Способ изготовления монокристаллических постоянных магнитов

 

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к технологии получении заготовок из магнитных сплавов с монокристаллической структурой, и позволяет улучшить качество монокристаллов и повысить магнитные параметры. Поликристаллическую заготовку из магнитотвердсго сплава типа ЮНДКТ плавят с одновременным подплавлением к монокристаллической затравке, расплав перегрзвают выше температуры ликвидуса на величину AT - 10Q-4QO°C в течение времени , определяемого из выражения г

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК а))з С 30 В 11/02, 29/52

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4258583/23-26 (22) 20,04.87 (46) 23.12,91. Бюл. N. 47 (71) Научно-производственное объединение

"Магнетон" (72) Е,В.Сидоров, М.В.Пикунов, И.В.Беляев и А.И.Гриднев (53) 62.1.315.592(088.8) (56) Ларичкина Р.Я., Сергеев В.В., Рабино- вич Ю,М., Ермолин В,И., Скляров А,Е, и

Сальковский Ф,M. Влияние металлургических факторов и условий термомагнитной обработки на магнитные свойства монокристаллических магнитов. — Электротехническая промышленность, сер.

"Электротехнические материалы", вып.

5/34/, 1973, с. 17-20. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к технологии получения заготовок из магнитных сплавов с монокристаллической структурой.

Целью изобретения является улучшение качества монокристаллов и повышение магнитных параметров.

Пример. В способе получения монокристаллов из магнитотвердых сплавов типа ЮНДКТ, включающем плавление поликристаллической заготовки с одновременным. подплавлением к монокристалличес кой затравке, расплав перед выращиванием перегревается выше температуры ликвидуса сплава на величину ЬТ

„„ЫХ„„1700111 А1 (57) Изобретение относится к литейному производству, преимущественно к технологии получении заготовок из магнитных сплавов с монокристаллической структурой, и позволяет улучшить качество монокристаллов и повысить магнитные параметры. Поликристаллическую заготовку из магнитотвердого сплава типа ЮНДКТ плавят с одновременным подплавлением к монокристаллической затравке, расплав перегревают выше температуры ликвидуса на величину ЛТ вЂ” — 100 — 400 С в течение времени, определяемого из выражения (6000 — 9000)/ ЛТ(мин). Затем проводят охлаждение со скоростью 40 — 100 град/мин да Б температуры не ниже 900 С, снова нагревают да 1240 — ".260 С со скоростью 40-200 град/мин и осуществляют термомагнитную обработку и отпуск, Получают кристаллы с улучшенными магнитными свойствами (магнитная энергия 61,6 — 99,2 кДж/мз). 1 ил„4 табл.

= 100 — 400 С в течение времени, определяемого из выражения, Г =

6000 — 9000

Т (мин). Перегрев сплава и временная выдержка обусловлены необходимостью растворения имеющихся в исходной заготовке сульфидов, карбидов, ! нитридов, карбонитридов и т.д., отрицательно влияющих на процесс образования монокристаллической структуры, При перегреве сплава над ликвидусом ниже 100 С требуется очень длительная выдержка для гомогенизации расплава. При перегреве сплава выше 400 С разрушается керамическая форма.

1700111

Выращивание монокристаллов из однородного расплава ведут со скоростью охлаждения 40 — 100 град/мин до температуры не ниже 900 С. Указанная скорость охлаждения позволяет лэбе>кать сбраэования в структуре заготовки немагнитной у-фазы.

На чертеже изображена фазовая диаграмма получаемых сплавов с различным содержанием титана, где показана область выделения y-, a - и Q -фазы.

При скорости охлаждения менее 40 град/мин у-фаза успевает образоваться, При скорости охлаждения более 100 град/мин структура Отливок не получается монокристаллической из-эа бокового теплоотвода и образования новых кристаллов от поверхности формы.

При термомагнитной сбоаботке iTMO) образцов нагрев осуществляют до 1240—

1260 С со скоростью 40 — 200 град/мин, При нагреве со скоростью менее 40 град/мин в структуре сплава успевает образоваться произвольно ориентированная у-фаза, При нагреве со скоростью более 200 град/мин в заготовках возникают микротрещины, понижающие механи ескую прочность образцов, Дальнейшая TMO проводится по следующей схеме: охлаждение на воздухе вмагнитном,псле 2 мин, изотермическая выдержка прл 800 С 12 мин, двух1 ступенчатый отпуск и, и 650О C5 ч и пр» 550

С 20ч.

В табл. 1 приведены мснокристаллические магниты иэ сплавов КАРНАК 35Т5АА, получаемые по предлагаемой технологии, условия их изготовления, качество и ма нитные параметры.

В табл. 2 приведена часть экспериментальных данных определения зависимости качества выращиваемых кристаллов ог перегрева над ликвидусом и воемени выдержKN.

В табл, 3 приведена зависимость качества отливок от скорости охлаждения в интервале температур 1350-900 С, в которую входит область существования у-фазы (1200 — 900 С). С уменьшением скорости охлаждения в структуре сплава образуется большое количество у -фазы, из.которой при дальнейшем ее растворении возникают небольшие изолированные кристаллы с произвольной ориентацией. Количество дополнительных кристаллов зависит от количества у -фазы, Кем больше у -фаза, тем больше вероятность образования небольших изолированных кристаллов. С увеличением скорости охлаждения (более 40 град/мин) у -фаза не успевает образоваться и получаются высококачественные монокристаллы.

В табл. 4 приведена зависимость качества кристаллов от скорости нагрева в области существования у-фазы (900-1200 С) до температуры 1250-1260 С, необходимой для проведения TMO. При нагреве монокристаллических образцов с н.1зкими скоростями охлаждения (< 40град/мин) в сплаве успевает образоваться у-фаза, которая при дальнейшем ее растворении также приводит к образованию дополнительных кристаллов с произвольной Ориентацией, Предлагаемый способ имеет следующие отличительные признаки, Для устранения активных центров кристаллизации и создания однородного расплага применяется пеоагрев над ликвидуссм на 100 — 400

С, а время выдержки определяется завислмастью

6000 — 9000 г — — (мил).

С це ью устранения образующихся при полимсрфных превращениях случайных кристаллов монокристалльi охлаждаются в области температур 1250 — 900О С со скоростью 40 — 100 град/мин, а при нагреве в высокотемпературной а-области в интервале температур 900-1240 С нагреваются со скоростью 40 — 200 гряд/мин

Таким образом, при реализации предлагаемого способа повышаетсл совершенство монокристзллическОЙ структуры в заготовках, что прлводит к повышени о магнитных параметров образцов.

Формула изобретения

Способ изготовлен ля монокристаллическлх постоянных магнитов, включающий плавление поликрлсталлл еской заготовки, выращивание кристалла на монокристаллической затравке путем охлаждения, последующий нагрев, термомагнитную обработку и отпуск, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества монокристаллов, повышения магнитных параметров, расплав перед выращиванием перегревается выше температуры ликвидуса на Т = 100400 С в течение времени, определяемого из

6000 — 9000 вырвжвиил в - = —, мии, оилвж дение ведут со скоростью 40-100 град/мин до температуры не ниже 900 С, а последующий нагрев осуществляют до температуры термомагнитной обработки, равной 124012600 С, со скоростью 40 — 200 град/мин.

Таблица !

30 ао

ЬО

17

13

11

13

1700111 ния в об

50-900

1. ва в об я -ф ин

450

ЗО

10 20

7 с(>

Количество ) Количество ) - Ф ве, ф

Поверхнос т еещи1

Продолжение табл. 2

Таблица 3

Таблица 4