Способ изготовления ферритовых изделий

союз сОВетскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 78768 б А 91 .Б 51)5 В 22 Р 3/12, Н 01 Г 1/ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ИЗГОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ЛЕНИЯ ФЕРРИТО ительно способствует улучагнитных параметров фертения - улучшение электрметров ферритовых изд н не знач ю злектром ых изделии ель изобре тных пара ния, о шени ритов о- емагн лий. соба заключао сравнению с чайно малыми ерацию спекаорости рэдимом способе видетельствуаль пос езвь на о Изобретение относится к области порошковой металлургии и может быть использоаано в электронной и рэдиопромышленностях при производстве ферритовых материалов и изделий,Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ получения ферритовых изделий, заключающийся в синтезировании ферритового материала, формировании заготовок, нагревании заготовок облучением проникающим электронным пучком со скоростью 950 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки, выдержке их при данной температуре в течение (10:20) минут, дальнейшем нагревании заготовок облучением до температуры спекания с прежней скоростью и выдержке их при данной температуре и под облучением,Недостатки данного споются в том, что, обладая, идругими способами, чрвременными затратами и(57) Использование; в порошковой металлургии при производстве ферритовых изделий. Сущность: синтезированный ферритовый материал формуют в заготовки, нагревают их облучением проникающим импульсным электронным пучком со скоростью 420-520 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки, вцдерживают под облучением и данной температуре в течение 10-20 мин, после чего продолжают радиационный разогрев заготовок до температуры спекания и выдерживают их при температуре спекания и под облучением. 1 табл. Указанная цель достигается тем, что в известном способе, заключающемся в синтезировании ферритового материала, формировании заготовок, нагревании затотовок облучением проникающим электронным пучком до температуры плавления легкоплавкой добавки Тп, выдержке их при данной температуре в течение (10:20) минут, дальнейшем нагревании заготовок для температуры спекания и выдержке их при данной температуре и под облучением, согласно изобретению; скорость нагревания заготовок до Тпл устанавливают (420- 530) градусов в минуту,Наличие оп кного разогре еравнению с иет о соответствии заявляемого способа критерию изобретения "новизна".Сопоставительный анализ с известными техническими решениями показал, что выбранныйдиапазон скоростей радиационного разогрева пресс-заготовок ферритов ранее не использовался, что позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа критерию изобретения "существенные отличия".При прохождении ускоренных частиц через вещество большая часть энергии излучения пучка преобразуется в теплоту, что .приводит к повышению температуры облучаемого материала, Скорость разогрева ми, шени определяется мощностью пучка ускоренных частиц и увеличивается пропорционально повышению мощности пучка, В случае, когда пробег ускоренных частиц в материале больше его толщины (проницающие излучение), происходит равномерный прогрев материала по всему объему, независимо от скорости нагревания, Существующие ускорители электронов позволяют производить нагревание материалов со скоростью до 1500 градусов в минуту при минимальйых температурных градиентах по объему материала, Существующие способы радиационно-термического спекания как раз и ориентированы на получение, максимально возможных скоростей радиационного разогрева. Основным ограничением максимального значения скорости разогрева пресс-заготовок (900:1000 градусов в минуту) при этом служил только факт их коробления и растрескивания из-за больших температурных градиентов,Однако такой способ получения ферритов, давая существенные преимущества во времени, не способствует повышению электромагнитных параметров изделий.Операция изотермической выдержкипресс-заготовок при температуре плавления легкоплавкой добавки, используемая в способе-прототипе, несколько повышает электромагнитные параметры изделий.Однако и такая процедура не способствует полному использованию потенциальных возможностей разработанных составов ферритов из-за чрезмерно высоких скоростей радиационного разогрева на начальной стадии спекания (до температуры плавления легкоплавкой добавки).В способе-прототйпе операция удаления органического связующего, в качестве которого используют водный раствор поливинилового спирта, совмещена с операцией спекания, Поэтому чрезвычайно высокие скорости радиационного разогрева приводят к взрывообрэзному выделениюорганического связующего, что приводит к парообразованию и микропорушениям структуры, и, кэк следствие, к ухудшению электромагнитных параметров ферритов. Из этих соображений следует стремиться к уменьшению скорости разогрева пресс-заготовок на стадии разогрева,Экспериментально нами установлено,что при скоростях радиационного разогрева10 не выше 530 градусов в минуту выжигание органического связующего не сопровождается парообразованием и нарушением микроструктуры ферритов и не приводит к ухудшению электромагнитных характеристик дел скорости радиационного разогрева Реализация данного предположения, аименно, ограничение скорости разогрева 30 пресс-заготовок до температуры плавления легкоплавкой добавки диапазоном (420- 530) град,миндолжна способствовать улучшению электромагнитных характеристик спекаемых ферритов,Пример реализации способа: Используют ферритовый порошок двухсоставов (мас.%): 35 Литиевый; ОСОз - 10,71; Т 302 - 13; МпСОз,66; ЕпО,8: ВгОз,22; остальное - Ее 20 з,Марганцевый: М 90 - 22;9; МпО - 3,3: Т 02 - 9,2; СОО - 0,4; остальное - Ее 20 з. 40 К порошку добавляют 10 6-ный водный раствор поливинилового спирта в количестве 12 от массы порошка и протирают его через сито 0.45. Полученный порошок помещают в пресс-форму и производят прессование пресс-заготовок в форме колец толщиной 2 мм, внутренним диаметром 16 мм, наруж 50 ным диаметром - 23 мм. Плотность пресс- заготовок - 3;0 Г см з,После этого производят спекание пресс-заготовок по способу-прототипу, Для этого спрессованные кольца помещают на 55 подставку из шамотного кирпича. Кольца параллельны выходной фольге ускорителя электронов и находятся от нее на расстоянии 30 см, Включают импульсный ускоритель электронов: энергия электронов в Данное значение скорости радиационного разогрева (530 град,мин ) и является верхним значением диапазона скоростей разогрева.20 С другой стороны, чрезмерно низкие.скорости разогрева (ниже 420 град,мин 1) приводят к значительному отжигу дефектно-сти спекаемого материала, что, в свою очередь, резко снижает эффективность 25 процесса спекания, Этим значением (420град.мин ) и ограничивается нижний пре 1787686ипучке - 2 МэВ; ток пучка в импульсе - (500:800) А; длительность одного импульса облучения - 600 мкс; частота следования импульсов облучения - 10 Гц; облучение производят на воздухе при нормальном атмосферном давлении, Температуру колец контролируют термопарой Р 1 - РЯ 6 и потенциометром ПП - 63.- Пресс-заготовки нагревают облучением со скоростью 950 градусов в минуту до температуры плавления легкоплавкой добавки (в литиевом феррите - 820 С и марганцевом 900 С), после этого уменьшением тока пучка в импульсе облучения температуру стабилизируют и выдерживают пресс-заготовки при данной температуре и под облучением в течение 20 мин. После этого повышением плотности тока пучка продолжают нагревать пресс-заготовки с прежней скоростью (950 градусов в минуту) до температуры спекания (1100 С для литиевого феррита и 1300 С для марганцевого) и выдерживают при данной температуре и под облучением пресс-заготовки литиевого феррита в течение 60 мин, а марганцевого в течение 120 мин.После этого ускоритель отключают, кольца охлаждают самопроизвольно до комнатной температуры и измеряют их магнитные параметры на феррометре Ф 5063. Частота намагничивающего поля 50 Гц, величина поля 5 Э, Намагничивающэя и измерительная обмотка по 40 витков. Результаты измерений приведены в табл, 1, где Вп - индукция насыщения, В - остаточная индукция: Нс - коэрцитивная сила,После этого производят спекание пресс-заготовок по предлагаемому способу,Для этого на подставку из шэмотного кирпича помещают поочередно новые партии колец. Процедура облучения, охлаждения, температурные и временные режимыобработки, процедура измерения магнитных характеристик остаются прежними, стой лишь разницей, что скорость нагрева 5 ния пресс-заготовок для изотермическойвыдержки устанавливают 370, 420, 480, 530,650 градусов в минуту.Результаты измерения магнитных характеристик приведены в графах И - Ч таб 10 лицы.Как следует из данных таблицы, скорость нагревания пресс-заготовок до температуры плавления легкоплавкой добавкисущественно влияет на электромагнитные15 характеристики ферритов,Оптимальный диапазон скорости разогрева составляет (420:530) градусов в минуту,Т.о. предлагаемый способ изготовления20 ферритовых изделий позволяет, по сравнению со способом-прототипом, улучшитьэлектромагнитные характеристики ферритов. 25 Формула изобретенияСпособ изготовления ферритовых изделий, включающий синтез ферритового материала, приготовление пресса-порошка, содержащего легкоплавкую добавку, фор мование заготовок, нагрев проникающимэлектронным лучом сначала до температурц плавления легкоплавкой добавки и выдержку при этой температуры в течение 10 - 20 минут, далее - до температуры спекания и 35 выдержку при температуре спекания подоблучением,отличающийся тем,что, с целью улучшения электромагнитных параметров ферритовых изделий, нагрев до температуры плавления легкоплавкой добавки 40 осуществляют со скоростью 420 - 530град/мин.