Способ химико-термической обработки железокобальтовых сплавов

Способ химико-термической обработки железокобальтовых сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Сот4иалнстическик

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (is)1094484 (61) Дополнительное к авт. свид-ву

{И) М.кл.

° С 23 С 11/14

С 21 0 1/74 (22) Заявлено 2Ы3,80 (21) 2898977/22-02 с присоединением заявки Йо (23) Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Приоритет

Опубликовано 1503 83 бюллетень HP 10 ($3) УДК 621. 785. .5 (088.8) Дата опубликования описания 150333

В.Н.Букарев, В.П.Перфилова, С.Ф.Корсаков и й.И.Трифонов (72) Авторы изобретения (73) Заявитель. (54 ) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОИ ОБРйБОТКИ

ЖЕЛЕЗОКОБйЛЬТОВЫХ CHJIABOB

Изобретение относится к химикотермической;обработке деталей магнитопроводов иэ магнитомягких материалов на основе желеэокобальтовых сплавов и может быть использовано в агрегато- и приборостроении.

Известен способ обработки желеэокобальтовых сплавов, содержащих 20-.

30% кобальта, 0,1-1,1В хрома, остальное железо, включающий высокотемлературный нагаев по 720-800оC в течение 0,4-1,1 4 в плотно закрытом контейнере и окисление в защитной атмосфе- ре, созданной присутствием внутри контейнера кислорода воздуха и смоченного водой антрацита, помещенного на дно контейнера f1).

Недостатком способа является неприменимость его.по отнсшению к дру гим легкоокисляющимся сплавам. Например для сплавов типа 49 КФ необходима загрузка угля в контейнер в количестве более 40 об.Ъ, что снижает технологическую ценность описы- . ваемого способа. Сплавы типа 49 КФ, обработанные по данному способу, имеют заниженные магнитные свойства и толстую оксидную пленку с неудовлетворительной адгезией к металлу.

Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигае.мому результату является .способ оксидирования железокобальтовых .сплавов на воздухе при температурах не выяе 500-650 С с предварительным их отжигом в вакууме по ГОСТ 10160-75.

Отжиг в вакууме включает следующие операции ГОСТ 10160-75. Загрузка образцов в контейнер вакуумной печи 3-5 ч. Откачка печи до вакуума

0,0133»0,00133 Па (10 -10 мм рт.сф в зависимости от типа вакуумной печи 3-5 ч. Время нагрева печи до

15 830-.850оC в зависимости от тица вакуумной печи 5-6 ч. Выдержка при

830-.850оС (по ГОСТ 10160-75 для сплавов 27КХ, 49КФ) 3-6 ч. Охлаждение в зависимости от скорости ох-., 2 лаждения 10-13 ч. Выгрузка. Длительность вакуумного отжига железокобальтовых сплавов составляет 25-30 ч f2);

Однако после вакуумного отжига резко ухудщаются пластические свойства железокобальтовых сплавов.

Цель изобретения - улучшение слу жебных характеристик железокобальтонах сплавов и повняение производи.

3О тельности труда.

1004484

Для достижения поставленной цели в способе обработки желеэокобальтовых сплавов, включающем нагрев и выдержку при 830-850 С, охлаждение и последующее оксидирование при

500-550 С, нагрев, выдержку и охлаждение до 500-550 С осуществляют в среде аз ота, после чего прои з водят замену азота на воздух.

При этом охлаждение до 500-550 С производят со скоростью 100-150 С/ч, а время выдержки для железокобальтовых сплавов, содержащих 20-50% ко, бальта, 0,1-1,1% хрома, 1,7-2,0% ванадия; остальное железо, при 830850 С составляет 1-1,5 ч.

Способ осуществляется следующим образом.

Детали магнитопроводов загружают в герметизированную печь, нагревают в потоке технического азота до 830850ОС, выдерживают при этой температуре 0,5-1,5 ч, охлаждают со скорос тью 100 С/ч до 500-550 С, а затем оксидируют в токе воздуха при 500550ОС в течение 0,5-1,0 ч. Дальнейшее охлаждение проводят на воздухе.

При отсутствии герметизированной печи предлагаемый способ можно осуществить в печи шахтного типа с использованием герметиэированного контейнера.

Применение термической обработки железокобальтовых сплавов в техническом азоте с последующим их оксидированием в воздушной атмосфере позволяет улучшить магнитную индукцию, пластичность металла, особенно сплава 27 КХ, электроизоляционные свойства и адгеэию оксидной пленки с металлом.

Повышение магнитной индукции железокобальтовых сплавов йосле такой обработки объясняется взаимодействием атомов внедрения с атомами сплава (железа, кобальта, храма).

Атомы внедрения (кислород, азот), диффундируя в матрицу желеэокобальтового сплава., усиливают электронный обмен между железом и кобальтом и тем самым повышают магнитный момент сплава. При наличии в сплаве до 1% хрома (сплав 27 KX) атомы внедрения (азот, кислород 1, также усиливают электронный обмен, но в этом случае усиление обмена сопровождается не только повышением маг— нитной индукции, но,и пластичности.

Это происходит за счет того, что хром меняет знак электронного обмена, в результате чего в связующей зоне повышается электронная плотность. Пластичность в этом случае резко возрастает по сравнению с пластичностью сплава 49 К2ФА.

П р и .м е р. Проводится химикотермическая обработка деталей магни.

Как видно из таблицы, оптимальным режимом химико-термической обработки сплавов 27 КХ и 49 К2ФА по предлагаемому способу является обработка по

/ пунктам 2 и 4 таблицы, т.е. отжиг в азоте при 830-850 С в течение одного часа, охлаждение со скоростью

100ОС/ч .до 550 С и выдержка .при этой температуре в течение 1,0 ч. Обработка по режимам, указанным в пункте 3 таблицы не позволяет получить удовлетворительных значений омического сопротивления для сплавов 27 КХ и

49 К2ФА.

Отжиг в азоте по режимам, описан40 ным в пунктах 5 и 6 таблицы, не позволяет получить оптимальных значений индукции, т.е. отжиг при 800 и 870 С с дальнейшим оксидированием для сплавов 27 КХ и 49 К2ФА нежела45 телен.

5

25 топроводов из железокобальтовых сплавов 27 КХ и 49 К2ФА толщиной

0,2 мм. Детали магнитопроводов укладывают на специальные оправки из жаропрочной стали, а затем помещают в герметиэированный контейнер. Контейнер с металлическими заготовками продувают 10-ти кратным объемом технического азота в течение 30 мин, загружают в электрическую печь шахтного типа, предварительно разогретую до 900"С, выдерживают при 850ОC и непрерывной продувке азотом в течение 1 ч, охлаждают в потоке азота до 520 С со скоростью 100 С/ч, а затем продувают воздух со скоросTbio 0,1-0,2 м /ч и оксидируют в воздушной среде при 520 С в течение

0,75 ч.

Дальнейшее охлаждение проводят с контейнером на воздухе.

В таблице приведены физико-механические свойства деталей после обработки их по известному и предла- . гаемому способам.. Из данных таблицы следует, что детали магнитопроводов из сплавов

27 KX и 49 К2ФА, обработанные по предлагаемому способу, описанному в пунктах 2 и 4 таблицы, обладают повышенными магнитными свойствами (B > и В о соответственно повышаются для сплава 27 КХ на 10 и 9% и для сплава 49 К2ФА.на 9 и 14%), оксидная пленка обладает высоким омическим сопротивлением (35 Ом/см ) и удовлетворительной адгезией, пластичность возрастает в 30 раз для сплава 27 КХ.

Производительность труда предлагаемого способа по сравнению с прототипом повышается более, чем в

5 раэ.

1004484

Марка стали

Физико-механические свойства .

Пункт, В. Способ обработки

Отеческое Пластичность сопротнв (число пере» ление гибов) при

Ом/см и е р 5 мм

Магнитная индукции, го

1: в

ВФ Вч о.

17600 21300 1,2-2 ° 1 4 (толщина

0,2 мм}.l

Вакуукшз» отжиг по ГОСТ 10160-75 с последующим

27ЕФ

1,4-2,5.

22000

Предлагаемый способ, заключазхцийся. в отмиге в азоте при

830 С в течение 1 ч, 27КХ охлаждении со скоростью 100 С/ч до

550 С с дальнейшей заменой на воздух при 550 С и выдержке при этой темйературе в течение 1 ч 49к2Ф

125 (толщина

0,2 ) 19700- 23400 ъ 40 38 (толщина

0,35 мк)

12 (толщина

0,7 мм)

2 ° 5 (толщина

Ов2 Ю4)

24379 Ъ 35 1,5 (толщина

0,35 мм) По пункту 2 отжиг в 273Х

-азоте при 840еС в течение 1,5 ч, охлаждение co схоуестью 150 С/ч до

500 С с дальнейшей заменой на воздух .прн 500110 С и выдерике при этой температуре в течение

0,5 ч

4 9К2ФЛ

126 (толщина

Ов2 мм)

38 (толщина

0,35 ве4)

11 (толщина

0,7 аеа}.

2,5 (толщина

0,2 мм)

1,5 (толщина

0,35 ) . 14627 16315 Ов1

25129 - 0,1-0,05 По пункту 2 отжиг в 27Ю(- 20325 23860 э 40 азоте при 850 С в течение 1 ч, охлаждение со скоростью

100 С/ч до 550 С с дальнейшей заменоя на воздух при 550 С и выдержке нри этой .температуре э течение 1 ч 49К2ФА 18375 23275 ъ-35

Па пункту 2 отжиг в азоте при 800 С .49К2ФА. в течение 1 ч охлаждение со скорос- .. тью 100 С/ч до 550 С с дальнейшей заменой на возух при, 55/С и выдержке . 27KK— при этой температуре

1 ч

18560 23629

>35

15190 16828 Р40

По пункту 2 отжиг в азоте при 870t10oC .в течение 3-х часоэ, охлакдение 27ЕХ со скоростью

150 С/ч до 600 e: с дальнейшей замв« ной на воздух . 49К2ФА 17065 22629 при 550 С и выдержке при атой температу.ро 1 ч

14768 16315. Ъ 40

735 оксидированнем при

550 С, время выдери- 49Е2ФА 18350 ки1ч

: 124 (толщина . -0,2 мм}

37 (толщина

0,35 вва)

13 (тсипаинй

0 ° 7 ввев)

2,5 (толщнна

0,2 мм)

1,5 (толщина

0,35 нм)

2, 5 (толщина

0,2 мм}

1,5 (толщина

0,35 м4)

121(толщина

0,2 аееР

36 (толщина

0 35 lel)

12(толщина0,7. Е4

1004484

Формула изобретения

Составитель Р.Клыкова

Техред Т.Фанта Корректор О.Билак

Редактор,Т.Парфенова

Заказ 1805/36 Тираж 954 Подписное

ВНИИПИ Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35 Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

1. Способ химико-термической об.— работки железокобальтовых сплавов, включающий нагрев и выдержку при

830-850 С, охлаждение и последующее оксидирование при 500-550 С, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью улучшения служебных характеристик и повышения производительности. труда, нагрев, выдержку и охлаждение до 500-550аС осуществляют в среде азота, после чего азот заменяют воз; духом.

2. Способ по п. 1, о т л и ч аю щ и .й с я тем, что охлаждение до

500-550 С производят со скоростью

100-150 С/ч.

3. Способ по п, 1, о т л и ч аю шийся тем, что для железокобальтовых сплавов, содержащих

5 20-50% кобальта," 0,1-1,1% хрома;

1,7-2% ванадия, остальное железо, время выдержки при 830-850ОC составляет 1-1,5 ч.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, 1. Авторское свидетельство СССР

9 589263, кл. С 21 0 1/74, 1976.;

2. Мишкевич P.È ° и др. Термическое оксидирование магнитно-мягких сплавов. Л., "Машиностроение", 1973, с. 54-56.