Способ изготовления спеченных магнитов

 

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социелистмчесиин

Реслублии

933253 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 27.08 79 (21) 23!4355/22-02 с присоединением заявки №(23) ПриоритетОпубликовано 07 06. 82, Бюллетень № 21

Дата опубликования описания 07 06 82 (51)M, Кл.

В 22 F 3/12

В 22 F 3/14

Н 01 F 1/08

3Ьеудвратваиэ6 комнтнт

СССР пв делам нмбретеннй н открытнй (53) УДK 621.762..4:621 762 ° 5 (080.8) (72) Авторы изобретения

Е,С.Лобынцев, А.В.Старков и В;Д.Туров (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ МАГНИТОВ

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству тонких криволинейных постоянных магнитов с радиальной текстурой из магнитно сориентированных порошков сплавов редкоземельных элементов с переходными металлами, и может найти применение в электромашиностроении и электронной технике.

Известен способ изготовления криволинейных магнитов контурной механической обработкой магнитов призматической формы или набором коротких магнитов пластинчатой формы на криволинейном магнитопроводе (1).

Недостатками этого способа является сложность технологии и низкая производительность.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ изготовления тонких криволинейных flocTQRH ных магнитов из соединенных редкоземельных элементов с переходными металлами, заключающийся в уплотнении магнитно сориентированного порошка в первом прессе в изделие криволинейной формы с радиальной текстурой и плотностью около 504 от теоретической, s транспортировке полученного брикета во второй пресс и в его доуплотнении во втором прессе без магнитного поля до плотйости не менее 703 от теоретической с окончательным уплотнением криволинейного брикета с радиальной текстурой изостатической допрессовкой или спеканием g2).

Недостатком известного способа является сложность его технологичес" кого осуществления.

Целью изобретения являются .упрощение технологйчес <ого процесса изготовления тонких кииволинейных маг нитов с радиальной текстурой из магнитно сориентированных порошков соединений редкоземельных элементов

9332

Пример 1. Исходные сплавы

;.SmCo5(Sm 33 мас.Ф) и SmCo (Sm 65 мас.7), полученные индукцион. ной плавкой в инертной атмосфере, измельчают в стальной ступке в поро-. шок дисперсностью менее 350 мкм. Порции порошков смешивают в соотношении 10:1 и совместно размалывают в 5S течение 60 мин в среде ацетона в эксцентриковой вибромельнице при амплитуде вибрации помольных барабанов

3 с переходными металлами без ухудшения их магнитных характеристик.

С этой целью в описываемом способе изготовления спеченных магнитов сложной конфигурации с радиальной текстурой на основе соединений редко. земельных элементов с переходными металлами, включающем прессование заготовок из порошка в ориентирующем магнитном поле и спекание, заготовки !6 прессуют в виде плоских брикетов с наложением ориентирующего магнитного поля перпендикулярно плоскости брикета, а спекание осуществляют в оформляющих полостях заданной конфигу-15 рации в вакууме или инертной атмосфере при температуре 1100-1200 С при давлении 20-100 г/см в течение 10-60 мин °

Сущность изобретения заключается щ в том, что операцию прессования тонкого плоского брикета осуществляют с преимущественной текстуровкой частиц порошка в нормальном к их поверхности направлении. Прессование про- р5 изводят в одну стадию, причем направление приложения нагрузки при прессовании и направление ориентирующего магнитного поля .совпадают.

Нагрев брикетов заготовок проводят Зв в вакууме или инертной атмосфере при-температурах 1100-1200 С в течение l0-60 мин под нагрузкой 20100 г/см

Взаимодействие материала брикета

35 заготовки с поверхностями оформляющей полости устраняют прокладками )< из фольги тантала. Для повышений мапнитных характеристик тонкие криволинейные магниты из соединений редкоземельных элементов с кобальтом дополнительно термообрабатывают известными способами в оформляющих полостях. Термообработку проводят либо одновременно с основным процес4S сом нагрева брикета-заготовки, либо незаивисимо от него, 1

53 4

2 мм и соотношении материала и шаров 1:10> Высушенную шихту спрессовывают в йресс-форме из аустенитной немагниЖой стали при удельном давлении 5Т/см в магнитном поле 12 кГс, Я совпадающим с направлением прессования, в плоские брикеты-заготовки сечением 46 35 мм и толщиной 2, 25 мм.

Спрессованные брикеты-заготовки спекают в оформляющей полости в печи 1 типа СШВЛ в вакууме при температуре

1160 С в течение 30 мин при удельной нагрузке 20 г/см, обеспечиваемой верхним полублоком оформляющей оправки. В результате получен магнит в форме сегментов толщиной 2 мм с внутренним радиусом 27 мм и угловым растром 85 ..Магниты имеют однородную плотность по всей поверхйости (8,58,55 г/см ) . Разрезка магнита на отдельные участки по длине дуги сегмента показала незначительный разброс магнитных характеристик. В цент ральной части сегмента магнит имел следующие свойства: магнитная индук" ция Bl" = 9300 Гс, коэрцитивная сила Н 1 = 4000Э и максимальная магнитная энергия (ВН) „= 12,0 МГс хЭ.

Пример 2. Сегментный магнит, полученный способом, описанным в примере 1; имеющий те же геометрические размеры, как и в примере 1, дополни-, тельно охлаждают до температуры 880 С со скоростью 2 /мин, после чего печь выключают и продувают гелием для ускоренного охлаждения магнитз до комнатной температуры со скоростью

100 /мин. После дополнительной термо обработки магнит имел следующие магнитные свойства:

Br = 9200 Гс, Нср = 7800 Э и (BH) О д = 20,0 МГс х Э.

Распределение плотности и магнитных характеристик по площади сектора было однородным. Текстура по длине магнита была радиальной, причем степень текстуры, оценивавшаяся рентгенографически: по удельному весу ли" нии 002 по отношению к удельному весу линии 002 в плоском текстурованном образце, была в пределах 0,96-0,98.

Пример 3. Шихта, приготовленная так же, как в примере 1, была спрессована в брикеты-заготовки сечением 22 ° 32 мм и толщиной 4,5 мм.

Плоские анизотропные брикеты-заготовки были спечены в оформляющей полости при .1100 С в течение 60 мин о под нагрузкой 100 г/см, создаваемой

3 6 в примере 1. Плоские брикеты-заготовки спекают в оформляющих полостях при температуре 1150 в течение

30 мин под нагрузкой 50 г/см и термообрабатывают, как в примере 2. Сегментные магниты имеют следующие свойства: Br = 8000 Гс, И = 7000 Э, (Вн) о,„с = 15,2 МГсхЭ.

Л р и м е р 7. Исходный сплав

Smfо, Мп Ге, полученный электроду.говой плавкой, измельчают в течение

60 мин в эксцентриковой вибромельни" це совместно с добавкой 53 медного порошка дисперсностью 10-15 мкм. Полученную смесь прессуют, как в при" мере 1, а затем полученные брикетызаготовки спекают в оформляющих полостях в течение 40 мин при температуре 1140 С под нагрузкой 80 г/см

Криволинейные магниты подвергают отжигу при 510, С в течение 20 ч . Полученные магниты имеют следующие свойства: 3v = 8700 Гс, Нср - 5400 Э, (ВН) кс = 13,6 МГсхЭ.

Сравнение свойств магнитов, полученных известным описываемым способом, представлено в таблице.

Как видно из таблицы, предлагаемый способ обеспечивает получение тонких

1 криволинейных постоянных магнитов из соединений редкоземельных элементов с переходными металлами с высоким уровнем магнитных характеристик, высокой плотностью и совершенной текстурой.

По сравнению с известными техническими решениями предлагаемый способ значительно упрощает и удешевляет изготовление криволинейных магнитов с радиальной текстурой за счет заме" ны на стадии прессования криволинейных брикетов плоскими. Это позволяет упростить конструкцию оборудования и оснастки для прессования. Кроме того, замена в предлагаемом способе двухстадийной схемы прессования, одностадийной и исключение межоперационной транспортировки брикетов сокращает технологический цикл и за счет этого также удешевляет процесс изготовления криволинейных магнитов.

Как показывают предварительные расчеты использования изобретения в рамках отрасли лишь для одного типа высокомоментного двигателя, создается экономический эффект в размере322,8 тыс.руб. в год.

5 93325 с помощью специального приспособления для поджатия верхнего полублока оформляющей оправки. После окончания основной выдержки без снятия нагрузки температуру снижают со скоростью 3 /мин до 880ОС и затем за счет продувки выключенной печи гелием со скоростью 50 /мин до комнатной температуры. Полученные сегментные магниты толщиной 4,1 мм имеют внут- 10 ренний радиус 27 мм и угловой, растр 56о

Криволинейный магнит имел следующие характеристики: плотность

8,45-8,5 г/см, показатель тексту- 15 ры О, 95-0, 96, Ь. = 8900 Гс, Н ся =

= 8000 Э, (ВН) д„19,0 МГсхЭ.

Пример 4. Исходные сплавы

Sm Сорвет "еообCvо и. ""ооь )7

Sm 26,7 мас.4) и SmCo<(Sm 65 мас.ь), 2о полученные электродуговой плавкой, измельчают в течение 60 мин в эксцентриковой вибромельнице, затем прессуют в магнитном поле при тех же условиях, что и в примере 1. Плоские zs брикеты-заготовки, обладающие тек- стурой, спекают в оформляющих полос" тях 10 мин при.1200 С под нагрузкой

20 г/см . Полученные сегментные магниты из соединения Sm (Co р77 Fe00 30

Cvo1@ Mn @os )7 дополнительно закаР 1 о ливают со скоростью 750 /мин и отжигают 3 ч при 700ОC.

Магниты имеют следующие характе3 ристики: плотность 8,3-8,4 г/см показатель текстуры 0 95 Вт" =

= 9500 Гс Нсь = 5300 Э, (ВН)„„,„с=

18,8 МГС,Э.

Пример 5. Исходные сплавы

Sm-Pr -Со4: Со 63,5, Pr 16, Sm 20 io и Fe Sn (51,5/), полученные электро дуговой плавкой (добавка Fegn ) составляла 0,53), измельчают в эксцентриковой вибромельнице и прессуют в магнитном поле, как и в примере

1, Затем плоские брикеты-заготовки спекают в оформляющих полостях при температуре 1100 С в течение 30 мин под нагрузкой 100 г/см и термообрабатывают, как в примере 2. Полученные сегментные магниты имеют следующие свойства: В . = 9500 Гс, Нор = 8000 Э, (9И)доц(с = 18,8 МГсхЭ. р и м е р 6. Исходные сплавы

Sm"ÌM-СоЖ: Sm 26, MM 7э Со 67 и 55

SmCo>(Sm 65 ), полученные индукционной плавкой в атмосфере аргона, измельчают совместно и прессуют, как

933253

Степень совер(ши)

Mf cx3 шенства текстуPbl

В» . ъ

Гс

Плотность

Известный способ

96 9200

0 96

19,6

Предложенный способ

0,96-0,98

99 9200

20,0

Составитель С. Багрова

Редактор С.Титова ТехредТ.Маточка Корректор А.ференц

Заказ 4017/13 Тираж 852 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения 15

Способ изготовления спеченных магнитов сложной конфигурации с радиальной, текстурой на основе соедине ний редкоземельных элементов с пере- щ ходными металлами, включающий прессование заготовок из порошка в ориентирующем магнитном поле и спекание под давлением, о т л и ч à io щ и йс я тем, что, с целью упрощения тех- р1 нологии, заготовки прессуют в виде плоских брикетов с наложением ориентирующего магнитного поля перпендикулярно плоскости брикета, а спекание осуществляют в оформляющих полостях заданной кинфигурации в вакууме или инертной атмосфере при температуре

1100-1200 С при давлении 20-100 г/см в течение 10-60 мин.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Магниты из сплавов редкоземель ных металлов с кобальтом. M., "Метал, лургия", 1978, с. 134.

2. Патент США М 4123297, кл. 148-103, 19!8 (прототип).