[其他]高磁导率耐磨合金及其生产方法

说明书

本发明涉及高磁导率耐磨合金[基本上由Ni（镍）、Nb（铌）、和Fe（铁）组成]及其生产方法，该合金包含Ni（镍）、Nb（铌）和Fe（铁）主要成分和至少一种次要成分，该次要成分从下列各组元素中选择：Cr（铬）、Mo（钼）、Ge（锗）、Au（金）、Co（钴）、V（钒）、W（钨）、Ta（钽）、Cu（铜）、Mn（锰）、Al（铝）、Si（硅）、Ti（钛）、Zr（锆）、Hf（铪）、Sn（锡）、Sb（锑）、Ga（镓）、In（铟）、Tl（铊）、Zn（锌）、Cd（镉）、稀土元素、铂系金属、Be（铍）、Ag（银）、Sr（锶）、Ba（钡）、B（硼）、P（磷）和S（硫）。

迄今为此，磁带录音机的录放磁头等都工作在交流磁场中，因此要求所使用的磁合金，在高频磁场中具有高有效磁导率和良好的耐磨性，因为它们与滑动着的磁带接触。近来，用作磁头的耐磨磁合金有Fe-Si-Al系合金的Sendust（铁硅铝磁合金）和MnO-ZnO-Fe₂O₃合金的Mn-Zn铁氧体。然而，这些合金的缺点是，它们又硬又脆以致无法锻造和轧制，并必须专门对磁头芯进行既费力又耗时的切削和研磨加工处理，因此这种产品非常昂贵。尽管铁硅铝磁合金（.Sendust）具有高磁通量密度，但无法将其加工成薄片，因此在高频磁场中，它存在着有效磁导率较低的缺点。铁氧体有效磁导率高，但存在饱和磁通量密度（约4，000高斯）低的缺点。另一方面，Ni-Fe系合金的坡莫合金饱和磁通量密度高，然而，它存在着有效磁导率低的缺点。尽管通过锻造、轧制或冲压能够容易地大量生产坡莫合金，但它也存在着耐磨性低的很大缺点。

以前本发明者发现，通过锻造很容易加工和处理Ni-Fe-Nb系合金和Ni-Fe-Ta系合金，并且它们的硬度和磁导率高，因此很适于用作磁头的磁合金，并提出专利申请，因而成为美国专利Nos.3，743，550和3，785，880。

以后，本发明者生产了用作磁头磁合金的Ni-Fe-Nb系和Ni-Fe-Ta系合金薄片。结果，本发明者发现了一个很大问题，也就是，由于磁带滑动接触，薄片磁头的耐磨性显著地随生产薄片工艺中的加工和热处理方式而变化，而薄片的耐磨性相当低，经常取决于加工和热处理方式。

本发明的目的是，消除或减轻上述先有技术的缺点、缺陷和问题。

本发明的另一目的是，提供一种不同于先有合金的高磁导率耐磨合金。

通过本发明实现这些目的。

为了仔细研究Ni-Fe-Nb系和Ni-Fe-Ta系合金上述问题的原因，本发明者进行了一系列的系统研究，并研究了这些合金的磨损或磨蚀现象。结果，发现这些合金的磨损并不首先决定于它们的硬度，而是与取决于这些合金薄片生产方式的再结晶结构密切有关。

尽管众所周知，一种合金的磨损现象显然取决于合金的晶体取向，并且在合金内存在着晶体的各向异性特性，本发明者已经发现，在Ni-Fe-Nb系和Ni-Fe-Ta系合金中，合金易于沿｛100｝〈001〉晶向磨损，并且由于〈112〉取向的某种旋转引起的｛110｝〈112〉和｛311｝〈112〉晶向能提供极好的耐磨性。换言之，本发明者已经发现，通过形成｛110｝〈112〉+｛311｝〈112〉再结晶结构，能够明显地提高Ni-Fe-Nb系和Ni-Fe-Ta系合金的耐磨性。

为了得到Ni-Fe-Nb系和Ni-Fe-Ta系合金的｛110｝〈112〉+｛311｝〈112〉再结晶结构，本发明者进行了许多基于上述发现的研究。

尽管已经知道，在冷轧以后，在Ni-Fe系二元合金中将形成｛110｝〈112〉+｛311｝〈112〉加工聚集（worked    aggregated）晶体结构，该晶体结构的高温热处理使｛100｝〈001〉再结晶结构得以发展，本发明者已经发现，通过将Nb和（或）Fe加入Ni-Fe系二元合金，借此降低堆垛层错能（stacking    fault    energy），以至少约50%的加工率冷加工添加合金，以及在至少约900℃的高温下加热冷加工了的合金，能够有效地形成｛110｝〈112〉+｛311｝〈112〉再结晶结构，从而显著地提高耐磨性。

通过将Nb和（或）Ta加入Ni-Fe系二元合金，改进合金的电阻率，并且合金的晶粒变细，因而交流磁场中的涡流损失减少，使合金的有效磁导率增加。