Способ получения многополюсных магнитов

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОПОЛЮСНЫХ МАГНИТОВ, включающий получение отливки с направленной кристаллической текстурой, термомагнитную и механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и экономии материала при сохранении магнитных свойств, кристаллическую текстуру получают в направлении оси вращения отливки, а термомагнитную обработку проводят в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллической текстуры.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что кристаллическую текстуру в направлении оси вращения получают литьем расплава на холодильник.

Изобретение относится к литейному производству, в частности к получению многополюсных магнитов.
Известен способ изготовления четырехполюсных магнитов, включающий отливку магнита, термомагнитную и механическую обработку, при этом отливку магнита получают методом выращивания монокристаллов, а термомагнитную обработку проводят при совмещении кристаллографических осей <100> отливки с центрами четырехполюсного источника магнитного поля.
Недостатки данного способа заключаются в следующем:
принципиально ограничено число полюсов получаемого магнита, которое определяется кристаллографической структурой материала;
сложен технологический процесс получения монокристалла;
необходимо искать направление осей <100> в отливке.
Известен также способ изготовления кольцевых неявнополюсных магнитов с 2р 2ⁿ⁺¹ (где n 1,2,3 и так далее) число полюсов из анизотропных магнитных материалов, в котором термомагнитную обработку магнитов производят в электромагнитах, имеющих 2р 2ⁿ число полюсов, создавая текстуру магнитных свойств в 2^n-1 направлениях, а затем проводят циркулярное намагничивание магнитов.
Недостатки данного способа заключаются в следующем:
невозможно получить многополюсные магниты с числом полюсов не равным 2ⁿ⁺¹, т. е. с шестью полюсами, восемью и так далее, что в значительной степени ограничивает его применение;
не полностью используется потенциально заложенная в материале магнитная энергия, так как данный способ предусматривает сначала формирование магнитной текстуры в отливке, а затем при циркулярном намагничивании формируются полюса магнита, направление поля в которых не совпадает с направлением магнитной текстуры.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ изготовления многополюсных магнитов с направленной кристаллизацией.
Способ включает получение отливок с радиальной кристаллической текстурой, термомагнитную обработку в радиальном направлении по полюсам и механическую обработку.
В данном способе для получения отливок с радиальной кристаллической текстурой применяется литье в водоохлаждаемый кокиль, что сопряжено со значительными технологическими трудностями, как при изготовлении и подготовке кокиля к заливке расплавом, так и при изготовлении холодильника. После кристаллизации отливка должна пройти значительную механическую обработку, что приводит к повышенному расходу магнитного сплава.
Более того, оптимальная структура таких магнитов должна кроме областей с радиальной кристаллической структурой содержать область равноосных кристаллов, т. е. многополюсный магнит можно рассматривать как магнитную систему, сформированную при кристаллизации. Зона равноосных кристаллов выполняет в данном случае роль магнитопровода между полюсами с направленной кристаллической текстурой. Поэтому параметры полученных данным способом магнитов критичны к размерам зоны равноосных кристаллов. Так как размеры магнитов и количество полюсов у них в серийном производстве колеблется довольно в широких пределах, то очевидна необходимость выбора режимов получения конкретных отливок, что связано с дополнительными исследованиями. Кроме того, перед термомагнитной обработкой магнитов с неявно выраженными полюсами необходимо определять положение полюсов.
Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, дороговизна.
Цель изобретения заключается в упрощении технологического процесса и экономии материала при сохранении магнитных свойств.
Поставленная цель достигается тем, что в способе получения многополюсных магнитов, включающем получение отливки с направленной кристаллической текстурой, термомагнитную и механическую обработку, кристаллическую текстуру получают в направлении оси вращения отливки, а термомагнитную обработку проводят в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллической текстуры.
При этом кристаллическую текстуру в направлении оси вращения получают литьем расплава на холодильник.
Способ значительно упрощает технологический процесс получения многополюсных магнитов, особенно в серийном производстве за счет возможности использования сотовых форм, изготовленных по выплавляемым моделям, простой конструкции холодильника. Так как нет необходимости в получении зоны равноосных кристаллов, то технологический процесс менее критичен к режимам получения отливки.
При термомагнитной обработке для магнитов с неявно выраженными полюсами нет необходимости в нахождении расположения полюсов.
Возможность использования литейных форм, изготовленных по выплавляемым моделям, позволяет получать отливки с точными геометрическими размерами, что значительно уменьшает объем механической обработки и экономит расход магнитного материала.
П р и м е р. Изготовление многополюсных магнитов по предлагаемому способу.
Отливки с направлением кристаллической текстуры вдоль оси вращения получают заливкой расплава с температурой 1750 5^оС в предварительно установленную литейную форму на плоский водоохлаждаемый холодильник с температурой 20 3^оС. Литейную форму, изготовленную по выплавляемым моделям, перед установкой на холодильник нагревают до температуры 1300 10^оС. После кристаллизации отливку подвергают предварительной механической обработке, затем термомагнитной обработке. Для этого отливку нагревают до 800 5^оС, затем выдерживают при температуре 1265 5^оС в течение 15-25 мин. После этого ее охлаждают в магнитном поле до 900-950^оС.
Изотермическую обработку проводят при 795 5^оС в течение 10 мин с последующим двухступенчатым отпуском при 650 5^оС в течение 5 ч при 560 5^оС до 20 ч.
Замеры показали, что магниты, полученные предлагаемым способом, имеют такие же магнитные параметры, что и магниты, полученные базовым методом.
Базовым объектом является технологический процесс изготовления многополюсного магнита с радиальной кристаллической текстурой. Процесс изготовления заключается в следующем. Отливку с радиальной кристаллической текстурой получают заливкой расплава магнитотвердого материала, нагретого до температуры 1700-1720^оС, в кокиль. Перед заливкой кокиль прогревают до температуры 300 10^оС и производят нанесение огнеупорного покрытия на его внутреннюю поверхность.
После выбивки отливки из кокиля и заточки питателя проводят термообработку. Предварительно заготовку нагревают до 300 10^оС, затем ее помещают в печь с температурой 1255^оС 10^оС и выдерживают 10 мин. Затем заготовку помещают в магнитное поле и выдерживают в нем 120 с.
После этого заготовка проходит изотермическую выдержку при 790 10^оС в течение 10 мин. Термический отпуск проводят в два этапа: выдержка при температуре 650 10^оС в течение 5 ч, при температуре 560 10^оС в течение 10 ч. Затем заготовка проходит механическую обработку для получения магнитов с требуемыми геометрическими размерами.
Недостаток процесса изготовления магнитов данным способом заключается в сложности сборки и подготовки кокиля к заливке расплавом. Необходимо подбирать геометрию кокиля (толщину стенок) в зависимости от геометрии отливки. Полученная заготовка должна пройти значительную механическую обработку для получения необходимых размеров магнита, что связано с повышенным расходом дорогостоящего магнитотвердого материала, коэффициент расхода материала на один магнит равен 5,3.
Предлагаемый способ обеспечивает увеличение производительности труда в 2-2,5 раза. Коэффициент расхода материала на один магнит уменьшился до 1,3.
В табл. 1 приведены сравнительные затраты на производство предлагаемым способом и базовым.
В табл. 2 приведены магнитные свойства магнитов.
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МНОГОПОЛЮСНЫХ МАГНИТОВ, включающий получение отливки с направленной кристаллической текстурой, термомагнитную и механическую обработку, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологического процесса и экономии материала при сохранении магнитных свойств, кристаллическую текстуру получают в направлении оси вращения отливки, а термомагнитную обработку проводят в плоскости, перпендикулярной направлению кристаллической текстуры.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что кристаллическую текстуру в направлении оси вращения получают литьем расплава на холодильник.