Способ получения постоянных магнитов из сплава марганец- алюминий

 

Использование: относится к магнитным материалам, в частности к технологии изготовления постоянных магнитов с применением холодной пластической деформации. Сущность изобретения: способ включает нагрев заготовки до 1140-1160°С со скоростью 5 - 1000°С/мин, выдержку 1-50 мин, охлаждение со скоростью 300-1000°С/мин, пластическую деформацию с противодавлением и отпуск при 200-550°С в течение 15- 180 мин. Получены постоянные магниты с индукцией 5200-6000 Гс и коэрцитивной силой 1800-2700 Э. Выход годного составляет 60-90%. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4708718/02 (22) 22.06,89 (46) 07.05.92. Бюл. М 17 (71) Центральный научно-исследовательский институт черной металлургии им,И,П.Бардина (72) М,П.Равдель и Т.С.Родина (53) 621.318.12 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 871866, кл. B 21 С 23/08, 1979.

Авторское свидетельство СССР

М 1203117, кл. С 21 0 8/12, 1984. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ

МАГНИТОВ ИЗ СПЛАВА МАРГАНЕЦ—

АЛЮМИНИЙ

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения постоянных магнитов с применением холодной пластической деформации.

Цель изобретения — повышение технологичности процесса изготовления магнитов и увеличение выхода годного.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в предварительной термообработке заготовки при

1140 — 1160 C, холодной пластической деформации с противодавлением и последующем отпуске, исходную термообработку проводят по режиму: нагрев до 1140—

11600С со скоростью 5 — 1000 С/мин, выдержка при атой температуре в течение 1 — 50 мин, охлаждение до комнатной температуры со скоростью 300 — 1000 С мин, а после холодной деформации проводят отпуск в интервале температур 200 — 550 С в течение

15 — 180 мин.

„, . Ж,, 1731840 А1 (s<)s С 21 D 8/12, В 21 С 23/08, Н 01 F 41/02 (57) Использование: относится к магнитным материалам, в частности к технологии изготовления постоянных магнитов с применением холодной пластической деформации.

Сущность изобретения: способ включает нагрев заготовки до 1140-1160 С со скоростью 5 — 1000 С/мин, выдержку 1 — 50 мин, охлаждение со скоростью 300 — 1000 С/мин, пластическую деформацию с противодавлением и отпуск при 200-550 С в течение 15—

180 мин. Получены постоянные магниты с индукцией 5200 — 6000 Гс и коэрцитивной силой 1800 — 2700 3. Выход годного составляет

60-90%. 2 табл.

Режимы нагрева, выдержки и охлаждения в указанных пределах обусловлены получением необходимой для последующей пластической деформации структуры и определяются размерами и исходным состоянием заготовок.

При скорости нагрева меньше 5 С/мин, увеличивается время термообработки, понижается прЬизводительность процесса изготовления магнитов, а также в процессе медленного нагрева в интервале температур 700 †9 С происходит полный распад на равновесные фазы, сопровождаемый очень большим объемным эффектом и вследствие этого растрескивание заготовок и увеличение брака при последующей холодной деформации, При скорости нагрева больше 1000 С/мин возможно возникновениетрещин из-за неблагоприятных тепло-физических параметров сплава (низкая теплопроводность и высо1731840 кий коэффициент термического расширения), Длительность выдержки.в течение 1 — 50 мин определяется необходимостью получения гомогенной высокотемпературной яфазы с определенным размером зерна.

При выдержке меньше 1 мин даже в горячепрессованных заготовках малого сечения (4 мм) наблюдается неоднородность структуры (размера зерна е-фазы) по сечению заготовки, а соответственно и магнитных свойств после деформации.

При выдержке более 50 мин наблюдается рост зерна я-фазы и неполный ее переход в магнитную Г-фазу при охлаждении.

Наличие избыточной е -фазы в структуре снижает пластичность сплава при деформации, повышает возможность возникновения трещин, уменьшая выход годных магнитов.

Скорость охлаждения в интервале 300—

1000 С/мин обеспечивает полный переход высокотемпературной е-фазы в магнитную

z -фазу в процессе охлаждения, что в свою очередь обеспечивает высокий уровень остаточной индукции.

При скорости охлаждения больше

1000 С/мин фиксируется высокотемпературная немагнитная с-фаза и изделие остается немагнитным и после пластической деформации.

При скорости охлаждения меньше

300 С/мин возможно появление немагнитных твердых и хрупких фаз r (MnAI) и РМп затрудняющих пластическую деформацию и ухудшающих технологичность процесса изготовления магнитов, Проведение после пластической деформации отпуска при 200 — 550 С в течение 15—

180 мин обеспечивает повышение остаточной индукции и остаточного магнитного потока магнитов, что связано с совершенствованием текстуры одноосной магнитной фазы, и увеличение выхода годных магнитов.

Отпуск при температуре ниже 200 С неэффективен (пример 2 табл.2). При отпуске выше 550 С резко падает уровень коэрцитивной силы Н м, а соответственно, остаточной индукции в разомкнутой цепи Вр,ц. и ма гн ит ного и ото ка Ф ц что п ри водит к уменьшению выхода годных магнитов (пример 10 табл.2).

Интервал продолжительности выдержки при отпуске определяется теми же причинами, что и температурный интервал отпуска; выдержка менее 15 мин неэффективна, а выдержка продолжительностью более 180 мин приводит к сильному снижению

55 коэрцитивной силы и в результате снижению Вр.ц. и выхода годных магнитов.

Пример. Заготовку из сплава MnAI, содержащего мас.%: Mn 71; Мо 0,1; Al остальное, прессовали на масляно-гидравлическом прессе усилием 200 т,с, при высокой температуре на пруток ог 6 мм и разрезали на заготовки длиной 12 мм. Заготовки подвергали термообработке в открытой печи сопротивления для получения однофазной структуры магнитной т-фазы. Затем осуществляли холодную пластическую деформацию с использованием специальной оснастки сочетанием осадки и экструзии с противодавлением. После пластической деформации проводили отпуск. Режимы термической обработки, холодной пластической деформации и отпуска, а также соответствующие магнитные свойства приведены в табл. 1 и 2.

Остаточную индукцию магнита в разомкнутой цепи В>.ц. во всех случаях измеряли на магнитах с отношением б/I = 0,5 методом выдергивания образца из катушки с использованием микровеберметра Ф вЂ” 191.

Для сравнения были изготовлены магниты по известному способу.

Пример 2, Сплав системы MnAI приведенного ранее состава разливали в кокиль. Литые заготовки о 15 мм подвергали термической обработке, пластической деформации и отпуску (примеры 12 и 11), В этом случае выдержка продолжительностью

50 мин при 1150 С необходима для гомогенизации и устранения твердой немагнитной

MnAI-фазы, присутствующей в структуре литого сплава из-за дендритной ликвации.

Скорость охлаждения 300 С/мин обеспечивает полный ход высокотемпературной ефазы в магнитную г-фазу.

Таким образом, получение постоянных магнитов по предлагаемому способу (примеры 3,5,6,7,9 и 12) обеспечивает повышение технологичности процесса изготовления магнитов, повышение остаточной индукции в разомкнутой цепи В>.ц, и качества магнитов, а следовательно, увеличение выхода годных магнитов, Наряду с этим получение магнитов по предлагаемому способу позволяет снизить необходимую для получения нужного уровня остаточной индукции степень холодной деформации и увеличить срок службы используемой при холодной деформации оснастки, т.е. повысить технологичность процесса, Формула изобретения

Способ получения постоянных магнитов из сплава марганец — алюминий, вклю1731840 чающий нагрев заготовки до 1140 — 1160 С, выдержку, охлаждение, пластическую деформацию с противодавлением, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения технологичности процесса и увеличения выхода годного, нагрев ведут со скоростью 5 — 1000 С/мин, выдержку проводят в течение 1 — 50 мин, охлаждение ведут со скоростью 3001000 С/мин, а после пластической дефор5 мации проводят отпуск при 200 — 550 С в течение 15-180 мин.

Таблица 1

Суммарная степень деформации, ОА

Способ получения магнитов

Режим исходной термообработки

Режим отпуска после холодной део ма ии

Пример

Ско ость

Выдержка, мин

Выдержка, мин

Температура нагрева, С

Температура, С охлаждения нагрева, ОC/MMH

Комбини600

1150

700

41 рованная деформация:осадка+ экструзияТо же

Н

1140

Н

° 1

° 1

1 °

1150

° Ф

1000

1000

° 1

° Ф

Н

ФФ

Н

Н

Н

1 °

Н

° 1

1 °

300

1140

Н

Н

200

400

1150

Таблица 2

Отношение размеров магнитов

Пример

Магнитные ха акте истики магнитов

Выход годноm %

Вр.ц., Гс

Вч, Гс

Нсм, Э

0,5

° I

° 1

1 °

° 1

° Ф

° I

2

4

6

8

11

12

13 (известный

2

4

6

8

11

12

13 известный

4500

2600

4100

400