Способ химико-термической обработки железокобальтовых сплавов

ОП ИСАНИЕ ИЗОВРЕТЕНИЯ Союз СоветскнкСоцналнстнческнкРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2 Ы 380 (21) 2898977/22-02 с присоединением заявки Йо(23) Государственный комитет СССР ио делам изобретений и открытий(33) УДК 621. 785. ,5 (088.8) Дата опубликования описания 150333 В.Н.Букарев, В.П.Перфилова, С.Ф.Корсаков и й.И.Трионов(54 ) СПОСОБ ХИМИКО-ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИЖЕЛЕЗОКОБЬЛЬТОВЫХ СПЛАВОВ Изобретение относится к химико- термической;обработке деталей магнитопроводов иэ магнитомягких материалов на основе желеэокобальтовых сплавов и может быть использовано в агрегато- и приборостроении. Известен способ обработки желеэокобальтовых сплавов, содержащих 20-,30 кобальта", 0,1-1,1 В хрома, остальное железо, включающий высокотемнер,атурный нагоев по 720-800 оС в течение 0,4-1,1 4 в плотно закрытом контейнере и окисление в защитной атмосфе-ре, созданной присутствием внутриконтейнера кислорода воздуха и смоченного водой антрацита, помещенного на дно контейнера 11,Недостатком способа является неприменимость его.по отнсшению к другим легкоокисляющимся сплавам. Например для сплавов типа 49 Кф необходима загрузка угля в контейнер вколичестве более 40 об.Ъ, что снижает технологическую ценность описывЪемого способа. Сплавы типа 49 Кф,обработанные по данному способу,имеют заниженные магнитные свойстваи толстую оксидную пленку с неудовлетворительной адгезией к металлу. Наиболее близким к предложенномупо технической сущности и достигае.- мому результату является способ оксидирования железокобальтовых .сплавов на воздухе при температурах не вьяяе 500-650 ф С с предварительным их отжигом в вакууме по ГОСТ 10160-75, Отжиг в вакууме включает следующие операции ГОСТ 10160-75. Загрузка образцов в контейнер вакуумной печи 3-5 ч. Откачка печи до вакуума 0,01330,00133 Па (10 омм рт.сф в зависимости .от типа вакуумной печи 3-5 ч. Время нагрева печи до 830-.850 оС в зависимости от тица вакуумной печи 5-6 ч. Выдержка при 830-850 оС (по ГОСТ 10160-75 для сплавов 27 КХ, 49 КФ) 3-6 ч. Охлаждение в зависимости от скорости ох-., 20 лаждения 10-13 ч. Выгрузка. Длительность вакуумного отжига железокобальтовых сплавов составляет 25-30 ч 2); Однако после вакуумного отжига резко ухудщаются пластические свойства железокобальтовых сплавов.Цель изобретения - улучшение слу жебных характеристик железокобальтонах сплавов и повняение производи 30 тельности труда.Для достижения поставленной целив способе обработки желеэокобальтовых сплавов, включающем нагрев ивыдержку при 830-850 С, охлаждениеи последующее оксидирование при500-550 ф С, нагрев, выдержку и охлаждение до 500-550 С осуществляют всреде азота, после чего производятзамену азота на воздух.При этом охлаждение до 500-550 Спроизводят со скоростью 100-150 С/ч,а время выдержки для железокобальтовых сплавов, содержащих 20-50 ко, бальта; 0,1-1,1 хрома, 1,7-2,0ванадия; остальное железо, при 830850 С составляет 1-1,5 ч.Способ осуществляется следующимобразом.Детали магнитопроводов загружаютв герметизированную печь, нагреваютв потоке технического азота до 830850 ОС, выдерживают при этой температуре 0,5-1,5 ч, охлаждают со скорос тью 100 С/ч до 500-550 С, а затемоксидируют в токе воздуха при 500550 ОС в течение 0,5-1,0 ч. Дальнейшее охлаждение проводят на воздухе.При отсутствии герметизированнойпечи предлагаемый способ можно осуществить в печи шахтного типа с использованием герметизированного контейнера.Применение термической обработкижелезокобальтовых сплавов в техническом азоте с последующим их оксидированием в воздушной атмосфере позволяет улучшить магнитную индукцию,пластичность металла, особенносплава 27 КХ, электроизоляционныесвойства и адгеэию оксидной пленкис металлом.Повышение магнитной индукции железокобальтовых сплавов йосле такойобработки объясняется взаимодействием атомов внедрения с атомами сплава (железа, кобальта, храма).Атомы внедрения (кислород, азот),диффундируя в матрицу железокобальтового сплава усиливают электронный обмен между железом и кобальтоми тем самым повышают магнитный момент сплава. При наличии в сплаведо 1 хрома (сплав 27 КХ) атомывнедрения азот, кислород ), такжеусиливают электронный обмен, но вэтом случае усиление обмена сопровождается не только повышением магнитной индукции, но,и пластичности. Это происходит за счет того, что хром меняет знак электронного обмена, в результате чего в связующей зоне повышается электронная плотность. Пластичность в этом случае резко возрастает по сравнению с пластичностью сплава 49 К 2 ФА.П р и .м е р. Проводится химико- термическая обработка деталей магниКак видно из таблицы, оптимальнымрежимом химико-термической обработкисплавов 27 КХ и 49 К 2 ФА по предлагаемому способу является обработка по/пунктам 2 и 4 таблицы, т.е. отжигв азоте при 830-850 С в течение одного часа, охлаждение со скоростью100 С/ч до 550 С и выдержка .при этойтемпературе в течение 1,0 ч Обработка по режимам, указанным в пункте 3таблицы не позволяет получить удовлетворительных значений омическогосопротивления для сплавов 27 КХ и49 К 2 ФА.Отжиг в азоте по режимам, описан ным в пунктах 5 и 6 таблицы, не позволяет получить оптимальных значений индукции, т.е. отжиг при 800и 870 ОС с дальнейшим оксидированиемдля сплавов 27 КХ и 49 К 2 ФА нежела телен. 50 55 60 5 10 15 20 25 топроводов из железокобальтовых сплавов 27 КХ и 49 К 2 ФА толщиной 0,2 мм. Детали магнитопроводов укладывают на специальные оправки из жаропрочной стали, а затем помещают в герметиэированный контейнер. Контейнер с металлическими заготовками продувают 10-ти кратным объемом технического азота втечение 30 мин, загружают в электрическую печь шахтного типа, предварительно разогретую до 900 ОС, выдерживают при 850 ОС и непрерывной продувке азотом в течение 1 ч, охлаждают в потоке азота до 520 ОС со скоростью 100 С/ч, а затем продувают воздух со скоростью 0,1-0,2 м /ч и оксидируют в воздушной среде при 520 С в течение 0,75 ч.Дальнейшее охлаждение проводят с контейнером на воздухе.В таблице приведены Физико-механические свойства деталей после обработки их по известному и предла- . гаемому способам. Из данных таблицы следует, что детали магнитопроводов из сплавов 27 КХ и 49 К 2 ФА, обработанные по предлагаемому способу, описанному в пунктах 2 и 4 таблицы, обладают повышенными магнитными свойствами (В и Во соответственно повышаются для сплава 27 КХ на 10 и 9 и для сплава 49 К 2 ФА .на 9 и 14), оксидная пленка обладает высоким омическим сопротивлением (735 Ом/см ) и удовлетворительной адгезией, пластичность возрастает, в 30 раз для сплава 27 КХ. Производительность труда предлагаемого способа по сравнению с прототипом повышается более, чем в 5 раэ.1004484 е е еав а ее е ю Физико-механические свойства . Пункт, ВСпособ обработки Марка стали Пластичность(число перегибов ) приф, 5 мм Отеческоесопротивление,й Вакууказотжиг по ГОСТ 1016.49 К 2 ФА 1С 1 35. 15190 16878ВГ е . 27 КХе По пункту 2 ов азоте при 8в течение 3-хсов, охлажденисо скоростью150 С/ч до 60с дальнейщей звой на воздухпри 550 С и выдпри атой темпере 1 ч жиг010 фСчае 27 КХ 14768 16.315, Ъ СФ. 49 К 2 ФА 17065 22629 .735 ержке Предлагаемы способ,заключаищийся. в фтмиге в азоте при830 фС в течение 1 ч, 27 КХохлаждении со скоростью 100 С/ч до550 С с дальнейщейзаменой на воздухпри 550 фС и выдераке при этой темйера"туре в течение 1 ч По пункту 2 отжиг в 2азоте при 8400 С в течение 1,5 ч,охлаждение со скоростью 150 С/ч до 500 С с дальнейщей заменой на воздух прн 500110 С и выдерике при этой температуре в течение0 5 ч49 По пункту 2 отжиг в азоте при 850 фС в течение 1 ч, охлааде нне со скоростью 100 С/ч до 550 С сдальнейшей заменой на воздух при 550 фС и выдержке vри этой .температуре в течение 1 ч Па пункту 2 отаиг в азоте при 800 ФС в течение 1 ч, охлаждение со скорос . тью 100 С/ч до 550 с дальнейщей заменой на возух . при,5 ФС и выдери при этой температур 1 ч Магнитная индукции,126 (толщина0,2 ю 4)38 (толщина0,35 ве 4)11 (толщина0,7 мм)2,5 (толщина0,2 вв 4)15 (толщина0,3 м 4)124 (толщина0,2 им)37(толщина0,35 ю 4)13 (толщина07 еее)2,5 (толщнна0,2 мм1,5 (толщина0,35 мм)2, 5 (толщина0,2 мм)15 (толщинаОу 35 ю 4)1 Щтолщина0,2 юаУ36 (толщина0,35 эеа)12(толщина0,7. эвезд1004484 формула изобретения Составитель Р.КлыковаТехред Т.фанта Корректор О.Билак Редактор,Т.Парфенова Заказ 1805/36 Тираж 954 Подписное ВНИИПИ Государственного коьытета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д, 4/5филиал ППП фПатент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 1. Способ химико-термической об. - работки железокобальтовых сплавов, включаоощий нагрев и выдержку при 830-850 С, охлаждение и последующее оксидирование при 500-550 С, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения служебных характеристик и повышения производительности. труда, нагрев, выдержку и охлаждение до 500-550 аС осуществляют в среде азота, после чего азот заменяют воз; духом. 2. Способ по п,.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что охлаждение до 500-550 фС производят со скоростью100-150 С/ч.3. Способ по п, 1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что для железокобальтовых сплавов, содержащих5 20-50 кобальта," 0,1-1,1 хрома;1,7-2 ванадия, остальное железо,время выдержки при 830-850 ОС составляет 1-1,5 ч,Ксточники информации,принятые во внимание при экспертизе,1.Авторское свидетельство СССР9 589263, кл. С 21 0 1/74, 1976.;2. Мишкевич Р,Ии др. Термическое оксидирование магнитно-мягкихсплавов. Л., "Машиностроение", 1973,с. 54-56.