Способ получения заготовки постоянного магнита

Способ получения заготовки постоянного магнита

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Сущность изобретения: способ включает получение аморфицированного волокна сплава на основе системы железо-редкоземельный материап-бор спинингованием расплава, измельчение полученного волокна , виброуплотнение полученного порошка, горячее изостатическое прессование и последующее охлаждение с печью со скоростью 5-15°С/мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)s Н 01 F 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

;© () (Л

1(Д (21) 4891181/02 (22) 14.12.90 (46) 07,09.92, Бюл, N. 33 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им, И.П.Бардина (72) А.В.Ляхов, Ю.В,Манегин, В.Ю.Павлов, А.В.Корнеев и А.И.Мищенко (56) Патент ЕПВ N 0133758. кл. Н 01 F 1/04, 1985.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения компактных заготовок постоянных магнитов из быстрозакаленных сплавов системы железо — редкоземельный металл — бор. и может быть использовано в электротехнической. автомобилестроительной, медицинской и других отраслях промышленности.

В порошковой металлургии постоянных магнитов нэ основе соединений редкоземельных металлов известен способ компактирования порошка с органическим связующим и горячего компактирования без связки в пресс-форме.

Недостатком известных способов является то, что они не позволяют получить магниты достаточно больших размеров, Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ горячего компактирования порошка быстрозакэленного сплава железо-неодим-бор в пресс-форме. При этом пресс-форму с порошком нагревают индуктором в защитной среде (аргон) до температуры повышенной пластичности материала (выше 700 С), после чего осуществляют одноосное прессование при давлениях до 2,3 т/см с последующим охлаждением в пресс5U 1 760563 А1 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ

ПОСТОЯННОГО МАГНИТА (57) Сущность изобретения: способ включает получение аморфицированного волокна сплава на основе системы железо-редкоземельный материал-бор спинингованием . расплава, измельчение полученного волокна, виброуппотнение полученного порошка, горячее иэостатическое прессование и последующее охлаждение с печью со скоростью 5 — 15 С/мин. форме. Диаметр получаемой прессовки 0,95 см, Однако известный способ имеет следующие недостатки. Он не позволяет получать заготовки постоянных магнитов существенно большего диаметра в результате ограничений по прочности материала пресс-формы. Кроме того, метод адноосного горячего прессования не пригоден дпя получения длинномерных заготовок магнитов с отношением высоты к диаметру более

2 в результате больших потерь на трение и возникающей неоднородности уплотнения прессовки.

Целью изобретения является расширение технологических воэможностей за счет возможности получения длинномерных магнитов и магнитов большого диаметра, Для этого в известном способе, включающем получение быстрозакаленного волокна спинингованием расплава, измельчение полученного волокна, одноосное горячее прессование и охлаждение с пресс-формой, в соответствии с изобретением, после измельчения проводят виброуплотнение порошка, а компактирование осуществляют методом горячего изостатического прессования с последующим охлаждением до ком1760563 натной температуры с определенной скоростью.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что метод виброуплотнения позволяет обеспечить плотное и равномерное заполнение порошком оболочки для горячего изостатического прессования, которая может иметь любые размеры и формы, ограничиваемые только объемом печи газостата. Изостатическое прессова2 ние давлением аргона 1,5 — 1,8 т/см при температурах повышенной пластичности материала в интервале 7070-800 С и выдержке 5 — 30 мин с последующим охлаждением до комнатной температуры со скоростью 5—

15 град/мин обеспечивает получение комз пактного материала с плотностью 7,5 г/см (100% от теоретической). При этом высота заготовки может превышать ее площадь поперечного сечения в бр аз, т.е. предлагаемый способ позволяет получать заготовки магнитов большого диаметра и длинномерHblx магнитов.

Заявляемые пределы скорости охлаждения заготовок после горячего изостатического прессования, полученные опытным путем, объясняются следующим образом, При охлаждении от 800 С заготовки диаметром более 1 см со скоростью выше 15 град/мин происходит растрескивание материала в результате быстрого отвода тепла с поверхности заготовки через тонкую медную оболочку и возникающих термических напряжений. Проведение охлаждения со скоростью ниже 5 град/мин приводит к снижению коэрцитивной силы сплава за счет черезмерного увеличения зерна основной магнитной фазы БК14В, где R — редкоземельный элемент, и выделение а-железа, что подтвеждается данными рентгеноструктурного анализа, Пример. Литой сплав состава, мас.%, Nd 29; В 1,6; Fe остальное, помещали в кварцевую ампулу с дозирующим соплом и расплавляли в атмосфере гелия. При

1400 — 1460 С в ампуле создавали избыточное давление гелия 0,2 — 0,25 атм. Металл выдавливали на боковую поверхностью охлаждаемого медного диска, вращающегося со скоростью в интервале 15-20 м/с. В результате получали быстрозакаленный сплав в виде чешуек .и волокна со средней толщиной

25-40 мкм и тонкой микрокристаллической структурой, содержащей аморфную фазу. Коэрцитивная сила быстрозакаленного волокна составляла 1-3 кЭ.

Волокно помещали в барабан с размольными шарами при шаровой нагрузке

1:8 и измельчали в вибрационной мельнице

s атмосфере гелия в течение 1 ч до крупности — 100 мкм.

Тонкостенную медную ампулу диамет5 ром 25 мм и высотой 150 мм с отводной трубкой помещали в вибрационное устройство и заполняли полученным волокном, Амплитуда вибрации составляла 0,2 — 2,0 мм, а частота 40 — 200 Гц. В процессе вибрации

10 насыпная плотность порошка увеличивалась с 2,4 до 5,1 г/см . Затем ампулу с порошком помещали в установку заварки электронным лучом, вакуумировали до остаточного давления 10 мм рт,ст„после чего

15 заваривали отводную трубку, Вакуумированную и заваренную ампулу помещали в печь гаэостата, нагревали до

750 С и компактировали изостатическим давлением аргона 1,8 т/см в течение 5 мин, 2

20 Затем ампулу охлаждали с печью газостата со скоростью 10 град-мин до комнатной температуры, Пос, е намагничивания в импульсном поле до 40 кЭ полученный постоянный маг25 нит диаметром 24 мм и длиной 140 мм имел следуюшие магнитные характеристики:

Вг = 7,5 кГс, Hgt = 12 кЭ; (BH)max =- 11,5

МГсЭ.

Таким образом, использование предла30 гаемого способа обеспечивает по сравнению со способом-прототипом увеличение площади поперечного сечения заготовок постоянного магнита и отношения высоты к сечению до б в отличие от способа-прототи35 па, в котором это соотношение не может быть более 2, Это позволяет существенно расширить области применения постоянных магнитов, в частности делает возможным получение длинномерных магнитов, 40

Формула изобретения

Способ получения заготовки постоянного магнита, включающий получение амор45 фиэированного волокна сплава на основе системы железо — редкоземельный металл— бор спинингованием расплава, измельчение полученного волокна, горячее компактирование и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й50 с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей эа счет обеспечения получения длинномерных магнитов и магнитов большого диаметра, после измельчения проводят виброуплотнение, горячее ком55 пактирование проводят горячим изостатическим прессованием, а последующее охлаждение осуществляются с печью со скоростью 5-15 град/мин.