WARSCHAU OPIS PATENTOWY^ N. V. Philips' Gloeilampenfabrieken, Eindhoven I

Transkrypt

1 Wydan 0 maja 1942 URZĄD PATETWY w WARSHAU PIS PATETWY r 068 KI. 18 d, 2/10- IU 191M. V. Philips' Gleilampenfabrieken, Eindhven I Spsób bróbki cieplnej twrzywa służąceg d wyrbu magnesów stałych Zgłszn 1 marca 197 Udzieln 2 luteg 1942 Pierwszeństw: 17 marca 196 (iemcy! Wynalazek niniejszy dtyczy spsbu przeprwadzania bróbki cieplnej twrzy wa służąceg d wytwarzania magnesów stałych. Znane jest wytwarzanie magne sów stałych ze stpów żelaza zawierają cych 50% niklu, 1 50% tytanu i ewentualnie 0,01 50% kbaltu, przy czym»tp mże pnadt zawierać jeden lub kilka takich pierwiastków, jak miedź, mlibden, wlfram, chrm, aluminium, arsen, wanad lub mangan, w ilści d 20%. Przy tym stpy zawierające tytan w il ści 8,1 40% są uznane za najkrzyst niejsza W celu bróbki cieplnej tych stpów zaleca się chłdzenie w frmie dlewni czej metalwej lub pdbnej. Pdbna metda dlewnicza zapewnia, jak wiad m, bardz szybkie chłdzenie. Badania w tej dziedzinie wykazały rów nież, że wzmiankwane pwyżej znane st py zawartści 8,1 40% tytanu wymagają w celu uzyskania zadwalających właści wści magnetycznych materiału, niezależ nych d wymiarów wyknanych z nich magnesów, zastswania mżliwie szybkie g chłdzenia. Stwierdzn nawet, że trwa łść właściwści magnetycznych tych st pów jest tym większa, im szybciej dbywa się chłdzenie. W praktyce jednak warunek ten sta nwi wielką niedgdnść, pnieważ p-

2 dbne dstatecznie szybkie chłdzenie przy użyciu dstępnych śrdków chłdzą cych mżna uzyskiwać tylk przy wyr bie dlewów mniejszych, ciężarze np gramów. Przy wytwarzaniu d lewów większych, np. magnesów stałych ciężarze kł gramów, d statecznie szybkieg chłdzenia i tym sa mym pżądanych magnetycznych właści wści nie mżna uzyskać wskutek znacz neg zapasu ciepła w tych dlewach. Stwierdzn również, że gdy uda się raz uzyskać przy wyrbie mniejszych d lewów wymagane szybkie chłdzenie, t przeważnie magnesy stałe nie nadają się d użytku ze względów mechanicznych, gdyż wykazują szkdliwe rysy lub nawet zupełnie pękają. W przeciwieństwie d znanych pglą dów, że tylk stpy zawartści 8,1 40% tytanu są najlepsze na magnesy stałe, stwierdzn według wynalazku, że właśnie stpy zawartści mniejszej niż 8 / tyta nu psiadają najkrzystniejsze właściwści zarówn magnetyczne, jak i mechaniczne, lecz tylk w razie uczynienia zadść pew nym warunkm, a mianwicie p pierwsze stp pwinien zawsze zawierać aluminium, a p wtóre pwinien być chłdzny stsun kw pwli. prócz teg wynalazek ni niejszy piera się na stwierdzeniu, że za wartść aluminium nie mże być dwlna, lecz pwinna się ńiieścić w kreślnych granicach. Magnes stały, wyknany według wyna lazku, psiada wartść BH równą c naj mniej 150 i jest utwrzny ze stpu żelaza, który bk zanieczyszczeń zawiera 1 22% niklu, 6 0% kbaltu, 0,5 8% tytanu i 4 11,5% aluminium. Stswnie d spsbu według wynalazku stp ten z staje chłdzny bądź bezpśredni ze sta nu ciekłeg, bądź też p pnwnym grza niu g d wyskiej temperatury (hmgeni zującej), przy czym szybkść chładzania d temperatury leżącej w zakresie tempe ratur pmiędzy 950 i punktem tpnienia d temperatury kł 650 pwinna wynsić najwyżej 8 na sekundę, p czym dalsze chłdzenie stpu d temperatury pkj wej uskutecznia się w spsób dwlny, np. w pwietrzu. Pwlne chłdzenie, zastswane we dług wynalazku i wynszące c najwyżej 8 na sekundę, pzwala również na wy knywanie większych magnesów stałych ciężarze np gramów przy użyciu śrdków chłdzących, dstępnych w praktyce. Dzięki pwlnemu chłdzeniu unika się również pwstawania rysów i pęk nięć w dlewach. Stsunkw niewielka za wartść tytanu pzwala na bniżenie ceny trzymywaneg stpu. Spsób według wynalazku pzwala na wyknywanie magnetycznych stpów sta lwych, które psiadają równe, a w wielu przypadkach krzystniejsze właściwści magnetyczne aniżeli stpy dużej zawar tści tytanu. Stpy te p namagneswaniu wykazują remanencję kł gausów i siłę kercyjną kł 9 erstedów, przy czym wykazują najwięk szą wartść ilczynu BH kł 150, a nawet pwyżej 2. Wyrób tych stpów stalwych mże być uskutecznia ny przez dlewanie lub też w znany sp sób, plegający na tym, że dpwiednie składniki, najlepiej w pstaci stpów wstęp nych lub pśrednich, miesza się ze sbą w stanie rzdrbninym, następnie stłacza się i wreszcie spieka się. Szczególnie krzystne właściwści st pu trzymuje się w razie dbrania zawar tści tytanu i aluminium tak, żeby ich suma wynsiła kł 9 15%, a najlepiej k ł 11%. Zawartść 0,5 8% tytanu mżna uzy skać przez ddanie żelaz-tytąnu, który w zależnści d swej jakści zawiera kł 20 40% tytanu. W tym przypadku jed- 2

3 nak trzeba uwzględnić zawarte w żelaztytanie dmieszki i zanieczyszczenia, np. Al, Si, u, Mn. W szczególnści należy uważać, aby zawartść krzemu w żelaztytanie nie była zbyt duża, tak aby p wytwrzeniu stpu magnetyczneg zawar tść jeg była mniejsza niż l /, w prze ciwnym bwiem razie wpływałaby na nie krzystnie na magnetyczne właściwści stpu. Mangan, znajdujący się w stpie, zasadnicz wcale nie zmienia jeg właści wści magnetycznych. Pdane najwyższe zawartści prcen twe niklu, kbaltu i tytanu nie mgą być jedncześnie zawarte w tym samym st pie, gdyż w tym przypadku najlepsze wła ściwści magnetyczne nie mgłyby być na gół siągnięte za pmcą zwykłej brób ki cieplnej. Zresztą istnieje zupełna swbda w d brze pdanych zawartści prcentwych różnych składników stpu, dpóki czyni się zadść warunkwi c d łącznej zawart ści w nim tytanu i aluminium, jak również c d zawartści krzemu. bróbka cieplna mże dbywać się w rzmaity spsób. ależy tu zaznaczyć, że każdy stalwy stp magnetyczny z p daneg wyżej szeregu stpów wymaga w zależnści d sweg składu pewnej kre ślnej szybkści chłdzenia, aby w każdym przypadku mżna był uzyskać najwyższe siągalne wartści remanencji (magnetyz mu szczątkweg) i siły kercyjnej. aj krzystniejsza w pszczególnym przypad ku szybkść chłdzenia mże być ustalna za pmcą prstej próby. a gół bróbkę cieplną prwadzi się w ten spsób, że dlew grzewa się d mżliwie wyskiej temperatury, najlepiej pwyżej 1150, p czym chładza się g z ustalną na innych próbkach szybkścią, która jednak pwinna być przeciętnie mniejsza niż 8 /sek, aż d temperatury, w której hartwanie nie wywiera już k rzystneg wpływu na pżądane właściw ści magnetyczne, t znaczy d kł 650, a dalej chładza się już w spsób dwl ny, np. w pwietrzu. Śrdki chłdzące, które w niniejszym przypadku mgą być stswane z krzy ścią, są t np. ciecze, które pzwalają na pwlne hartwanie, jak np. wda glinia sta, którą stsuje się najlepiej d chłdze nia przedmitów większych rzmiarów, na stępnie pwietrze sprężne, wilgtny pia sek, pwietrze nieruchme, suchy piasek lub piece grzane d dpwiedniej tem peratury. W szczególnych przypadkach, np. przy chłdzeniu dlewów średnich rzmiarów i krzystneg ich kształtu, mżna nawet dlew chłdzić przez prsie dlanie g d dpwiedniej frmy z sucheg lub wil gtneg piasku frmierskieg. W tym przy padku dlew sam chładza się z dpwie dnią szybkścią, tak iż specjalna bróbka cieplna staje się zbędna. Dalsze ulepszenie właściwści magne tycznych, a w szczególnści zwiększenie wartści 5//max, daje się siągnąć naj częściej w ten spsób, że stp p wspm nianej bróbce cieplnej pddaje się d puszczaniu w znany spsób d temperatury 6 7, np. w ciągu kilku gdzin, ptem chłdzi się g w spsób dwlny. W celu lepszeg uwypuklenia zalet wyna lazku niniejszeg w następującej tabeli p dan tytułem przykładu pewne wartści uzyskane dświadczalnie. Wychdzi się z próbek wymiarach 10 X 2 X 1 mm pdzielnych później przed przystąpieniem d dpuszczania na kawałki wymiarach 10 X 2 X 0 mm.

4 l 1 ""t rc i Mn >r 1 ETS c i. i *» v n '» II p 2-- *. Sf t <=> "p> ytanu 1 "t c p c «+ c l l h 1 H ' ' IJ I-* - -ui II <g<g< v j c p w ytanu 1 t-t rc i- S tj H B. *j ui n p. c c / P*" 1* c > (X U 1 Vs h n»* 5 & Ś <" _*. ~.?0 asek pbkś rmie chład D- g* 2. l_k ui r" T d- HT* n U) t n <=> <=> v t t -i * p- T T 2. 'T t. v fc-> %s< 2P cr <=>c!*r <& g*" h- tr 44 sek. adza- n *"< 2 p cr c S S: 24 v * 2* * 0cj?r g: Sg h-> - adza- 56 sek. er -*<» sck. adza- a -t n & n trzu chł grz 2 h *d a w g- 2. P n-.» 2.. a. D. E' t D \ a 0 i? - P - P 9? en t t*. v > t *> > v ta -j 1 rt> r> 1 u- *d T uszcz nwn P T «-<J '2. c. &a 1-1 (Ti p -. t T») 2 <-n T jf g a* -i < 45 t 5. Ł T < s<»t - a- *» n n W T P K?r c sr- s:* w a- 2 Łr T D- ĆT * p-> J t H> t.v >: H '-k U) n "i t n> & ** Ti 'i J2. t n g- ' ó T? ** c 0 * ( T gzwykłeg s * 4

5 ależy zaznaczyć, że również w przy kładzie I zstał użyty żelaz-tytan, z któ reg bliczn pdaną zawartść tyta nu. Aluminium zawarty w żelaz-tytanie zstał również pdany w składzie stpu. Kbaltu ddaje się najlepiej w pstaci - znacznie tańszeg żelaz-kbaltu, gdyż przy wytwarzaniu maswym uzyskuje się "w ten spsób znacznie mniejsze kszty. Aczklwiek żelaz-kbalt w wielu przy padkach prócz żelaza i kbaltu zawiera miedź, tak iż w ten spsób jeszcze kł 5% teg składnika mże znaleźć się w ma gnesie stałym, miedź nie bniża magne tycznych właściwści stpu według wyna lazku, a nawet mżna przez t uzyskać pżądaną d wielu celów większą siłę kercyjną przy zawsze mniejszej remanencji. Zasadniczy warunek wytwarzania stpu według wynalazku, mianwicie, że dla siągnięcia najkrzystniejszeg BH max ptrzebne jest pwlne chłdzenie przy hartwaniu, zstaje zachwany przy dda niu miedzi w wymieniny wyżej spsób. Pnadt tytułem przykładu z dziedzi ny budwy głśników należy wspmnieć, że magnes pierścieniwy wielkści st swanej w nwczesnych głśnikach elek trdynamicznych i wyknany ze stpu, trzymaneg przez stpienie ze sbą kł 16% i, 25%, 12,5% żelaz-tytanu (c wynsi kł % tytanu) 6,8% Al, 2,5% u i żelaza, psiadał następujące wartści magnetyczne: Z?rem 90 gausów i ffker470 erstedów. Wymiary pierścienia wynsiły: średnica zewnętrzna 74 mm, średnica we wnętrzna 47 mm, grubść 7 mm. Pierścień zstał dlany i następnie grzany pnwnie d temperatury 1250, p czym był n chładzany w piasku tem peraturze pkjwej w ciągu jednej mi nuty, a następnie w pwietrzu w ciągu 4,75 minuty d temperatury kł 650. Szybkść chłajizania, wynikająca z p wyższych danych, wynsiła średni kł 1,7 /sek. Inny pierścień tych samych wymia rach, wyknany ze stpu trzymaneg przez stpienie ze sbą kł 16% i, 25%, 20% żelaz-tytanu (c dpwiada kł 4,5% Ti) 5% Al i żelaza, z zanieczyszcze niami, był chładzany p pnwnym grzaniu d temperatury kł 1250 w pwietrzu w ciągu 4 m i 10 sek d temperatury kł 650. W tym przy padku szybkść chładzania była równa kł 2 /sek. P namagneswaniu pier ścień wykazywał wartści następujące: Brem 86 gausów i ffkerc 5 erstedów. Jak przykład trzymania wartści BH max pwyżej 2 należy wymienić pnadt przypadek następujący: sprządza się stp zawierający 16% i, 25%, 4,4% Ti, 7,% Al, 1,5% u i żelaz z za nieczyszczeniami. dlew z teg stpu chładza się z szybkścią kł,5 /sek d temperatury 1250 d 6 w p wietrzu; p namagneswaniu wykazuje n remanencję 5rem = 77 gausów i siłę kercyjną //kerc = 80 erstedów czyli Mmax = 2,16 X 106. Zastrzeżenia patentwe. 1. Spsób bróbki cieplnej twrzywa służąceg d wyrbu magnesów stałych, znamienny tym, że w celu uzyskania war tści BH max równej c najmniej 150 stp żelaza, który bk zanieczyszczeń za wiera 1 22% niklu, 8 0% kbaltu, 0,5 8% tytanu i 4-11,5% aluminium, chładza się bądź bezpśredni ze stanu ciekłeg, bądź p pnwnym grzaniu d lewu d wyskiej temperatury, ze średnią szybkścią zależną d chemiczneg składu, a równą c najwyżej 8 /sek w zakresie temperatur pmiędzy 950 i punktem tpnienia d kł 650, p czym dalsze chładzanie stpu d temperatury pkj- 5.

6 wej prwadzi się w spsób dwlny, np. w pwietrzu. 2. Spsób według zastrz. 1, znamien ny tym, że stp dpuszcza się d tempe ratury kł 6 7, a następnie chładza się d temperatury pkjwej w spsób dwlny, np, w pwietrzu.. Spsób wytwarzania stpu pdda waneg bróbce termicznej według zastrz, 1 2, znamienny tym, że tytanu ddaje się d stpu w pstaci żelaz-tytanu ta kiej zawartści krzemu, aby trzymany stp zawierał mniej niż 1% krzemu.. V. Philips' Gleilampenfabrieken Zastępca: M. Skrzypkwski rzecznik patentwy Staatsdruckerei Warschau r