Способ изготовления марганец-цинковых ферритов для сердечников магнитных головок

Способ изготовления марганец-цинковых ферритов для сердечников магнитных головок

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к способу изготовления MN-ZN - ферритов для сердечников магнитных головок видеозаписывающей аппаратуры. Цель - повышение выхода годных сердечников для магнитных головок. Предварительное изготовление осуществляют горячим прессованием поликристаллических образцов и берут монокристаллические образцы из MN-ZN - ферритов. Затем из образцов вырезают заготовки, шлифуют и полируют их поверхности, накладывают одну на другую и осуществляют совместное горячее прессование. Приложение давления осуществляют при температуре на 20-40°С ниже температуры горячего прессования поликристаллических образцов. Затем, не снимая давления, осуществляют нагрев до температуры на 30-80°С выше температуры горячего прессования поликристаллических образцов. После выдержки проводят охлаждение и сошлифовку монокристаллического исходного образца. Получают поликристаллический феррит с монокристаллизованным слоем, свободным от напряжений. При последующей вырезке сердечников выход годного повышается до 76-87%. 3 табл.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHQMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ,,". Ф у ; СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1=: 1 .: - =:-::= РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4288319/31 02 (22) ?3.07.87 (46) 30.05.89. Бюл, Ф 20 (71) Московский институт стали и сплавов и Всесоюзный научно-исследовательский институт телевидения и радиовещания (72) С.С.Горелик, P.Ê.Çàëÿëåòäèíoâ и Т,М.Голобокова (53) 62 1.3 18. 134 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР н 364388, кл, В 22 F 3/14, 1971.

Yckoyama H. et а1 . Сombined Crystal-Structured Ferrites for Video

Heads. — Ferrites: Proc. of. the

Ynter. Conf., Japan, Sept. — 0ct, 1980, р,р. 679-68 1. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАРГАНЕЦЦИНКОВЫХ ФЕРРИТОВ ДЛЯ СЕРДЕЧНИКОВ

МАГНИТНЫХ ГОЛОВОК (57) Изобретение относится способу изготовления Мп-7п-ферритов для сердечников магнитных головок видеоэаписывающей аппаратуры. Цель — повышеИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу изготовления методом горячего прессования марганец-цинковых Аерритов, применяемых для изготовления сердечников магнитных головок видеозаписывающей аппаратуры.

Цель изобретения — повышение выхода годных сердечников для магнитных головок.

Изобретение основано на монокристаллизации некоторого слоя поликрис„„SU„„I 482768 А 1 (51) 4 В 22 Г 3/14 3/24 Н 01 F 1/34

2 ние выхода годных сердечников для магнитных головок. Предварительное иЭготовление осуществляют горячим прессованием поликристаллических образцов и берут монокристаллические образцы из Mn-Zn-ферритов. Затем из образцов вырезают заготовки, ллиАуют и полируют их поверхности, накладывают одну на другую и осуществляют совместное горячее прессование.Приложение давления осуществляют при температуре на 20-40 С, ниже температуры горячего прессования поликристаллических образцов. Затем, не снимая давления, осуществляют нагрев до температуры на 30-80 С выше температуры горячего прессования поликристаллических образцов. После выдержки проводят охлаждение и сошлиАовку монокристаллического исходного образца. Получают поликристаллический Аеррит с монокристаллизованным слоем, свободным от напряжений. При последующей вырезке сердечников выход годного повышается до 76-87%. 3 табл. таллического феррита при его нагреве под давлением в контакте с монокристаллическим ферритом. Экспериментально установлена взаимосвязь между условиями осуществления процесса монокристаллизации и механическими характеристиками получаемого феррита, Способ осуществляют следующим образом.

Горячим прессованием из смеси окислов получают образцы поликристаллического феррита, затем иэ образцов

14827 поликристаллического и монокристалли-. ческого Аерритон вырезают заготовки,. шлиАуют и полируют их понерхносJ.H u накладывают друг на друга полированными поверхностями. После нагрева 5 сборки до температуры на 20-40»С ниже температуры горячего прессона" ния поликристаллических образцов при- кладывают дявлени -: пас.re чего про>

l tj должают нагрев под давлением до те.:— пературы ня 30-80 с выше темпе.рат оы о горячего прессоняни образца из »иликристаллического Аеррита. Послс выдержки снимают давление, проводят охлаждение, а после охлаждения монокристаллическую заготовку сошлифо :ынают.

Приложение давления к образцам при температуре на 20->0 С ниже температур>я синтеза горячепрессованного

Аеррита обеспечинает создание плотного контакта между ними и монокристаллическим ферритом до начала интенсивного роста зерен поликристаллического Аеррита. На этой стадии происходит исчезновение границы монокристаллического феррита с теми зерна:л поликристаллического феррита, которые имеют ту же кристаллографиче -кую ориентацию, что и манок ::исталл. i ðè пс- > нышении температуры в печи соз: аюгся условия для. преимущес-:ленного госле" дуюп(его .роста этих выступов мон-кристалла эя счет поглощения более м:лких зерен„ 35

Продолжающийся нагрев до температуры более высокой, чем температура синтеза горячепрессонанного феррита на 30-80 С, приводит вследствие .по" нышения концентрации катионовых ва- 40 кансий к быстрому смещению границы монокристалла вглубь поликристаллического Аеррита, т.е. к его монокрис-, таллизации. Про .сходящее при этом увеличение среднего размера зерна 45 поликристаллического феррита вызывает уменьшение скорости смещения границы монокристалла, .а затем и полную ее остановку. Таким >збраэом, происходит монокристаллизация только 5О поверхностного слоя поликристалла.

Иэ"эя разницы в коэффициентах термического расширения исходного монокристалла и поликристаллического Аеррита и спеченной композиции возника- у ют макронапряжения, что ведет к образованию микротрещин при ее резке на заготовки сердечников магнитных го". ловок. СошлиАонывание с,поверхности

>8- 4 полученного комбинированного Аерритя исходного монокристялля принодит к перераспределению и релаксации мякронапряжений, что позволяет значительно повысить выход годных Аеррит> ных сердечников, Примеры осуществляли следующим об.разом, Из марганец-цинковой шихть> эядянкого химического состава,. мяс.7.:

Ее 0 52,5, Zn0 72,5, Ип0 25,0 изготавливается при 1240 С методом гоp:÷åão прессовани образец высокоп >>тного поликристалгического Аерри-r:" с пористастью мен е 0,27 и средним размером зерна 10-25 мкм, I1 качес>не образцов монокристаллического феррита исполь=, ..эт феррит марки

6000 ИК. Образць,оликристяллическог о я монокристы>личес о. о марганеццинкового ферритов шлифуется с двух ст< рон, затем одна поверхность полируется до шероховатости менее 0,1 мкм.

Иэ ооразца поликристялли >еского горячепрессованного феррита нарезаются заготовки н виде брускон с размерами >2>.6"5 мм, из монокристалла — . пластины с размерами 12 6"2 мм. 3ar отовки монокри"таллического Аеррита накладываются полированной поверх- ностью на заготовки поликристяллйческого феррита. За-ем сборка помещается внутрь карбидокремниевой прессформы, от стенок которой она изолиру" ется засыпкой иэ электрокорундя.

Пресс-Аорма устанавливается н печь для горячего прессования. Скорость нагрева печи 7-9 4/мин. При температуре 1200-1220 С (иа ?0-40 С ниже

/ температуры горячего прессования) прикладывается дянление воздуха

6 HIIa. Затем нагрев продолжается со скоростью 3-5 С/мин до температуры

1270-1320 С (на 30-80 С выше температуры горячего прессования), при которой делается иэотермическая выдержка в течение 10 мин. После выдержки давление снимают..0хляжедние ферритовых обраэ1:ов после снятия . давления проводи".ся с печью. Образцы извлекаются из пресс-Aopi и очищаются от прилипших частиц электро.—

> корунда. Затем заготовка мрнокристяллического феррита сошлифовываея ся с поверхности. поликристаллического образца,,после чего из него н:р эаются эаготоВии сердечников маг и:ных головок. После операции реэ и поверхность сердечнйков для маг итных го1482768 ловок подвергается контрольному ос мотру с помощью микроскопа при увеличении х100. Сердечники, имеющие на поверхности микротрещины, отбраковываются. В зависимости от параметров процесса спекания комбинированного феррита определяется процент выхода годного беэ сошлифовки.и после сошлифовки исходного монокристалла — отношение числа сердечников без микротрещин к общему числу нарезанных из образца заготовок, металлографически при увеличении 200 оценивается минимальная толщина и пористость образовавшегося монокристаллического слоя, средний размер зерен поликристаллического феррита.

В табл.1 и 2 приведены значения минимальной толщины пористости образовавшегося монокристаллического слоя; среднего размера зерна поли-. кристаллического феррита, процента выхода годного до и после операции сошлифовки исходного монокристалла от температуры начала и окончания процесса.

l0

50

Как следует из данных табл.1, в случае приложения давления при низких температурах — на 50 С и более З0 ниже температуры синтеза горячепрессованного феррита — уменьшается выход годных сердечников иэ-за образования трещин при резке ° При этих температурах феррит имеет недостаточ- З5 ную пластичность, и приложение давления приводит к возникновению больших напряжений, микротрещин в материале, Повышение температуры, при которой прикладывается давление, ве- 40 дет к увеличению пластичности ферри- та, исключает образование микротрещин, однако при уменьшении разности с температурой синтеза горячепрессованного феррита до величины менее

20 С интенсивный рост зерен начинается до окончания процесса растворения межзеренной границы между монокристаллом и зернами, имеющими ту же кристаллографическую ориентацию.

Вследствие этого наблюдается уменьшение толщины образовавшегося монокристаллического слоя до величины 200 мкм, что не позволяет изготавливать из этих образцов сердечники магнитных головок. Максимальный выход годных сердечников достигается в случае, когда давление прикладывается при температуре на 20-40 Г ниже температуры синтеза горячепрессованного феррита.

Данные табл.2 показывают, что с ростом температуры, до которой производится нагрев феррита после приложения давления, происходит увеличение среднего размера зерна, а также толщины образовавшегося монокристаллического слоя. Однако при высоких температурах наблюдается повышение пористости вследствие слияния большого числа анионных вакансий и образования внутризеренных пор. При температуре процесса, близкой к температуре горячего прессования образцов поликристаллического феррита, не обеспечивается высокая скорость движения межэеренных границ, поэтому образуется тонкий (мейее 200 мкм) монокристаллический слой. Как следует иэ данных табл.2, оптимальной температурой, до которой необходимо проводить нагрев,с точки зрения получения плотного (пористость менее 0,3%) монокристаллического слоя толщиной более 200 мкм, должна быть температура на.30-80 С выше температуры горячего прессования поликристалличес-. ких образцов, В табл.3 приведены примеры осуществления предлагаемого способа для различных ферритов, отличающихся температурой горячего прессования поликристаллических образцов.

Из данных табл.3 следует, что выбор температур начала и окончания приложения давления сохраняется для разных составов и температур горячего прессования образцов поликристаллических ферритов.

Как следует из табл. 1-3, предлагаемый способ позволяет, по сравнению с известным (2), повысить выход годных сердечников для магнитных головок с 46 до 76-87Х.

Использование изобретения позволяет повысить эффективность использования марганец-цинковых ферритов в магнитных головках.

Формула изобретения

Способ изготовления марганец-цинковых ферритов для сердечников магнитных головок, включающий горячее прессование образцов поликристаллического феррита, шлифовку и полиров ку их поверхностей, вырезку из них

1482768 заготовок, шлифовку и полировку поверхностей образцов монокристаллического Аеррита, вырезку из них заготовок, наложение заготовок из поликрис- таллического и монокристаллического ферритов друг на друга полированными поверхностями, нагрев, приложение давления, выдержку под давлением, снятие давления и последующее охлаждение,,отличающийся тем, что, с целью повышения выхода .годных сердечников для магнитных головок, приложение давления осуществляют при температуре на 20-40 С ни. же температуры горячего

1 прессования образцов поликристаллического Аеррита, выдержку под давлением осуществляют в процессе нагрева до температуры на 30-80 С выше температуры горячего прессования образцов поликристаллического Аеррита, а после охлаждения заготовку из монокристаллического феррита сошлифовывают.

Таблица 1

Разность меж- Разность межМинимальная толщина обСредний размер зерна после

Выход годных сердечников, 7 ду температурой горячего прессования и температурой начала приложения давления, С ду температурой окончания процесса и температурой

Горячего прессования, С р аз ованшегося монобеэ сошлифовки монокристаллического образца после сошлифовки исходкристаллического слоя, мкм охлаждения мкм ного моно кристаллического обраэца

* — толщина монокристаллического слоя на поверхности поликристаллического феррита должна быть более 200 мкм.

* — изготовление проводили известным (2) .способом при температуре 1250 С.

?О

0 *

121

124

129

133

141

148

152

157

161

168

173

176

178

182

48

42

53

49

48

46

38

47

39

О*

79

76

57

83

79

62

О*

87

84

82

1482768

Таблица 2

Выход годных сердечн. Х

Пористость образования моно кр55с та55л55ческого слоя, Х

P55 555IC TI МЕаду темпервту рой горячего прессования температурой окончания процесса, С

НинимальR5Ut TOJI55535 иа образовав555егося мононрист алл иве с»

Разность между темпеЬатурой горячего прессования поликристаллического

Феррита и температурой приложения давления, С дний мер на рита ле аиде мкм

СО5ВЛИмоно" аллиго слон фонтан рнстал еског слоя

* - толщина монокристаллического слоя иа поверхности поликристаллического феррята должна быть более 200 мкм

** " пористость феррита для магнитных головок должна быть менее 0,32

Таблица 3

Пористость Иинимальная образовавшегося монокристаллкческого слоя, % слоя, мкм

Соотношение компонентов феррита, мол.X

Температура горячего прессования, С

Темпера= тура начала приложения даилеФия о, Температура окончаВыход ГОд ных сер« дечников, /о ! толщина образовавшеГОСЯ МОНО ния выдержки, С кристаллического, Ре,О -52,5 И 0 - 22,5

Zn0 — 25,0

Ге 04 — 53,2

Ипо — 27,7

Zn0 — 19, 1

1240

1230 .

1200

1320 О, 15 510

1320 О, 2 670

1200 1320

1240

0,2

610

Составитель В.Туров

Техред А.Кравчук

Редактор В. Ковтун

Корректор И. Васильева

Заказ 2739/12 Тираж 711 Подписное

ВНИИПИ Государственного кОМИтета пО изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 т"535, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5;

Производственно-55ЗцатЕЛЬскнй кОМбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина„ 101

15 зо

4О

8О.

15 зо.

40:

70 во

i5 зо

4О

7О

2О го го го

2О го го эо

30, эо зо

30 эо эо

4О

69

121

134

148

162

i73

181

73

124, 157

152

176

"128

78

129

157

169

«в

184

0,1

0,1

О,1

0,1

О,1

0,15 о,э

0,i

О,1. .о,1

О,1

0,15

O 2 о,з

О,1

О,1

0,1

О,1

О,15

O 2

0,35

Э1О

37О

ss о

10S

345.

5ЗО

ii5

З7о

4ВО

580.

65О

670 .

690

46

4В

48

49

51

5О

47

44

45.46

48

49

47

41

*42

44

46

46

44 оа

80 вз

8s

86

87 о о*

79

80 вз вэ

84 ое* ое

76

78

79

8О. аг вези