Способ получения заготовки постоянного магнита

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1 ) 760563 1)5 Н ЕТЕН ТЕЛ ЬСТВ АВТОРСКОМУ С(71) Центральн ский институт И,П.Бардина (72) А.В.Ляхов, А.В,Корнеев и А (56) Патент ЕПВ кл. Н 01 Е 1/04,5.И.МищенкоМ 0133758,1985. и 0,9 форме. Диамсм,получаемой пресса ииреа счет 1 О х маг- САЭ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗ Изобретение относится к порошковоиметаллургии, в частности к способу получениякомпактных заготовок постояннь 1 х магнитовиэ быстрозакаленных сплавов системы железо - редкоземельный металл - бор. и можетбыть использовано в электротехнической, автомобилестроительной, медицинской и других отраслях промышленности.В порошковой металлургии постоянныхмагнитов на основе соединений редкоземельных металлов известен способ компактирования порошка с органическимсвязующим и горячего компактированиябез связки в пресс-форме,Недостатком известных способов является то, что они не позволяют получить магниты достаточно больших размеров,Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ горячего компактированияпорошка быстрозакаленного сплава железо-неодим-бор в пресс-форме. При этомпресс-форму с порошком нагревают индуктором в защитной среде (аргон) до температуры повышенной пластичности материала(выше 700 С), после чего осуществляют одноосное прессование при давлениях до 2,3т/см с последующим охлаждением в прессСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЗАГОТОВКИ СТОЯННОГО МАГНИТАСущность изобретения: способ включаолучение аморфицированного волокна ва на основе системы железо-редкозеьный материал-бор спинингованием лава; измельчение полученного волокиброуппотнение полученного порошка, чее иэостатическое прессование и по- ующее охлаждение с печью со скорою 5 - 15 С/мин,Однако иэвестныи способ имеет следующие недостатки. Он не позволяет получать заготовки постоянных магнитов существенно большего диаметра в результате ограничений по прочности материала пресс-формы. Кроме того, метод адноосного горячего прессования не пригоден дпя получения длинномерных заготовок магнитов с отношением высоты к диаметру более 2 в результате больших потерь на трение и возникающей неоднородности уплотнения прессовки.Целью изобретения является рас ние технологических возможностей з возможности получения длинномерны нитов и магнитов большого диаметра,Для этого в известном способе, включающем получение быстроэакаленного волокна спинингованием расплава, иэмельчение полученного волокна, одноосное горячее прессование и охлаждение с пресс-формой, в соответствии с изобретением, после измельчения проводят виброуплотнение порошка, а компактирование осуществляют методом горячего изостатического прессования с последующим охлаждением до комнатной температуры с определенной скоростью.Сущность предлагаемого способа заключается в том, что метод виброуплотнения позволяет обеспечить плотное и равномерное заполнение порошком оболочки для горячего изостатического прессования, которая может иметь любые размеры и формы, ограничиваемые только объемом печи газостата. Изостатическое прессова 2 ние давлением аргона 1,5 - 1,8 т/см при температурах повышенной пластичности материала в интервале 7070-800 С и выдержке 5 - 30 мин с последующим охлаждением до комнатной температуры со скоростью 5 - 15 град/мин обеспечивает получение комз пактного материала с плотностью 7,5 г/см (100% от теоретической). При этом высота заготовки может превышать ее площадь поперечного сечения в 6 р аз, т.е, предлагаемый способ позволяет получать заготовки магнитов большого диаметра и длинномерных магнитов.Заявляемые пределы скорости охлаждения заготовок после горячего изостатического прессования, полученные опытным путем, объясняются следующим образом, При охлаждении от 800 С заготовки диаметром более 1 см со скоростью выше 15 град/мин происходит растрескивание материала в результате быстрого отвода тепла с поверхности заготовки через тонкую медную оболочку и возникающих термических напряжений, Проведение охлаждения со скоростью ниже 5 град/мин приводит к снижению коэрцитивной силы сплава за счет чрезмерного увеличения зерна основной магнитной фазы Б 2 ЕиВ, где Й - редкоземельный элемент, и выделение а-железа, что подтвеждается данными рентгеноструктурного анализа,П р и м е р. Литой сплав состава, мас. , Мд 29; В 1,6; Ге остальное, помещали в кварцевую ампулу с дозирующим соплом и расплавляли в атмосфере гелия. При 1400 - 1460 С в ампуле создавали избыточное давление гелия 0,2 - 0,25 атм. Металл выдавливали на боковую поверхностью охлаждаемого медного диска, вращающегося со скоростью в интервале 15-20 м/с. В результате получали быстрозакаленный сплав в виде чешуек.и волокна со средней толщиной 25-40 мкм и тонкой микрокристаллической структурой, содержащей аморфную фазу. Коэрцитивная сила быстрозакаленного волокна составляла 1-3 кЭ.Волокно помещали в барабан с размольными шарами при шаровой нагрузке 1:8 и измельчали в вибрационной мельницев атмосфере гелия в течение 1 ч до крупности - 100 мкм.Тонкостенную медную ампулу диамет 5 ром 25 мм и высотой 150 мм с отводнойтрубкой помещали в вибрационное устройство и заполняли полученным волокном, Амплитуда вибрации составляла 0,2-2,0 мм, ачастота 40 - 200 Гц, В процессе вибрации10 насыпная плотность порошка увеличивалась с 2,4 до 5,1 г/см. Затем ампулу с порошком помещали в установку заваркиэлектронным лучом, вакуумировали до остаточного давления 10 мм рт,стпосле чего15 заваривали отводную трубку,Вакуумированную и заваренную ампулупомещали в печь гаэостата, нагревали до750 С и компактировали изостатическимдавлением аргона 1,8 т/см в течение 5 мин,220 Затем ампулу охлаждали с печью газостатасо скоростью 10 град-мин до комнатной температуры,Пос, е намагничивания в импульсномполе до 40 кЭ полученный постоянный маг 25 нит диаметром 24 мм и длиной 140 мм имелследуюшие магнитные характеристики:Вг = 7,5 кГс; Нс 1 = 12 кЭ; ВН)гпах =- 11,5МГсЭ.Таким образом, использование предла 30 гаемого способа обеспечивает по сравнению со способом-прототипом увеличениеплощади поперечного сечения заготовокпостоянного магнита и отношения высоты ксечению до 6 в отличие от способа-прототи 35 па, в котором это соотношение не можетбыть более 2, Это позволяет существеннорасширить области применения постоянных магнитов, в частности делает возможным получение длинномерных магнитов,40Формула изобретения Способ получения заготовки постоянного магнита, включающий получение амор фиэированного волокна сплава на основесистемы железо - редкоземельный металл - бор спинингованием расплава, измельчение полученного волокна, горячее компактирование и охлаждение, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения технологических возможностей эа счет обеспечения получения длинномерных магнитов и магнитов большого диаметра, после измельчения проводят виброуплотнение, горячее ком пактирование проводят горячим изостатическим прессованием, а последующее охлаждение осуществляются с печью со скоростью 5-15 град/мин.