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Patent Searching and Data


Title:
DISPLAY UNIT FOR USE IN A MAGNETIC ANTI-THEFT SYSTEM
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1998/026434
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a semi-solid magnetic alloy for activation strips intended for use in magnetic anti-theft systems, containing 0.1 to 10 w.t. % of Ni, 0.1 to 15 w.t. % of Cr, 0.1 to 15 w.t. % of Mo, the rest being Fe. Fe, Ni and Mo represent altogether less than 95 w.t. % of the alloy. Said alloy differs from the alloys already in use in that it has excellent magnetic properties and is highly corrosion proof. It is also characterized by a high ductibility prior to tempering.

Inventors:
RADELOFF CHRISTIAN (DE)
HAUSCH GERNOT (DE)
ROTH OTTMAR (DE)
Application Number:
PCT/DE1997/002882
Publication Date:
June 18, 1998
Filing Date:
December 10, 1997
Export Citation:
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Assignee:
VACUUMSCHMELZE GMBH (DE)
RADELOFF CHRISTIAN (DE)
HAUSCH GERNOT (DE)
ROTH OTTMAR (DE)
International Classes:
C21D8/12; C22C38/00; C22C38/52; G01V15/00; G08B13/24; H01F1/14; H01F1/147; (IPC1-7): H01F1/147; G01V15/00
Domestic Patent References:
WO1990003652A11990-04-05
Foreign References:
EP0121649A11984-10-17
US4536229A1985-08-20
DE3120168A11982-02-11
EP0096182A21983-12-21
US4298862A1981-11-03
Attorney, Agent or Firm:
Epping, Wilhelm (M�nchen, DE)
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Claims:
Patentanspruche
1. Anzeigeelement für die Verwendung in einem magnetischen Diebstahlsicherungssystem bestehend aus: 1) einem länglichen, aus einer amorphen ferromagnetischen Le gierung bestehenden Alarmstreifen und zumindest 2) einem aus einer halbhartmagnetischen Legierung bestehenden Aktivierungsstreifen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, a) da die halbhartmagnetische Legierung aus 0,1 10 Gew% Ni 0,1 15 Gew% Cr 0,1 15 Gew% Mo Rest Fe und in einem Gesamtanteil an Fe, Ni und Mo von weniger als 95 Gew% der Legierung besteht, b) da die Legierung ferner enthalten kann, 0 5 Gew% Co und/oder wenigstens eines der Elemente Mn, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Cu, Al, Si in individuellen Anteilen von weniger als 0,5 Gew% der Legierung und in einem Gesamtanteil von we niger als 1 Gew% der Legierung und/oder wenigstens eines der Elemente C, N, S, P, B, H, O in in dividuellen Anteilen von weniger als 0,2 Gew% der Legie rung und in einem Gesamtanteil von weniger als 1 Gew% der Legierung, und c) da die halbhartmagnetische Legierung eine Koerzitivkraft Hc von 30 60 A/cm und eine Remanenz Br von mindestens 1,0 T (10.000 Gauss) aufweist.
2. Anzeigeelement nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, da die halbhartmagnetische Legierung aus 3 9 Gew% Ni 5 11 Gew% Cr 6 12 Gew% Mo Rest Fe besteht.
3. Verfahren zum Herstellen eines Aktivierungsstreifens nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte: 1) Erschmelzen der Legierung unter Vakuum oder Schutzgas und anschlie endes Gie en zu einem Gu block; 2) Warmverformen des Gu blocks zu einem Band bei Temperaturen oberhalb ca. 800 OC; 3) Zwischenglühen des Bandes bei einer Temperatur von ca.
4. OC; 4) schnelles Abkühlen; 5) Kaltverformen entsprechend einer Querschnittsverringerung von mindestens 85%; 6) Anlassen bei Temperaturen zwischen 500 OC und 800 OC.
5. Ablangen der Aktivierungsstreifen.
Description:
Beschreibung Anzeigeelement für die Verwendung in einem magnetischen Dieb- stahlsicherungssystem Die Erfindung betrifft ein Anzeigeelement für die Verwendung in einem magnetischen Diebstahlsicherungssystem bestehend aus: 1. Einem länglichen, aus einer amorphen ferromagnetischen Le- gierung bestehenden Alarmstreifen und zumindest 2. einem aus einer halbhartmagnetischen Legierung bestehenden Aktivierungsstreifen.

Solche magnetischen Diebstahlsicherungssysteme und Anzeige- elemente sind hinlanglich bekannt und beispielsweise in der EP 0 121 649 B1 bzw. in der WO 90/03652 eingehend beschrie- ben. Zum einen gibt es magnetoelastische Systeme, bei denen der Aktivierungsstreifen zur Aktivierung des Alarmstreifens durch Aufmagnetisieren dient, zum anderen gibt es harmonische Systeme, bei denen der Aktivierungsstreifen nach seiner Auf- magnetisierung zur Deaktivierung des Alarmstreifens dient.

Zu den Legierungen mit halbhartmagnetischen Eigenschaften, die für die Vormagnetisierungsstreifen verwendet werden, ge- hören Co-Fe-V-Legierungen, die als Vicalloy bekannt sind, Co- Fe-Ni-Legierungen, die als Vacozet bekannt sind, sowie Fe-Co- Cr-Legierungen. Diese bekannten halbhartmagnetischen Legie- rungen enthalten hohe Kobaltanteile zum Teil von mindestens 45 Gew% und sind dementsprechend teuer. Ferner sind diese Le- gierungen im magnetisch schlu geglühten Zustand sprode, so da sie keine ausreichende Duktilitat aufweisen um den Anfor- derungen bei den Anzeigeelementen für Diebstahlsicherungs- systemen ausreichend gerecht zu werden. Eine Anforderung für die Anzeigeelemente bei magnetischen Diebstahlsicherungs- systemen ist es namlich, da diese gegenüber Verbiegungen bzw. Verformungen unempfindlich sein müssen.

Ferner geht man mittlerweile dazu über, die Anzeigeelemente bei Diebstahlsicherungssystemen direkt in das zu sichernde Produkt einzubringen (Source Tagging). Dadurch ergibt sich zusatzlich die Anforderung, da die halbhartmagnetischen Le- gierungen auch aus grö erer Entfernung bzw. mit kleineren Feldern aufmagnetisiert werden können. Es hat sich gezeigt, da die Koerzitivkraft auf Werte von hochstens 60 A/cm einge- schrankt werden mu .

Andererseits wird aber auch eine ausreichende Gegenfeldstabi- litat gefordert, wodurch der untere Grenzwert der Koerzitiv- kraft festgelegt wird. Hierbei sind nur Koerzitivkrafte von mindestens 30 A/cm geeignet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die eingangs genannten Anzeigeelemente bezuglich ihrer Vormagnetisierungs- streifen dahingehend weiterzuentwickeln, da die oben genann- ten Anforderungen erfüllt werden.

Erfindungsgema wird diese Aufgabe dadurch gelöst, da die Vormagnetisierungsstreifen aus einer halbhartmagnetischen Le- gierung bestehen, die aus 0,1 bis 10 Gew% Nickel, 0,1 bis 15 Gew% Chrom, 0,1 bis 15 Gew% Molybdan und Rest Eisen in einem Gesamtanteil von Eisen, Nickel und Molybdan von weniger als 95 Gew% der Legierung zusammengesetzt ist.

Die Legierung kann ferner 0 bis 5 Gew% Kobalt und/oder wenig- stens eines der Elemente Mn, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, W, Cu, Al, Si in individuellen Anteilen von weniger als 0,5 Gew% der Legierung und in einem Gesamtanteil von weniger als Gew der Legierung und/oder wenigstens eines der Elemente C, N, S, P, B, H, O in individuellen Anteilen von weniger als 0,2 Gew% der Legierung und in einem Gesamtanteil von weniger als 1 Gew% der Legierung enthalten. Die Legierung ist durch eine Koerzitivkraft Hc von 30 bis 60 A/cm und einer Remanenz Br von mindestens 1,0 T (10000 Gaus) gekennzeichnet.

Die erfindungsgema en Legierungen sind duktil und hervorra- gend vor dem Anlassen kalt verformbar, so da auch Quer- schnittsverringerungen von mehr als 90 % moglich sind. Aus solchen Legierungen konnen Vormagnetisierungsstreifen herge- stellt werden, insbesondere durch Kaltwalzen, die Dicken von 0,04 bis 0,07 mm aufweisen. Ferner zeichnen sich die erfin- dungsgema en Legierungen durch excellente magnetische Eigen- schaften und durch eine hohe Korrosionsbestandigkeit aus.

Eine vorteilhafte Weiterentwicklung der Erfindung sind halb- hartmagnetische Legierungen, die 3 bis 9 Gew% Nickel, 5 bis 11 Gew% Chrom sowie 6 bis 12 Gew% Molybdan enthalten.

Typischerweise werden die Vormagnetisierungsstreifen durch Erschmelzen der Legierung unter Vakuum und Gie en zu einem Gu block hergestellt. Anschlie end wird der Gu block zu einem Band bei Temperaturen oberhalb von ca. 8000C warmgewalzt, da- nach bei einer Temperatur von ca. 11000C zwischengeglüht und danach schnell abgekühlt. Anschlie end findet eine Kaltver- formung, zweckmä igerweise Kaltwalzen, entsprechend einer Querschnittsverringerung von mindestens 75 %, vorzugsweise 85% oder höher, statt. Als letzter Schritt wird das kaltge- walzte Band bei Temperaturen von ca. 5000C bis 8000C angelas- sen. Danach werden die Vormagnetisierungsstreifen abgelangt.

Im folgenden ist die Erfindung anhand der Zeichnungen im ein- zelnen beschrieben. Dabei zeigen: Figur 1 das Entmagnetisierungsverhalten bei 80 A/cm von Fe- Ni-Mo-Cr-Legierungen in Abhängigkeit von der Koerzi- tivkraft, Figur 2 das Entmagnetisierungsverhalten bei 15 A/cm von Fe- Ni-Mo-Cr-Legierungen in Abhangigkeit von der Koerzi- tivkraft und

Figur 3 das Magnetisierungsverhalten bei 120 A/cm von Fe-Ni- Mo-Cr-Legierungen in Abhangigkeit von der Koerzitiv- kraft.

Für die Tauglichkeit einer Legierung für einen Aktivierungs- streifen in einem Diebstahlsicherungssystem, insbesondere fur das sogenannte "Source Tagging", ergeben sich folgende drei Forderungen: Das Verhaltnis der Remanenz Br bei gegebener geringer Aufma- gnetisierungsfeldstarke zur Remanenz Br bei einem Magnetfeld im kOe-Bereich soll nahezu 1 sein. Fig. 3 veranschaulicht dies bei den erfindungsgemä en Legierungen.

Die Gegenfeldstabilitat soll derart beschaffen sein, da die Remanenz Br nach einem Gegenfeld von etlichen 10 A/cm immer noch 95 % seines ursprünglichen Wertes beibehalt.

Schlie lich soll die permanentmagnetische Induktion Br nach einem Entmagnetisierungszyklus mit einem vorgegebenen Magnet- feld lediglich 10 % vom ursprünglichen Wert behalten.

Im einzelnen hei t dies, da eine Aufmagnetisierung des Akti- vierungsstreifens, d.h. eine Aktivierung/Deaktivierung des Anzeigeelements, auch vor Ort erfolgen kann. Dort stehen aber in der Regel nur kleine Felder zur Verfugung. Die erreichte Remanenz soll sich nur wenig von dem Wert bei hohen Aufmagnetisierungsfeldern unterscheiden, um gleiches Verhal- ten der Anzeigeelemente zu garantieren.

Die Anzeigeelemente mussen so beschaffen sein, da sie in der Nähe der Spulen in den Detektionsschleusen in Folge eines dort erhöhten und evtl. in Gegenrichtung orientierten Feldes nur wenig ihre Remanenz Br andern. Wie aus Fig. 2 zu sehen ist, weisen die erfindungsgemä en Legierungen eine solche ge- forderte Gegenfeldstabilitat auf.

Schlie lich müssen die Anzeigeelemente sich mit relativ klei- nen Feldern entmagnetisieren, d.h. bei magnetoelastischen An- zeigeelementen deaktivieren bzw. bei harmonischen raktivie- ren, lassen. Fig. 1 zeigt diese Zusammenhange bei den erfin- dungsgemä en Legierungen.

Die gleichzeitige Erfullung der obengenannten drei Forderun- gen ergibt fur die zugänglichen Bereiche der Koerzitivkräfte Hc sehr starke Einschrankungen, da die drei Forderungen ge- genlaufig sind.

Die vorliegenden Legierungen werden typischerweise durch Gie en einer Schmelze aus den Bestandteilen Fe, Mo, Ni und Cr in einem Tiegel oder Ofen unter Vakuum oder unter einer iner- ten Atmosphare hergestellt. Die Temperaturen liegen dabei bei ca. 16000C.

Der Abgu erfolgt in eine Rundkokille. Die Gu barren aus den vorliegenden Legierungen werden dann typischerweise durch Warmverformung, Zwischenglühen, Kaltverformung und weiterem Zwischenglühen bearbeitet. Das Zwischenglühen erfolgt zwecks Homogenisierung, Kornverfeinerung, Verformung oder der Aus- bildung wünschenswerter mechanischer Eigenschaften, insbeson- dere einer hohen Duktilitat.

Eine hervorragende Struktur wird beispielsweise durch fol- gende Bearbeitung erreicht: Warmbehandlung bei vorzugsweise Temperaturen oberhalb 8000C, schnelles Abkuhlen und Anlassen.

Bevorzugte Anla temperaturen liegen bei 500 bis 8000C und die Anla zeiten typischerweise bei 1 Minute bis 24 Stunden. Mit den erfindungsgema en Legierungen ist insbesondere eine Kaltverformung entsprechend einer Querschnittsverringerung von mindestens 75 % vor dem Anlassen möglich.

Durch den Schritt des Anlassens wird die Koerzitivkraft und die Rechteckigkeit der magnetischen B-H-Schleife erhöht, was

für die Anforderungen an Vormagnetisierungsstreifen wesent- lich ist.

Das Herstellverfahren fur besonders gute Vormagnetisierungs- streifen umfa t folgende Schritte: 1. Gie en bei 16000C, 2. Warmwalzen des Gu blocks bei Temperaturen oberhalb 8000C, 3. einstundiges Zwischenglühen bei ca. 11000C, 4. schnelles Abkühlen in Wasser, 5. Kaltwalzen, 6. einstündiges Zwischenglühen bei ca. 11000C, 7. schnelles Abkühlen in Wasser, 8. Kaltverformung entsprechend einer Querschnittsverringerung von 90 % und 9. mehrstündiges Anlassen bei ca. 6500C.

10 Ablängen der Aktivierungsstreifen Mit diesen Verfahren wurden Aktivierungsstreifen hergestellt, die eine ausgezeichnete Koerzitivkraft Hc und eine sehr gute Remanenz Br aufwiesen. Die Magnetisierungseigenschaften und die Gegenfeldstabilität waren hervorragend.

Die Herstellung von Fe-Mo-Ni-Cr-Aktivierungsstreifen der in Rede stehenden Art ist nun anhand der folgenden Beispiele eingehend beschrieben.

Beispiel 1 Eine Legierung mit 4,1 Gew% Nickel, 8,0% Molybdan, 8,0 Gew% Chrom und Rest Eisen wurde unter Vakuum erschmolzen, der re- sultierende Gu barren wurde bei ca. 9000C warmgewalzt, bei 11000C für eine 1 Stunde zwischengeglüht und in Wasser schnell abgekühlt. Nach einem anschlie enden Kaltwalzen wurde das resultierende Band nochmals für eine Stunde bei 1100°C zwischengeglüht und in Wasser schnell abgekühlt. Entsprechend einer Querschnittsverringerung von 90% wurde das Band danach kaltgewalzt und für drei Stunden bei 650°C angelassen und

luftgekuhlt. Es wurde eine Koerzitivkraft Hc = 48 A/cm und eine Remanenz Br = 1,15 T gemessen.

Beispiel 2 Eine Legierung mit 5,9 Gew% Nickel, 10,1 Gew% Molybdän, 8,5 Gew% Chrom und Rest Eisen wurde wie nach Beispiel 1 bearbei- tet, jedoch entsprechend einer Querschnittsverringerung von 95 % kaltgewalzt und bei einer Temperatur von 6000C angelas- sen. Es wurde eine Koerzitivkraft Hc von 60 A/cm und eine Re- manenz Br vom 1,07 T gemessen.

Beispiel 3 Es wurde eine Legierung mit 4,0 Gew% Nickel, 8,3 Gew% Mo- lybdan, 10,4 Gew% Chrom, 0,3 Gew% Titan und Rest Eisen wie im Beispiel 1 hergestellt. Jedoch wurde hier das Band entspre- chend einer Querschnittsverringerung von 95 % kaltgewalzt und anschlie end bei 6250C angelassen. Es wurde eine Koerzitiv- feldstarke Wovon 35 A/cm und einer Remanenz Br von 1,12 T ge- messen.

Beispiel 4 Es wurde eine Legierung mit 4,1 Gew% Nickel, 8,0 Gew% Mo- lybdan, 9,9 Gew% Chrom und Rest Eisen wie im Beispiel 1 her- gestellt. Jedoch wurde das Band entsprechend einer Quer- schnittsverringerung von 95 % kaltgewalzt und bei einer Tem- peratur von 6250C angelassen. Es wurde eine Koerzitivfeld- starke Hc von 47 A/cm und eine Remanenz Br von 1,12 T gemes- sen.

Bei allen Ausführungsbeispielen ergab sich ein befriedigendes Magnetisierungsverhalten und eine brauchbare Gegenfeldstabi- litat.