Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт


 

C21D1/04 - Изменение физической структуры черных металлов; устройства общего назначения для термообработки черных или цветных металлов или сплавов; придание ковкости металлам путем обезуглероживания, отпуска или других видов обработки (цементация диффузионными способами C23C; поверхностная обработка металлов, включающая по крайней мере один процесс, предусмотренный в классе C23, и по крайней мере другой процесс, охватываемый этим подклассом, C23F 17/00; однонаправленное отвердевание эвтектики или однонаправленное разделение эвтектик C30B)

Владельцы патента RU 2511136:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) (RU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности. Для повышения остаточной индукции сплав подвергают гомогенизации, закалке, термомагнитной обработке и многоступенчатому отпуску, причем нагрев сплава до температуры проведения термомагнитной обработки ведут в магнитном поле. 1 табл.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо - хром - кобальт, используемых при производстве постоянных магнитов.

Известен способ термической обработки анизотропных магнитотвердых сплавов системы железо - хром - кобальт, включающий гомогенизацию, обработку на α твердый раствор путем закалки из высокотемпературной области существования α твердого раствора в воде, изотермическую термомагнитную обработку (ИТМО) в магнитном поле и многоступенчатый отпуск (Н. Kaneko, M. Homma, К. Nakamura "New ductile permanent magnet of Fe-Cr-Co system". AIP Conference Proceedings, 1971, No5, p.1088 - 1092). Магнитное поле при этом прикладывают в момент выхода сплава на температуру ИТМО, удаляют его после окончания ИТМО и затем проводят многоступенчатые отпуска без магнитного поля.

Однако практика производства постоянных магнитов из магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Co с использованием известного способа термической обработки показывает, что получаемые значения остаточной индукции у магнитов ниже, чем у заявленного способа.

Известен способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Со патента США №4245049 (Jan. 20, 1981) Process for the thermal treatment of Fe-Cr-Co alloys for permanent magnets (Inventors: Cloude Bronner, Danlel Jullien. Int. Cl. H01F 1/02. U.S. Cl. 148/103; 148/31.57), в заявительной формуле которого нет упоминания о необходимости включения магнитного поля до достижения температуры ИТМО, но на рисунке, иллюстрирующем способ, показано, что магнитное поле включается при температуре на 30-40°C ниже температуры ИТМО.

Наиболее близким к описываемому изобретении по технической сущности и достигаемому результату является способ термической обработки магнитов из магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт, включающий гомогенизацию, закалку, термомагнитную обработку и многоступенчатый отпуск (SU 1468925 A1).

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа термической обработки магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Со, обеспечивающего повышение остаточной индукции постоянных магнитов при одновременном сохранении высоких значений коэрцитивной силы.

Технический результат достигается тем, что в способе термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо - хром - кобальт, включающим гомогенизацию, закалку, термомагнитную обработку и многоступенчатый отпуск, согласно изобретению термомагнитную обработку осуществляют путем нагрева в магнитном поле в течение 1-1,5 часов до температуры 640°C с выдержкой 30 мин.

Сущность изобретения заключается в том, что при нагреве образцов (магнитов) магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Co малой массы вследствие наличия инкубационного периода расслоения высокотемпературного α твердого раствора и незначительного запаздывания температуры образца от температуры печи, в которой проводится ИТМО, приложение магнитного поля в момент достижения температуры ИТМО в печи обеспечивает получение максимальных значений остаточной индукции для данного сплава. Совсем другая ситуация складывается, когда термообработке подвергается промышленная садка магнитов весом 3-6 кг. Время достижения температуры ИТМО достигает 1-1,5 часов и более и в этот промежуток времени происходит частичное изотропное расслоение зафиксированного при закалке α твердого раствора при отсутствии магнитного поля и, как следствие, понижается степень анизотропии обрабатываемых образцов и более низкие значения остаточной индукции практически при тех же значениях коэрцитивной силы. Для нейтрализации эффекта изотропного частичного расслоения α твердого раствора предлагается включать магнитное поле с самого начала помещения садки магнитов из магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Co в печь для проведения ИТМО. При этом на промышленных магнитах получают значения остаточной индукции, такие же как и при термообработке отдельных образцов (см. данные таблицы 1)

Таблица 1
Магнитные гистерезисные свойства анизотропного сплава Fe-30 вес.% Cr-20 вес.% Co-0,5 вес.% Si
Термообработка Br, Тл HcB, кА/м (BH)макс, кДж/м3
Гомогенизация при 1250°C (3 часа) + закалка в воде от 1150°C (15-20 мин) + ИТМО 640°C (30 мин) + отпуск без магнитного поля: 620°C (0,5 часа) + 600°C (1 час) + 580°C (2 часа) + 560°C (3 часа) + 540°C (6 часов):
- отдельные образцы диам. 10 мм и длиной 40 мм:
- Магнитное поле включено в момент достижения температуры ИТМО 1,10 60 32,0
- Нагрев до температуры ИТМО в магнитном поле 1,12 59,5 33,5
- садка образцов в контейнере весом 1,5 кг:
- Магнитное поле включено в момент достижения температуры ИТМО 0,8 57,0 26,5
- Нагрев до температуры ИТМО в магнитном поле 1,08-1,1 59,5-61,0 31,5-33,0
- Магнитное поле включено при температуре в печи 550°C 0,9-0,95 58,0-59,0 29,0-30,0
- Магнитное поле включено при температуре в печи 400°C 0,98-1,03 59,0-61,0 31,0-31,5
Br - остаточная индукция, HcB - коэрцитивная сила по индукции, (BH)макс - максимальное энергетическое произведение

Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт, включающий гомогенизацию, закалку, термомагнитную обработку и многоступенчатый отпуск, отличающийся тем, что термомагнитную обработку сплава проводят путем нагрева в магнитном поле в течение 1-1,5 часов до температуры 640°С с выдержкой 30 мин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения плотности магнитного потока и снижения магнитных потерь в стали листовую сталь, содержащую Si, подвергают холодной прокатке, затем обезуглероживающему отжигу для первичной рекристаллизации, смотке листа в рулон и посредством пакетной обработки отжигу рулона стального листа для вторичной рекристаллизации.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения магнитных потерь лист электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой содержит желобок, сформированный от геометрического места точек прохождения лазерного луча при его сканировании от кромки одного конца до кромки другого конца в направлении ширины листа, и линию раздела кристаллического зерна, которая имеет протяженность вдоль упомянутого желобка и пронизывает лист кремнистой стали с ориентированной зеренной структурой от передней поверхности до задней поверхности, причем в упомянутом желобке сформировано стеклянное покрытие, в котором коэффициент интенсивности Ir рентгеновского излучения характерной интенсивности рентгеновского излучения магния на участке желобка заключен в диапазоне 0≤Ir≤0,9, при этом среднее значение характерной интенсивности рентгеновского излучения магния участков поверхности листа текстурованной электротехнической стали, отличных от участка желобка, установлено как 1.

Изобретение относится к изготовлению горячекатаной полосы из легированных кремнием сталей для дальнейшей обработки в электротехническую полосовую сталь с ориентированной зернистой структурой.

Группа изобретений относится к области металлургии. Для измельчения магнитной доменной структуры и снижения магнитных потерь в листе из текстурированной электротехнической стали лист выполняют с линейными канавками на его поверхности, при этом количественное отношение линейных канавок с расположенными непосредственно под ними кристаллическими зернами, когда каждое кристаллическое зерно имеет ориентацию, отклоняющуюся от ориентации Госса на 10° или более, и размер зерна 5 мкм или более, регулируют таким образом, чтобы оно составляло 20% или менее и, кроме того, вторично рекристаллизованные зерна регулируют так, чтобы они имели средний угол β 2,0° или менее, и каждое вторично рекристаллизованное зерно, имеющее размер зерна 10 мм или более, регулирует так, чтобы иметь отклонение среднего угла β от 1° до 4°.

Изобретение относится к области металлургии. Для уменьшения магнитных потерь в текстурованном листе из электротехнической стали на поверхности листа формируют канавки, каждая из которых имеет заданную длину и вытянута в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки листа электротехнической стали, при этом канавки сформированы при заданных интервалах посредством сканирования поверхности листа лазерным лучом.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения высокой плотности магнитного потока в стали осуществляют горячую прокатку материала из кремнистой стали, содержащей, мас.%: от 0,8 до 7 Si, от 0,01 до 0,065 растворимого в кислоте Аl, от 0,004 до 0,012 N, от 0,05 до 1 Мn и от 0,0005 до 0,0080 В, С 0,085 или менее, Ti 0,004 или менее, по меньшей мере один элемент, выбранный из группы, состоящей из S и Se, составляющих в сумме от 0,003 до 0,015 мас.%, Fe и неизбежные примеси остальное, отжиг горячекатаной стальной полосы, однократную или многократную холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг для первичной перекристаллизации, нанесение разделителя для отжига, содержащего MgO в качестве своего основного компонента и окончательный отжиг для вторичной перекристаллизации, при этом между началом обезуглероживающего отжига (стадия S4) и появлением кристаллов вторичной нерекристаллизации при окончательном обезуглероживании (стадия S5) проводят азотирующую обработку (стадия S6) для увеличения содержания N в обезуглероженной отожженной стальной полосе, а при горячей прокатке (стадия S1) материал из кремнистой стали выдерживают при температуре от 1000 до 800°С в течение 300 секунд или дольше, а затем осуществляют чистовую прокатку.

Способ включает создание металлического слоя (2) с ферритообразующим элементом, по меньшей мере, на одной поверхности пластины (1), выполненной из Fe или сплава Fe, с превращением α-γ.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения благоприятных значений потерь в сердечниках на холоднокатаном стальном листе образуют резистную пленку для изготовления канавки путем травления, при этом в резистной пленке образуют открытую часть стального листа, содержащую первую область, ориентированную в направлении ширины листа, и множество вторых областей, начинающихся от первой области, причем ширина первой области и вторых областей составляет от 20 мкм до 100 мкм, и расстояние от концевой части одной из вторых областей до концевой части смежной с ней другой области из вторых областей составляет от 60 мкм до 570 мкм.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения плотности магнитного потока осуществляют нагрев сляба из стали, содержащей, мас.%: Si от 0,8 до 7, кислоторастворимый Al от 0,01 до 0,065, C 0,085 или менее, N 0,012 или менее, Mn 1,0 или менее, S эквивалентно Seq., определяемым уравнением «Seq.=[S]+0,406·[Se]», где [S] представляет содержание S, [Se] представляет содержание Se, 0,015 или менее, остальное Fe и неизбежные примеси, горячую прокатку сляба, отжиг, холодную прокатку, обезуглероживающий отжиг для первичной рекристаллизации, нанесение покрытия и заключительный отжиг для вторичной рекристаллизации.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения магнитной индукции листа, используемого в ленточных сердечниках, сляб из стали заданного химического состава нагревают до температуры 1280°C или более высокой и осуществляют горячую прокатку.

Изобретение относится к нанокристаллическому сплаву на основе железа и способу его формирования и может быть использовано в трансформаторе, индукторе, входящем в состав двигателя магнитном сердечнике.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в промышленности при промежуточной термической обработке изделий из листового материала стали аустенитно-мартенситного класса марки 07Х16Н6.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к стали, используемой для изготовления деталей режущих инструментов. Сталь содержит, в мас.%: от 0,28 до 0,5 С, от 0,10 до 1,5 Si, от 1,0 до 2,0 Mn, максимум 0,2 S, от 1,5 до 4 Cr, от 3,0 до 5 Ni, от 0,7 до 1,0 Mo, от 0,6 до 1,0 V, от следовых количеств до общего максимального содержания 0,4% мас.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к термической обработке монокристаллов ферромагнитного сплава нового состава Fe-Ni-Co-Al-Nb, и может быть использовано в машиностроении, авиационной, космической промышленности, механотронике и микросистемной технике для создания исполнительных механизмов, датчиков, актюаторов, демпфирующих элементов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к обработке магнитотвердых сплавов на основе системы Fe-Cr-Co, которые применяются в приборостроении, релейной технике, электромашиностроении, медицине, автомобильной промышленности и т.д.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению горячекатаной полосы из свободной от превращений ферритной стали. Для создания в горячекатаной полосе мелкозернистой структуры расплав, полученный из стали, содержащей, мас.%: <1,5 С, <30 Cr, >2 Al, <30 Mn, <5 Si, остальное железо и неизбежные примеси разливают в горизонтальной установке для непрерывной разливки с успокоенным течением и без изгибов в полосовую заготовку толщиной 6-20 мм, а затем осуществляют прокатку заготовки в горячекатаную полосу со степенью деформации, по меньшей мере, 50%.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к обработке металлов давлением, а именно к технологии получения заготовок сталей аустенитного класса с нанокристаллической структурой, и может быть применено при изготовлении сосудов высокого давления для теплоэнергетики и химической промышленности.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к магнитно-мягкому сплаву и способу его формирования, при этом сплав может быть использован в трансформаторе, индукторе.

Изобретение относится к области металлургии, преимущественно к области деформационно-термической обработки аустенитных нержавеющих сталей. .
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению деталей для автомобилестроения термомеханической обработкой горячекатаных и/или холоднокатаных стальных полос или листов, снабженных слоем покрытия из цинкового сплава.

Группа изобретений относится к нагревательному устройству, устройству для термообработки и способу нагрева для индукционного нагрева кольцеобразной заготовки. Нагревательное устройство содержит опору, предназначенную для установки кольцеобразной заготовки, привод вращения в сборе и нагреватель, предназначенный для нагрева заготовки.
Наверх