181438. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bórtartalmú szilicium-vas ötvözetlemezek előállítására
3 181438 4 hőkezelést igen csekély mennyiségű bőrt tartalmazó bevonattal ellátott szilícium-vas ötvözetlemezeken hajtjuk végre, a várhatónál lényegesen kedvezőbb mágneses tulajdonságokkal rendelkező termékeket kapunk. Ez a jelenség feltehetően arra vezethető vissza, hogy bőr jelenlétében a fémben másodlagos átkristályosodás megy végbe, mig ellenkező esetben ez a folyamat nem zajlik le. További vizsgálataink során azt tapasztaltuk, hogy a megfelelő mágneses tulajdonságok kialakulásához nem elegendő az, hogy a végső hőkezelést bórtartalmú szigetelő bevonattal ellátott szilícium-vas ötvözeten hajtsuk végre; a kívánt eredmények ugyanis csak akkor érhetők el, ha a végső hőkezelésnek alávetett fémanyag maga is tartalmaz csekély mennyiségű bőrt. A találmány szerinti eljárással az előzőekben idézett közleményekhez viszonyítva jelentős mértékben csökkenthetjük az öntőüstbe adagolandó bőr mennyiségét, anélkül azonban, hogy a végső hőkezelés során a kapott szilícium-vas ötvözetlemezek bórtartalomnak tulajdonítható kedvező mágneses tulajdonságok romlanának. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy reprodukálhatóan előnyös jellemzőkkel rendelkező végtermékekhez jutunk, ha a hidegen hengerelt és szénmentesített szilícium-vas ötvözetlemezekben a bértartalmat előre meghatározott kis értéken, míg a lemezre felvitt elektromosan szigetelő bevonatban a bórtartalmat ugyancsak egy előre meghatározott, az előzőtől eltérő kis értéken tartjuk. Megállapítottuk továbbá, hogy a legkedvezőbb eredmények akkor érhetők el, ha az ötvözetben és a bevonatban együttesen mérhető bértartalom nem lép túl egy előre meghatározott maximális értéket. A kedvező mágneses tulajdonságokat könnyen, reprodukálhatóan és szabályszerűen idézhetjük elő, ha az ötvözet nitrogéntartalmát meghatározott módon arányújuk az ötvözet és a bevonat együttes bórtartalmának középső-felső értékéhez. Pontosabban azt tapasztaltuk, hogy a szilícium-vas ötvözetek végső hőkezelése során még akkor is minden esetben biztosíthatjuk a másodlagos átkristályosodás lezajlását, ha az ötvözet 1,5 milliomodrész, míg a rajta lévő elektromosan szigetelő bevonat 6,0 milliomodrész bőrt tartalmaz. Az előzőekben közölt alsó határértékeket meghaladó bértartalom esetén is minden esetben kiváló mágneses tulajdonságokat biztosíthatunk, feltéve, hogy a rendszer teljes bértartalma nem haladja meg a 90 milliomodrészt, és ezen belül a végső hőkezelés kezdetekor az ötvözetlemez bórtartalma körülbelül 50 milliomodrésznél kisebb érték. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy ha az ötvözetben és a bevonatban jelenlévő bór együttes mennyisége meghaladja a körülbelül 40 milliomodrész értéket, az ötvözet nitrogéntartalmának körülbelül 70 milliomodrésznél nagyobb, célszerűen 80 milliomodrész és 90 milliomodrész közötti értéknek kell lennie annak érdekében, hogy a végső, egyszeresen orientált mágneses szilíciumvas ötvözetlemezek megfelelő mágneses tulajdonságait biztosítsuk. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy a bevonat bórtartalmának növelésével jelentősen csökken a késztermék vasvesztesége, és (az előzőnél kisebb mértékben ugyan) javul a késztermék mágneses permeabilitása. Hangsúlyozzuk azonban, hogy a bórtartalmat csak a fentiekben megadott kritikus felső koncentrációhatárig növelhetjük. Kísérleteink során azt is megállapítottuk, hogy az ötvözetekben lévő mangán és kén aránya a találmány szerinti eljárás esetén 2,5 : 1 értéket is elérhet anélkül, hogy a végtermék mágneses tulajdonságai romlanának. A korábban felsorolt felismeréseink igen meglepőek, különösen ha figyelembe vesszük, hogy a találmány szerint elérhetőtől nagymértékben eltérő eredményekhez jutunk, ha a 3 676 227 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban közölt módon bórmentes szilícium-vas ötvözetlemezek végső hőkezelésekor bórtartalmú bevonatot alkalmaznak. Az idézett szabadalmi leírás szerint bórmentes alaplemezek kezelése esetén ugyan az átlagosnál kisebb szekunder kristályszemcsék képződnek, a végtermék permeabilitása azonban nem javul; míg a találmány szerinti eljárás esetén a szemcseméret nem csökken, ugyanakkor azonban a végtermék permeabilitása jelentős mértékben fokozódik. Azt tapasztaltuk továbbá, hogy noha a találmány szerinti eljárásban viszonylag kis és pontosan meghatározott bórtartalmat kell fenntartanunk a bevonatban, ezt a bórtartalmát igen könnyen beállíthatjuk a kívánt értékre. Eljárhatunk például úgy, hogy a bőrt szuszpenzió formájában visszük fel magnéziumhidroxiddal vagy egyéb hasonló, elektromosan szigetelő anyaggal együtt a kezelendő lemez felületére; alkalmazhatjuk azonban a 3 054 732 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett bevonatfelviteli módszert is, és ezután vihetjük fel a már bevont felületre a bórvegyületet vizes oldat formájában. Az utóbbi műveletben a lemezt a bórvegyület vizes oldatába meríthetjük, vagy a bórvegyület vizes oldatával bedörzsölhetjük vagy bepermetezhetjük a lemezfelületet. Megállapítottuk továbbá, hogy a találmány szerinti eljárásban bórforrásként igen előnyösen alkalmazhatunk bórsavat (H3BO3) és/vagy nátrium-tetraborátot (Na2B407). Szakember számára nyilvánvaló, hogy a bevonat kezelésére bórforrásként egyéb vegyületeket is felhasználhatunk, amelyek a végső hőkezelés körülményei között a kívánt hatást fejtik ki. A bevonatba beépítendő bórforrással szemben támasztott alapvető követelmény az, hogy a végső hőkezelési lépésben a bórforrás bomlást szenvedjen, és az így szabaddá vált bór diffúzió útján bejusson az ötvözet felületébe. Az előzőekből nyilvánvaló, hogy a találmány szerinti új eljárással egyben új termékeket alakítunk ki. A találmány szerint előállított termékek finomszemcsés, primer módon átkristályosított, végső méretre alakított mágneses szilicium-vas ötvözetlemezek, amelyek bórtartalmú bevonatot (például bőrt tartalmazó, szilícium és magnéziumhidroxid reakciójával kialakított bevonatot vagy hasonló bevonatot) hordoznak. Az ötvözetlemezben lévő bór, nitrogén, mangán és kén, valamint a bevonatban lévő bór jelenléte következtében a szilícium-vas ötvözetlemez egyszeresen orientált állapotú végtermékké alakítható, amely rendkívül értékes mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, és ugyanakkor a másodlagos átkristályosítás során a fenti tulajdonságok megjelenését előidéző borból csak igen kis mennyiséget tartalmaz, vagy ilyen eredetű bőrt egyáltalán nem tartalmaz. A találmány szerint előállított termékek továbbá szénmentesített, bevont, hidegen végső méretre hengerelt szalagok vagy lemezek lehetnek, amelyek a bevonatban és az alapötvözetben az ötvözet nitrogéntartalmához viszonyítva előre meghatározott arányban tartalmaznak bőrt. A jelenlévő bór hatására a végső hőkezelés során a lemezekben másodlagos átkristályosodás megy végbe, amelynek következtében kiváló mágneses tulajdonságokkal rendelkező végtermékek alakulnak ki. Pontosabban meghatározva, a találmány szerint előállított termékek elektromosan szigetelő réteggel ellátott, finomszemcsés, primer módon átkristályosított mágneses szilícium-vas ötvözetlemezek, amelyek 3—50 milliomodrész bőrt tartalmaznak, és amelyeken vékony, szorosan tapadó, vízben oldhatatlan kalcium-, magnézium-, mangán- vagy alumíniumhidroxidból kialakított, bőrt tartalmazó bevonat van. A bevonat előnyösen a szilícium-vas ötvözetlemezhez 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
