Способ обработки деталей измагнитномягких сплавов

Способ обработки деталей измагнитномягких сплавов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е 11п1836209

ИЗОБРЕТЕЙ ИЯ

Союз Советских

Содиалистических

Реслублик ф + М, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.11.76 (21) 2422751/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) М. Кл.з

С 23С 11/04

Государственный комитет

СССР (43) Опубликовано 07.06.81. Бюллетень № 21 (53) УДК 621.785.5 (088.8) по делам изобретений и открытий (45) Дата опубликования описания 07;06.81 (72) Авторы изобретения

Г. Н. Дубинин, В. Ф. Рыбкин, М. П. Петрова, Е. Л. А ру и В. В. Храмцов

Московский институт инженеров гражданской ав ацвти-; ..

1 с (71) Заявитсль (54) СПОСОБ ОБРАБОТКИ ДЕТАЛЕЙ ИЗ МАГНИТНОМЯГКИХ СПЛАВОВ

Предлагаемое изобретение относится к области металлургии, а именно к металловедению и термической обработке.

Современное приборостроение предъявляет высокие требования к физико-химическим свойствам деталей магнитных систем из магнитно-мягких сплавов. Так магнитномягкие сплавы должны иметь высокие и стабильные во времени магнитные свойства наряду с высоким удельным электросопротивлением, высокой коррозионной стойкостью во влажной атмосфере, в условиях морского климата и промышленных атмосфер, растворах кислот и т.д., а в ряде случаев должны иметь высокую твердость и износостойкость поверхности.

Существующие магнитно-мягкие сплавы не отвечают всему комплексу свойств и применение их для деталей, например магнитных систем, в ряде случаев бывают компромиссным, что снижает надежность электромагнитных приборов и устройств.

Получить указанное разнообразие физико-химических свойств методом объемного легирования также не удается, так как- приобретение одних свойств при этом сопровождается потерей других.

Не удается эту проблему решить и другими применяемыми в настоящее время технологическими приемами: вакуумный отжиг (или отжиг в водороде, или диссоциированном аммиаке) с последующим нанесением химических, гальванических, гальванохимических покрытий для деталей из

5 сплавов на основе железа и кобальта и вакуумного отжига или вакуумного отжига с последующим термическим оксидированием — для деталей из железокремнистых и железоникелевых сплавов.

10 Известен способ диффузионного хромирования конструкционных сталей и сплавов, применяемых с целью повышения износостойкости и коррозионной стойкости, заключающийся в том, что производится

15 нагрев в порошковой смеси на основе хрома, окиси алюминия и аммония, выдержка при температурах 800 — 1200 С в течение часа и более и последующего охлаждения,(1).

Данный способ является наиболее близким

20 к описываемому. изобретению.

Однако известный способ диффузионного хромирования не позволяет повысить магнитные свойства деталей из магнитномягких сплавов и их стабильность, полу25 чить необходимый комплекс физико-химических свойств у деталей из магнитно-мягких сплавов.

Целью изобретения является повышение магнитных характеристик.

30 Эта цель достигается тем, что детали из

836209

Таблица 1

Магнитная проницаем., Ртах

Напряженность поля при МП1 „

Hvmqz> A/M

Коз рцитивная сила, Н А/м

Скорость нагрева, град/час

Сплав

Э12

79НМ

Э12

79НМ

Э12

79НМ

Э12

79НМ

Э12

79НМ

Э12

79НМ

9100

290000

9350

295000

9270

285000

9330

293600

9360

281000

0200

85000

84

1,1

1,1

1,2

0,90

1,00

1,81

61

1,05

58

1,00

59

1,06

56

1,01

56

1,05

58

1,25

50

100

200

ll р и м е ч а н и е: Диффузионное хромирование стали Э12 производилось при

900 С 3 часа, сплава 79НМ вЂ” при 1100 С 3 часа, Охлаждение вместе с печью магнитно-мягких материалов нагревают до температуры 800 — 1200 С со скоростью

20 — 200 /час, до температуры на 100 — 200 С ниже температуры Кюри и далее на воздухе. 5

Процесс обработки деталей из магнитномягких сплавов включает в себя следующие операции.

1. Подготовка хромирующей смеси.

В хромирующей смеси применяется элект- 10 ролитический хром или низкоуглеродистый феррохром с содержанием углерода не бо-. лее 0,1%. Размер частиц хрома должен быть 0,15 — 0,20 мм. Окись алюминия (окись алюминия может быть заменена кварцевым 15 песком, каолином, окисью хрома или окисью магния) и аммоний (хлористый, иодистый, бромистый, фтористый) растираются и просеиваются. Смесь приготавли- вается непосредственно перед употреблением.

Приготовленная смесь состава, вес. %:

Хром электролитический (феррохром) 10 — 60

Аммоний (NH4C1, NH4I, 25

NH4Br, NH4F) 0,5 — 10

Окись алюминия (кварцевый песок, каолин, окись хрома и окись магния) 89,5 — 30

30 тщательно перемешивается и прокаливается при температуре 1050 — 1100 С в течение 3 — 4 часов в контейнере с плавким затвором.

II. Подготовка поверхности деталей. 35

Поверхность деталей, которая подвергается хромированию, должна быть чистой, без следов загрязнения, коррозии и окалины.

Ш. Упаковка деталей в контейнере. 40

Детали укладываются в контейнер, в хромирующую смесь так, чтобы они не касались друг друга и стенок контейнера. После укладки деталей в контейнер устанавливается крышка контейнера и в кольцевую канавку между контейнером и крышкой засыпается кварцевый песок и нитросиликатное стекло. После чего контейнер устанавливается в печь при температуре

450 †5 С.

IV. Нагрев контейнера в печи и хромирование деталей.

Контейнер с изделиями можно нагревать в любой термической печи с любым способом обогрева. Скорость нагрева контейнера должна быть 200 — 400 С в час.

Изменение скорости нагрева контейнера при хромировании в пределах 25 — 800 С/час не оказывает заметного влияния на магнитные свойства сплавов. Исключение составляет влияние нагрева на магнитные свойства сплавов на основе никеля со скоростью более 400 /час. При этом происходящее, например, ухудшение магнитных свойств сплава 79НМ объясняется тем, что необходимая скорость нагрева регламентируется скоростью рекристаллизации сплава (скорость рекристаллизации сплава составляет 400 — 500 /час) .

Скорость хромирования оказывает существенное влияние и на сплошность диффузионного слоя, что обусловлено влиянием скорости нагрева на микроструктуру поверхности.

При нагреве воздух из контейнера вытесняется продуктами разложения аммония через зазор между крышкой и контейнером до расплавления нитросиликатного стекла.

Затем стекло расплавляется и герметизируется контейнер, Температура и продолжительность хромирования зависят от требуемых коррозионной стойкости и износостойкости, магнитных и электрических свойств и исчисляется с момента нагрева контейнера до требуемой температуры.

V. Охлаждение контейнера и его распаковка.

836209

Таблица 2

Магнитная проницаем. 1лтах

Напряженность пОлЯ Н1 д а (> А/м

Коэрцитивная сила, А/м режим охлаждения .

Сплав

Известный способ

78,0

7500

50 /час до 600 С и далее на воздухе1)

Охлаждение на воздухе с изотермы процесса

Охлаждение вместе с печью

Э12

Э12

9500

Э12

Предложенный способ

Охлаждение вместе с печью до 700 С и далее на воздухе

- Охлаждение вместе с печью до 600 С и далее на воздухе

Охлаждение 100 /час до 600 и далее на воздухе ) 10200

Э12

11500

Э12

1,36

2,24

115000

79НМ

Известный способ

2,52

2,61

Охлаждение на воздухе с изотермы процесса

Охлаждение вместе с печью

60000

79НМ

0,95

0,91

225000

79НМ

Предложенный способ

0,82

Охлаждение вместе с печью до 400 С и далее на воздухе

Охлаждение вместе с печью до 600 С и далее на воздухез) 0,87

324400

79НМ

0,805

0,841

79НМ

Таблица 3

После окончания процесса хромирования контейнер охлаждается со скоростью 20—

200 С в час до.температуры на 100 — 200 С ниже температуры Кюри и фазовых превращений и далее на воздухе. По окончании 5 остывания застывшее стекло в затворе контейнера необходимо разбить, а смесь просеять и ссыпать в специальную тару для последующего использования.

VI. Очистка хромированных деталей. 10

После выгрузки деталей из контейнера их нужно промыть в горячей воде (температура воды 65 — 75 С), Влияние скорости нагрева и охлаждения на магнитные свойства стали Э12 и сплава рб

79НМ приведено в таблице 1, 2.

Влияние способа по данному изобретению на стабильность магнитных свойств стали

Э12 приведено в таблице 3.

Использование изобретения обеспечивает 20 по сравнению с существующими способами следующие преимущества: а) повышает магнитные свойства и их стабильность при одновременном повышении коррозионной стойкости и износостой- 25 кости; б) существенно сокращает продолжительность технологического цикла за счет исключения операции нанесения защитных

Коэффициент магнитного старения Кс, у, Способ обработки

Известный способ

Вакуумный отжиг 900 С, 3 час

Отжиг в водороде 900 С,З час (точка росы — 50 С)

Отжиг в диссоциированном аммиаке, 900 С, 3 час

45,0

29,0

50,0

Предложенный способ

Диффузионное хромирование, 900 С, 3 час

Диффузионное хромирование, 900 С, 9 час

Диффузионное хромирование, 1050 С, 6 час

6,0

4,1

4,25 покрытий (гальванических, химических и пр.) и снизить затраты на обработку деталей; в) существенно снижает загрязнение окружающей среды вредными веществами, что неизбежно при нанесении гальванических и химических покрытий.

Примеч ани е: 1) Вакуумный отжиг 1050 С, 6 час.

2) Вакуумный отжиг 1100 С, 6 час.

3) Диффузионное хромирование производилось стали Э12 при 1050 С 6 час., сплава

79НМ при 1100 С 6 час.

836209

Формула изобретения

Составитель Г. Дудик

Техред А. Камышникова Корректор О. Тюрин

Редактор В. Смирягина

Заказ 1897/14 Изд. Хо 449 Тираж 1048 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3С-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ обработки деталей из магнитномягких сплавов, включающий насыщение хромом при температуре 800 — 1200 С, последующее охлаждение, отл и ч а ю щий ся тем, что, с целью повышения магнитных характеристик и их стабильности, нагрев до 800 — 1200 С осуществляют со скоростью

200 — 400 С/час, а охлаждение после нагрева проводят со скоростью 20 — 200 С/час до температуры на 100 — 200 С ниже температуры Кюри и далее на воздухе.

5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Дубинин Г. Н. «Диффузионное хромирование сплавов», Машиностроение, М., 1964, с. 167 — 212.