Магнитно-мягкий сплав на основе никеля
Патент 572518
Авторы
Магнитно-мягкий сплав на основе никеля
Иллюстрации
Реферат
пц 5725IS
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 12.04.76 (21) 2346013/02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет
Опубликовано 15.09.77. Бюллетень № 34
Дата опубликования описания 05.10.77 (51) М.Кл 2 С 22С 19/03
С 22С 19/05
Государственный комитет
Совета Министров СССР по делам иоооретений и открытий (53) УДК 669.24-018.58 (088.8) (72) Авторы изобретения К. Д. Мартьянова, T. И. Щербакова и Б. И. Путимцев (71) Заявитель Центральный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт черной металлургии им. И. П. Бардина
Д Г((54) мАГнитнО-мяГИНЙ сплАВ нА ОЕИОВе H НФВнй ф1С ",," y
ВМ1е л у Ц
Изобретение относится к области металлургии сплавов, а именно сплавов, содержащих никель и железо в качестве основы и предназначенных для сердечников ма гнитопроводов вьесокочувствительной и высокоточной аппаратуры.
Известны магнитно-мягкие сплавы на железо-никелевой основе, например сплавы, содержащие (%) 78,5 — 80,0 никеля; 3,8 — 4,1 молибдена; 0,30 — 0,50 кремния; 0,6 — 1,1 марганца; остальное железо (1) и 79 — 81,5 никеля; 1,1—
1,5 кремния; 0,6 — 1 марганца; 2,6 — 3,0 хрома; остальное железо (2), используемые для сердечников трансформаторов, работающих в слабых переменных магнитных полях. Известные сплавы имеют сравнительно невысокие значения, начальной проницаемости в .постоянных и переменных полях, малую стабильность начальной проницаемости в климатическом интервале температур от минус 60 до плюс
120 С.
Так, в лентах толщиной 0,02 мм начальная проницаемость в постоянном поле указанных сплавов находится в пределах 20000—
28000 Гс/Э, в переменном поле частотой
15 кГц проницаемость этих сплавов не,превышает 22000 Гс/Э. При изменении температуры окружающей среды от плюс 20 до минус 60 С начальная проницаемость указанных сплавов может изменяться в пределах + 60%, а при изменении температуры от 20 до 120 С от — 30 до +70%.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является магнитно-мягкий сплав на основе никеля следующего химическою состава, вес. %:
Ва надий 2,2 — 6,0
Железо 11,7 — 16,0
Ни,кель Остальное (3)
Наиболее высокими показателями из всей группы сплавов обладает сплав следующего химического состава, вес. :
Ванадий 4,8 — 5,1
15 Никель 83,0 — 84,5
Железо Остальное. .причем содержание примесей в сплаве составляет (%) не более 0,2 марганца, 0,05 кремния, 0,01 углерода и серы.
20 Известный сплав (3) в ленте толщиной
0,07 мм имеет проницаемость в постоянном поле 100000 Гс/Э, в ленте 0,02 мм — 80000 Гс/Э.
Изменение проницаемости этого сплава при изменении температуры окружающей среды от
25 плюс 20 до минус 60 С составляет до 65%, от
20 до 120 С вЂ” до 30%. Коэффициент амплитудной нестабильности начальной проницаемости, характеризующий линейность зависи,мости проницаемости от поля в области сла30 бых полей — до 15 1/Э.
572518
0,005 — 0,05
60000
Таблица 1
Состав", вес. %
Проницаемость в поле
0,001Э, Гс/Э
Сплав
Се
Мп
Ni
87600
0,02
0,03
0,02
0,01
0,02
0,005
0,005
0,005
0,33
0,26
0,36
0,32
0,32
1,0
0,33
0,05
82,2
82,4
83
83
83
83
83,5
82,2
0,03
4,9
4,4
5,0
4,9
4,7
5,2
3,9
3,9
0,17
0,46
0,18
0,17
0,19
0,40
0,55
0,30
0,37
0,30
0,05
0,05
0,007
0,02
0,9
0,05
1,0
" Остальное — железо.
Этого уровня свойств недостаточно для создания высокоточной и надежной в эксплуатации аппаратуры с высоким и стабильным уровнем выходных параметров.
Целью изобретения является повышение проницаемости в слабых постоянных и переменных полях,:повышение стабильности проницаемости в климатическом интервале температур, повышение линейности проницаемости:при изменении поля, Для достижения указанной цели в сплав на никелевой основе, содержащий ванадий и железо, дополнительно введен по крайней мере один элемент, выбранный из труппы, содержащей церий и фосфор, и по крайней мере один 15 элемент, выбранный из группы, содержащей кремний, хром и марганец, при следующем соотношении компонентов, вес. :
Ванадий 3,5 — 5,2 железо 7,2 — 14,34 20
По крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей церий и фосфор
По крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей кремний, хром и марганец 0,05 — 1,0
Никель Остальное
Суммарное содержание кремния, хрома и мартанца не должно превышать 2,5 вес. %.
Ниже, приведены показатели сплава (легирование в термообработанном виде).
Начальная магнитная проницас- 35
МОСТЬ В ПОСТОЯННОМ поле, Гс/Э 85000 †1500
Начальная магнитная проницаемость при частоте 15 кГц (в лентах толщиной 40
0,02 мм), Гс/Э
Максимальная магнитная проВ табл. 2 приведены значения начальной проницаемости в постоянном и переменных поницаемость в постоянном поле, Гс/Э 200000 — 400000
Коэрцитивная сила, Э 0,007 вЂ,02
Индукция насыщения, Гс 6000
Коэффициент амплитудной нестабильности,проницаемости (в области слабых полей), 1/Э 5 — 10
Температурный коэффициент начальной проницаемости, %/ С, для интервала температур, С: от минус 60 до плюс 20 0,5 от 120 до 20 0,25
Температура Кюри, С 360
Термическая обработка сплава заключается в отжиге в вакууме или водороде при 900—
1100 С с регулируемым охлаждением в интервале 600 — 300 С (20 — 100 С/ч).
Редкоземельный элемент церий, отличающийся большим химическим средством к металлоидам, способствует раскислению, десульфурации и моди фицированию сплава; фосфор снижает содержание тазов.
Кремний, марганец, хром, применяемые в качестве .раскисляющих и легирующих элементов, повышают электросопротивление сплава, улучшают температурную стабильность и ли,нейность проницаемости в слабых полях.
При легировании сплава кремнием обеспечивается высокая начальная, проницаемость при значительно большей скорости охлаждения после отжига (100 С/ч).
Легирование сплава церием и фосфором позволяет получать высокую проницаемость при выплавке сплава из,дешевых шихтовых материалов (например, на феррованадии, содержащем значительное количество примесей, %: 1 — 2 Si; 0,1 — 0,2 А1; до 0,10С; до 003S; до
2 Сг; до 1 Мп; до 0,07 Р).
В табл. 1 даны химические составы предлагаемого сплава и проницаемость, лях частотой 1 и 15 кГц нескольких предлагаемых сплавов в лентах толщиной 0,02 мм.
572518
Таблица 2
Проницаемость в поле 0,001Э для частоты, кГц
Сплав
40000 †480
48000 †750
50000 †800
Известный* (3) "" Состав, вес. Y.: 83 — 84,5 Ni, 4,8 — 5,1 V, не более 0,2 Мп, не более 0,05 Я, не более 0,01 С и S, остальное Fe.
Составитель Г. Дудик
Тскрсд М. Семенов
Коррсктор Н. Аук
Рсдактор Е. Хорина
Заказ 2217/9 Изд. № 731 Тира>к 778
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Я-35, Раугиская аб., д. 4/5
Подпнснос
Типография, пр. Сапунова, 2
Начальная магнитная проницаемость плавок всех приведенных составов при изменении температуры от .плюс 20 до минус 60 С изменяется на 30 — 40о/о, лри изменении температуры от 20 до 120 С вЂ” на 10 — 25 /о.
Коэффициент амплитудной нестабильности проницаемости (в области слабых полей) равен 5 — 10 1/Э.
Формула изобретения
Ма гнитно-мягкий сплав на основе никеля, содержа1ций ванадий и железо, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения проницаемости в постоянных и переменных полях, увеличения линейной зависимости проницаемости от поля и стабильности проницаемости при изменении температуры, он дополнительно содержит ло крайней мере один из элементов, выбранный из,группы, содержащей церий и фосфор, и по крайней мере один из элементов, выбранный из труппы, содержащей кремний, хром и марганец, при следующем соотношении компонентов, вес. /о.
Ванадий 3,5 — 5,2 железо 7,2 — 14,34
По крайней мере один из элементов выбранный из группы, содержащей церий и фосфор 0,005 — 0,05
По крайней мере один элемент, выбранный из группы, содержащей кремний, хром и гмаргапец 0,05 — 1,0
Никель Остальное
Источники информации, 15 принятые во внимание прп экспертизе
1. Молотилов Б. В. Прецизионные сплавы, М., Металлургиздат, 1974.
2. Сб. «Прецизионные сплавы», № 1. М., Металлур|гиздат, 1972.
20 3. Патент ГДР № 51990, кл. 4011 19/00, 1966.