Устройство для термомагнитной обработки магнитных материалов

Устройство для термомагнитной обработки магнитных материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к устройствам для термомагнитной обработки магнитных материалов для получения постоянных магнитов кольцевой или цилиндрической формы с циркулярной магнитной текстурой, используемых в электромашиностроении, приборостроении и др.отраслях промышленности. Целью изобретения является упрощение технологического процесса и снижение энергозатрат при сохранении высоких магнитных свойств обрабатываемого материала. Устройство содержит нагревательный и намагничивающий элемент, запитываемый от силового трансформатора. Отличительной особенностью устройства является совмещение в одном токоведущем элементе функций источника тепла и магнитного поля. Для улучшения служебных характеристик токоведущий элемент хромированным. Указанные отличия позволяют отказаться от нагревательной печи, более рационально использовать электроэнергию, увеличить срок службы устройства без изменения рабочих характеристик, при этом качество обрабатываемых изделий сохраняется на высоком уровне. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

„„SU„„1532593 А1 (51)4 С 21 D 1/04

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН .

) : 1

° Изобретение относится к металлур: гии сплавов, а именно к устройствам для термомагнитной обработки магнитных материалов для получения постоянных магнитов кольцевой или цилиндрической формы с. циркуляционной магнитной текстурой, используемых в электромашиностроении, приборостроении и др. областях промышленности.

Целью изобретения является упроще, ние технологического процесса и снижение энергозатрат.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4244691/31-02 (22) 13. 05. 87 (46) 30. 12.89. Бюл. N - 48 (71) Институт физики металлов Уральского научного центра АН СССР (72) В. Г. Майков, Е. В. Белозеров и Н.Н. Рудановский (53) 699.35. 295. 5:621. 725 (088.8) (56) Постоянные магниты. Справочник.

" /Под ред. Ю.М. Пятин, M.: Энергия, 1980, с. 364.

Тезисы докл. VII Всесоюзн. конф. по постоянным магнитам, Новочеркасск, 1985, с. 123.

Зусман И.И., Арцишевский М.А.

Термомагнитная обработка Fe-Ni сппавов. М.: Металлургия, 1987, с. 28-29. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМАГНИТНОЙ

ОБРАБОТКИ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ (57) Изобретение относится к метал- . лургии сплавов, а именно к устрой. ствам для термомагнитной обработки магнитных материалов для получения постоянных магнитов кольцевой или цилиндрической формы с циркулярной

2 магнитной текстурой, используемых в электромашиностроении, приборостроении и др. отраслях промышленности. Целью изобретения является упрощение технологического процесса и

: снижение энергозатрат при сохранении высоких магнитных свойств обрабатываемого материала. Устройство содержит нагревательный и намагничивающий элемент, запитываеиый от силового трансформатора. Отличительной особенностью устройства является совмещение в одном токоведущем элементе функций источника тепла и магнитного поля. Для улучшения служебных характеристик токоведущий элемент выполнен хромированным. Указанные отличия позволяют отказаться от нагревательной печи, более рационально использовать электроэнергию, увеличить срок службы устройства без изменения рабочих характеристик, при этом качество об-. рабатываемых иэделий сохраняется на .,высоком уровне. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

На чертеже представлена блок-схема устройства.

На чертеже обозначено: 1 - силовой питающий автотрансформатор АОСЦ...

25/0,5 А, 2, 3 — высокоточный регу-, лятор температуры ВРТ-З, регулирующий входное напряжение силового по-, нижающего трансформатора, обеспечивает установление заданного режима ,термообработки и одновременно циркуляционный магнитный поток; 4 — вольтметр (индикаторный прибор); 5 — ам1532593,:перметр (индикаторный прибор); 6 понижающии трансформатор ОСУ 40/05, 40 кВт (3-10 В во вторичной цепи) на выходе трансформатора можно получить ток до 4000 А, необходимый для создания магнитного потока и нагрева элемента; 7 — шунт В-1, 75 шсм, б кА (измерительный шунт для измерения падения напряжения на подводящих шинах); 8 — измеритель формы сигнала

Щ-4310, в паре с шунтом позволяет определить величину проходящего через намагничивающий (токоведущий) элемент тока, 9 — зажимное устройство, выполненное в виде медных пластин, в углублении которых зажат токоведущий элемент (пластины зажимаются винтом);

10 — токоведущие шины; 11 — токоведущий элемент, одновременно намагничи:вающий и нагревающий заготовки; 12— кольцевые. заготовки, подвергаемые термомагнитной обработке с целью получения в них циркулярной магнитной текстуры; 13 — термопара платина — 25 платина родий (ПП-О,5).

Устройство работает следующим образом.

На токоведущий элемент 11 одевают кольцевые заготовки. 12, количество которых зависит от длины элемента.

Концы токоведущего элемента . зажимаются в водоохлаждаемых токоподводах

10. Устанавливается термопара 13.

Включается автотрансформатор 1, питающий блок усиления высокоточного регулятора 2 температуры ВРТ-3. Включается сеть измерительного блока 3

BPT-3. Переключатель рода работ переводится в положение "Дистанционное

40 управление" (Д). Регулятором устанавливается необходимьй для разогрева режим (в mV). При этом от усилительного блока напряжение поступает на первичную обмотку силового понижающего трансформатора 6. Мощность ВРТ-3 (M = 13 кВт) позволяет получить на первичной обмотке трансформатора ток

I = — — — = 60 А, а на вторичном вит220 ке, к которому подключен токоведу50 щий элемент при напряжении V = 3 В ток I = 4300 А. Таким образом, на токоведущий элемент может быть подан регулируемый ток силой до 7. = 4300 А, достаточный для получения циркулярного магнитного поля напряженностью более 800 Э и одновременного разогрева до необходимой температуры в зависимости от сопротивления (материала элемента и его конфигурации) . Осуществляется термомагнитная обработка, т.е. совместное воздействие магнитного поля и температуры; После достижения заданной температуры переключатель рода фабот измерительного блока BPT-3 переводится на автоматический режим, Обратная связь (регулировка температуры) осуществляется от термопары 13, установленной в непосредственном контакте с отжигаемыми кольцевыми заготовками 12. После окончат я ТМО прибором ВРТ-"- отключают электрический ток. Реэжимают один из зажимов токоподвода. Снимают заготовки с токоподводящего элемента.

Получаемые гистерезисные характеристики Вц, Н и необходимая прямоугольность петель зависят от начальной, конечной температуры отпуска и времени охлаждения. Частные циклы петель гистерезиса, полученные с помощью предложенного устройства, измерены на образцах после обработки в переменном магнитном поле Н = 500 Э в области температур 670-520 С в процессе охлаждения в течение 3-6 ч.

Проверка эффективности предлагаемого устройства для ТМО магнитных материалов оценивалась гистерезисными кривьпи, измеренньп и на кольцевых магнитах, полученных с применением предлагаемого устройства, в сравнении с гистерезисными кривыми, измеренными на магнитах, полученных с применением отжнговой печи (прототи). Измерения проводились на образцах в виде полых цилиндров с размером @ 17,5 -4 14,5 а

"á,5 ьм,.изготовленных из сплава

Х23К15ГМ (см.таблицу) .

Применение предлагаемого устройства по сравнению с известным упрощает технологию обработки и снижает энергозатраты при сохранении высоких маг итньгх свойств магнитов с циркулярной магнитной текстурой.

Из технологического процесса исключается собственно отжиговая печь, что ведет к снижению себестоимости обрабатываемых магнитов (за счет стоимости печи, ее монтажа„ эксплуатационных расходов,. обслуживания), повышает производительность труда.

В известных устройствах электри» ческий ток силой 2000-2500 А используется только для создания магнитно2593

Значения магнитных характеристик, полученных с применением способа

Измерение характеристики предлагаемого

1 кривая 2 известного кривая кривая 3 . кривая 1 кривая 2 кривая 3

0,66

0,6

68

58

0,92

0,86. 0,45

0,40

36

0,90

0,90

0,50

0 45

48

0,9

0,87

0,68

0,6

0,89

0,85 0;80

0,74

82

72

0,92

0,88

0,83

0,79

88

0,88

0,83

В, тл

84>

Н, А/см

Н<, А/см

В„/Вщ

Н /Н

5 153 го потока. Существенная часть элект- роэнергии, выделяемая в виде тепла как в муфельной печи, так и от намагничивающего элемента, отводится с водяным охлаждением.

В предлагаемом устройстве прохождение тока через токоведущий элемент позволяет получить циркулярное магнитное поле и одновременно использовать выделяемое тепло для нагрева магнитов до температуры отжига.

Таким образом, полностью экономится электроэнергия, затраченная в муфельной печи для нагрева заготовок.

В зависимости от конкретных условий работы: размеров намагничивающего (токоведущего) элемента, температуры его нагрева он может быть изготовлен, например, из жаропрочной или нержавеющей стали, нихрома, никелина, молибдена или вольфрама, меди, сплавов на основе меди с добавками и т.д. В процессе отжига происходит окисление рабочей части нагревательного элемента, уменьшается его сечение, изменяются рабочие характеристики, нарушается стабильность работы устройства.

Выполнение токоведущего элемента хромированным позволяет предотвратить окисление рабочей части нагревателя, функции которого выполняет то5 коведущии элемент, исключает возможность уменьшения его сечения, изменения рабочих характеристик, что приводит к сохранению высоких магнит10 -ных свойств изделий. Эффективность работы предлагаемого устройства увеличивается в 10 раз.

Формула изобретения:.

Устройство для термомагHHTHQA обработки магнитных материалов, состоящее из источника тепла, источника магнитного ноля и силового питающего трансформатора, о т л и ч а20 ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения технологического процесса и снижения энергозатрат, в качестве источника тепла и магнитного поля применяют токоведущий стержень, подключенный к силовому питающему транс" форматору.

2. Устройство по п. 1, о т л и =. ч а ю щ е е с я тем, что токоведущий стержень выполняется хромирован- п ным е

1 53 2593

PlepaKTop Т. Лазоренко

З аказ 8072/37 Тираж 530 Подписное

ВпИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

Айпоша-р Елок

A//cE2f/0х оРт 3

Составитель В..Садчиков

Техред Л.Сердюкова Корректор И. Иаксимишинец