Магнитно-мягкий сплав Советский патент 1992 года по МПК C22C38/14 

Изобретение относится к области металлургии черных металлов, в частности, к магнитно-мягким материалам.

Материалы, применяемые для изготовления магнитных головок системы запись- воспроизведение, должны быть магнитно- мягкими и обладать существенной износостойкостью.

Среди магнитно-мягких материалов сплавы типа сендаст (Fe - 9,5 мас.% Si - 5,5 мае.% AI) характеризуются наибольшей износостойкостью), ). Вместе с тем, по мере развития техники видеозаписи, предусматривающей

)Прецизионные сплавы. Справочник. Под ред. Б. В. Молотилова. М/ Металлургия, 1974.448с.

)Красных В Н.. Альтгяузен О. Н„ Николаева Г. И. Сравнение свойств отечественных и зарубежных прецизионных магнитно-мягких сплавов. Обзор информ./Черметинфор- мация. М., 1980.

повышение плотности записи и применение высокоэффективных магнитных головок с малыми размерами рабочего зазора, - требования к повышению износостойкости материалов для видеоголовок растут.

В последние годы значительное повышение износостойкости литого сендаста достигается за счет введения в него твердых тугоплавких частиц (оксидов, карбидов и

др.).

Высокую износостойкость в условиях повышенной температуры и влажности имеет сплав, содержащий 3-11 % Si, 8-11 % AI, 0,1-3% TI, 0.01-3% мелких неорганических частиц, в частности . Высокими магнитной проницаемостью, износостойкостью и коррозионной стойкостью обладает сплав, содержащий 6-11% Si, 4-8% AI, 0,001-3% одного или нескольких карбидов из группы В4С. NbC, SiC, TaC, TIC, WC, 0.01- 5% одного или нескольких благородных металлов и 0,01-2% одного или более эле(Л

С

о

VI

О СЛ

I

о

ментов из группы В, Cr, Mn, Mo, Nb, Та, Т, V, W, Zn, остальное железо.

Применение сплава на основе железа, содержащего 5-12% SI, 3-8% AI, не менее одного элемента из группы иттрия и лантаноидов в количестве 0,001-0,8%, а также титан (0,4-12%) и углерод (0,1-3%), образующих карбид титана TIC (отечественный сплав 10СЮТ), позволило увеличить срок службы видеоголовок в среднем в 2 раза по сравнению с обычным сендастом без ухудшения магнитно-электрических свойств на видеочастотах 6-10 МГц. По представлению заявителей данный сплав наиболее близок к предлагаемому и может быть выбран в качестве прототипа.

При истирании магнитной лентой таких материалов, упрочненных твердыми тугоплавкими частицами, сопротивление износу оказывают, главным образом, эти частицы, расположенные в сравнительно мягкой матрице, что существенно повышает износостойкость материала в целом.

Учитывая, что степень износа таких материалов при прочих равных условиях определяется твердостью тугоплавких частиц, общим недостатком рассмотренных сплавов, в том числе и прототипа является относительно невысокая твердость этих частиц, и, соответственно, износостойкость всего сплава, не удовлетворяющая современным требованиям к материалу видеоголовок.

В связи с этим целью данного изобретения является создание литого магнитно- мягкого сплава, обладающего более высокой износостойкостью. Цель данного изобретения достигается путем введения в сплав, содержащий железоГкремний, алюминий, церий и титан, бора. Бор, введенный в сплав, образует с титаном соединение TIB2, имеющее наибольшую твердость среди карбидов, нитридов, оксидов, боридов переходных металлов. Вследствие этого износостойкость предлагаемого сплава выше, чем сплава-прототипа, содержащего вместо бора углерод, образующий менее твердое соединение .

Таким образом, новизна изобретения заключается в том, что в сплав введен бор в количестве 0,81-2 мас.%, углерод исключен, а титан введен в количестве 1,69-5 мас.%.

Отличительные признаки предлагаемого сплава, указанные в формуле изобретения, свидетельствуют о соответствии его критерию изобретения новизна, а отсутствие в доступных заявителям материалах описания сплава такого же состава и с такой

же совокупностью свойств свидетельствует о соответствии этого сплава критерию существенность отличий.

В таблице приведены характеристики

предлагаемых сплавов и известного сплава- прототипа. Из нее видно, что предлагаемые сплавы обладают существенно более высокой твердостью и износостойкостью.

На чертеже представлена частотная зависимость эффективнрй магнитной прони1 цаемости сплава-прототипа состава: железо-основа, кремний - 9,5 мас.%, алюминий - 5,5 мас.%, церий - 0,007 мас.%, титан - 0,84 мас.%, углерод - 0,2 мас.% (1

мас.% TIC), предлагаемых сплавов состава: железо-основа, кремний - 9,5 мас.%, алюминий - 5,5 мас.%, церий - 0,007 мас.%, титан-(1,69-4,13)мас.%,бор-(0,81-1,87) мас.% (2,5-6 мас.% TIB2), а также сплавов на основе сендаста с добавками 1 и 2 мас.% TIB2. Из представленного рисунка видно, что эффективная магнитная проницаемость предлагаемых сплавов (2,5-6 масс.% диборида титана) находится на достаточно высоком

уровне.

Сплавы с содержанием Т и В ниже указанных в формуле изобретения пределов обладают недостаточной износостойкостью (менее, чем на 50% превышающей износостойкость сплава-прототипа), а содержание TI и В выше верхних пределов приводит к снижению эффективной магнитной проницаемости. Более подробно эти свойства представлены в соответствующих актах испытаний.

Таким образом, предлагаемый дисперсно упрочненный сплав по сравнению с известным сплавом-прототипом обладает более высокой износостойкостью, в 1,6-2,1 раза

превосходящей износостойкость сплава- прототипа, и достаточно высокими магнитными характеристиками.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Магнитно-мягкий сплав, содержащий титан, бор, кремний, алюминий, церий и железо, отличающийся тем, что, с целью повышения износостойкости при сохранении уровня эффективной магнитной прони- цаемости, он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%: бор0,81-1,87

титан1,69-4,13

кремний5-12

алюминий3-8

церий0.001-0,8

железоОстальное

517652406

Свойства предлагаемых сплавов и сплава-прототипа

Разработан новый магнитно-мягкий сплав для магнитных головок дисперсноупрочненный либоридом титана. Целью изобретения является повышение износостойкости при сохранении уровня эффективной магнитной проницаемости сплава. Сплав на основе железа содержит, мас.%: 0,81-2 В; 1,69-5 Ti; 5-12 SI; 3-8 Af; до 0,8 Се. .По износостойкости новый сплав значительно превосходит сплавы типа сендаст марки 10СЮ-ВИ и в 1,6-2,1 раза лучше сплавов сендаст, дисперсно упрочненных карбидом титана. Сплав отличается высокой твердостью, мелкозернистой структурой (размер зерна около 30 мкм). Новый сплав отличается также достаточно высокими электромагнитными свойствами. 1 ил., 1 табл.

О- tow-W rtrtc

(Прототип) iOW-Ы /J6T.6,

-- (ОСИН ё АЪЪъ ...- OC« -6«- 3X Tl fci

,,.$iouo-бц

-., Юис-tu iGY.T&t д-toctc-ьн гд XTfbt

7 6

f

-11111111

л и to /6 18 20 22. 2ft & 28 Jo 32

%

W

f