Способ термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к металлургии. Цель изобретения - повышение производительности и качества обработки путем повышения начальной магнитной проницаемости ленты при сохранении ее технологической пластичности. Устройство содержит горизонтальную муфельную протяжную электропечь 1, блок охлаждения 2 с источником 3 магнитного поля, блок подогрева 4, консольно расположенных на выходном торце электропечи 1, лентопротяжный механизм 5, устройство 7 для смотки обработанной ленты и устройство 11 для размотки ленты 12. Быстрое охлаждение последней происходит в блоке охлаждения 2 в перпендикулярном магнитном поле. Изобретение позволяет повысить статические и динамические магнитные свойства ленты, избежать охрупчивания и поверхностного окисления. 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4

Ы

00 (гд

О (21) 4759899/02 (22) 16.11.89 (46) 07.05.92. Бюл, ¹ 17 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им.И.П. Ба рди на (72) В.B.Ñoñíèí, Н.Н.Ершов, В.М.Рытвин, П.B.Áo÷àðGB, О.В.Чекмарева и Ю.В.Соболев (53) 621.78 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N1446168,,кл. С 21 D 1/04, 1987.

1.Appl Ahys, 1984, N 6, Pt2A, рр.17991801.

Агрегат для термообработки ленты. Рабочий проект. Минчермет СССР. Государственный союзный институт "Стальпроект", черт. № 743460, М4, 1984. (54) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ

ЛЕНТЫ ИЗ АМОРФНЫХ МАГНИТОМЯГКИХ СПЛАВОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО

ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

„, . Ы„„1731830 А1 (si)s С 21 D 1/04, F 27 В 19/02 (57) Изобретение относится к металлургии.

Цель изобретения — повышение производительности и качества обработки путем повышения начальной магнитной проницаемости ленты при сохранении ее технологической пластичности. Устройство содержит горизонтальную муфельную протяжную электропечь

1, блок охлаждения 2 с источником 3 магнитного поля, блок подогрева 4, консольно расположенных на выходном торце электропечи

1, лентопротяжный механизм 5, устройство 7 для смотки обработанной ленты и устройство 11 для размотки ленты 12, Быстрое охлаждение последней происходит в блоке охлаждения 2 в перпендикулярном магнитном поле. Изобретение позволяет повысить статические и динамические магнитные свойства ленты, избежать охрупчивания и поверхностного окисления, 2 с.п.ф-лы, 1 ил., 1 табл.

1731830

Изобретение относится к металлургии, к способам термомагнитной обработки, в частности аморфной ленты из магнитомягких сплавов с нулевой магнитострикцией, используемой в радиоэлектронике, автоматике и вычислительной технике.

Получение максимальных свойств аморфных магнитомягких сплавов (AMMC) обусловлено их химическим составом и оптимальными режимами термической обработки.

Известно несколько способов термической и термомагнитной (т/о и ТМО) обработки АММС на основе кобальта.

Известен способ, в соответствии с которым подлежащие т/о магнитопроводы отжигают в два этапа. Суть первого этапа заключается в том, что магнитопроводы нагревают до температуры, близкой к температуре кристаллизации Т (Тдтж. < 0,98Тх), но выше температуры Кюри Т, выдерживают от 3 до 20 мин, и охлаждают со скоростью не менее 100 град/с, Наиболее предпочтительной считается скорость охлаждения выше 500 град/с, чтобы предотвратить процессы магнитного упорядочения, Для обеспечения такой высокой скорости охлаждения магнитопровод, закрепленный на специальном зажиме, помещается в охлаждающую жидкость сразу после отжига, после чего подвергается отжигу второго этапа т/о в той же камере нагрева. Температура отжига Т, второго этапа составляет 250300 С, время выдержки 20 мин. Такой двухступенчатый отжиг позволяет получать проницаемость на АММС с индукцией насыщения 0,75 Т порядка 5000-10000 и сохранять эти значения до частоты 100 кГц.

Недостатком данного способа т/о является низкая производительность и двухстадийность процесса, так как он может применяться только к малогабаритным магнитопроводам для обеспечения требуемых скоростей охлаждения и не обладает технологической непрерывностью при переходе печи из одного режима работы в другой.

Известен способ, при котором ленту из

АММС отжигают в магнитном поле при температуре, меньшей чем Т, АММС и его To.

Для предотвращения возникновения индуцированной магнитной анизотропии аморфная лента и магнитное поле непрерывно вращаются друг относительно друга. Т .для получения магнитной проницаемости порядка 7000 — 30000 составляет 400 С, выдержка 5 — 40 мин, магнитное поле 5 К>, охлаждение — в магнитном поле. Кроме того, аморфная лента имеет форму круга диаметром 10 мм, из которого после ТМО вырезают кольцо с внутренним диаметром 6 мм, В

55 процессе отжига диски из АММС вращаются в стационарном магнитном поле 5 Кэ со скоростью 20 об/мин, при этом плоскость ленты параллельна направлению магйитноГО поля.

Недостатком указанного способа является его низкая производительность из-за ограниченного количества отжигаемой ленты, потеря необходимой технологической пластичности, так как при указанных температурно-временных параметрах отжига аморфная лента сплавов, содержащих металлоиды, сильно охрупчивается. Использование данного способа в промышленных масштабах ограничено одним типом магнитопроводов, а именно — набранных из колец, и неприменим для более распространенных витых магнитопроводов.

Кроме того, известны способы при которых предлагается кратковременный отжиг, при этом резкое уменьшение времени отжига при достаточно высокой скорости нагрева позволяет существенно повысить температуру отжига Тз. при которой при обычном отжиге идут процессы кристаллизации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ ТМО, включающий в себя кратковременный импульсный нагрев и охлаждение ленты. Согласно известному способу отрезки ленты AMMC нагревают пропусканием короткого импульса тока. При прекращении действия тока лента охлаждается в жидком азоте, B момент воздействия импульса возникает магнитное поле, направленное перпендикулярно оси ленты.

Использование известного способа позволяет получить начальную магнитную проницаемость порядка 17000 при частоте

1 кГц, причем материал остается пластичным. ТМО осуществляется посредством специального устройства с вмонтированными тоководами.

Однако известный способ недостаточно технологичен, так как при нагреве импульсами тока магнитное поле воздействует на ленту только в момент прохождения по ней импульса, в то время как охлаждение происходит без магнитного поля, поэтому магнитные свойства повышаются незначительно.

Кроме того, из-за ограниченности размеров отжигаемой ленты известный способ является непроизводительным и неприменим в случаях, когда требуется отжечь ленту большой длины.

Известно устройство для термомагнитной обработки витых магнитопроводов из

АММС, состоящее из трубчатого нагревателя, выполненного в виде короткозамкнутого

1731830

20 витка вторичной обмотки трансформатора, и соленоида, который является первичной обмоткой трансформатора.

Основным недостатком конструкции данного устройства является невозможность ускоренного охлаждения в магнитном поле обрабатываемых магнитопроводов и низкая производительность.

Известен агрегат для термообработки холоднокатаной ленты, содержащий две горизонтальные муфельные протяжные печи сопротивления для закалки и отпуска, блок охлаждения, лентопротяжный механизм и устройство для смотки, Недостатком этого агрегата является отсутствие источника магнитного поля, что не позволяет осуществлять термомагнитную обработку АММС, кроме того, данный агрегат не позволяет осуществлять ускоренное охлаждение ленты, Целью изобретения является повышение магнитной проницаемости при сохранении технологической пластичности обрабатываемой ленты AMM С.

Поставленная цель достигается тем, что при способе термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов с нулевой магнитострикцией, включающем нагрев и охлаждение ленты, последнюю в процессе обработки непрерывно перемещают и после нагрева дополнительно подогревают до температуры выше точки Кюри сплава, а охлаждение проводят в магнитном поле, перпендикулярном плоскости ленты.

Устройство для термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов с нулевой магнитострикцией, содержащее горизонтальную муфельную протяжную электропечь, блок охлаждения, лентопротяжный и смоточный механизмы, снабжено консольно расположенным на выходном торце электропечи блоком подогрева и источником магнитного поля, установленного в блоке охлаждения, Результаты исследований изменения магнитных свойств и степени технологической пластичности показывают, что температура кратковременного нагрева зависит от Тх отжигаемого AMMC. Температура нагрева ограничена началом процесса кристаллизации, который разрушает аморфную структуру материала — лента становится хрупкой и имеет низкую магнитную проницаемость, Повышение температуры нагрева приводит к необходимости увеличения скорости перемещения ленты для предотвращения охрупчивания, однако при заметном увеличении скорости лента не успевает прогреться и ее магнитные свойства остаются на уровне нетермообработан ной ленты. Это

55 обстоятельство объясняется тем, что не успевают полностью пройти процессы релаксации закалочных напряжений. Понижение температуры нагрева требует невысоких скоростей движения ленты, при этом пребывание ленты в печи увеличивается, что приводит к развитию процессов кристаллизации.

При изменении толщины отжигаемой ленты изменяют и скорость ее перемещения, в то время как температура нагрева остается без изменения. После кратковременного нагрева необходимо проводить дополнительный подогрев ленты до Тс сплава с целью предотвратить процесс стабилизации границ доменов путем охлаждения в магнитном поле, перпендикулярном плоскости ленты. Так как процесс стабилизации границ доменов является обратимым процессом, то основным требованием к п одогреву я вляется температура, а осуществление подогрева не связано с температурно-временными параметрами предшествовавшего ему кратковременного нагрева. Однако температура подогрева влияет на температуру кратковременного нагрева.

Охлаждение в магнитном поле, перпендикулярном плоскости ленты, необходимо для предотвращения стабилизации границ доменов и формирования доменной структуры, обеспечивающей высокие значения магнитной проницаемости. Для намагничивания ленты перпендикулярно плоскости необходимо магнитное поле напряженностью 15 Кз из-за большого размагничивающего фактора ленты.

В случае обработки AMMC с Tc=250 С и менее условие охлаждения в магнитном поле не является объязательным.

Кратковременный нагрев и подогрев ленты АММС с последующим охлаждением в магнитном поле, перпендикулярном плоскости ленты, осуществляется непрерывно, за счет чего достигается высокая производительность предлагаемого способа ТМО. С учетом времени заправки ленты по предлагаеМоМу способу и закрепления по известному производительность предлагаемого способа ТМО выше, чем известного.

На чертеже представлено предлагаемое устройство.

Устройство для термомагнитной обработки ленты из аморфных магнито-мягких сплавов содержит горизонтальную муфельную протяжную печь 1 сопротивления, блок

2 охлаждения с источником 3 магнитного поля, блок 4 подогрева, лентопротяжный механизм 5 с электроприводом 6 и устройство 7 для смотки обработанной ленты, термопары 8 — 10 и устройство 11 для размотки обрабатываемой ленты 12.

1731830

Устройство работает следующим образом. Лента 12 из АММС с устройства 11 для размотки подается в муфельную протяжную печь 1 сопротивления, нагретую до температуры выше температуры кристаллизации

Т> сплава обрабатываемой ленты, затем лента проходит через блок 4 подогрева, где температура обрабатываемой ленты поддерживается не ниже температуры Кюри Т данного сплава, после чего лента попадает в блок 2 охлаждения с источником 3 магнитного поля, где происходит быстрое охлаждение обрабатываемой ленты 12 в перпендикулярном магнитном поле.

Технологические параметры TMO подобраны таким образом, что лента при прохождении протяжной печи нагревается до заданной температуры менее чем 5 с, что позволяет снять закалочные напряжения в ленте без ее охрупчивания в процессе отжига. Контроль и регулировка температуры в зоне печи осуществляется по сигналам с термопар 9 и 10.

Блок подогрева ленты необходим для того, чтобы перед входом ленты в блок охлаждения, снабженный источником магнитного поля, ее температура была не ниже температуры Кюри Т сплава, из которого сделана лента. Это дает возможность избежать эффекта стабилизации границ доменов при ускоренном охлаждении ленты.

Контроль и регулировка температуры в блоке подогрева осуществляются по сигналам с термопары 8. Кроме того, охлаждение ленты в магнитном поле, перпендикулярном ее плоскости, позволяет обеспечить благоприятную доменную структуру, необходимую для получения высоких магнитных свойств.

Таким образом, наличие в предлагаемом устройстве блока подогрева, консольно расположенного в торце протяжной печи, и блока охлаждения с источником магнитного поля позволяет значительно улучшить технологические параметры ТМО, что позволяет существенно повысить статические и динамические магнитные свойства обрабатываемой ленты, избежать охрупчивания и поверхностного окисления обрабатываемой ленты из АММС за счет равномерного и скоростного нагрева ленты по длине рабочей зоны печи, увеличения точности температурного режима TMO.

Пример. На опытной лабораторной установке осуществляют TMO AMMC марок

84КХСР, 84КСР, 86КГСР, 5

Для каждой марки сплава устанавливают необходимую температуру в зоне протяжной муфельной печи и в блоке подогрева, консольно размещенном в торце печи.

Магнитные свойства ленты и относительная деформация разрушения после обработки в предлагаемом устройстве и известном представлены в таблице.

Относительная деформация разрушения ленты после отжига определяется по известной методике, Как видно из таблицы, TMO AMMC в протяжной печи с блоком подогрева и блоком охлаждения в магнитном поле позволяет получить высокий уровень магнитных свойств в сочетании с высокой технологической пластичностью, что невозможно при известных способах термообработки, Указанное преимущество обработки ленты в предлагаемом устройстве дает возможность резать, гнуть, шлифовать ленту при последующих технологических операциях изготовления магнитопроводов, Формула изобретения

1. Способ термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов с нулевой магнитострикцией, включающий нагрев и охлаждение ленты, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения качества обработки путем повышения начальной магнитной проницаемости при сохранении технологической пластичности сплава, ленту в процессе обработки непрерывно перемещают и после нагрева дополнительно подогревают до температуры выше точки

Кюри сплава, а охлаждение в магнитном поле, перпендикулярном плоскости ленты.

2. Устройство для термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов с нулевой магнитострикцией, содержащее горизонтальную муфельную протяжную электропечь, блок охлаждения, лентопротяжный и смоточный механизмы, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обработки путем повышения магнитной проницаемости при сохранении технологической пластичности сплава, устройство снабжено консольно расположенным на выходном торце электропечи блоком подогрева и источником магнитного поля, установленным в блоке охлаждения.

1731830

П е лагаемое ст ойство

Известное ст ойство

Марка сплава

20х10 0,8

15х10 0,8

0,7

1,8

0,9

0,6

0,5

0,7

0,3

2,2

0,95

0,4

5х10

0,75

3,5

0,95

0,35

1,0

0,4

15

25

Составитель П. Бочаров

Редактор Н. Тупица ехред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 1558 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

84КХСР (Вз=.0,56 Т) 84КСР (Вз=0,7 Т) 84КГСР (Bs-0,95 Т) Начальная магнитная проницаемость pg

10 х 10з

5х10

2х10

Коз р ционнная сила

Нс800, Аlм

Коэффициент прямоугольной петли гистерезиса

Вг/В

Оносительная деформация разрушения, Е

Начальная магнитная проницаем ость pg

Коэрционнная сила

Нс800, А/м

Коэффициент прямоуголь-. ной петли гистерезиса в/в

Оносительная деформация разрушения, Ef

Способ термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов и устройство для его осуществления Способ термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов и устройство для его осуществления Способ термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов и устройство для его осуществления Способ термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов и устройство для его осуществления Способ термической обработки ленты из аморфных магнитомягких сплавов и устройство для его осуществления 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к металлургии j a именно к химико-термической обработке металлов

Изобретение относится к линии для химико-термической обработки непрерывного действия

Изобретение относится к термоагрегату для закалочно-отпускных операций

Изобретение относится к химической промышленности

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при изготовлении электромеханизмов систем управления

Изобретение относится к металлургии, конкретно к обработке сталей бейнитного класса

Изобретение относится к устройствам для термической обработки с индукционным нагревом и может применяться в мелко-и крупносерийном производстве

Изобретение относится к машиностроению , конкретно к способам обработки конструкционных материалов на водородопроницаемость

Изобретение относится к закалочным средам, применяемым при термической обработке углеродистых сталей

Изобретение относится к обработке металлов магнитным полем и может быть использовано в машиностроении при изготовлении канатов

Изобретение относится к обработке металлов магнитным полем и может быть использовано в машиностроении при изготовлении канатов

Изобретение относится к металлургии, конкретнее к прокатному производству, и может быть использовано при производстве стальных горячекатаных полос на широкополосных станах
Наверх