Способ изготовления полюсных наконечников для прецизионных магнитов

Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 23.12,75 (21) 2302337/25-2 1) М, Кл.зВ 211 5/00В 21 К 23/О присоединением заявки Ме Государственный комит СССР(23) Приоритет юллетень Ме 20(088.8) 3) Опубликовано 30.0 по делам изобретений открытии 0.05.79(45) Дата опубликования опис Авторыизобретени Н. С. Акулов и А. И. Арбуз елорусской ССР) Заявите тдел физики неразрушающего контроля(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОЛЮСНЫХ АКОНЕЧНИКОВ ДЛЯ ПРЕЦИЗИОННЫХ МАГНИТОВИзобретение касается обработки металлов давлением и может быть использовано для изготовления полюсных наконечников электромагнитов радиоспектрометров ядерного магнитного резонанса. 5Известен способ получения заготовок для полюсных наконечников прецизионных магнитов из магнитомягких материалов (сплавов системы ге - -Со) путем горячей свободной осадки Ц. 10Недостаток известного способа состоит в том, что структура металла изготовленных из этих заготовок полюсных наконечников, носит случайный характер, а магнитное поле, создаваемое ими, трудно поддается кор рекции, так как имеет произвольный набор местных градиентов без определенной закономерности и сильный краевой спад. Это обусловлено тем, что в заготовке, полученной свободной осадкой, контактные зоны, 20 примыкающие при осадке к деформирующему инструменту (бойкам), имеют незначительную для проработки структуры деформацию (вследствие неравномерности деформации при свободной осадке), а имен но в этой зоне заготовки располагается зеркало изготавливаемого из нее полюсного наконечника (т. е, его часть, наиболее ответственная за формирование магнитного поля). Кроме того, зерна металла в цент рс зеркала будут крупнее, чем на периферии (также вследствие неравномерности деформации при осадке), что нежелательно. Таким образом, известный способ характеризуется низким качеством изделий,Известен способ изготовления полюсных наконечников для прецизионных магнитов, включающий нагрев заготовки из магнитомягкого жслезокобальтового сплава и ее горяч ю пластическую деформацию, причем на стадии выплавки сплава в него добавляют углерод 2). Этот известный способ позволяет получить мелкозернистую структуру материала и, следовательно, однородное магнитное поле вблизи зеркала полюсного наконечника.Однако недостатком известного способа также является низкое качество изделий ввиду того, что добавка углерода в сплав ухудшает его магнитные свойства, а также в связи с тем, что однородность структуры (по размеру зерна) материала изделий, изготавливаемых известным способом, способствует убыванию магнитного поля от центра полюсного наконечника к его периферии из-за рассеяния магнитного потока по краям,Целью изобретения является повышение качества изделий за счет получения благоприятной радиально-симметричной структу3ры материала изделия с постепенным увеличением размера зерна от центра изделияк его периферии,Поставленная цель достигается тем, чтопластическую деформацию заготовки осуществляют в два перехода, на первом переходе путем горячей объемной штамповкиполуфабрикату придают в периферийнойчасти окончательную форму изделия и одновременно в центральной части полуфабриката, со стороны его меньшего торца,формируют куполообразный технологический выступ, а на втором переходе этот выступ осаживают на плоском бойке при температуре, обеспечивающей образованиемелкозернистой структуры материала.Кроме того, при использовании заготовокиз сплавов на основе кобальта технологический выступ осаживают при температуре850 в 9 С.На фиг. 1 показана схема первого перехода пластической деформации; на фиг,2 -схема второго перехода.Способ осуществляется следующим образом.Слиток из магнитомягкого материалапроковывают на штангу, которую разрезают на части. Получают штучные мерныезаготовки. Такую заготовку нагревают доконочной температуры (т. е. температурыгорячей деформации) и устанавливают наторец в центральную часть рабочей полости штампа, конфигурация которой по периферийной части соответствует требуемойпостепенно сужающейся в поперечном сечении конфигурации полюсного наконечника(с учетом припуска на механообработку).В центральной части рабочая полость штампа имеет углубление под технологический выступ полуфабриката полюсного наконечника (фиг. 1). Затем производят объемную штамповку, придавая периферийнойчасти полуфабриката окончательную форму полюсного наконечника в этой части иодновременно формируя в центральной части полуфабриката со стороны его меньшего торца куполообразный технологическийвыступ (за счет выдавливания).После этого на плоском нижнем бойке,или перевернув полуфабрикат, плоскимверхним бойком осаживают технологический выступ при температуре, обеспечивающей образование мелкозернистой структуры материала заготовки (фиг. 2).Поскольку технологический выступ послепервого перехода (т. е. в результате объемной штамповки) имел куполообразнуюформу, то, в соответствии с диаграммойвеличина зерна - степень деформации,размер зерна в центральной части изделия,5 1 О 15 20 25 зо 35 4 О 45 50 55 50 т. е. на месте зеркала полюсного наконечника равномерно увеличивается от центра к перифсрии. При этом структура является радиально-симметричной, благодаря тому, что первый переход, т. е. объемную штамповку с формированием окончательной формы изделия в периферийной части, производят при температуре горячей деформации (для железокобальтовых сплавов - при температуре однофазного состояния, а именно у-фазы), а второй переход - осадку выступа - производят при температуре двухфазной (у+а) -области, периферийная часть изделия имеет крупнозернистую структуру, а центральная - мелкозернистую структуру (с вышеуказанным градиентом величины зерна на зеркале),П р и м с р. Заготовку из сплава Со 49%, Ге 2 4 подвергали объемной штамповке при 1000 - 1200 С, т. е. в однофазной у-области, формируя в се центральной части куполообразный технологический выступ с отношением диаметра основания к высоте 1,5 - 2,5. Затем заготовку охлаждали в печи до 850 - 970 С, т. е. до температуры двухфазной (у+а)-области и производили осадку технологического выступа на плоском бойке, В результате получили величину зерна металла изделия в периферийной его части т= 10-: 12, а в центральной части зеркала, т= 50 в 1, где т - число пересечений границ зерен на 1 мм (по методу секущих).Таким образом, благодаря возможности создания в изделии заданной радиально- ориентированной структуры, с определенным градиентом размера зерна от центра к периферии, структуры металла, повышается однородность магнитного поля в зазоре между полюсными наконечниками магнитов при их эксплуатации, т. е. повышается качество изделий, что улучшает разрешающую способность радиоспектрометров ядерного магнитного резонанса,Формула изобретения1. Способ изготовления полюсных наконечников для прецизионных магнитов, включающий нагрев заготовки из магнитомягкого материала и ее пластическую деформацию, отличающийся тем, что, с целью повышения качества изделий, пластическую деформацию осуществляют в два перехода, на первом переходе путем горячей объемной штамповки полуфабрикату придают в периферийной части окончательную форму изделия и одновременно в центральной части полуфабриката, со стороны его меньшего торца, формируют куполообразный технологический выступ, а на вто664732 г.1 Составитель О. Корабельник Техред Н. Строганов рректорнс Л. Орлов и И. Поздняковска дакт харенко каз 828/11 НПО Государственно 11303337 Тираж 1034 омитета СССР по делам изобретений осква, К, Раушская наб., д. 4/5 Подписноеткрытпи пография, пр, Сапунова, 2 ром переходе этот выступ осаживают на плоском бойке при температуре образования мелкозернистой структуры материала.2. Способ по п, 1, отличающийся тем, что при использовании заготовок из сплавов на основе кобальта технологический выступ осаживают прп 850 - 970 С. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе