Способ изготовления марганец-цинковых ферритов для сердечников магнитных головок Советский патент 1989 года по МПК B22F3/14 B22F3/24 H01F1/34 

JO

15

20

25

поликристаллического и монокристаллического ферритов вырезают заготовки,- шлифуют и полируют их поверхности и | накладывают друг на друга полированными поверхностями, После нагрева сборки до температуры на ниже температуры горячего прессования поликристаллнческих образцов прикладывают давление, после чего продолжают нагрев под давлением до пературы на 30-80°( выше гемперзт-оы горячего прессоваьи образца из аи- ликристаллическо о ферритт. После выдержки снимают давление, пповодят охлаждение, а после охлаждения мопо- кристаллическую заготовку сошлифст-ы- вают.

Приложение давления к образцам при температуре на 20-40°С ниже температуры синтеза горячепрессованного феррита обеспечивает создание плотного контакта между ними и монокристаллическим ферритом до начала интенсивного роста зерен поликристаллического феррита. На этой стадии происходит исчезновение границы монокристаллического феррита с теми зери,ч.да поликристаллического феррита, которые имеют ту же кристаллографлче кую ориентацию, что и монохт.исталл. 1 ри не вышении температуры в- печи создаются условия для преимущес-г енного госле- дующего роста этих выступов мон-кристалла За счет поглощения более мелких зерен„

Продолжакщийся иагрнв до температуры более высокой, чем температура синтеза горячепрессованного феррита на 30-80°С, приводит вследствие повышения концентрации катионовых вакансий к быстрому смещению границы монокристалла вглубь поликристаллического феррита, т.е. к его монокристаллизации. Происходящее при этом увеличение среднего размера зерна прликристалличёского феррита вызывает уменьшение скорости смещения границы монокристалла, а затем и полную ее остановку. Таким ббразом, происходит монокристаллизация только поверхностного слоя поликристалла.

разницы в коэффициентах термического расширения исходного монокристалла и поликристаллического феррита в спеченной композиции возника- 55 ют макронаиряжения, что ведет к образованию микротрещйн при- ее резке на заготовки сердечников магнитных головок, Сопшифовывание с поверхности

1482768 -4

полученного комбинированного Феррита Исходного монокристалла приводит к перераспределению и релаксации макро- напряжений, что позволяет значительно повысить выход годных Лерритовьтх сердечников.

Примеры осуществляли следующим об-- разом.

Из марганец-цинковой шихты заданп,„ М

35

40

45

50

ного химического состава, мас,%:

Fe50, 52,5, ZnO 22,5,

MnO 25,0 изготавливается при 12АО°С методом горючего прессование образец высоко- ш птного поликристалгического ферри- I с пористостью 0,2% и средним размером зерна мкм, В качеств образцов монокрнсталлического феррита исполь-.-от феррит марки 6000 МК. Образцы ..оаикристалличесю- го а монокриста,нличес :сь о марганец- цинкоиого ферритов шлифуется с двух сторон, затем одна поверхность полируется до шероховатости менее 0,1 мкм. Из образца поликристаллического горячепрессованного феррита нарезаются заготовки в виде брусков с размерами MMS из монокристалла - пластины с размерами мм. Заготовки монокри- таллического феррита накладываются полированной поверх- ностью на заготовки поликристаллйчес- кого феррита. сборка помещает- ся внутрь карбидокремниевой пресс- формы, от стенок которой она изолируется засыпкой из электрокорунда о Пресс-форма устанавливается в печь для горячего прессования. Скорость нагрева печи 7-9°С/мин. При температуре 1200-1220°С (на 20-ДО°С ниже температуры горячего прессования) прикладывается давление воздуха 6 МНа. 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 изотермическая вы- держка в течение 10 мин. После выдержки давление снимают. Охлажедние ферритовых образ ов после снятия давления проводился с печью. Образцы извлекаются из пресс-формы и очищаются от прилипших частиц электро- s корунда. Затем заготовка монокристал- лического феррита ссшшфовывавя сл с поверхности поликристалличйского образца, ,после чего из него н р заются заготовки сердечников маг иных головок. После операции рез и поверхность сердечников для магьктных гоJO

Из марганец-цинковой шихты зад

ного химического состава, мас,%:

5

0

5

5

5

0

5

0

Fe50, 52,5, ZnO 22,5,

MnO 25,0 изготавливается при 12АО°С методом горючего прессование образец высоко- ш птного поликристалгического ферри- I с пористостью 0,2% и средним размером зерна мкм, В качеств образцов монокрнсталлического феррита исполь-.-от феррит марки 6000 МК. Образцы ..оаикристалличесю- го а монокриста,нличес :сь о марганец- цинкоиого ферритов шлифуется с двух сторон, затем одна поверхность полируется до шероховатости менее 0,1 мкм. Из образца поликристаллического горячепрессованного феррита нарезаются заготовки в виде брусков с размерами MMS из монокристалла - пластины с размерами мм. Заготовки монокри- таллического феррита накладываются полированной поверх- ностью на заготовки поликристаллйчес- кого феррита. сборка помещает- ся внутрь карбидокремниевой пресс- формы, от стенок которой она изолируется засыпкой из электрокорунда о Пресс-форма устанавливается в печь для горячего прессования. Скорость нагрева печи 7-9°С/мин. При температуре 1200-1220°С (на 20-ДО°С ниже температуры горячего прессования) прикладывается давление воздуха 6 МНа. 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 изотермическая вы- держка в течение 10 мин. После выдержки давление снимают. Охлажедние ферритовых образ ов после снятия давления проводился с печью. Образцы извлекаются из пресс-формы и очищаются от прилипших частиц электро- s корунда. Затем заготовка монокристал- лического феррита ссшшфовывавя сл с поверхности поликристалличйского образца, ,после чего из него н р заются заготовки сердечников маг иных головок. После операции рез и поверхность сердечников для магьктных головок подвергается контрольному осмотру с помощью микроскопа при увеличении хЮО. Сердечники, имеющие н поверхности микротрещины, отбраковываются. В зависимости от параметров процесса спекания комбинированного феррита определяется процент выхода годного без сошлифовки и после сошли фовки 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 поликристаллического феррита, процента выхода годного до и после операции сошлифовки исходного монокристалла от температуры начала и окончания процесса.

Как следует из данных табл.1, в случае приложения давления при низ50°С

ких температурах - на и более ниже температуры синтеза горячепрессованного феррита - уменьшается выход годных сердечников из-за образования трещин при резке. При этих температурах феррит имеет недостаточ ную пластичность, и приложение давления приводит к возникновению больших напряжений, микротрещин в материале. Повышение температуры, при которой прикладывается давление, ведет к увеличению пластичности феррита, 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-ДО°С ниже темпера

а

10

4827686

туры 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 (менее 200 мкм) монокристаллический слой. Как следует из данных табл.2, оптимальной температурой, до которой необходимо про- , водить нагрев,с точки зрения получе- 25 ния плотного (пористость менее 0,3%) монокристаллического слоя толщиной

15

20

0

0

5

5

0

5

более 200 мкм, должна быть температура на 30-80°С выше температуры горячего прессования поликристаллических 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 76-87%.

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

Формула изобретения

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

заготовок, шлифовку и полировку поверхностей образцов монокристаллического феррита, вырезку из них заготовок, наложение заготовок из поликристаллического 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 го

ловок, приложение давления осуществляют при температуре на 20-40°Г. ниже температуры горячего прессования образцов поликристалли ческого феррита, выдержку под давлением осуществляют в процессе Hai- рева до температуры на 30-80°С выше температуры горячего прессования образцов поликристаллического феррита, а после охлаждения заготовку из монокристаллического феррита со- шлифовывают.

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.

А - толщина монокристаллического слоя на поверхности поликристаллического

феррита должна быть более 200 мкм. - изготовление проводили известным (2) -способом при температуре 1250 С.

Таблица 1

Таблице 2