Способ получения многополюсных магнитов
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОПОЛЮСНЫХ МАГНИТОВ, включающий получение отливки с направленной кристаллической текстурой, термомагнитную и механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и экономии материала при сохранении магнитных свойств, кристаллическую текстуру получают в направлении оси вращения отливки, а термомагнитную обработку проводят в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллической текстуры.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что кристаллическую текстуру в направлении оси вращения получают литьем расплава на холодильник. Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению многополюсных магнитов. Известен способ изготовления четырехполюсных магнитов, включающий отливку магнита, термомагнитную и механическую обработку, при этом отливку магнита получают методом выращивания монокристаллов, а термомагнитную обработку проводят при совмещении кристаллографических осей <100> отливки с центрами четырехполюсного источника магнитного поля. Недостатки данного способа заключаются в следующем: принципиально ограничено число полюсов получаемого магнита, которое определяется кристаллографической структурой материала; сложен технологический процесс получения монокристалла; необходимо искать направление осей <100> в отливке. Известен также способ изготовления кольцевых неявнополюсных магнитов с 2р 2n+1 (где n 1,2,3 и так далее) число полюсов из анизотропных магнитных материалов, в котором термомагнитную обработку магнитов производят в электромагнитах, имеющих 2р 2n число полюсов, создавая текстуру магнитных свойств в 2n-1 направлениях, а затем проводят циркулярное намагничивание магнитов. Недостатки данного способа заключаются в следующем: невозможно получить многополюсные магниты с числом полюсов не равным 2n+1, т. е. с шестью полюсами, восемью и так далее, что в значительной степени ограничивает его применение; не полностью используется потенциально заложенная в материале магнитная энергия, так как данный способ предусматривает сначала формирование магнитной текстуры в отливке, а затем при циркулярном намагничивании формируются полюса магнита, направление поля в которых не совпадает с направлением магнитной текстуры. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления многополюсных магнитов с направленной кристаллизацией. Способ включает получение отливок с радиальной кристаллической текстурой, термомагнитную обработку в радиальном направлении по полюсам и механическую обработку. В данном способе для получения отливок с радиальной кристаллической текстурой применяется литье в водоохлаждаемый кокиль, что сопряжено со значительными технологическими трудностями, как при изготовлении и подготовке кокиля к заливке расплавом, так и при изготовлении холодильника. После кристаллизации отливка должна пройти значительную механическую обработку, что приводит к повышенному расходу магнитного сплава. Более того, оптимальная структура таких магнитов должна кроме областей с радиальной кристаллической структурой содержать область равноосных кристаллов, т. е. многополюсный магнит можно рассматривать как магнитную систему, сформированную при кристаллизации. Зона равноосных кристаллов выполняет в данном случае роль магнитопровода между полюсами с направленной кристаллической текстурой. Поэтому параметры полученных данным способом магнитов критичны к размерам зоны равноосных кристаллов. Так как размеры магнитов и количество полюсов у них в серийном производстве колеблется довольно в широких пределах, то очевидна необходимость выбора режимов получения конкретных отливок, что связано с дополнительными исследованиями. Кроме того, перед термомагнитной обработкой магнитов с неявно выраженными полюсами необходимо определять положение полюсов. Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, дороговизна. Цель изобретения заключается в упрощении технологического процесса и экономии материала при сохранении магнитных свойств. Поставленная цель достигается тем, что в способе получения многополюсных магнитов, включающем получение отливки с направленной кристаллической текстурой, термомагнитную и механическую обработку, кристаллическую текстуру получают в направлении оси вращения отливки, а термомагнитную обработку проводят в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллической текстуры. При этом кристаллическую текстуру в направлении оси вращения получают литьем расплава на холодильник. Способ значительно упрощает технологический процесс получения многополюсных магнитов, особенно в серийном производстве за счет возможности использования сотовых форм, изготовленных по выплавляемым моделям, простой конструкции холодильника. Так как нет необходимости в получении зоны равноосных кристаллов, то технологический процесс менее критичен к режимам получения отливки. При термомагнитной обработке для магнитов с неявно выраженными полюсами нет необходимости в нахождении расположения полюсов. Возможность использования литейных форм, изготовленных по выплавляемым моделям, позволяет получать отливки с точными геометрическими размерами, что значительно уменьшает объем механической обработки и экономит расход магнитного материала. П р и м е р. Изготовление многополюсных магнитов по предлагаемому способу. Отливки с направлением кристаллической текстуры вдоль оси вращения получают заливкой расплава с температурой 1750
5оС в предварительно установленную литейную форму на плоский водоохлаждаемый холодильник с температурой 203оС. Литейную форму, изготовленную по выплавляемым моделям, перед установкой на холодильник нагревают до температуры 130010оС. После кристаллизации отливку подвергают предварительной механической обработке, затем термомагнитной обработке. Для этого отливку нагревают до 8005оС, затем выдерживают при температуре 12655оС в течение 15-25 мин. После этого ее охлаждают в магнитном поле до 900-950оС. Изотермическую обработку проводят при 7955оС в течение 10 мин с последующим двухступенчатым отпуском при 6505оС в течение 5 ч при 5605оС до 20 ч. Замеры показали, что магниты, полученные предлагаемым способом, имеют такие же магнитные параметры, что и магниты, полученные базовым методом. Базовым объектом является технологический процесс изготовления многополюсного магнита с радиальной кристаллической текстурой. Процесс изготовления заключается в следующем. Отливку с радиальной кристаллической текстурой получают заливкой расплава магнитотвердого материала, нагретого до температуры 1700-1720оС, в кокиль. Перед заливкой кокиль прогревают до температуры 30010оС и производят нанесение огнеупорного покрытия на его внутреннюю поверхность. После выбивки отливки из кокиля и заточки питателя проводят термообработку. Предварительно заготовку нагревают до 30010оС, затем ее помещают в печь с температурой 1255оС10оС и выдерживают 10 мин. Затем заготовку помещают в магнитное поле и выдерживают в нем 120 с. После этого заготовка проходит изотермическую выдержку при 79010оС в течение 10 мин. Термический отпуск проводят в два этапа: выдержка при температуре 65010оС в течение 5 ч, при температуре 56010оС в течение 10 ч. Затем заготовка проходит механическую обработку для получения магнитов с требуемыми геометрическими размерами. Недостаток процесса изготовления магнитов данным способом заключается в сложности сборки и подготовки кокиля к заливке расплавом. Необходимо подбирать геометрию кокиля (толщину стенок) в зависимости от геометрии отливки. Полученная заготовка должна пройти значительную механическую обработку для получения необходимых размеров магнита, что связано с повышенным расходом дорогостоящего магнитотвердого материала, коэффициент расхода материала на один магнит равен 5,3. Предлагаемый способ обеспечивает увеличение производительности труда в 2-2,5 раза. Коэффициент расхода материала на один магнит уменьшился до 1,3. В табл. 1 приведены сравнительные затраты на производство предлагаемым способом и базовым. В табл. 2 приведены магнитные свойства магнитов.
Формула изобретения
1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОПОЛЮСНЫХ МАГНИТОВ, включающий получение отливки с направленной кристаллической текстурой, термомагнитную и механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и экономии материала при сохранении магнитных свойств, кристаллическую текстуру получают в направлении оси вращения отливки, а термомагнитную обработку проводят в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллической текстуры. 2. Способ по п.1 отличающийся тем, что кристаллическую текстуру в направлении оси вращения получают литьем расплава на холодильник.РИСУНКИ
Рисунок 1MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 29.04.1997
Номер и год публикации бюллетеня: 6-2002
Извещение опубликовано: 27.02.2002
