushärtungstemperatur abhängig, d. h„ sie bleibt über den gesamten Temperaturbereich nahezu konstant. Die Koerzitivkraft (Hc) variiert bis nahezu 700⁰C auch nur leicht in Abhängigkeit von der Temperatur. Die magnetischen Induktionen (ß₁₀o) sind in einem Temperaturbereich oberhalb etwa 600⁰C groß.As shown in FIG. 1 shows, the saturation magnetization (σ,) is only slightly or not dependent on the curing temperature, i.e. h “it remains almost constant over the entire temperature range. The coercive force (Hc) varies up to almost 700 ^° C. also only slightly as a function of the temperature. The magnetic inductions (ß ₁₀ o) are large in a temperature range above about 600 ^{0 C.}

Beispiel 2Example 2

Es wurden unter Verwendung entsprechender Mengen an Kobalt, elektrolytischem Eisen, Nickel und Ferroniob sowie einer Spurenmenge an Silizium in der gleichen Weise, wie zu Beispiel 1 beschrieben, Leitungsdrähte eines Durchmessers von 0,6 mm mit der in Tabellen angegebenen Zusammensetzung hergestellt.It was made using appropriate amounts of cobalt, electrolytic iron, and nickel Ferroniobium and a trace amount of silicon in the same way as described for Example 1, Conductor wires with a diameter of 0.6 mm with the composition given in the tables manufactured.

Tabelle II
Zusammensetzung der Legierung in GewichtsprozentTable II
Composition of the alloy in percent by weight

Die F i g. 2 bis 6 stellen die Abhängigkeit der magnetischen Eigenschaften vom Niobgehalt in Gewichtsprozent in den Legierungen für den Fall dai, daß die Leitungsstäbe 1 Stunde lang in Vakuum einer Alterungsbehandlung bei Temperaturen von 600 C (Kurve 1) und 700⁰C (Kurve 2) unterworfen wurden. In diesen Figuren veranschaulichen die mit AD gekennzeichneten Kurven die Daten der Leitungsstäbe vor der Alterungsbchandlung.The F i g. 2 to 6 show the dependence of the magnetic properties on the niobium content in percent by weight in the alloys in the event that the conductor rods were subjected to an aging treatment in vacuum for 1 hour at temperatures of 600 ° C. (curve 1) and 700 ^° C. (curve 2) . In these figures, the curves labeled AD illustrate the data of the wire rods before the aging treatment.

Aus diesen Figuren sind die folgenden Tatsachen zu entnehmen:The following facts can be gleaned from these figures:

Die Koerzitivkraft (Hc) nimmt, wie F i g. 4 zeigt, mit einer Zunahme des Niobgehalts zu. Die spezifisch»» Sättigungsmagnetisierung (σ,) nimmt, wie F i g. 2 zeigt, mit einer Zunaiime des Niobgehalts ab. Die magnetische Induktion (ßjoo) der der abschließenden Glühbehandlung bei Temperaturen zwischen 600 und 700⁰C unterworfenen Leitungsstäbe ist im Vergleich zu der der Leitungsstäbe vor dem abschließenden Glühen bemerkenswert hoch, wie aus F i g. 3 hervorgeht. Sowohl das Rechteckigkeitsverhältnis (BtJB₁₀₀) als auch der KurvenfiillfaktorThe coercive force (Hc) increases, as shown in FIG. 4 shows, with an increase in niobium content. The specific »» saturation magnetization (σ,) takes, like F i g. 2 shows, with an increase in niobium content. The magnetic induction (ßjoo) is the final annealing at temperatures between 600 and 700 ⁰ C subjected to lead rods in comparison to the line of the rods prior to the final annealing is remarkably high, as shown in F i g. 3 emerges. Both the squareness ratio (BtJB ₁₀₀ ) and the curve fill factor

Probe Nr.Sample no. CoCo FeFe " Ί
Ni"Ί
Ni SH-005 (Kontrolle) ....SH-005 (control) .... 4040 4040 2020th SH-006 (Erfindung)....SH-006 (invention) .... 4040 3939 2020th SH-007 (Erfindung)....SH-007 (invention) .... 3838 3939 2020th SH-008 (Erfindung)....SH-008 (invention) .... 3838 3C3C 2020th SH-009 (Erfindung) SH-009 (invention) 3838 3737 2020th

vor der Alterungsbehandlung. Dies geht aus den F i g. 5 und 6 hervor.before aging treatment. This is evident from the FIGS. 5 and 6.

F i g. 7 stellt die Abhängigkeit des thermischen Ausdehnungskoeffizienten (u) vom Niobgehalt dar. Wie aus dieser Figur hervorgeht, fällt der thermische Ausdehungskoeffizient des Leitungsstabes vor der Aushärtung stark mit zunehmendem Niobgehalt ab. Im Gegensatz hierzu weist der thermische Ausdehnungskoeffizient (α) des Leitungsstabes nach derF i g. 7 shows the dependence of the coefficient of thermal expansion (u) on the niobium content. As can be seen from this figure, the coefficient of thermal expansion of the wire rod falls sharply with increasing niobium content before hardening. In contrast to this, the coefficient of thermal expansion (α) of the line rod according to the

ίο Alterungsbehandlung bei einer Temperatur von 7(X) C bei einem Niobgehalt im Bereich zwischen einem sehr kleinen Prozentsatz bis annähernd 5% einen nahezu konstanten Wert, d. h. nahezu den Wert 100 · 10 ⁷ auf.ίο Aging treatment at a temperature of 7 (X) C with a niobium content in the range between a very small percentage to approximately 5% an almost constant value, ie almost the value 100 · 10 ⁷ .

Bei diesem Beispiel sind nur die Legierungsmaterialien mit einem Gewichtsverhältnis von Kobalt zu Eisen von annähernd 1 : 1 dargestellt. Es zeigte sich jedoch, daß ähnlich gute Ergebnisse erhalten werden, wenn das Gewichtsverhältnis im Bereich zwischen 3 : 2 bis 1 : 2 variiert wird.In this example, only the alloy materials are in a weight ratio of cobalt to Iron of approximately 1: 1 shown. It was found, however, that similarly good results are obtained when the weight ratio is varied in the range between 3: 2 to 1: 2.

Beispiel 3Example 3

Es wurde aus elektrolytischem Eisen, Kobalt. Nickel und Ferroniob ein Metallgemisch, bestehendIt was made from electrolytic iron, cobalt. Nickel and ferroniobium are a mixture of metals

aus 39 Gewichtsprozent Eisen, 38 Gewichtsprozent Kobalt, 20 Gewichtsprozent Nickel und 3 Gewichtsprozent Niob, hergestellt. Dasi Gemisch wurde im Vakuum geschmolzen und dann zu einem Barren geformt. Der Barren wurde mittels einer Schmicdcpresse bei einer Temperatur von 1100' C warm verformt. Dann wurde der Barren mittels einer Schmiedepresse, einer Ziehbank und einer Drahtziehnias> iiine zu sieben Leitungsstäben mit jeweils 0,6 mm !durchmesser kaltverformt. Während der Querschnitt· ver-of 39 percent by weight iron, 38 percent by weight cobalt, 20 percent by weight nickel and 3 percent by weight Niobium. The mixture was melted in vacuo and then into an ingot shaped. The ingot was hot worked at a temperature of 1100.degree. C. by means of a forging press. Then the ingot was made using a forging press, a drawing bench and a wire drawing machine One to seven wire rods with a diameter of 0.6 mm each cold formed. While the cross-section

minderung wurden Glühbehandlungen bei Temy«:iaturen von 1000 bis HOO⁰C in geeigneten Zeila! aanden eingeschoben. Die abschließende Glühbc: :ndlung, d. h. das Ausglühen unmittelbar vor dem '· ;/ten Kaltzug, wurde bei einer Temperatur von !"«> CReduction was made by annealing treatments at tem y «: i atures from 1000 to HOO ⁰ C in suitable zones! aanden inserted. The final incandescent bulb, ie the annealing immediately before the first cold draw, was carried out at a temperature of! ""> C

ausgeführt. Die endgültige Querschnittsvermii:' ung der sieben l.eitungsstäbe ist in Tabelle III an»..·: -Vn.executed. The final cross-sectional dimension of the seven lead bars is indicated in Table III at ».. ·: -Vn.

Tabelle IIITable III

Probe Nr.Sample no.

(HBH)_nJBr-Hc)(HBH) _n JBr-Hc)

SH-010
SH-011
SH-Ol 2
SH-013
SH-014
SH-Ol 5
SH-016SH-010
SH-011
SH-Ol 2
SH-013
SH-014
SH-Ol 5
SH-016

Endgültige
QuerschnittsvermiriFinal
Cross-sectional approval

0
30
51
64
75
92
970
30th
51
64
75
92
97

sind bei einem Niobgehalt im Bereich von einem sehr kleinen Prozentsatz bis annähernd 5% hoch, und das Rechteckigkeitsverhältnis und der Kurvenfüllfaktor der der Aushärtungsbehandlung bei Temperaturen zwischen 600 und 700⁰C unterworfenen Leitungsstäbe sind höher als diejenigen der Leitungsstäbe Schließlich wurden die kaltgezogenen Leüunesstabe bei den in den Tabellen IV und V angeeebenen verschiedenen Temperaturen ausgehärtet. Die Abhängigkeit der Koerzitivkraft (Hc) in Oe und der magnetischen Induktion (B₁₀₀) der so hergestellten Leitungsstabe von der endgültigen Querschnittsverminderungin Prozent und der Alterungstemperatur ist in Tabelle IV bzw. V veranschaulichtare high at a niobium content in the range of a very small percentage up to approximately 5%, and the squareness ratio and the curve fill factor of the aging treatment at temperatures between 600 and 700 ⁰ C subjected to lead rods are higher than those of the lead rods Finally, the cold-drawn Leüunesstabe in the in were cured different temperatures indicated in Tables IV and V. The dependence of the coercive force (Hc) in Oe and the magnetic induction (B ₁₀₀ ) of the conductor rods produced in this way on the final area reduction in percent and the aging temperature is illustrated in Tables IV and V, respectively

r c r c

7 87 8

Tabelle IVTable IV

Koerzitivkraft (Hc) in Oe Temperatur der abschließenden Glühbehandlung: HOO'CCoercive force (Hc) in Oe Temperature of the final annealing treatment: HOO'C

Aiishiirtiings-
lernfieniliir
ι.· TAiishiirtiings-
lernfieniliir
ι. · T OO «>«> F.mlgiilligc f
SIF.mlgiilligc f
SI Jiicr.schnillsvcrmi
MJiicr.schnillsvcrmi
M. nderung in %
75change in%
75 9292 9797 ,1 /; ,,1 /; , 0,50.5 I II I 1919th _MM. 2727 3131 2828 400 400 0,50.5 1515th 2323 3030th 3434 4141 3939 600 .. .600 ... 0,50.5 1515th 2!2! 2525th 2929 3131 2929 700 700 0,50.5 IlIl 1818th 23.523.5 2525th 2626th 24,524.5 800
900 800
900 0,5
0,50.5
0.5 4,3
0.54.3
0.5 88th 9.5
0.89.5
0.8 10
110
1 Ul NJUl NJ 10,5
1,510.5
1.5

Tabelle VTable V

Magnetische Induktion Iß,,,,,) in Kilogauß Temperatur der abschließenden Gliihbehandlung: 1100°CMagnetic induction Iß ,,,,,) in kilogauss Temperature of the final annealing treatment: 1100 ° C

Aiisharninjis-
lcinperatur
in C
AD Aiisharninjis-
lc temperature
in C
AD η
16,5η
16.5 iOO
600iOO
600 16,5
16,516.5
16.5 ⁷IX) ⁷ IX) 16.5
16.5
16.516.5
16.5
16.5 ■«Χ) ■ «Χ)

linilgiilligc Qucrschnillsvermindcrung inlinilgiilligc cross-section reduction in

M)M)

7.27.2

6.86.8

7.47.4

10,010.0

15.015.0

15.015.0

6.66.6

6.26.2

7.67.6

10.510.5

14.414.4

15.9 6415.9 64

6.26.2

6.76.7

8.48.4

11.411.4

14.414.4

16.016.0

g in 'ίg in 'ί 9292 9797 7575 9,09.0 10.010.0 7,27.2 11,611.6 12.112.1 7,47.4 14,514.5 16.116.1 10,010.0 15,015.0 15.615.6 12.612.6 15,315.3 15.415.4 14,614.6 16,016.0 16.016.0 16.016.0

Die F i g. 8 und 9 stellen die Daten der Tabellen IV und V grafisch dar. In diesen Figuren geben die mit den Bezugszeichen 1. 2, 3. 4 und 5 markierten Kurven die Oaten der bei den Temperaturen 400. 600. 7(Xl XiX) hzw. 900"C ausgehärteten Leitungsstabe an. In den Pi g. 8 und 9 und in den Tabellen IV und V bedeutet AD Daten eines Leitungsstabes, der in der gleichen Weise wie die übrigen Leitungsstäbe hergestellt, jedoch keiner Aushärtung unterworfen wurde.The F i g. 8 and 9 graphically represent the data of Tables IV and V. In these figures, the curves marked with the reference numerals 1, 2, 3, 4 and 5 indicate the values of the temperatures at 400, 600, 7 (Xl XiX) and respectively. 900 "C. In Figures 8 and 9 and in Tables IV and V, AD denotes data of a wire rod which was manufactured in the same way as the other wire rods, but was not subjected to curing.

Aus den Tabellen und den Figuren ist ersichtlich, daß sowohl die magnetische Induktion (ß,_Oo> als auch die Koerzitivkraft (Wc) der bei einer Temperatur von IKIOT einer abschließenden Glühbchandlung unterworfenen Leitungsstäbe mit einer Zunahme der endgültigen Quersehnittsverminderung im Bereicl von nicht weniger als 75% ansteigen.From the tables and the figures it can be seen that both the magnetic induction (β, _O o> and the coercive force (Wc) of the conductor rods subjected to a final annealing treatment at a temperature of IKIOT with an increase in the final cross-section reduction in the range of not less than 75% increase.

Beispiel 4Example 4

Das Verfahren gemäß Beispiel 3 wurde wiederholt 4s wobei die abschließende Glühbehandlung bei Temperaturen zwischen 700 und 9CK)⁰C ausgeführt wurde und die endgültige Querschnktsverminderung unter Beibehaltung der übrigen Bedingungen, wie in den Tabellen VI bis IX angegeben, variiert wurde. Die so Koerzitivkraft (Hc) und die magnetische Induktion (B₁₀₀) der so hergestellten Leitungsstäbe sind in den Tabellen VI bis DC angegeben.The procedure of Example 3 was repeated 4s wherein the final annealing was carried out at temperatures between 700 and 9 ck) ⁰ C and the definitive Querschnktsverminderung while maintaining the other conditions as shown in Tables VI to IX, was varied. The coercive force (Hc) and the magnetic induction (B ₁₀₀ ) of the conductor rods produced in this way are given in Tables VI to DC.

Tabelle VITable VI

Koerzitivkraft [Hc) in Oe Temperatur dar abschließenden Glühbehandlung: 700"C Coercive force [Hc) in Oe Temperature of the final annealing treatment: 700 "C

Endgültige
Querechnittsverminderung Final
Cross section reduction

75
92
9775
92
97

ADAD

55
44
3655
44
36

4Of)4Of)

47 46 41 Aiishärtungstempcratur in ' C47 46 41 Aiishardening temperature in 'C

500500

37 38 3437 38 34

600600 700700 800800 900900 2828 2020th 1010 2.52.5 2929 2222nd 99 33 3333 2121 1111

Tabelle VIITable VII

Magnetische Induktion (B₁₀₀) in Kilogauß Temperatur der abschließenden Glühbehandlung: 700°CMagnetic induction (B ₁₀₀ ) in kilogauss. Temperature of the final annealing treatment: 700 ° C

EndgültigeFinal ADAD 400400 AushiirüingslemperaturClosing temperature 500500 fi(X)fix) in Cin C 7(X)7 (X) 8(X)8 (X) 9(X)9 (X) Querschnitts
verminderung
in %Cross-sectional
reduction
in % 8,88.8 12,412.4 14,014.0 15,015.0 15,515.5 15,215.2 16,016.0 7575 10,010.0 12,012.0 14,314.3 15,515.5 15,715.7 15,415.4 15,415.4 9292 11,011.0 13,613.6 14,514.5 17,217.2 17,017.0 15,815.8 16,116.1 9797

Tabelle VIIITable VIII

Koerzitivkraft (Wc) in Oe Temperatur der abschließenden Glühbehandlung: 900°CCoercive force (Wc) in Oe Temperature of the final annealing treatment: 900 ° C

EndgültigeFinal
Oiierschnitts-Cross section
verminderungreduction
in %in % ADAD 400400 AushüAushü
5(X)5 (X) rtungstemperaturcuring temperature
600600 in Cin C
7(X)7 (X) 800800 900900 7575 3737 4646 4242 3131 2626th 66th 2,52.5 9292 3939 5151 4141 3131 2424 99 2,52.5 9797 3434 4444 5454 2626th 2222nd 1010 2,52.5

Tabelle IXTable IX

Magnetische Induktion [B_{Q0] in Kilogauß Temperatur der abschließenden Glühbehandlung: 900°CMagnetic induction [B _{Q0 ] in kilogauss temperature of the final annealing treatment: 900 ° C

EndgültigeFinal ADAD 400400 AushärtungstemperaturCuring temperature 500500 600600 in Cin C 70()70 () 800800 900900 QuerschnittsCross-sectional 7,57.5 8,28.2 8,88.8 11,211.2 14,114.1 15,315.3 15,515.5 verminderungreduction 9,29.2 12,012.0 14,014.0 14,814.8 14,414.4 15,615.6 15.515.5 in %in % 10,110.1 12,412.4 13.413.4 16,516.5 15,415.4 15,415.4 15,415.4 7575 9292 9797

Aus den Tabellen VI und VIII ist ersichtlich, daß die Koerzitivkraft (Wc) bei einer Aushärtungstemperatur von annähernd 400° C ein Maximum erreicht und dann mit zunehmender Alterungstemperatur abnimmt. Die Koerzitivkraft (Wc) Hegt bei einer Aushärtungstemperatur oberhalb 800° C unterhalb etwa 10 Oe. Die magnetische Induktion (ßioo) nimmt im allgemeinen bei einer Zunahme der endgültigen Quei ichnittsverminderung und der Aushärtungstemperatur zu.From Tables VI and VIII it can be seen that the coercive force (Wc) reaches a maximum at a curing temperature of approximately 400 ° C and then decreases with increasing aging temperature. The coercive force (Wc) lies at a curing temperature above 800 ° C below about 10 Oe. Magnetic induction (ßioo) increases in the generally with an increase in the final reduction in size and the curing temperature.

Beispiel 5Example 5

Das Verfahren nach Beispiel 3 wurde wiederholt, wobei die abschließende Glühbehandlung bei 700, 900 und 1100° C und die Aushärtungsbehandlung bei 600° C durchgeführt wurden. Die endgültige Querschnittsverminderung betrug 92%. Alle übrigen Bedingungen blieben unverändert.The procedure according to Example 3 was repeated, the final annealing treatment at 700, 900 and 1100 ° C and the hardening treatment at 600 ° C were carried out. The final reduction in area was 92%. All other conditions remained unchanged.

In Fig. 10 sind die Hysteresisschleifen der so hergestellten Leitungsstäbe dargestellt. In dieser Figur kennzeichnen die mit den Bezugszeichen Γ, 2 und 3 markierten Kurven die Daten der Leitungsdrähte bei den Temperaturen 700,900 bzw. 1100° C in der abschließenden Glühbehandlung. In Tabelle X sind die wesentlichsten den Hysteresisschleifen entsprechen Daten angegeben.In Fig. 10, the hysteresis loops are those so produced Line rods shown. In this figure, denote by the reference symbols Γ, 2 and 3 marked curves show the data of the conductor wires at temperatures 700.900 and 1100 ° C in the final Annealing treatment. In Table X the most important ones correspond to the hysteresis loops Dates given.

Tabelle X
HysteresisschleifeTable X
Hysteresis loop

Wie aus Fig. 10 ersichtlich, ist sowohl das Re eckverhältnis als auch der Kur/enfüllfaktor »rr größer, je geringer die Temperatur der abschließer Glühbehandlung ist.As can be seen from Fig. 10, both the Re corner ratio as well as the course fill factor »rr greater, the lower the temperature of the final annealing treatment.

Es wurde bei den Legierungen eine RöntgenstrAn X-ray streak was used for the alloys

fi5 beugung durchgeführt und das Folgende ermil Die der abschließenden Glühbehandlung bei e Temperatur von 700° C ausgesetzte Legierung eine gemischte Phase aus einer α-Phase mit einer rafi5 diffraction performed and the following ermil The alloy subjected to the final annealing treatment at a temperature of 700 ° C a mixed phase of an α-phase with an ra

Temperatur derTemperature of B₁₀₀ B ₁₀₀ BrBr HcHc abschließendenfinal in Kilogaußin kilogauss in Kilogaußin kilogauss in Cin C GlühbehandlungAnnealing treatment in-Cin-C 16,216.2 16,016.0 2929 700700 15,015.0 14,514.5 3131 900900 14,514.5 12,512.5 3!3! 1 1001 100

zentrierten kubischen Gitterstruktur und einer j--Pha.se mit einer flächenzentrierten kubischen Gitterstruktur auf. Im Gegensatz hierzu zeigte die einer abschließenden Glühbehandlung bei einer Temperatur oberhalb 900° C ausgesetzte Legierung eine einzige Phase, nämlich eine j-Phase. Außerdem wurde festgestellt, daß die die gemischte Phase aufweisende Legierung hinsichtlich der plastischen Verarbeilbarkeil. des Rechteckigkeitsverhältnisses und des Kurvenfüllfaktors überlegen ist und sich deshalb ausgezeichnet als halbhartes magnetisches Material eignet.centered cubic lattice structure and a j--Pha.se with a face-centered cubic lattice structure. In contrast, the one showed a final Alloy exposed to annealing treatment at a temperature above 900 ° C, a single phase, namely a j-phase. It was also found that the alloy having the mixed phase with regard to the plastic processing wedge. the squareness ratio and the curve fill factor is superior and is therefore excellent as a semi-hard magnetic material.

Beispiel 5Example 5

Das Verfahren gemäß Beispiel 5 wurde wiederholt, wobei die Aushärtungsbehandlung bei den in Tabelle XI angegebenen verschiedenen Temperaturen durchgeführt wurde. Die Koerzitivkraft (Wc) der so behandelten Legierung ist in Tabelle XI und in F i g. 11 veranschaulicht. In F i g. 11 geben die mit den Bezugszeichen 1, 2 und 3 versehenen Kurven die Daten der Legierungen an, die der abschließenden Glühbehandlung bei 700, 900 bzw. 1100° C ausgesetzt wurden.The procedure according to Example 5 was repeated, except that the curing treatment was carried out in the case of those in Table XI indicated different temperatures was carried out. The coercive force (Wc) of the treated Alloy is shown in Table XI and in FIG. 11 illustrates. In Fig. 11, the curves denoted by the reference numerals 1, 2 and 3 give the data of Alloys that were subjected to the final annealing treatment at 700, 900 or 1100 ° C.

•10• 10 .100.100 Tabelle XITable XI 400400 500500 G(X)G (X) 700700 800800 900900 4444 '5,5'5.5 4646 3636 2929 2222nd 99 3,53.5 Temperatur
der abtemperature
from the 3939 4747 Koerzitivkraft (Wc) in OeCoercive force (Wc) in Oe 5151 4141 3131 2424 99 2,52.5 schließendenclosing 3131 3737 Aushärtungstempcralur in CHardening temperature in C 4141 3636 3131 2626th 1212th Glüh-Incandescent behandiungtreatment in Cin C 700700 900900 11001100

Wie aus Tabelle XI und F ig. Il ersichtlich, erreicht die Koerzitivkraft (Wc) bei einer Aushärtungstemperatur von annähernd 400 C ein Maximum und füllt dann mit zunehmender Aushärtungstemperatur ab. Ist die Aushärtungstemperatur höher als 800C, dann liegt die Koerzitivkraft (Wc) unterhalb etwa 10 Oe. Die Aushärtung soll deshalb vorzugsweise bei einer Temperatur nicht oberhalb 800"C durchgeführt werden.As shown in Table XI and Fig. Il can be seen, reaches the coercive force (Wc) at a curing temperature of approximately 400 C and then fills with increasing curing temperature. Is the curing temperature higher than 800C, then the coercive force (Wc) is below about 10 Oe. The curing should therefore preferably be carried out at a temperature not above 800.degree.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verwendung einer Legierung, bestehend aus1. Using an alloy consisting of (a) Kobalt, (b) Eisen (c) Nickel und Id₁) Niob oder Id₂) Niob und wenigstens einem Metall aus der Gruppe Tantal, Titan, Vanadium, Zirkonium, Molybdän, Chrom und Wolfram, mit der Maßgabe, daß das Gewichtsverhältnis von (a) Kobalt zu(a) cobalt, (b) iron (c) nickel and Id ₁ ) niobium or Id ₂ ) niobium and at least one metal from the group tantalum, titanium, vanadium, zirconium, molybdenum, chromium and tungsten, with the proviso that that Weight ratio of (a) cobalt to (b) Eisen im Bereich von 3:2 bis 1:2 und das iq Gewichtsverhältnis von (c) Nickel zu (b) Eisen im Bereich von 1:1 bis 1:3 und der Anteil von (d,) oder (di) 1 bis 5 Gewichtsprozent der gesamten Legierung beträgt, sowie den üblichen herstellungsbedingten Verunreinigungen, die bei 600 bis 900° C ausgehärtet und danach mit Zwischenglühungen bei Temperaturen von mindestens 600° C um mindestens 75% kaltverformt worden ist, als halbharten magnetischen Werkstoff. (b) iron in the range of 3: 2 to 1: 2 and the iq Weight ratio of (c) nickel to (b) iron in the range from 1: 1 to 1: 3 and the proportion of (d,) or (di) 1 to 5 percent by weight of the total alloy, as well as the usual manufacturing-related ones Impurities that hardened at 600 to 900 ° C and then with intermediate annealing has been cold-worked by at least 75% at temperatures of at least 600 ° C, as a semi-hard magnetic material. 2. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 und behandelt nach Anspruch 1, die nach der Kaltverformung bei maximal 800° C erneut geglüht worden ist, für den Zweck nach Anspruch 1.2. Use of an alloy of the composition according to claim 1 and treated according to claim 1, which has been re-annealed after cold working at a maximum of 800 ° C, for the Purpose according to claim 1. 3. Verwendung einer Legierung der Zusammensetzung nach Anspruch 1 und behandelt nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Komponente (d₂) aus weniger als 30% eines oder mehrerer der Metalle Tantal, Titan, Vanadium, Zirkonium, Molybdän, Chrom und/ode.- Wolfram und Rest Niob besteht, für den Zweck nach Anspruch 1.3. Use of an alloy of the composition according to claim 1 and treated according to claim 1 or 2, in which the component (d ₂ ) consists of less than 30% of one or more of the metals tantalum, titanium, vanadium, zirconium, molybdenum, chromium and / ode .- Tungsten and the remainder niobium, for the purpose according to claim 1.