SU1062298A1 - Magnetically soft alloy - Google Patents

Abstract

МАГНИТОМЯГКИЙ СПЛАВ, содержащий марганец, кремний и железо, о тличающийс .   тем, что, с целью уменьшени  магнитострикции, он дополнительно содержит кобальт, алюминий и хром при следующем соотношении компонентов, мае.%: Марганец 0,5-1,5 Кремний 0,15-0,3 Кобальт 1,5-3,5 Алюминий 0,5-2,5 Хром 0,5-1,5 Железо ОстальноеMAGNETIC SOFT ALLOY containing manganese, silicon and iron, which is different. in order to reduce magnetostriction, it additionally contains cobalt, aluminum and chromium in the following ratio of components, May.%: Manganese 0.5-1.5 Silicon 0.15-0.3 Cobalt 1.5-3.5 Aluminum 0.5-2.5 Chrome 0.5-1.5 Iron Else

Description

Изобретение относитс  к металлу гии, к магнитом гким сплавам с ос быми физическими свойствами и пред назначено .дл  изготовлени  гермети зированных магнитоуправл емых контактов (герконов) с низким уровнем динамического шума. Известна сталь l ,. содержаща  мае.%: Углерод 0,1-0,9 Кремний 0,1-3,0 Кобальт 0,1-20 Хром2-7,5 Алюминий 0,2-6 Железо . Остальное Данна  сталь относите к классу полужестких магнитных материалов, имеющих величину коэрцитивной силы более 800 А/м вследствие повышенного содержани  углерода. Кроме того , повышение содержани  хрома свыше 2% и алюмини  свыше 3% приводит к резкому росту коэрцитивной силы (Н(. 160 А/м), снижению индукции (в,о ; 1,0 Тл), а также снижению технологичности материала. Известны магнитом гкие сплавы, примен емые дл  изготовлени  герконов ,. содержащие в качестве основных элементов никель и железо, леги рованные дл  улучшени  свариваемост со стеклом медью и кобальтом: 52Н . 47НД, 47Н5К 2 . J Данные сплавы имеют значени  маг . нитострикцииJ 5 Р3.вноа (23-25)- 10, в результате чего при переключении герконов возникает динамический шум пор дка 10 мВ. По этой причине спл вы пермаллойного класса не могут примен тьс  в герконах дл  коммута ции сигналов низкого уровн . Известны магнитом гкие сплавы со значением магнитострикции Д g близким к 0. Это высоконикелевые пермаллои типа 79НМ, Однако матери лы данного класса не могут примен ть .с  дл  производства герконов и за низкой величины магнитной индукции B(Q 0,7 Тл значение индук ции в поле 10 Э) . Наиболее близким к предлагаемом по технической сущности и достигае мому результату  вл етс  сплав 52 следующего химического состава, мае.% : . Никель 51-53 Углерод 0,05 . Кремний О,02 Марганец 0,04 Железо Остальное Однако известный сплав не может примен тьс  дл  производства герко нов с низким Уровнем шума из-за бо шой величины .магнитострикции д c23ilO. Целью изобретени   вл етс  снижение величины магнитострикции (при этом величина В,о 1,4 Тл, а коэрцитивна  сила и 60 А/м).. Эта цель достигаетс  тем, что маг-, нитом гкий сплав, содержащий марганец , кремний и железо, дополнительно содержит кобальт, алюминий и хром при следующем соотношении компонентов , мае,, %: Алюминий 0,5-2,5 Марганец 0,5-1,5 Кремний 0,15-0,3 Кобальт 1,5-3,5 ХромО , 5-1,5 ЖелезоОстальное Добавки кобальта к железу повышают значение В, сохран   при этом низкое значение коэрцитивной силы. Увеличение содержани  кобальта свы- ше 3,5% приводит к значительному возрастанию Н, , снижение кобальта менее 1, 5% уменьшает величину В, Алюминий снижает значение магнитострикции до нул , однако введение его в сплав свыше 2,5% приводит к резкому охрупчиванию последнего и снижению технологической пластичности металла, при содержании алюмини  менее 0,5% не обеспечиваетс  получение нулевого значени  Магнитострикции . Добавки хрома улучшают коррозионную сТЪйкость сплава, что необходимо при сваривании металла со стегклом, при содержании хрОма менее 0,5% эффективность повышени  коррозионной стойкости незначительна: увеличение хрома свыше 1,5% прИЕЮдит к резкому снижению В;(о и увеличению Не. Марганец и кремний  вл ютс  технологическими добавками при выплавке сплавов, обеспечивающие необходимую пластичность металла. Содержание марганца и кремни  менее 0,5 и 0,15%, соответственно, не обеспечивает нужного раскислени  расплава, вследствие чего металл становитс  хрупким. Увеличение содержани  марганца свыше 1,5% и кремни  свыше 0,3% ведет к снижению магнитных параметров сплава. Предлагаемлй сплав имеет значение Л 5 близкое к О, индукцию , 1,5 Тл, коэрцитивную силу Hj. 50 А/м. Сплав хорошо свариваетс  со стеклом, образу  плотный прочный спай-. Сплавы выплавл ют в вакуумной индукционной печи по технологии, прин той дл  выплавки сплавов пермаллойного класса. Химический состав сплава приведен в табл.1. Свойства предлагаемого сплава даны в табл.2 после отхсига в вакууме при 900.±50°С в течение 1 ч, охлажде .ние с выключенной печью. Как следует из таблицы величина магнитостр.икции предполагаемого сплава в 10-20 раз.меньше, чем у известного З . Более высокие значени  В: также благопри тны дл  геркона, так как позвол ют увеличить контактное давление и чувствительность последнего.The invention relates to metal, magnetically soft alloys with particular physical properties, and is intended for the manufacture of hermetically sealed magnetic contacts (reed switches) with a low level of dynamic noise. Known steel l,. containing May.%: Carbon 0.1-0.9 Silicon 0.1-3.0 Cobalt 0.1-20 Chromium 2-7.5 Aluminum 0.2-6 Iron. The rest of this Dunn steel belongs to the class of semi-rigid magnetic materials having a coercive force of more than 800 A / m due to an increased carbon content. In addition, an increase in the chromium content above 2% and aluminum over 3% leads to a sharp increase in the coercive force (H (. 160 A / m), a decrease in induction (V, O; 1.0 T), as well as a decrease in the processability of the material. Known magnet alloys used to make reed switches containing nickel and iron as basic elements, doped to improve the weldability with copper and cobalt glass: 52N. 47ND, 47N5K2. J These alloys have the values of magneto-nitrostrictionJ 5 P3. (23-25) - 10, as a result, when switching reed switches occurs dynamically noise is about 10 mV. For this reason, a permalloy class alloy cannot be used in reed switches for switching low level signals. Magnetic alloys with magnetostriction D g close to 0 are known. These are high nickel permalloys of type 79NM, However, materials of this class are cannot be used for the production of reed switches and for low magnetic induction B (Q 0.7 Tl value of induction in a field of 10 E.). The closest to the proposed technical essence and the achieved result is alloy 52 of the following chemical composition,May.%:. Nickel 51-53 Carbon 0.05. Silicon O, 02 Manganese 0.04 Iron Else However, the known alloy cannot be used for the production of gercones with a low level of noise due to the large magnitude of magnetostriction in c23ilO. The aim of the invention is to reduce the magnitude of the magnetostriction (with the value of B, about 1.4 T, and the coercive force and 60 A / m) .. This goal is achieved by the fact that a magnesium, nitrous alloy containing manganese, silicon and iron, additionally contains cobalt, aluminum and chromium in the following ratio of components, May ,,%: Aluminum 0.5-2.5 Manganese 0.5-1.5 Silicon 0.15-0.3 Cobalt 1.5-3.5 Chromium , 5-1.5 IronOstal Addition of cobalt to iron increases the value of B, while maintaining a low value of the coercive force. An increase in the cobalt content of over 3.5% leads to a significant increase in H, a decrease in cobalt of less than 1.5% reduces the value of B, Aluminum reduces the magnetostriction value to zero, but introducing it into the alloy above 2.5% leads to a sharp embrittlement of the latter and a decrease in the technological plasticity of the metal, with an aluminum content of less than 0.5%, a zero value of the magnetostriction is not obtained. The addition of chromium improves the corrosion resistance of the alloy, which is necessary when welding metal to steel, with a chromium content of less than 0.5%, the effectiveness of increasing the corrosion resistance is insignificant: an increase in chromium over 1.5% leads to a sharp decrease in B; (and an increase in He. manganese and Silicon are technological additives in the smelting of alloys that provide the necessary ductility of the metal. The content of manganese and silicon is less than 0.5 and 0.15%, respectively, does not provide the desired melt deoxidation, resulting in the metal mill It’s fragile. Increasing the manganese content above 1.5% and silicon above 0.3% leads to a decrease in the magnetic parameters of the alloy.The proposed alloy has a value of L 5 close to O, induction, 1.5 T, coercive force Hj. 50 A / m The alloy is well-welded to glass, forming a dense, strong weld. The alloys are melted in a vacuum induction furnace according to the technology adopted for melting permalloyed alloys. The chemical composition of the alloy is given in Table 1. The properties of the proposed alloy are given in Table 2 after drying in vacuum at 900. ± 50 ° C for 1 h, cooling with the furnace turned off. As follows from the table, the magnitude of the magnetostriction of the proposed alloy is 10–20 times less than that of the well-known Z. Higher values of B: are also beneficial for a reed switch, as they allow an increase in the contact pressure and sensitivity of the latter.

Технологи  изготовлени  проволоки из предлагаемого сплава не отличаетПример Н 1кель Кобальт The technology of manufacture of wire from the proposed alloy does not distinguish. Example N 1kel Cobalt

1,5 2,0 3,5ь1.5 2.0 3.5

52,052.0

с  от технологии изготовлени  проволоки из магнитом гких материалов пермоллойного класса.From the technology of making wire from permolayer grade soft magnetic materials.

Экономичебкий эффект от использовани  предлагаемого сплава составит 300 тыс. руб. в год.The economic effect of using the proposed alloy will be 300 thousand rubles. in year.

Таблица 1Table 1

ЖелезоIron

1,5 1.5

0,151,5Осталь ное 1,0 0.151.5Other 1.0

0,21, ,50.21, 5

0,30,50,30,5

0,2-- 0 ,40.2-- 0, 4

Таблица 2 Алюминий I Марганец I Крюмний I Хром Химический состав, мас.% Table 2 Aluminum I Manganese I Cruminium I Chromium Chemical composition, wt.%

Claims (1)

МАГНИТОМЯГКИЙ СПЛАВ, содержащий марганец, кремний и железо, о тличающийс. я тем, что, с целью уменьшения магнитострикции, он дополнительно содержит кобальт, алюминий и хром при следующем соотношении компонентов, мас.%: 0,5-1,5 0,15-0,3 1,5-3,5 0,5-2,5 0,5-1,5 ОстальноеMAGNETIC SOFT ALLOY containing manganese, silicon, and iron. I mean that, in order to reduce magnetostriction, it additionally contains cobalt, aluminum and chromium in the following ratio of components, wt.%: 0.5-1.5 0.15-0.3 1.5-3.5 0, 5-2.5 0.5-1.5 Else Кремний Кобальт Алюминий Хром ЖелезоSilicon Cobalt Aluminum Chrome Iron