Способ получения композиционных постоянных магнитов

 

СОЮЗ СОВЕТСИИХ

NWUHtlWR

РИСГВБЛИН,SU, 11

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ . и автаесмаа саидвтвльствм

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

П0 ДЕЛАМ HIOSPF%HHA И 0ТНРЫТИЙ, (21) 3559213/22-02 (гг) г0.12.8г (46) 30.12.84. Бюл. В 48 (72) Д.Д. Мишин, С.Н. Григорьев, М.Б. Ляхова, Н.П. Супонев, О.В. Лемешко, А.Н. Савич, А.И. Цирков и В.М. Березкин (53) 621. 318. 2 (088. 8) (56) 1. Патент США Ф 3998669, кл. Н 01 F 1/04, опублик. 1976.

2. Заявка Японии Ф 55"38813, кл. Н 01 F 1/06, опублик. !980. (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ХОИПОЗИЦИОНННХ ИОСтОЯННЫХ ИАГНИтОВ на ос нове сплавов реэкоземеяьных металsf .В 22 F 3/02; В 22 F 1/02

Н О1 Р 1/08 лов с кобальтом, включающий получение магнитного порошка, его метап:лиэацню и прессование полученной композиции с прилошением ориентирующего магнитного поля, о т л ичающийся тем,что, сцелью повыпения однородности магнитных и механических характеристик, при высоком значении энергетического произведения получаемых магнитов, перед операцией получения порошка сплав подвергают воздействию водо« рода под давлением от 100 до 150 атм, а металлизацию осуществляют в растворе, содершащем соль осашдаемого металла и добавки, поддершиваюшше рН раствора s пределах 4- l2.

1131597

25

35

Поставленная цель достигается .тем, что согласно способу получения композиционных постоянных магнитов на основе сплавов резкоземельных металлов .с кобальтом, включающем у

Изобретение относится к порошковой металлургии композиционных ма" териалов, в частности к способам получения композиционных постоянных магнитов на.основе сплавов редкоземельных металлов с кобальтом с металлическими связками, и может быть использовано в электротехнической, электронной, приборостроительной и других отраслях промьппленности.

Известен способ получения композиционных постоянных магнитов с металлическими связками, включающий получение магнитного порошка, механическое смешивание его с порошком связки и прессование полученной композиции в магнитном поле P1) .

Недостатком известного способа является низкая однородность магнитных и механических свойств получаемых магнитов, несмотря на использование длительных операций механического смешивания.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения композиционных постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с кобальтом, включающий получение магнитного порошка,.его металлизацию и прессование полученной композиции с приложением ориентирующего магнитного поля, при., чем металлизацию осуществляют химическим методом в растворе, содержащем соль осаждаемого металла и восстановители (формальдегид и гинооульфит натрия) (2) .

Известный способ позволяет повысить однородность магнитных и механических свойств получаемых магнитов, однако получаемые магниты характеризуются низким энергетическим произведением (не более

48 кДж/м ), что ограничивает возможности их практического использования.

Цель изобретения — повышение однородности магнитных и механических характеристик нри высоком значении энергетического произведения получаемых магнитов. получение магнитного порошка, его металлизацию и прессование полученной композиции с приложением ориентирующего магнитного поля, перед операцией получения порошка сплав подвергают воздействию водорода под давлением от 100 до 150 атм, а металлизацию осуществляют в растворе, содержащем соль осаждаемого металла и добавки, поддерживающие рН раствора в пределах 4-12.

Граничные значения давления водорода обусловлены тем, что при давлениях менее 100 атм процесс металлизации не происходит, а давление свыше 150 атм технически трудно достижимо и нецелесообразно.

Значения рН в пределах 4-12 выбираются в зависимости от используемых солей металлов в кислых, нейтральных и щелочных растворах.

Пример . Сплавы редкоземельных металлов с кобальтом двух составов: SmCo> (33,5 мас.% Sm, остальное — кобальт) и Sm-7r-СО-Cu-Fe (24,5 мас.% Sm, 2,6 мас.% Zr, 47,9 мас.% Со, 7 мас.% Си, 18 мас.%

Fe) в количестве 200 r выплавлены в индукционной печи в атмосфере особо чистого аргона.. Перед получением порошка грубо измельченные в шнековой дробилке до размера частиц 150-200 мкм сплавы помещают в вакуумированный контейнер, куда затем напускают водород под давлением

100, 120 и 150 атм. Сплавы выдерживают в контейнере 48 ч, а затем для получения магнитного порошка подвергают домолу в планетарной мельнице в этиловом спирте до размеров частиц 5-1.0 мкм.

Для химической металлизации приготовлены два типа растворов: раствор для меднения (CuS04 — 10 г, дистиллированная вода до 100 мл, NaOH до рН = 8-12) и раствор для никелирования (NiCI> — 3,3 r, дистиллированная вода,цо 100 мл, HCT до рН =

= 4-6} .

Для получения различной толщины покрытий используют различные соотношения порошка и раствора, что поз" воляет регулировать содержание металлической связки в композиционных постоянных магнитах в пределах 8 25 мас.%.

Процесс металлизации проводят до полного прекращения выделения

Соде жанн свяэ хи мас.

Параметры процесса

Сплав.

Пример

Дав- рй ле- раст ние soya водо+ рО да, cLT24 ть

spyma е нап яжение атия, Н/м . .10, орм ост ного

Предлагаемый способ

8 100 12 84,2 0,39-0,42 23,1-24,0 99,2-101 1

ЗшСо5 Медь

120 8 . 87,4 0,39-0,41 33,2-34,8 88,9-89,0

150 10 54,2 0,30-0,31 34,9-35,3 80, 1-81,4

3

3 1 водорода и обесцвечивания раствора, что соответствует при изменении давления водорода от 100 до 150 атм (95-12 мин для процесса меднения и 155-26 мин для процесса никелирования).

Металлизированный порошок промывают в проточной дистиллированной воде 20 мин,, высушивают на воздухе

4 ч и прессуют в магнитном поле напряженностью 3. 10 кА/м при дав6 ленни 9,6е108 н/м2.

Магнитные свойства полученных композиционных магнитов контролируют методом выбранного магнитометра и в замкнутой магнитной цепи,-механические свойства измеряют в соответствии с ГОСТ .4651-68. Неоднородность магнитных и механических свойств оценивают по их разбросу в трех точках, выбранных на поверхносг ти образца, при этом в качестве параметра оценки магнитных свойств в измеряемых точках используют нормальную составляющую магнитного нотока, контролируемую датчиком Холла.

Результаты измерений полученных композиционных постоянных магнитов приведены в таблице (примеры 1-6).

Там же приведены характеристики магнитов, изготовленных известным способом (1) путем механического смешивания магнитного порошка и по131597 4 рошка металлической связки (меди или никеля, примеры 7-10), а также известным способом (2) из порошка, подвергнутого химической металлизации в растворах меднения или никелирования с использованием восстановителей (формальдегид и гипосульфит натрия) и стабилизаторов (примеры

11-14) .

1о Как следует из приведенных данных, использование предлагаемого способа получения композиционных постоянных магнитов позволяет значительно уменьшить разброс их маг-. нитных и механических характеристик в различных участках магнитов и, тем самым, повысить их однородность.

При этом, как видно Hs таблицы, магниты, полученные предлагаемъи с способом, одновременно характеризуются высокими значениями энергетического произведения (магнитной энергии), превосходя получаемые известным способом (2) в 3-4 раза.

Использование предлагаемого способа позволит существенно повысить качество композиционных постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с кобальтом с металлическими связками и за счет этого расширить область их использования в изделиях электротехники, электроники и приборостроения. азброс характеристик при эмерении в трех точках

1131597

Продолжение таблицы

Разброс характеристик при измерении в трех точках

Параметры процесса нитная

Сплав Связка

Пример рН раст вора

Давлеэнергия., кДж/

/м ние во" ка, Тл

4 Sm-Zr-Co-Cu-Fe Никель 8 100 4 132,4 0,54-0,55

29,6-28,9 127,7-127,8

16 120 6 135,9 0«50 0,52 31,2-31,9 96,6-97,6

11

25 150 4 98,1 0,40-0,42 31,5-31,6 85;2-85,4

11

Известный способ (1) 63,7 0,30-0,41 13 2-21,6 62,1 99,2

7 SmCo Медь

1t II

39,0 0,20-0,28 17, 3-21,8 51,4-80,6

9 Sm-Zr-CoCu-Fe Никель

81,4

0,25-0,37 20,4-24,5 109,0-109,6

25

49,1

О;11-0,25 21,3-27,5 63,4-71,5

Известный способ (2) 11 SmCo Медь

12 31,3 О, 13-0,21 11,6-21,4 71,3-99,1

12 21,8 0,09-0,15 16,7-31,3 71,6-89,4

25

13 — -CoSm-2 r-CoCu-Fe

101,84 41,2 0,20-0,25 17,2-26,1 -181,4

Никель 8

6 .29,4 0,10-0,15 12,7-14,3 71,6-73 «4

ВЯИНПИ Эадаэ 9689/6 Ъциий 774 Подписное

Фюаал ШШ Ътаат", r.Óà îðþä, уа.Проектам, 4

Содержание связки, мас.X дорода« атм

Нормальная составляющая магнит ного потоазрушающее напяжение иатия«

И/м ° .101

Твердость но Бринелю, Нв, ед.