Способ изготовления марганец-цинковых ферритов для сердечников магнитных головок

ТЕН сле одну на д ное горя ления на 20 рече о пре аэцов ществ 30-80 об ос на ссова разцов, лаждени ческого поликри кристал осле выди соплисходцог алличес 7 Иэо зованным ений. Пр дечников 76-87 осится способ ерритов для с оловок видеоэ ы. Цель - пов етение от ия Мппнапзке последующеи вывыход годного повь эготов ечнико в магнитныхющей аппарат%. 3 табл. 1 ШЕаетс писы Изобрете ной металлу собу иэгото прессования лличес под давлен таллически установ ритов серде ри иков кристалли теристика записывающеи аппараретеция сердечн ту ь из одцы ышение вь Способаэом. Горячим ико ма Гне 1 тнь ловок рессованием из чают образцы полррита, затем иэ еси эобретецие осн изации цекотор вано на монокрисго слоя поликрис" окислов и лического кристалбразцов,:". ФьфФ 1 СОЮЗ СОВЕТСКИХ.СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ-ф".ф ./- - . - =- РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР НИЕ ИЗОБ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский институт стали исплавов и Всесоюзный научно-ис двательский институт телевидения ирадиовещация(56) Авторское свидетельство СССРМф 364388, кл, В 22 Р 3/14, 1971.1 с 1 оуапа Н. ег а 1 . СопЬ 1 пей Ггуг.а 1-БГгцсГигес 1 Регг 1 Геэ 1 ог ЧЫеоНеайэ. - Еегг 1 гев: Ргос. оГ гпеУпСег. СопГ 1 арап, Берг. - Осг,1980, р,р. 679-68 1,(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАРГАНЕЦЦИНКОВЫХ ФЕРРИТОВ ДЛЯ СЕРДЕЧНИКОВМАГНИТНЫХ ГОЛОВОК порошкогии, в частности к сполеция методом горячего марганец-цинковых ферцяемых для изготовления гцитных головок виде 801482768 А 1 а 1 4 В 22 Г 3/14 3/24 Н 01 Р 1/34 ние выхода годных сердечников длямагнитных головок. Предварительноеизготовление осуществляют горячимпрессованием поликристаллическихобразцов и берут монокристаллическиеобразцы из Мп-Хп-ферритов, Затем иэобразцов вырезают заготовки, шлифуюти полируют их поверхности, накладывают угую и осуществляют совместее прессование.Приложение осуществляют при температуР40 Г, ниже температуры горя- сования поликристаллическихЗатем, не снимая давления, яют нагрев до температуры Гвыше температуры горячего ия поликристаллических обержки проводят оковку монокристаллиобразца. Получают ий феррит с моно- слоем, свободным о феррита при его нагреве ем в контакте с монокрисферритом. Экспер 11 менталь ена взаимосвязь между усло ствления процесса моноции и механическими харакполучаемого феррита, существляют следующим об14827 поликристаллического и монокристалли-, ческого Аерритов вырезают заготовки, шлиАуют и полируют их поверхности и накладывают друг на друга полированными поверхностями. Йосле нагрева 5 сборки до температуры на 20"ЛООС ниже температуры горячего прессова" ния поликристаллических образцов при-кладывают давление после чего про 9l у) должают нагрев под давлением до те - пературы иа ЭО-ц 0 с выше темпе.рат оыогорячего прессовани образца из поликристаллического Аеррита, Послс выдержки снимают давление, проводят охлаждение, а после охлаждения моиокристаллическую заготовку сошлифо.:ывают.Приложение давления к образцам при температуре на 20-ч.О С ниже температуры синтеза горячепрессованного Аеррита обеспечивает создание плотного контакта между ними и монокрис" таллическим Аерритом до начала интенсивного роста зерен поликристаллического Аеррита. На этой стадии происходит исчезновение границы монокристаллического феррита с теми эернаця поликристаллического феррита, которые имеют ту же кристаллографиче - кую ориентацию, что и монок 1 исталл. 1 ри пс -выленин температуры в печи созаюгся условия для. преимупгес-:ленного госле" дующего роста этих выступов мон-кристалла за счет поглощения более м:.лких зерен 35Продолжающийся нагрев до температуры более высокой, чем температура синтеза горячепрессованного Феррита на 30-80 С, приводит вследствие .по" вьппения концентрации катионовых ва кансий к быстрому смещению границы монокристалла вглубь поликристаллического феррита, т,е, к его монокрис-, таллизации. Про. сходящее при этом увеличение среднего размера зерна 45 поликристаллического феррита вызывает уменьшение скорости смещения границы монокристалла, ,а затем и полную ее остановку. Таким образом, происходит монокристаллизация только 5 О поверхностного слоя поликристалла.Иэ"эа разницы в коэффициентах термического расширения исходного моно- кристалла и поликристаллического Аеррита и спеченной композиции возника- у ют макронапряжения, что ведет к образованию микротрещин при ее резке на заготовки сердечников магнитных го" ловок. СошлиАовывание с,поверхности 68- 4полученного комбинированного Аерритаисходного монокристдлла приводит кперераспределению и релаксации макронапряжений, что позволяет значительно повысить выход годных Аерритовыхсердечников,Примеры осуществляли следующим образом,Из марганец-цинковой шихта эаданкого химического состава,. мас.7.:Ге О, 52,5, г,пО 22,5, ИпО 25,0 изготавливается при 12 чО С методом гор:чего прессования образец высокопотного поликристалгнческого ферри-.г" с пористостью мел е 0,27 и средним размером зерна 10-25 мкм, В качестве образцов монокристаллическогоферрита исполне .эт феррит марки6000 ИК, Образць ,оликристаллического л монокристы.личес;.р. о марганеццинкового Аерритов шлиАуется с двухсторон, затем одна поверхность полируется до шероховатости менее 0,1 мкм.Иэ ооразца поликристалли геского горячепрессованного феррита нарезаютсязаготовки н виде брусков с размерами 12.6"5 мм, из монокристалла - .пластины с размерами 12 д 6"2 мм. Заготовки монокри"таллического Аерританакладываются полированной поверх-ностью на заготовки поликристаллйчес.кого Аеррита. За-ем сборка помещается внутрь карбидокремниевой прессформы, от стенок которой она изолиру"ется засыпкой иэ электрокорунда.Пресс-Аорма устанавливается в печьдля горячего прессования, Скоростьнагрева печи 7-9 С/мин. При температуре 1200-1220 С (иа 20-40 С ниже/температуры горячего прессования)прикладывается давление воздуха6 ИПа, Затем нагрев продолжается соскоростью 3-5 С/мин до температуры1,270-1320 С (на 30-80 С выше температуры горячего прессования), прикоторой делается иэотермическая выдержка в течение 10 мин. После выдержки давление снимаютОхлажедниеферритовых обраэгов после снятия .давления проводи".ся с печью. Образцы извлекаютсяиз пресс-Аормьг и очищаются от прилипших частиц злектро. -корунда. Затем заготовка мрнокристаллического феррита сошлифовывавгся споверхности. поликристаллического образцапосле чего из него н:реэаютсяэаготоВии сердечников маг и:ных головок. После операции реэи поверхность сердечнйков для маг итных го 1 ч 82 768ловок подвергается контрольному осмотру с помощью микроскопа при увеличении х 100, Сердечники, имеющие наповерхности микротрещины, отбраковываются. В зависимости от параметровпроцесса спекания комбинированногоАеррита определяется процент выходагодного беэ сошлифовки.и после сошлиАовки исходного монокристалла - отношение числа сердечников без микротрещин к общему числу нарезанных изобразца заготовок, металлограАическипри увеличении200 оцениваетсяминимальная толщина и пористостьобразовавшегося монокристаллическогослоя, средний размер зерен поликристаллического феррита,В табл.1 и 2 приведены значенияминимальной толщины пористости образовавшегося монокристаллическогослоя; среднего размера зерна поли-.кристаллического Аеррита, процентавыхода годного до и после операциисошлиАовки исходного монокристаллаот температуры начала и окончанияпроцесса,20 50 Как следует из данных табл,1,в случае приложения давления при низких температурах - на 50 С и более 30ниже температуры синтеза горячепрессованного феррита - уменьшаетсявыход годных сердечников иэ-за образования трещин при резкеПри этихтемпературах феррит имеет недостаточ- Зную пластичность, и приложение давления приводит к возникновению больших напряжений, микротрещин в материале, Повышение температуры, прикоторой прикладывается давление, ведет к увеличению пластичности Ферри-та, исключает образование микротрещин, однако при уменьшении разностис температурой синтеза горячепрессованного Аеррита до величины менее20 С интенсивный рост зерен начинается до окончания процесса растворения межзеренной границы между монокристаллом и зернами, имеющими ту жекристаллографическую ориентацию,Вследствие этого наблюдается уменьшение толщины образовавшегося монокристаллического слоя до величины 200 мкм,что не позволяет изготавливать изэтих образцов сердечники магнитныхголовок. Максимальный выход годныхсердечников достигается в случае,когда давление прикладывается притемпературе на 20-40 Г ниже температуры синтеза горячепрессованного Аеррита.Ланные табл,2 показывают, что с. ростом температуры, до которой производится нагрев Аеррита после приложения давления, происходит увеличение среднего размера зерна, а также толщины образовавшегося монокристаллического слоя. Однако при высоких температурах наблюдается повышение пористости вследствие слияния большого числа анионных вакансий и образования внутризеренных пор; При температуре процесса, близкой к температуре горячего прессования образцов поликристаллического Феррита, не обеспечивается высокая скорость движения межэеренных границ, поэтому образуется тонкий (мейее 200 мкм) монокристаллический слой. Как следует иэ данных табл,2, оптимальной температурой, до которой необходимо проводить нагрев,с точки зрения получения плотного (пористость менее 0,3%) монокристаллического слоя толщиной более 200 мкм, должна быть температура на.30-80 С выше температуры горячего прессования поликристаллических образцов,В табл,З приведены примеры осуществления предлагаемого способа для различных ферритов, отличающихся температурой горячего прессования поликристаллических образцов.Из данных табл,3 следует, что выбор температур начала и окончания приложения давления сохраняется для разных составов и температур горячего прессования образцов поликристаллических ферритов.Как следует из табл. 1-3, предлагаемый способ позволяет, по сравнениюс известным (2), повысить выход годных сердечников для магнитных головок с 46 до 76-87%,Использование изобретения позволяет повысить эфАективность использования марганец-цинковых ферритов вмагнитных головках,Формула изобретенияСпособ изготовления марганец-цинковых Аерритов для сердечников магнитных головок, включающий горячее прессование образцов поликристаллического Аеррита, шлиАовку и полиров ку их поверхностей, вырезку из них1482768 заготовок, шлифовку и полировку поверхностей образцов монокристаллического феррита, вырезку из них заготовок, наложение заготовок из поликристаллического и монокристаллическогоферритов друг на друга полированнымиповерхностями, нагрев, приложениедавления, выдержку под давлением,снятие давления и последующее охлаждениео т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повышения выходагодных сердечников для магнитных головок, приложение давления осуществляют при температуре на 20-40 С ни же температуры горячегопрессования образцов поликристаллического феррита, выдержку под давлением осуществляют в процессе нагрева до температуры на 30-80 С выше температуры горячего прессования образцов поликристаллического феррита, а после охлаждения заготовку из монокристаллического феррита сопщифовывают. Таблица 1 Разность меж- Разность межМинимальная толщина обСреднийразмерзернапосле Выход годных сердечников, 7 ду температурой горячегопрессования итемпературойначала приложения давления, С ду температурой окончания процесса и температурой горячегопрессования,С разованшегося монобеэ сошлифовки монокристаллическогообразца после сошлифовки исходкристаллическогослоя, мкм охлаждения мкм ного монокристаллического обраэца- толщина монокристаллического слоя на поверхности поликристаллическогоферрита должна быть более 200 мкм.о- изготовление проводили известным (2) способом при температуре 1250 С,10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 10 20 30 40 50 0 30 30 30 30 30 55 55 55 55 55 80 80 80 80 80 0 115 121 124 129 133 141 148 152 157 161 168 173 176 178 18219 140 310 345 370 395 170 460 530 580 600 195 550 615 670 6800 50 48 45 42 35 53 49 48 46 38 55 50 47 45 39 46 0 80 79 76 57 0 85 83 79 62 0 87 84 82 701482763 таблица 2 Выход годных сердечн, Х Пористостьобразования монокристаллнческогослоя, г Равность меж" Разность ме Нинималья яя топп 1 нэ образовавшегося монокрист аллнче с- слоя дниймеррита ду темпервтурой горячегопрессованиятемпературойокончанияпроцесса, вс емп о софонтан рнст совшмон рой горячегопрессованияполикрнстал" лнческого4 ьеррита итемпературойприложениядавления, вс 69 121 134 146 162 173 161 О,1 0,1 О О 80 83 65 0,1 О,1 0,15 О,Э 0,1 0,1 О 1 9 6687ОеО 2 2 7 4 124, 157 152 165176128 76 30, ЗО 30 ЭО 79 8 О 63 83 46 46 9 84 О30 40 40 40 40 О,1 О, 0,1 5 О О 57 69 78 84 0,10,150,20,35 6 60 5 аг 4 Ов 4 4 ческого феррит поверхности лик н- толщина монокристаллического слояна быть более 200 мкм" пористость феррнта для магяитиык овок должн т аблиц Соотноше иие комВд годных сердечников,ера- гоем емп Темпертураокончания вы Пористость образовавшегося мо- нокристаллкческого слоя, % альная а об- вшеИиним толщи разов гося крист тура начала приложениядаилейия понентоферритамол.У ячего рессо о,1 еРЗИпа2 пО -Ре 04Ип 0 -ЕпО -80 82 200 32 Составитель В.Туроведактор В. Ковтун Техред А.Кравчук Ко ректор М. Васильева 2739/12 Госуда ак ясно ри ГКНТ ССС ния оть д рыт 4