167172. lajstromszámú szabadalom • Alumínium bázisú antimagnetikus ötvözet és eljárás az ötvözet előállítására
3 167172 4 jebb 0,7% vasat és sziliciumot tartalmazó kohóalumínium - úgy oldjuk meg, hogy az ötvözet vases sziliciumtartalmát azonos értéken tartjuk, és 0,05-0,1% titán, valamint adott esetben MgLi, illetve MgZn2 vegyületeknek megfelelő sztöchiometrikus arányban 1-1,2% lítiumot vagy 7-8% cinket ötvözünk be úgy, hogy az ötvözet mangántartalma legfeljebb 0,03%, krómtartalma pedig legfeljebb 0,05% legyen. A találmány szerinti ötvözet úgy állítható elő, hogy az öntés, homogenizálás, és képlékeny alakítás után az edzést és a végső hőkezelést úgy végezzük, hogy a szilárd oldat határa fölötti hőmérsékletről szobahőmérsékletre hűtjük, majd adott esetben a szobahőmérséklet és a Guinier-Preston zónaállapot felső határhőmérséklete közötti tartományban megeresztjük. Találmányunk alapja az a felismerés, hogy az alumínium ötvözetek alapanyagának tisztasága a szuszceptibilitás értékét lényegesen nem befolyásolja, viszont bizonyos ötvözök, nevezetesen a lítium, magnézium és a cink csökkentik az alumínium mágneses szuszceptibilitását, ha oldott állapotban vannak, illetve önálló elektron- és rácsszerkezettel nem rendelkező fázisokat, úgynevezett Guinier-Preston zónákat alkotnak. Ez a csökkentő hatás az alumínium speciális elektronszerkezetével függ össze. A fenti atomok megváltoztatják ezen szerkezetet, mivel vegyértékelektronjaiknak száma különbözik az alumíniumétól, és az alumíniumba beépülve torzítják annak kristályrácsát. Ez az elektronszerkezet megváltozás a vele összefüggő fizikai jellemzők megváltozását vonja maga után így a mágneses szuszceptibilitását is. Ezen csökkentő hatásnak van egy alsó elvi határa, amelyet az ötvöző elemek oldékonysági határa és az elektronszerkezet tulajdonsága szab meg. Ez az alsó hatás a hagyományos értelemben vett alumínium alapú ötvözeteknél 0,8 • 10"6 cgs/cm 3 térfogati mágneses szuszceptibilitást jelent. A találmány szerinti eljárással ily módon elér hető, hogy az ötvözök teljes mennyisége szilárc oldatot, illetve zónákat alkosson, ami biztosítja a kedvező mágneses tulajdonságokat és ezzel egyidejűleg a megfelelő mechanikai jellemzőket is. Abban az esetben, ha ezen ötvözök külön fázist alkotnak, ezen csökkentő hatás megszűnik, pontosabban nagyságrenddel kisebb mértékű lesz. A heterogénizáló hőkezelések azért rontják az ötvözet szuszceptibilitását. Ugyancsak rontja a szuszceptibilitást a mangán és a króm, már kis mennyiségben is. Célszerű a találmány szerinti ötvözetben a különböző fémoxidok mennyiségét minimálisra csökkenteni, minthogy az oxidtartalom mind a mágneses, mind a technológiai tulajdonságokat rontja. Az oxidtartalom csökkentése megoldható például öntés közben végzett szűréssel. A találmány szerinti ötvözetben előforduló vas és szilícium ezen aránya biztosítja ugyanis, hogy a kivált vas- szilícium fázis úgynevezett diamágneses fázis lesz, amely a mágneses szuszceptibilitást tovább csökkenti. Minthogy a kohóalumínium vastartalma általában nagyobb, mint sziliciumtartalma, a kivánt arányt célszerűen szilícium beötvözésével lehet beállítani. Jelentős szerepe van még a találmány szerinti 5 ötvözetben a titánnak is. Ezen ötvöző szemcsefinomító hatása ugyanis úgy javítja a technológiai tulajdonságokat, hogy a mágneses tulajdonságokat nem rontja. A találmány szerinti ötvözetben szereplő lítium, 10 vagy cink ugyancsak javítják a mechanikai tulajdonságokat is, minthogy a hőkezelések során kiváló MgLi és MgZn2 vegyületek úgynevezett kiválásos keményedést eredményeznek. A találmány további részleteit kiviteli példák 15 segítségével ismertetjük. 1. példa 20 Az alapanyag 0,25% vasat és 0,17% sziliciumot tartalmazott. Az előállítás során az ötvözetbe 0,1% sziliciumot vittünk be. Az ötvözet 0,07% titánt, 7,5% cinket, és 2% magnéziumot tartalmazott. Az ötvözetben 0,02% mangán és 0,05% króm volt. Az 25 ötvözetet tuskóöntéssel készítettük, majd 470-480 C°-on 12 órán keresztül homogenizáltuk és levegőn lehűtöttük. Az anyagot ezután képlékenyen alakítottuk, a nagy cink tartalmú alumínium ötvözetek alakításánál szokásos paraméterek 30 mellett. 10 mm átmérőjű mintákat készítettünk, majd az edzést 480 C°-on végeztük, 50 perc hőntartással. Az anyagot vízben hűtöttük. A végső hőkezelést kétféle módon végeztük el. 35 Az egyik részt 120C°-on megeresztettük 12 órás hőntártással. Az ötvözet másik részének hőkezelését szobahőmérsékleten történt hevertetéssel oldottuk meg. A hevertetés ideje három hónap volt. 40 A kész antimagnetikus ötvözetek mechanikai és mágneses tulajdonságait az 1. táblázatban mutatjuk be. 1. táblázat 80,2 őB x Anyag (Kp/mm*) (kp/mm2 ) (cgs/cm 3 ) megeresztett 40-42 48-50 1,25—10~6 hevertetett 25-26 38-40 1,2—10~6 2. példa 55 Lítium és magnézium tartalmú ötvözetet készítettünk 99,5%-os tisztaságú alumínium alapanyagból. Az alapanyag sziliciumtartalma 0,17%, vastartalma 0,26% volt. A gyártás során az előző 60 példához hasonlóan 0,1% sziliciumot ötvöztünk be. Az ötvözet lítiumtartalma 1,5%, magnéziumtartalma 4%, titántartalma 0,09% volt. Az ötvözet 0,02% mangánt, és 0,04% krómot tartalmazott. Az ötvözetet félfolyamatos tuskóöntéssel készítettük, 65 50% káliumklorid - 50% lítiumklorid fedősót 2
