Способ изготовления ферритовых изделий

Способ изготовления ферритовых изделий

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: в порошковой металлургии при производстве ферритовых изделий . Сущность: синтезированный ферритовый материал формуют в заготовки, нагревают их облучением проникающим импульсным электронным пучком со скоростью 420-520 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки, выдерживают под облучением и данной температуре в течение 10-20 мин, после чего продолжают радиационный разогрев заготовок до температуры спекания и выдерживают их при температуре спекания и под облучением. 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ЕФК@(БИ Бд

ИЩ Р,, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4926894/02 (22) 09,04.91 (46) 15.01.93, Бюл. М 2 (71) Томский политехнический институт им.

С,M.Êèðîâà (72) А,П.Суржиков, Б,Б.Мойзес, АЛУ1.Притулов и В.А.Кожемякин (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1246483, кл. В 22 F 3/12, 1984.

Авторское свидетельство СССР

N. 1627324, кл. В 22 F 3/12, 1988. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФЕРРИТОВЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использоаано в электронной и рэдиопромцшленностях при производстве ферритовых материалов и изделий.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения ферритовых изделий, заключающийся в синтезировании ферритового материала, формировании заготовок, нагревании заготовок облучением проникающим электронным пучком со скоростью 950 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки, выдержке их при данной температуре в течение (10:20) минут, дальнейшем нагревании заготовок облучением до температуры спекания с прежней скоростью и выдержке их при данной температуре и под облучени, ем, Недостатки данного способа заключаются в том, что, обладая, по сравнению с другими способами, черезвычайно малыми временными затратами на операцию спекаЫЛ«178768б А1 (57) Использование; в порошковой металлургии при производстве ферритовых изделий. Сущность: синтезированный ферритовый материал формуют в заготовки, нагревают их облучением проникающим импульсным электронным пучком со скоростью 420-520 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки, выдерживают под облучением и данной температуре в течение 10-20 мин, после чего продолжают радиационный разогрев заготовок до температуры спекания и выдерживают их при температуре спекания и под облучением. 1 табл. ния, он не значительно способствует улучшению электромагнитных параметров ферритовых изделий. С:

Цель изобретения — улучшение электромагнитных параметров ферритовых изделий.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в синтезировании ферритового материала, фор- мировании заготовок, нагревании затотовок облучением проникающим электронным пучком до температуры плавления лЪгко- О плавкой добавки Тп, выдержке их при дан- ОО ной температуре в течение (10:20) минут, СЬ дальнейшем нагревании заготовок для температуры спекания и выдержке их при данной температуре и под облучением, согласно изобретению; скорость нагревания заготовок до Т» устанавливают (420530) градусов в минуту, Наличие оптимальной скорости рэдиального разогрева в предлагаемом способе, по сравнению с прототипом, свидетельству1787686. 4 ет о соответствии заявляемого способа критерию изобретения "новизна".

Сопоставительный анализ с известными техническими решениями показал, что выбранныйдиапазон скоростей радиационного разогрева пресс-заготовок ферритов ранее не использовался, что позволяет сде лать вывод о соответствии заявляемого способа критерию изобретения "существенные отличия

При прохождении ускоренных частиц через вещество большая часть энергии излучения пучка преобразуется в теплоту, что .приводит к повышению температуры облучаемого материала, Скорость разогрева ми. шени определяется мощностью пучка ускоренных частиц и увеличивается пропорционально повышению мощности пучка, В случае, когда пробег ускоренных частиц в материале больше его толщины (проницающие излучение), происходит равномерный прогрев материала по всему объему, независимо от скорости нагревания. Существующие ускорители электронов позволяют производить нагревание материалов со скоростью до 1500 градусов в минуту при минимальйых температурных градиентах по объему. материала, Существующие способы радиационно-термического спекания как раз и ориентированы на получение, максимально возможных скоростей радиационного разогрева. Основным ограничением максимального значения скорости разогрева пресс-заготовок (900:1000 градусов в минуту) при этом служил только факт их коробления и растрескивания из-за больших температурных градиентов, Однако такой способ получения ферритов, давая существенные преимущества во времени, не способствует повышению электромагнитных параметров изделий.

Операция изотермической выдержки пресс-заготовок при температуре плавления легкоплавкой добавки, используемая в способе-прототипе, несколько повышает электромагнитные параметры изделий.

Однако и такая процедура не способствует полному использованию потенциальных возможностей разработанных составов ферритов из-за черезмерно высоких скоро. стей радиационного разогрева на начальной стадии спекания (до температуры плавления легкоплавкой добавки).

В способе-прототйпе операция удаления органического связующего, в качестве которого используют водный раствор поливинилового спирта, совмещена с операцией спекания. Поэтому черезвычайно высокие скорости радиационного разогрева приводят к взрывообразному выделению

55 пресс-заготовок до температуры плавления легкоплавкой добавки диапазоном (420530) град,мин-1 должна способствовать улучшению электромагнитных характеристик спекаемых ферритов, Пример реализации способа:

Используют ферритовый порошок двух составов (мас. 7):

Литиевый; 0СОз — 10,71; TiOz — 13;

М и С Оз - 2,66; Zn0 - 3,8; В !гОз - 0,22; остал ьное — Fe Oa, Марганцевый: M90 — 22;9; MnO — 3,3:

Т!Ог — 9,2; CdO — 0,4; остальное — Ре Оз.

К порошку добавляют 10 -ный водный раствор поливинилового спирта в количестве 127; от массы порошка и протирают его через сито 0.45.

Полученный порошок помещают в пресс-форму vi производят прессование пресс-заготовок в форме колец толщиной 2 мм, внутренним диаметром 16 мм, наружным диаметром — 23 мм. Плотность прессзаготовок — 3;0 Г см з, После этого производят спекание пресс-заготовок по способу-прототипу, Для этого спрессованные кольца помещают на подставку из шамотного кирпича. Кольца параллельны выходной фольге ускорителя электронов и находятся от нее на расстоянии 30 см. Включают импульсный ускоритель электронов: энергия электронов в органического связующего, что приводит к парообразованию и микропорушениям структуры, и, кэк следствие, к ухудшению электромагнитных параметров ферритов.

Из этих соображений следует стремиться к уменьшению скорости разогрева пресс-заготовок на стадии разогрева.

Экспериментально нами установлено, что при скоростях радиационного разогрева

10 не выше 530 градусов в минуту выжигание органического связующего не сопровождается парообразованием и нарушением микроструктуры ферритов и не приводит к ухудшению электромагнитных характеристик

Данное значение скорости радиацион ного разогрева (530 град,мин ) и- является верхним значением диапазона скоростей разогрева.

20 С другой стороны, черезмерно низкие. скорости разогрева (ниже 420 град.мин. ) приводят к значительному отжигДдбфектнб- сти спекаемого материала, что, в свою очередь, резко снижает эффективность

25 процесса спекания, Этим значением (420 град.мин ) и ограничивается нижний предел скорости радиационного разогрева

Реализация данного предположения, а именно, ограничение скорости разогрева

1787686

\ пучке — 2 МэВ; ток пучка в импульсе— (500:800) А; длительность одного импульса облучения — 600 мкс; частота следования импульсов облучения - 10 Гц; облучение производят на воздухе при нормальном атмосферном давлении. Температуру колец контролируют термопарой Pt — PtRh и потенциометром ПП вЂ” 63.Пресс-заготовки нагревают облучением со скоростью 950 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки (в литиевом феррите — 820 С и марганцевом

900 С), после этого уменьшением тока пучка в импульсе облучения температуру стабилизируют и выдерживают пресс-заготовки при данной температуре и под облучением в течение 20 мин. После этого повышением плотности тока пучка продолжают нагревать пресс-заготовки с прежней скоростью (950 градусов в минуту) до температуры спекания (1100 С для литиевого феррита и

1300 С для марганцевого) и выдерживают при данной температуре и под облучением пресс-заготовки литиевого феррита в течение 60 мин, а марганцевого в течение 120 мин.

После этого ускоритель отключают, кольца охлаждают самопроизвольно до комнатной температуры и измеряют их магнитные параметры на феррометре Ф5063.

Частота намагничивающего поля 50 Гц, величина поля 5 Э, Намагничивающая и измерительная обмотка по 40 витков.

Результаты измерений приведены в табл. 1, где Bm — индукция насыщения, Br — остаточная индукция; Нс — коэрцитивная сила.

После этого производят спекание пресс-заготовок по предлагаемому способу.

Для этого на подставку из шамотного кирпича помещают поочередно новые партии колец. Процедура облучения, охлаждения, температурные и временные режимы обработки, процедура измерения магнитных характеристик остаются прежними, с той лишь разницей, что скорость нагрева5 ния пресс-заготовок для изотермической выдержки устанавливают 370, 420, 480, 530, 650 градусов в минуту.

Результаты измерения магнитных характеристик приведены в графах И вЂ” Vl таб10 лицы.

Как следует из данных таблицы, скорость нагревания пресс-заготовок до температуры плавления легкоплавкой добавки существенно влияет на электромагнитные

15 характеристики ферритов.

Оптимальный диапазон скорости разогрева составляет (420:530) градусов в минуту, Т.о. предлагаемый способ изготовления

20 ферритовых изделий позволяет, по сравнению со способом-прототипом, улучшить электромагнитные характеристики ферритов.

25 Формула изобретения

Способ изготовления ферритовых изделий, включающий синтез ферритового материала, приготовление пресса-порошка, содержащего легкоплавкую добавку, фор30 мование заготовок, нагрев проникающим электронным лучом сначала до температуры плавления легкоплавкой добавки и выдержку при этой температуры в течение 10 — 20 минут, далее — до температуры спекания и

35 выдержку при температуре спекания под облучением,отл и чаю щи йся тем, что, с целью улучшения электромагнитных параметров ферритовых изделий, нагрев до температуры плавления легкоплавкой добавки

40 осуществляют со скоростью 420 — 530 град/мин.