Способ получения ленты из высокотвердого магнитного сплава пермаллойного класса

 

Изобретение относится к металлургии и способам термообработки сплавов с высокой проницаемостью, преимущественно к сплавам пермаллойного класса, легированным тугоплавкими элементами и используемым для головок магнитной записи. Ленту получают закалкой расплава на вращающуюся водоохлаждаемую поверхность. Термообработку проводят в вакууме в интервале температур 800 - 1000^oС в зависимости от состава 1 - 1,5 ч. Для сплавов системы Nl-Fe-Nb температуру отжига выбирают из соотношения где k = 404 - коэффициент пропорциональности; C - содержание Nb в сплаве. Предлагаемый способ позволяет получить ленту с микрокристаллической структурой, повысить твердость и эффективную магнитную проницаемость на частотах 0,5 - 1,0 МГц. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии и способам термообработки сплавов с высокой магнитной проницаемостью, преимущественно к сплавам пермаллойного класса, легированным тугоплавкими элементами и используемым для головок магнитной записи. Цель повышение твердости и увеличение эффективной магнитной проницаемости на частотах 0,5-1,0 МГц. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения преимущественно микрокристаллической ленты из высокотвердого магнитного сплава, включающем выплавку, получение ленты и термообработку, включающую охлаждение со скоростью 200-300^оС/ч, микрокристаллическую ленту получают закалкой расплава на водоохлаждаемую вращающуюся поверхность с размером кристаллитов до 10 мкм, а термообработку ведут нагревом в вакууме с остаточным давлением не менее 10^-1 Па до 800-1000^оС с выдержкой 1,0-1,5 ч и охлаждением со скоростью 200-300 град/ч. Кроме того, для сплавов пермаллойного класса системы Ni-Fe-Nb температуру отжига выбирают из соотношения Т_отж. k , где k 404 коэффициент пропорциональности; С содержание Nb в сплавах NiF-Fe-Nb при 6≅Nb≅8,5 (мас.). В предложенном способе ленту получают закалкой расплава на водоохлаждаемую поверхность, что обеспечивает получение сплава со значительно более мелкими размерами зерна, чем в способе-прототипе. Это позволяет получить более высокую твердость полученной ленты, а также способствует увеличению эффективной магнитной проницаемости в интервале частот 0,5-1,0 МГц вследствие измельчения эффективного размера магнитных доменов. Получение микрокристаллической ленты с размером кристалла более 10 мкм приведет к резкому снижению твердости и возможности выпадения частиц второй фазы, что будет отрицательно сказываться на величине высокочастотной эффективной магнитной проницаемости. Величина среднего размера зерна сплавов по нижнему пределу ограничивается возможностями установки для быстрой закалки сплавов. Величина остаточного давления не должна превышать 0,1 Па, так как повышение остаточного давления выше этого предела вызывает внутреннее окисление по границам зерен и выделение большого количества неметаллических включений, что ухудшает уровень магнитных характеристик сплавов. Величина остаточного давления по нижнему пределу ограничивается возможностями вакуумной печи, где проводится отжиг сплавов. Выбор температуры нагрева ленты в интервале 800-1000^оС позволяет получить максимальное значение твердости сплавов и их эффективной магнитной проницаемости. При увеличении температуры нагрева выше 2000^оС в сплавах начинается интенсивный рост зерен, что резко снижает как прочность, так и магнитную проницаемость на частотах 0,5-1,0 МГц. При уменьшении температуры нагрева до ниже 800^оС магнитная проницаемость сплавов не достигает необходимых значений. Выдержка сплавов после нагрева в течение 1-1,5 ч позволяет достичь оптимального уровня магнитной проницаемости. Увеличение времени выдержки до свыше 1,5 ч вызывает появление частиц второй фазы в структуре сплавов, что приведет к снижению эффективности магнитной проницаемости. При увеличении времени выдержки до менее 1 ч не получит должного развития процесс рекристаллизации, а следовательно, не могут быть получены необходимые значения эффективной магнитной проницаемости. Охлаждение сплавов со скоростью 200-300^оС/ч позволяет получить высокие значения эффективной магнитной проницаемости сплавов. Увеличение скорости охлаждения до свыше 300^оС/ч вызывает появление внутренних напряжений в ленте, что снижает уровень эффективности магнитной проницаемости. При уменьшении скорости охлаждения до 200^оС/ч получают развитие процессы ближнего атомного упорядочения, которые имеют место в пермаллое ниже точки Курнакова, что обуславливает снижение уровня эффективной магнитной проницаемости сплавов. Выбор температуры отжига по зависимости Т_опт. k для сплавов системы Ni-Fe-Nb (при 6≅Nb≅8,5 мас.) вызван повышением температуры начала рекристаллизации при увеличении количества Nb в сплавах. Температура начала рекристаллизации обеспечивает высокий уровень эффективной магнитной проницаемости сплавов на высоких частотах. Предложенное техническое решение имеет отличительные от прототипа признаки, следовательно, оно соответствует критерию изобретения "новизна". Сравнение заявленного технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявленное решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". П р и м е р. Способ осуществляют следующим образом. Заготовки сплава, содержащие 16 мас. Fe, 6,5 мас. Nb, остальное Ni, выплавляют в вакуумной индукционной печи с последующей разливкой в изложницу диаметром 20 мм, изготовленную из нержавеющей стали. Ленты сплава получают путем расплавления заготовки в кварцевом тигле в вакууме. При этом расплав нагревают до 1350-1450^оС и затем охлаждают на медном диске-холодильнике со скоростью 10⁶ К/с на установке закрытого типа "Ротор-3М". Полученную ленту нагревают в вакуумной печи с остаточным давлением 10^-2 Па до 800^оС, выдерживают при этой температуре в течение 1 ч и охлаждают со скоростью 200^оС/ч. Результаты испытаний, а также остальные примеры осуществления способа с различными технологическими параметрами приведены в таблице. Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемый способ получения сплавов обеспечивает более высокие (в 2-3 раза) динамические магнитные свойства на частотах 0,5-1,0 МГц и улучшает их твердость в 1,4-2,3 раза по сравнению со способом получения ленты, выбранным в качестве прототипа.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЛЕНТЫ ИЗ ВЫСОКОТВЕРДОГО МАГНИТНОГО СПЛАВА ПЕРМАЛЛОЙНОГО КЛАССА, включающий выплавку расплава, получение ленты и термообработку, заключающуюся в нагреве до 800 - 1000^oС, выдержке в течение 1 - 1,5 ч и охлаждении со скоростью 200 - 30 К/ч, отличающийся тем, что, с целью получения микрокристаллической структуры, повышения твердости и эффективной магнитной проницаемости на частотах 0,5 - 1,0 МГц, ленту получают закалкой расплава на водоохлаждаемую вращающуюся поверхность, а термообработку ведут в вакууме с остаточным давлением не более 0,1 Па. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для сплавов системы Ni - Fe - Nb температуру нагрева T_oтж выбирают из соотношения где C - содержание ниобия в сплаве (мас.%).

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2