181438. lajstromszámú szabadalom • Eljárás bórtartalmú szilicium-vas ötvözetlemezek előállítására
I 181438 ábrán szemléltetjük. A két legkisebb bórtartalmú ötvözet esetén észlelhető nagymértékű javulás legnagyobb részben a permeabilitás javulásának tulajdonítható; míg a nagyobb bórtartalmú ötvözetek esetén, ahol a permeabilitás csak kis mértékben vagy egyáltalán nem változik, a körülbelül 1,11 W/kg értékű vasveszteség-csökkenés tipikusan jellemző a laboratóriumi és üzemi körülmények között előállított végtermékekre egyaránt. 6. példa Egy további kísérletsorozatban, amelyben a találmány szerinti új eljárás teljesítményhatárait vizsgáljuk, a 3 095 843 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett módon, BOF szilícium-vas ötvözetből az alábbi kereskedelmi összetételű ömledéket állítjuk elő: 11 szilícium 3,10% réz 0,29% mangán 0,033% kén 0,019% szén 0,024% bór 0,0015% nitrogén 0,0058% Az ömledék fennmaradó részében vasat tartalmaz. Az ömledéket a 3 905 843 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban közöltek szerint dolgozzuk fel. A hidegen hengerelt és szénmentesített lemezekből szalagokat vágunk, és a szalagokból Epstein-kötegeket készítünk. A szalagok némelyikére az 5. példa szerint magnéziumoxidbevonatot viszünk fel, majd a bevont szalagokat bórsavoldattal dörzsöljük be, és így a 3. ábrán feltüntetett, körülbelül 10 milliomodrész és 90 milliomodrész között változó bórtartalmú mintákat alakítjuk ki. A szalagok fennmaradó részét bórsavat is tartalmazó magnéziumoxid-bevonattal látjuk el; e mintákban a bórtartalom a 3. ábrán feltüntetett módon 10 milliomodrész és 70 milliomodrész között változik. A kezelt, valamint a bőrt nem tartalmazó magnéziumoxid-bevonattal ellátott szalagmintákból Epstein-kötegeket készítünk, a kötegeket végső hőkezelés céljából 800 C°-ra előhevített térbe helyezzük, és 40 C°/óra sebességgel 1175 C°-ra hevítjük fel. Ez utóbbi hőmérsékletet 4 órán át tartjuk fenn. Az így kapott, végső hőkezelésnek alávetett minták mágneses tulajdonságait megvizsgáljuk. A vizsgálatok eredményeit a 3. ábrán mutatjuk be. A szemcseméretet néhány minta esetén szintén meghatározzuk. A kontroliminta (ahol a szilícium-vas ötvözet számára a bevonatból nem áll rendelkezésre bór) esetén 9,8 mm-es szemcseméretet, míg a bórtartalmú bevonattal ellátott minták esetén 15 milliomodrész bórtartalomnál 11,3 mm-es, 30 milliomodrész bórtartalomnál 10,4 mm-es, és 60 milliomodrész bórtartalomnál 11,5 mm-es szemcseméretet észleltünk. Ez utóbbi adatok ellentétben állnak a szakirodalom azon állításával, hogy az 1,11 W/kg értéket megközelítő vasveszteség-csökkenés esetén a szemcseméret 12 mm-ről 4 mm-re csökken. A 3. ábrán bemutatott görbékből nyilvánvalóan megállapítható, hogy ha a bórtartalmú szilícium-vas ötvözetek bevonatához bőrt adunk, jelentős mértékben csökken a vasveszteség, ugyanakkor ennél kisebb mértékben javul a permeabilitás (azaz ha a bevonatból (5—10) — 90 milliomodrész bór áll az alapötvözet rendelkezésére, a permeabilitás csak viszonylag kis mértékben javul). 7. példa Egy további, az 5. példában ismertetetthez hasonló kísérletsorozatban légindukciós kemencében, laboratóriumi méretekben 11 ömledékmintát állítunk elő. Az ömledékeket argon-fedőgázban állítjuk elő, és az ömledéken öntés előtt argont buborékoltatunk keresztül, míg más esetekben fedőgázként nitrogént alkalmazunk és/vagy az ömledéken öntés előtt nitrogéngázt buborékoltatunk keresztül. Ha gázként kizárólag argont alkalmazunk, a legkisebb nitrogéntartalmú öntött termékekhez jutunk, míg a legnagyobb nitrogéntartalmú öntött termékeket akkor kapjuk, ha gázként kizárólag nitrogént használunk fel. Valamennyi öntvényminta 3,1% szilíciumot, 0,1% rezet és 0,03% krómot tartalmaz. Az öntvénymintákból az 1. példában ismertetett módon hidegen hengerelt szalagokat készítünk. A szalagok összetételét a 6. táblázatban közöljük. 6. táblázat 12 Hidegen hengerelt szalagok elemzési adatai Minta száma Mn,% s,% c,% B, ppm N, ppm 20. 0,025 0,011 0,036 7,8 42 21. 0,027 0,010 0,035 6,2 48 22. 0,025 0,010 0,033 9,2 84 30. 0,025 0,010 0,033 51,0 84 23. 0,027 0,013 0,036 6,7 43 24. 0,025 0,014 0,029 7,2 55 25. 0,025 0,013 0,030 7,7 62 26. 0,025 0,013 0,030 8,2 72 27. 0,024 0,017 0,030 6,3 42 28. 0,024 0,018 0,032 5,9 60 29. 0,025 0,019 0,031 6,7 93 A hidegen hengerelt mintákból Epstein-szalagokat vágunk, és a szalagokat körülbelül 21 C° harmatpontú hidrogénáramban, 800C°-on 0,01%-nál kisebb széntartalomig szénmentesítjük. A szalagokat ezután körülbelül 40 mg/ szalag súlynövekedés eléréséig magnéziumoxid-tejjel dörzsöljük be, majd a szalagokat (a kontroli-minták kivételével) 0,5%-os vagy ennek többszörösét kitevő koncentrációjú vizes bórsav-oldatba merítjük. A végső hőkezelés előtt a bevonatok bértartalmát elemezzük. Az elemzési adatok szerint a kezelő oldat bórtartalmának növelésével a bevonat bértartalma lényegében lineárisan fokozódik; 0,5%-os koncentrációnövekedésre a teljes mintasúlyra vonatkoztatva körülbelül 12 milliomodrésznyi bértartalom-növekedés esik. A végső hőkezelés során a mintákból Epstein-kötegeket készítünk, a kötegeket 40 C°/óra sebességgel 800 C°-ról 1175 Ca-ra hevítjük fel, majd 3 órán át ez utóbbi hőmérsékleten tartjuk. A,kapott végtermékek permeabilitás-adatait a 4., 5. és 6. ábrán tüntetjük fel; ezeken az ábrákon a mintákat a kéntartalom figyelembevételével csoportosítottuk. Az ábrákon a végső hőkezelésre kerülő szalagok nitrogéntartalmát is feltüntettük. Ezen túlmenően a 4—6. ábrán több ponton feltüntettük a mért vasveszteség-értékeket. Minden esetben azt tapasztaltuk, hogy bórtartalmú bevonat alkalmazása esetén javulnak a végtermék mágneses tulajdonságai; a legnagyobb mértékű javulás a kis kéntartalmú, nagy nitrogéntartalmú mintáknál észlelhető. Bórmentes bevonat alkalmazása esetén mind a négy kis kéntartalmú mintában elsődlegesen normál szemcseméret-növekedés megy végbe, míg ha a bevonathoz bőrt adunk, a nagy nitrogéntartalmú alapötvözetben teljes mértékű másodlagos átkristályosodás zajlik le. A közbenső kéntartalmú minták elemzési adataiból is egyértelműen megállapítható, hogy nagy permeabilitás nagy nitrogén-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 6
