Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в 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 2607074:

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

Изобретение относится к получению порошковых магнитотвердых сплавов. Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт включает приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание, термообработку и термомагнитную обработку. Причем после спекания до термообработки проводят горячую пластическую деформацию с вытяжкой не менее 1,1. Термомагнитную обработку проводят в температурном интервале 650-600°С. Обеспечивается снижение температуры спекания сплава и повышение магнитных гистерезисных свойств слава при сохранении высоких значений коэрцитивной силы. 1 табл., 1 пр.

 

Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт

Изобретение относится к области порошковой металлургии в части технологии получения постоянных магнитов из магнитотвердых деформируемых сплавов системы железо-хром-кобальт методами порошковой металлургии.

Известны способы получения магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 5-25 вес. % методами порошковой металлургии, включающими смешение как элементарных порошков железа, хрома, кобальта, так и их сплавов (прекурсоров) с легирующими добавками, частичную активацию полученной шихты, формование для получения порошковых заготовок постоянных магнитов, их спекание в вакууме (или в защитной атмосфере) при температурах 1350-1420°С, термическую обработку, включая термомагнитную, для получения окончательных магнитных гистерезисных свойств. Такие способы получения постоянных магнитов из порошковых магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Co подробно описаны в статье MX. Green, R.C. Sherwood and C.C. Wong "Powder metallurgy processing of CrCoFe permanent magnet alloy containing 5-25 wt. % Co", которая свидетельствует, что оптимальной температурой спекания является температура 1400-1420°С. Эта температура достаточно высока для спекания металлических сплавов и требует наличия специализированного оборудования. (J. Appl. Phys. 1982, v. 53, No 3, pp.2398-2400). Из статьи также следует, что максимальное энергетическое произведение (ВН)макс исследованных порошковых сплавов системы Fe-Cr-Со с коэрцитивной силой свыше 56 кА/м (700 эрстед) не превышает 40 кДж/м3 (5 МГсЭ). Так на сплаве Fe-29,5Cr-25Co-3Mo после спекания при 1420°С и полного цикла термообработки получены магнитные гистерезисные свойства: Br=1,15 Тл, Нс=62 кА/м (780 Э) и (ВН)макс=40 кДж/м3 (5,0 МГсЭ).

Порошковый сплав 30Х20К2М2В (Fe-30Cr-20Co-2Mo-2W), разработанный в лабораториях Института металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова РАН (ИМЕТ РАН), обладает высокой коэрцитивной силой Нс>80 кА/м (1000 Э) при Br=1,0 Тл и (ВН)макс=34,7 кДж/м3.

Техническим результатом изобретения являются снижение температуры спекания порошковых магнитов из магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В (на 200°С) и повышение его таких магнитных гистерезисных свойств как остаточная индукция Br и (ВН)макс при сохранении высоких значений коэрцитивной силы.

Технический результат достигается тем, что способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт, включающий приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание, термообработку и термомагнитную обработку, заключается в том, что после спекания до термообработки проводят горячую пластическую деформацию с вытяжкой не менее 1,1, при этом термомагнитную обработку проводят в температурном интервале 650-600°С.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что в процессе горячей пластической деформации, обязательно включающей в себя вытяжку спеченных заготовок с последующим нагревом на высокую температуру под закалку, формируется текстура горячей деформации с ориентацией осей легкого намагничивания [100] вдоль вытяжки заготовки. Сама по себе горячая деформация без вытяжки, например, при горячей ковке, когда вытяжка чередуется с осадкой (образец 2 таблицы 1), не дает увеличения магнитных гистерезисных свойств, хотя и позволяет снизить оптимальную температуру спекания за счет увеличения плотности заготовки, спеченной при более низких температурах.

Сущность изобретения подтверждается примерами, которые сведены в таблице 1.

Во всех приведенных примерах таблицы элементарные промышленные порошки Fe, Cr, Со, Мо и W смешивали в турбосмесителе. Металлические компоненты брали в соотношении: 30 масс. % хрома, 20 масс. % кобальта, 2 масс. % молибдена, 2 масс. % вольфрама, остальное карбонильное железо. Формование образцов длиной до 5 мм проводили путем прессования исходной порошковой смеси (шихты) на ручном гидравлическом прессе в разъемных матрицах при давлении 400-600 МПа. Спекание проводили в вакуумной шахтной печи в вакууме 10-2 Па. Термическую обработку проводили в установке, которая позволяла осуществлять термомагнитную обработку (ТМО) в температурном интервале 650-600°С в магнитном поле Н=3500 эрстед. Контролируемое охлаждение (старение) образцов после проведения ТМО проводили как в этой же установке, так и в отдельной муфельной печи с программируемым регулятором температуры.

Данные таблицы 1 однозначно свидетельствуют о том, что горячая пластическая деформация спеченных заготовок магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В с вытяжкой не менее 1,1 приводит к уменьшению оптимальной температуры спекания на 200°С, повышению остаточной индукции Вг и максимального энергетического произведения (ВН)макс на 25-30% при сохранении высоких значений коэрцитивной силы Нс.

Способ получения порошкового магнитотвердого сплава 30Х20К2М2В системы железо-хром-кобальт, включающий приготовление шихты из порошков железа, хрома, кобальта, молибдена и вольфрама, формование полученной шихты, спекание, термообработку и термомагнитную обработку, отличающийся тем, что после спекания до термообработки проводят горячую пластическую деформацию с вытяжкой не менее 1,1, при этом термомагнитную обработку проводят в температурном интервале 650-600°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к порошковым материалам на основе железа для ступеней погружных центробежных насосов. Материал содержит 0,08-0,95 мас.% углерода, 4,0-16,0 мас.% никеля, 0,8-5,6 мас.% молибдена, 1,2-6,8 мас.% вольфрама, 1,8-14,2 мас.% кобальта и железо - остальное.
Изобретение относится к порошковым материалам на основе железа для ступеней погружных центробежных насосов. Материал содержит 0,1-0,9 мас.% углерода, 6,0-26,0 мас.% никеля, 0,9-9,1 мас.% молибдена, 0,06-2,75 мас.% вольфрама и железо - остальное.
Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для изготовления спеченных металлообрабатывающих инструментов. Инструменты изготовлены из порошковой карбидостали, содержащей углерод, титан, молибден, вольфрам, ванадий, хром, стеарат цинка и железо при следующем соотношении компонентов, мас.%: углерод 0,3-0,5, титан 1,0-2,0, молибден 3,0-5,0, вольфрам 2,5-4,0, ванадий 3,0-4,0, хром 8,0-10,0, стеарат цинка 0,1-0,3, железо остальное.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к изготовлению высокоточных изделий. Заготовка для инструмента изготовлена из дисперсионно-упрочненного сплава Fe-Co-Mo/W-N, содержащего, мас.%: кобальт 15,0 до 30,0, молибден до 20,0, вольфрам до 25,0, при этом (Мо+W/2) 10,0 до 22,0, азот 0,005 до 0,12, железо и примеси - остальное.

Изобретение относится к антифрикционным материалам на основе железа для изготовления узлов трения, работающих в тяжелонагруженных условиях. Антифрикционный материал по варианту 1 содержит 0,3÷1,5 мас.% углерода, 1÷9 мас.% никеля, 0,5÷2,5 мас.% молибдена, 10÷25 мас.% меди, 0,5÷5,0 мас.% фторида кальция и остальное железо.

Группа изобретений относится к порошковой металлургии. Порошковая композиция на основе железа для получения спеченной детали инжекционным формованием имеет средний размер частиц 20-60 мкм и содержит 0,3-1,6 мас.% Мо, 0,1-0,6 мас.% Р, необязательно до макс.
Изобретение относится к получению высокоплотного порошкового хромсодержащего материала на основе железа. Готовят шихту на основе распыленного порошка хромомолибденовой стали с добавкой углерода.

Группа изобретений относится к cпеченным коррозионностойким материалам на основе железа для узлов трения, работающих в агрессивных средах. Материал по варианту 1 содержит 3÷15 мас.% хрома, 1÷10 мас.% никеля, до 1,8 мас.% молибдена, до 2,0 мас.% углерода, 14÷25 мас.% меди, 0,1÷1,0 мас.% серы, 0,3÷3,0 мас.% марганца и остальное - железо.
Изобретение относится к порошковой металлургии. Порошковый экономнолегированный материал на основе железа для получения поверхностно-упрочненных износостойких деталей содержит 0,3-0,5 мас.% углерода, 1,0-2,0 мас.% титана, 2,0-3,0 мас.% молибдена, 2,0-3,0 мас.% вольфрама, 0,5-1,0 мас.% ванадия, 8,0-10,0 мас.% хрома, 2,0-3,0 мас.% меди, 0,1-0,3 мас.% стеарата цинка и остальное железо.

Изобретение относится к порошковым фрикционным сплавам на основе железа, которые могут быть использованы в узлах трения предохранительных фрикционных муфт сцепления винтовых стрелочных переводов, применяемых на высокоскоростных железнодорожных магистралях.

Изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Для повышения хладостойкости (ударной вязкости) стальных литых деталей железнодорожных вагонов осуществляют последовательно: нагрев детали до 860÷940°C с выдержкой, ускоренное охлаждение со скоростью 1÷25°C/сек до 400÷450°C в воздушном потоке и изотермический самоотпуск при комнатной температуре.

Изобретение относится к изготовлению холоднокатаного стального листа с прочностью более 1000 МПа, распределенным удлинением более 12% и V-изгибом более 90°, состав которого включает, мас.%: 0,15≤С≤0,25, 1,8≤Mn≤3,0, 1,2≤Si≤2, 0≤A1≤0,10, 0%≤Cr≤0,50%, 0≤Cu≤1, 0≤Ni≤1, 0≤S≤0,005, 0≤P≤0,020, Nb≤0,015, Ti≤0,020, V≤0,015, Co≤1, N≤0,008, B≤0,001, причем Mn+Ni+Cu≤3, остальное - железо и неизбежные примеси, образующиеся при изготовлении.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к способу горячей обработки давлением и закалки под давлением пластинчатых оцинкованных заготовок из стального листа.

Изобретение относится к области индукционного нагрева. Для равномерного нагрева металлического листа по его ширине и обеспечения возможности устанавливать устройство в линии прокатки, имеющей узкое пространство, раскрыто устройство для нагрева и содержащий его аппарат для нагрева непрерывного металлического листа.

Изобретение относится к области металлургии. Для повышения магнитных характеристик листа текстурованной электротехнической стали и исключения серповидной деформации способ включает: процесс лазерной обработки, в котором формируют обработанный лазером участок облучением области на одной концевой стороне стального листа по направлению ширины, после подвергания обработке в процессе холодной прокатки, лазерным пучком вдоль направления прокатки стального листа; и процесс заключительного отжига, в котором стальной лист со сформированным на нем обработанным лазером участком наматывают в форме рулона и выполняют заключительный отжиг на намотанном в форме рулона стальном листе.

Изобретение относится к изготовлению листа из текстурированной электротехнической стали. Для повышения производительности процесса при изготовлении листа поверхность листа толщиной t облучают электронным пучком в направлении, пересекающем направление прокатки, и регулируют энергию E(t) облучения при выполнении следующего соотношения: Ewmin (0.23) x (1,61- 2,83 x t (мм))≤ E(t) ≤ Ewmin (0.23) x (1,78 - 3,12 x t (мм)), где Ewmin (0.23) - энергия облучения, при которой минимальны потери в железе для материала с толщиной листа t 0.23мм.

Изобретение относится к области индукционного нагрева стального листа. Для предотвращения коробления независимо от наличия или отсутствия фиксирующих роликов стального листа способ нагрева стального листа включает предварительный нагрев центральной части по ширине стального листа электромагнитной катушкой индукционного нагрева, имеющей выпуклую форму, проецируемую на поверхность стального листа в сторону ввода быстро нагреваемого непрерывно перемещающегося стального листа, в результате чего изотерма стального листа при нагреве имеет выпуклую форму в сторону ввода, так что формируется большая складка на стальном листе, и также предлагает устройство нагрева, используемое в этом способе.

Изобретение относится к области поверхностного упрочнения деталей машин и механизмов с помощью лазерной обработки и может быть применено в машиностроении, в частности, для упрочнения резьбовых соединений труб и соединительных муфт.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к способу термической обработки изделий из малоуглеродистой хромомолибденовой стали и может быть использовано для упрочнения труб нефтяного сортамента, например, насосно-компрессорных и обсадных.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения механической обрабатываемости заготовки из мартенситной нержавеющей стали способ термической обработки заготовки включает этапы: 1) нагрев заготовки до температуры выше температуры аустенизации TAUS стали, охлаждение до достижения самой горячей частью заготовки температуры, которая меньше или равна максимальной температуре Tmax и больше или равна минимальной температуре Tmin, со скоростью охлаждения, предупреждающей превращение аустенита в феррито-перлитную структуру, 2) первый отжиг с охлаждением до достижения самой горячей частью заготовки температуры, которая меньше или равна Tmax и больше или равна Tmin, 3) второй отжиг с последующим охлаждением до температуры окружающей среды TA.

Изобретение относится к области порошковой металлургии, а именно к магнитотвердому материалу, содержащему железо, кобальт, бор, диспрозий, медь. При этом материал дополнительно содержит цирконий.
Наверх