Способ получения магнитно-мягких материалов на основе железа

 

Существо изобретения заключается в том, что порошок железа обрабатывают совместно с порошками титана, кремния и хлористого аммония в камере для маталлизации в атмосфере аргона при температуре 450-550° С в течение 30-60 мин, а затем экструдируют и отжигают. Полученный материал имеет электросопротивление 1,1 Ом.м, индукцию насыщения 1,7 Тл, магнитную проницаемость 3300. В результате такой обработки на частицах порошка образуется электроизоляционное покрытие в виде пленки интерметаллидов на основе соединения TiSi 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 В 22 F 1/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4735463/02 (22) 19.07.89 (46) 23,05.92. Бюл. 1ч 19 (71} Ереванский политехнический институт им, К.Маркса (72) Н.Н,Манукян, С.Г.Агбалян и С,М.Агаян (53) 621,762,3(088,8) (56) Патент Японии 1ч . 51-28572, кл. С 23 С 9/02, 1976.

Авторское свидетельство СССР

ЛЬ 425737, кл. В 22 F 3/16, 1971. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОМЯГКИХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗА

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способу получения магнитно-мягкого материала на основе железа с повышенными электромагнитным свойствами.

Целью изобретения является повышение электромагнитных свойств материала на основе железа, Указанная цель достигается нанесением электроизоляционного покрытия на частицы порошка железа, при этом электроизоляционное покрытие наносят в виде пленки интерметаллидов на основе сплава TiSi, а компактирование осуществляют путем экструдирования.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом, Шихту, состоящую из железного порошка, смешивают с порошками титана., кремния и хлористого аммония, загружают в камеру для металлизации, создают защитную среду (аргон), устанавливают в предварительно нагретую до температуры

„„SU „„1734946 А1 (57) Существо изобретения заключается в том, что порошок железа обрабатывают совместно с порошками титана, кремния и хлористого аммония в камере для маталлизации в атмосфере аргона при температуре

450 — 550 С в течение 30 — 60 мин, а затем экструдируют и отжигают. Полученный материал имеет электросопротивление 1,1 10

Ом м, индукцию насыщения 1,7 Тл, магнитную проницаемость 3300, В результате такой обработки на частицах порошка образуется электроизоляционное покрытие в виде пленки интерметаллидов на основе соединения TiSi, 1 табл. металлизации (450 — 550 С) печь, выдерживают (30 — 60 мин) и охлаждают. После рассева шихту используют для следующей металлизации, Металлизированный железный порошок подвергают брикетированию, нагревают (Тэ = 1100 — 1150 С, гз = 10 — 15 мин) и экструдируют через коническую матрицу с коэффициентом вытяжки А = 4 — 6 и отжигают по стандартным режимам.

Пример 1. Железный порошок марки

ПЖ1М зернистостью 200/50 смешивают с титановым и кремневым порошками и хлористым аммонием (ТУ-6-09-587-75) при следующем соотношении компонентов, мас.%: железный порошок 88,10; титановый порошок 7,35; кремневый порошок 2,45; хлористый аммоний 2,10, Такое соотношение компонентов берется с целью максимального растворения титана и кремния в железе. Причем металлическую шихту используют многократно и безотходно, Шихту, состоящую из железного порошка, смешивают С порошка1734946 ми титана, кремния и хлористого аммония, загружают вкамеру для металлизации,,создают защитную среду (аргон) и устанавливают в трубчатую печь, Контейнер с шихтой вращают в печи в частотой 45 об/мин при

450 С в течение 30 мин, в результате чего железные порошки покрываются пленкой интерметаллидов на основе сплава TiSi, При нагреве шихты до 330 — 340 С происходит разложение

NH4CI - КНз+ HCI с образованием активного HCI, который взаимодействует с титановым и кремневым порошками, образуя Т!С!2, TICI4, SICI4, Я!С!в — источники атомарного титана и кремния, Так как TICI2 и Я!С!д неустойчивы, то в процессе катализа сравнительно легко диспропорционируют на поверхности железных частиц с образованием электроизоляционного покрытия в виде интерметаллидов на основе сплава TiSi. После рассева металлизированный железный порошок подвергают брикетированию (ф 60 мм, h = 80 мм) под давление 500 — 600 МПа. Полученную таким образом заготовку нагревают в защитной среде аргона при 1100 С в течение 15 мин и подвергают экструзии с коэффициентом вытяжки il,= 5, Из экструдированных заготовок механической обработкой вытачивают тороидальные кольца, с которых снимают электромагнитные характеристикиб, предварительно подвергнув двухкратному отжигу при 1100 С и 700 С с выдержкой 1 ч для гомогенизации структуры и снятие внутренних напряжений.

Пример 2, Технология аналогична примеру 1, но температура металлизации выбрана 500 С, а продолжительность 45 мин. После экструзии и отжига на выточенных тороидальных кольцах получены электромагнитных характеристики, Пример 3, Технология аналогична примеру 1, но температура металлизации составляет 550 С, а продолжительность 60 мин, После экструзии и отжига на тороидальных кольцах получены электромагнитныее характеристики.

В таблице приведены зависимости электромагнитных характеристик предлага5 емого способа от режимов металлизации, полученных по оптимальным режимам экструзии и отжига (T> = 1100 С, т = 15 мин, =5 Тот= 1100 С тот= 60 мин, Тот=700

С, Тот = 60 мин) при соотношении компо10 нентов, мас.,: железный порошок 88,1, титановый порошок 7,35; кремневый порошок

2,45; хлористый аммоний 2,1.

Из представленных данных видно, что высокие электромагнитные свойства дости15 гается при следующих режимах металлизации; Тм = 450 — 550 С; r м = ЗΠ— 60 мин.

По.оптимальным режимам изготовлен материал электроизоляционной пленки интерметаллидных составов TIFeSIz u

20 ТцаFe

4.

Т! уЕеюЯ!44 7.10, Известный состав пленки

10 — 5 10 Ом, Как видно, электросопротивление элек25 троизоляционной пленки предлагаемого материала в несколько раз превосходят известное.

Из металлизированных порошков экструдировали заготовки, а из них опытную

ЗО партию магнитопроводов (сердечники), лабораторные и заводские испытания которых показали, что они по электромагнитным свойствам превосходят свойства магнитопроводов, изготовленных известным спосо35 бом.

Формула изобретения

Способ получения магнитно-мягких материалов на основе железа, включающий нанесение электроизоля ционного покрытия

40 на частицы порошка железа, компактирование и термообработку, отличающийся тем, что, с целью повышения электромагнитных свойств материала, электроизоляционное покрытие наносят в виде пленки

45 интерметаллидов на основе соединения

TiSi, а компактирование осуществляют путем экструдирования,