Способ получения постоянных магнитов из сплава марганец алюминий

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ледователь- таллургии 9.ССР4.СТОЯННЬАРГАНЕЦ аллургии, постояндной плаГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОМАГНИТОВ ИЗ СПЛАВА МАЛЮМИНИЙ Изобретение относится к метв частности к способам полученияных магнитов с применением холостической деформации.Цель изобретения - повышение технологичности процесса изготовления магнитов и увеличение выхода годного,Указанная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в предварительной термообработке заготовки при 1140-1160 С, холодной пластической деформации с противодавлением и последующем отпуске, исходную термообработку проводят по режиму: нагрев до 1140 - 1160 С со скоростью 5 - 1000 С/мин, выдержка при атой температуре в течение 1 - 50 мин, охлаждение до комнатной температуры со скоростью 300 - 1000 Смин, а после холодной деформации проводят отпуск в интервале температур 200 - 550 С в течение 15 в 1 мин.(57) Использование: относится к магнитным материалам, в частности к технологии изготовления постоянных магнитов с применением холодной пластической деформации. Сущность изобретения: способ включает нагрев заготовки до 1140-1160 С со скоростью 5 - 1000 С/мин, выдержку 1 - 50 мин, охлаждение со скоростью 300 - 1000 С/мин, пластическую деформацию с противодавлением и отпуск при 200 - 550 С в течение 15 - 180 мин. Получены постоянные магниты с индукцией 5200 - 6000 Гс и коэрцитивной силой 1800 - 2700 3. Выход годного составляет 60-90%. 2 табл. Режимы нагрева, выдержки и охлаждения в указанных пределах обусловлены получением необходимой для последующей пластической деформации структуры и определяются размерами и исходным состоянием заготовок.При скорости нагрева меньше 5 С/мин, увеличивается время термообработки, понижается прЬизводительность процесса изготовления магнитов, а также в процессе медленного нагрева в интервале температур 700 - 900 С происходит полный распад на равновесные фазы, сопровождаемый очень большим обьемным эффектом и вследствие этого растрескивание заготовок и увеличение брака при последующей холодной деформации,При скорости нагрева больше 1000 С/мин возможно возникновениетрещин из-за неблагоприятных тепло-физических параметров сплава (низкая теплопроводность и высокий коэффициент термического расширения),Длительность выдержки в течение 1 - 50 мин определяется необходимостью получения гомогенной высокотемпературной яфазы с определенным размером зерна.При выдержке меньше 1 мин даже в горячепрессованных заготовках малого сечения (4 мм) наблюдается неоднородность структуры (размера зерна е-фазы) по сечению заготовки, а соответственно и магнитных свойств после деформации.При выдержке более 50 мин наблюдается рост зерна я-фазы и неполный ее переход в магнитную Г-фазу при охлаждении. Наличие избыточной е -фазы в структуре снижает пластичность сплава при деформации, повышает возможность возникновения трещин, уменьшая выход годных магнитов.Скорость охлаждения в интервале 300 - 1000 С/мин обеспечивает полный переход высокотемпературной е-фазы в магнитную т-фазу в процессе охлаждения, что в свою очередь обеспечивает высокий уровень остаточной индукции.При скорости охлаждения больше 1000 С/мин фиксируется высокотемпературная немагнитная е-фаза и изделие остается немагнитным и после пластической деформации,При скорости охлаждения меньше 300 С/мин возможно появление немагнитных твердых и хрупких фаз т(МпА) и фМп затрудняющих пластическую деформацию и ухудшающих технологичность процесса изготовления магнитов,Проведение после пластической деформации отпуска при 200 - 550 С в течение 15 - 180 мин обеспечивает повышение остаточной индукции и остаточного магнитного потока магнитов, что связано с совершенствованием текстуры одноосной магнитной фазы, и увеличение выхода годных магнитов,Отпуск при температуре ниже 200 С неэффективен (пример 2 табл.2). При отпуске выше 550 С резко падает уровень коэрцитивной силы Нм, а соответственно, остаточной индукции в разомкнутой цепи Вр,ц. и ма гн ит ного и ото ка Ф ц что п ри водит к уменьшению выхода годных магнитов (пример 10 табл.2).Интервал продолжительности выдержки при отпуске определяется теми же причинами, что и температурный интервал отпуска; выдержка менее 15 мин неэффективна, а выдержка продолжительностью более 180 мин приводит к сильному снижению 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 коэрцитивной силы и в результате снижению В,ц. и выхода годных магнитов.П р и м е р, Заготовку из сплава МпА, содержащего мас,%: Мп 71; Мо 0,1; А остальное, прессовали на масляно-гидравлическом прессе усилием 200 т,с, при высокой температуре на пруток ог 6 мм и разрезали на заготовки длиной 12 мм. Заготовки подвергали термообработке в открытой печи сопротивления для получения однофазной структуры магнитной т-фазы, Затем осуществляли холодную пластическую деформацию с использованием специальной оснастки сочетанием осадки и экструзии с противодавлением. После пластической деформации проводили отпуск. Режимы термической обработки, холодной пластической деформации и отпуска, а также соответствующие магнитные свойства приведены в табл. 1 и 2.Остаточную индукцию магнита в разомкнутой цепи В,.ц, во всех случаях измеряли на магнитах с отношением б/ = 0,5 методом выдергивания образца из катушки с использованием микровеберметра Ф - 191.Для сравнения были изготовлены магниты по известному способу.П р и м е р 2, Сплав системы МпА приведенного ранее состава разливали в кокиль. Литые заготовки о 15 мм подвергали термической обработке, пластической деформации и отпуску примеры 12 и 11), В этом случае выдержка продолжительностью 50 мин при 1150 С необходима для гомогенизации и устранения твердой немагнитной МпА-фазы, присутствующей в структуре литого сплава из-за дендритной ликвации. Скорость охлаждения 300 С/мин обеспечивает полный ход высокотемпературной яфазы в магнитную т-фазу.Таким образом, получение постоянных магнитов по предлагаемому способу (примеры 3,5,6,7,9 и 12) обеспечивает повышение технологичности процесса изготовления магнитов, повышение остаточной индукции в разомкнутой цепи Вр,ц, и качества магнитов, а следовательно, увеличение выхода годных магнитов,Наряду с этим получение магнитов по предлагаемому способу позволяет снизить необходимую для получения нужного уровня остаточной индукции степень холодной деформации и увеличить срок службы используемой при холодной деформации оснастки, т,е. повысить технологичность процесса,Формула изобретения Способ получения постоянных магнитов из сплава марганец - алюминий, вклю1731840 чающий нагрев заготовки до 1140 - 1160 С, выдержку, охлаждение, пластическую деформацию с противодавлением, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения технологичности процесса и увеличения выхода годного, нагрев ведут со скоростью 5 - 1000 С/мин, выдержку проводят в течение 1 - 50 мин, охлаждениеведут со скоростью 300- 1000 С/мин, а после пластической дефор мации проводят отпуск при 200 - 550 С втечение 15-180 мин,Таблица 1 Суммарная степень деформации, % Способ получения маг- нитов Режим исходной термообработки Режим отпуска после холодной део ма ииПри- мер Ско ость Выдержка, мин Выдержка, мин Температура нагрева, С Температура, С охлажденияПример Магнитные ха акте истики магнитов Выход годного %