Аморфный сплав на основе кобальта с улучшенным состоянием поверхности

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к аморфным сплавам, преимущественно на основе кобальта с улучшенным состояние поверхности. Цель: введение в сплав дополнительно поверхностно-активных компонентов: галий, олово, индий, висмут, свинец, кадмий, цинк в количестве 0,005 - 0,4 ат. % . Улучшением состояния поверхности удается повысить магнитную проницаемость аморфных магнитных сплавов. Сплав имеет следующий химический состав, ат. % : Fe 2 - 10; Si 5 - 10; В 5 - 20; Ni или Cr, и/или Мо, и/или W, и/или V, и/или Nb, и/или Та, и/или Ru, и/или Ti, и/или Zr 0,001 - 15; один или несколько компонентов из группы, содержащей Ga, Pb, Jn, Bi, Sb, Cd, Zn 0,005 - 0,4; Со - остальное. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, а именно к аморфным сплавам.

Известен аморфный сплав на основе кобальта, содержащий железо, кремний и бор с высокой магнитной проницаемостью и близкой к нулю магнитострикцией. Для повышения магнитной проницаемости, термостабильности, коррозионной стойкости, износостойкости и других эксплуатационных характеристик сплав дополнительно содержит марганец [2,3] , хром [4,5] , рутений [6] и другие компоненты [7-9] .

Наиболее близкими признаками обладает сплав на основе кобальта [10] , выбранный в качестве прототипа, имеющий формулу (Со_1-хFе_х)_100-а-b-сМ_аSi_bВ_с, где М - один или несколько компонентов из группы, содержащей Ni, Мn, Сr, Мо, W, V, Nb, Та, Ru, Тi, Zr. Численные значения индексов находятся в интервале х= 0-0,2 и а= 0-20, b= 5-20, с= 5-20, b+с= 5-30 ат. % .

Известно [11] , что улучшение состояния поверхности аморфного сплава на основе кобальта приводит к повышению магнитной проницаемости. Поверхностно-активные компоненты улучшают смачиваемость расплавом поверхности барабана-холодильника и тем самым уменьшают количество каверн на поверхности аморфной ленты. По отношению к кобальту поверхностно-активными являются следующие компоненты: Gа, Sn, In, Вi, Рb, Сd, Zn.

Минимальное количество поверхностно-активных компонентов оценивается толщиной слоя на поверхности ленты приблизительно 0,5 нм, что соответствует содержанию ≈ 0,005 ат. % . Учитывая то, что некоторые из указанных легкоплавких компонентов имеют относительно низкую температуру кипения, вводимое количество поверхностно-активных компонентов выбирается в пределах до 0,4 ат. % . Превышение этого содержания приводит к охрупчиванию аморфной ленты.

Таким образом, предлагается аморфный сплав на основе кобальта с улучшенным состоянием поверхности, содержащий железо, кремний, бор и один или несколько компонентов из группы, содержащей никель, марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, тантал, рутений, титан, цирконий, дополнительно содержит один или несколько компонентов из группы, содержащей галлий, олово, индий, висмут, свинец, кадмий, цинк в количестве 0,005-0,4 ат. % .

П р и м е р 1. Выплавляли сплав, имеющий состав Со₆₇Fе₃Сr₃Si₁₅В₁₂. Перед разливкой в расплав вводили различное количество поверхностно-активных компонентов (ПАК). После разливки на вращающийся барабан-холодильник получали аморфную ленту толщиной 25 ± 3 мкм. На контактной поверхности ленты измеряли относительную площадь S, занимаемую кавернами. Результаты измерений представлены в табл. 1. Химический состав сплавов 2,3,4 находится в пределах заявляемого аморфного сплава на основе кобальта. Из табл. 1 следует, что поверхностно-активные компоненты улучшают состояние поверхности аморфной ленты. Введение поверхностно-активных компонентов в количестве более 0,4 ат. % способствует охрупчиванию аморфной ленты.

П р и м е р 2. Выплавляли пять сплавов на основе кобальта. Перед разливкой в расплав дополнительно вводили галлий, олово или индий в количестве 0,2 ат. % . Химический состав сплавов 6-10 находится в пределах заявляемого аморфного сплава на основе кобальта. После разливки на вращающийся барабан-холодильник получали аморфную ленту толщиной 25 ± 3 мкм. На контактной поверхности ленты измеряли относительную площадь S, занимаемую кавернами. Начальную магнитную проницаемость μ_0,08 в магнитном поле 0,08 А/м измеряли после отжига без магнитного поля. Результаты измерений представлены в табл. 2. В знаменателе указаны значения для сплавов, в которые не были введены поверхностно-активные компоненты. Из табл. 2 следует, что улучшение состояния поверхности после введения поверхностно-активного компонента приводит к повышению начальной магнитной проницаемости. (56) Заявка Японии N 54-32126, кл. С 22 С 19/07.

Патент США N 4443953, кл. С 22 С 19/00.

Заявка Японии N 60-106936, кл. С 22 С 19/07, Н 01 F 1/14.

Патент США N 4411716, кл. С 22 С 33/00, 1982.

Заявка Японии N 57-19361, кл. С 22 С 38/30, G 11 В 5/12, 1982.

Заявка Японии N 61-243144, кл. С 22 С 19/07, G 11 В 5/127, 1986.

Заявка Японии N 58-25449, кл. С 22 С 19/05, G 11 В 5/16, 1985.

Заявка Японии N 59-85835, кл. С 22 С 19/05, Н 01 F 1/14, 1984.

Патент США N 4473417, кл. С 22 С 19/07, 1983.

Заявка Японии N 61-261451, кл. С 22 F 1/10, С 22 С 19/07, Н 01 F 1/14, 1985.

Robertson J. М. , Вrouha М. , Stel Н. Н. , van der Вorst А. J. С. In. : Raрidly Quenched Мetals, Аmsterdam et al. , 1985, р. 79-82.

Формула изобретения

АМОРФНЫЙ СПЛАВ НА ОСНОВЕ КОБАЛЬТА С УЛУЧШЕННЫМ СОСТОЯНИЕМ ПОВЕРХНОСТИ, содержащий железо, кремний, бор и один или несколько компонентов из группы, содержащей никель, марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, тантал, рутений, титан, цирконий, отличающийся тем, что он дополнительно содержит один или несколько компонентов из группы, содержащей галлий, олово, индий, висмут, свинец, кадмий, цинк, при следующем соотношении компонентов, ат. % : Железо 2 - 10 Кремний 5 - 20 Бор 5 - 20 Один или несколько компонентов из группы, содержащей никель, марганец, хром, молибден, вольфрам, ванадий, ниобий, тантал, рутений, титан, цирконий 0,001 - 15 Один или несколько компонентов из группы, содержащей галлий, олово, индий, висмут, свинец, кадмий, цинк 0,005 - 0,4 Кобальт Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1