Способ термической обработки паяных магнитопроводов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСЕВЦЛНОМВПЕхРЕСПУЬЛИК А 09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВУОРСИОВФУ 1000-1250 оС, охлаздение до температуротзига и ступенчатый отвиг при950+10 фС и 850+10 С с регламентированной скоростью охлаздения на обеихступенях, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повцвения магнитныхсвойств, прочности сная и основногоСССР металла и сиизения трудоемкости,охлаждение от температур пайки доСР первой ступени отзщга осуществляютсо скоростью 100-150 С/мин, до втоорой - со скоростью 10-20 С/мин, далееоОТКИ со скоростью 2-5 С/мнн до 200 С с ающий выдержкой иа первой ступени 0,5-1 ч,йки на второй - 1-1,5 ч.И ГООЗЩАРОТВЕННЪЙ КОМИТЕТ СССРПб ДИВМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) 1. Авторское свидетельствоУ 981397, кл С 21 3 8/12, 1982.2. Авторское свидетельство ССпо заявке В 3515932/22-02,кл. С 21 3 8/12, 1983.:(54)(57) СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБВАЯЙЫХ ИАГНИТОПРОБ 0 ДОВ, включнагрев в вакууме до температур н 4(51) С 21 2 1/04 С 21 В 8 21 11357Изобретение относится к термической обработке магнитомягких материалов, в частности к отжигу специальных тонкостенных магнитопроводов, изготовляемых иэ двух материалов -5элеатротехнической стали и железокобальтовых прецизионных сплавов,соединяемых методом пайки, а такжек способам термической обработки ввакууме деталей, изготовленных окончательно или с максимальным припускомна механическую обработку, прошедшихв силу конструктивных особенностейвакуумную безФлюсовую пайку.Известен способ термической обработки магнитопроводов из железокобальтовых сплавов, включающийступенчатыйнагрев до 750 т 20 С вовакууме, в плотно закрытом контеи,вере Я .Способ не применим к паяным магнитопровадам большого диаметра, требуетзначительных затрат на оснащение ине позволяет существенно повыситьпрочностные характеристики основногоматериала и спая.Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является способ, предусмат.ривающий вакуумный двухкратный отжигсо стандартной скоростью охлажденияпри втором отжиге и регламентиро.ванной повышенной скоростью охлаждениявыше точки Кюри на второй ступенипервого отжига 21 .Недостатком известного способа 35применительно к магнитопроводам с.вставками из железокобальтовых сплавогявляется резкое снижение пластическиххарактеристик при замедленном охлаждении в .интервале 700-500 оС со скоростями 0,5-0,7 С/мин (30-40 С/ч),как следствие снижается допустимый Уровень знакопеременных и вибронагрузок, особенно для тонкостенных конструкций из этих сплавов. Кроме 45того, известный способ не позволяет исключить стабилизирующий нагревпри 520"560 С, вызывающий снижение.опрочности сная и основного материаларабочей части магнитопроводов. . 50Цель изобретения - повышениемагнитных свойств, прочности снаяи основного металла и снижение трудоемкости.Указанная цель достигается тем, 55что согласно способу термическойобработки паяных магнитопроводов,включающему нагрев в вакууме до тем 74оператур пайки 1000-1250 С, охлаждение до температур отжига и ступенчатый отжиг при 950+10 С и 850+10 С с регламентированной скоростью охлаждения на обеих ступенях, охлаждение от температур пайки до первой ступени отжига осуществляют со скоростьюо100-50 /мин, до второй - со скоростью 10-20 С/мин, далее со скоростьюд2-5 С/мин до 200 С с выдержкой нао опервой ступени 0,5-1 ч, на второй - 1,5 ч.Пайку и обработку паяных магнитопроводов осуществляют в вакуумных печах с предельным вакуумом 2"10 мм рт.ст, Иагнитопроводы изготовляют из сортовой электротехнической стали 10880 по ГОСТУ 11.036-,75 коакснальные вставки иэ сплава 18 КХ-ВИ по ТУ 14-1-2243-73 на внутреннем и наружном цилиндре магнитопровода паяют припоями с т.пл, 960- 1230 С, Температура пайки 1000-1250 С контролируется с помощью термопары, степень растекания припоя определяется визуально.Скорость охлаждения изменяют путем подачи в вакуумную печь инертного газа, изменением расхода охлаждающей воды и переключением ступеней нагрева печей, Измерение магнитных свойств проводят на паяных образцахтороидах и аналогичных образцах каждого иэ паяныхматериалов, механические свойства определяют на образцах диаметром 5 мм, а прочность пайки - на специальных грибковыхобразцах.П р и м е р 1. Тонкостенный магнитопровод диаметром 80 мм изготавливают иэ сортовой электротехнической стали 10880 и оснащают по внутреннему диаметру путем вакуумной пайки кольцами иэ желеэокобальтового сплава 18 КХ. После пайки в вакууме-ф10 мм рт.ст при 1250 оС припоем ВПРс выдержкой в течение 10 мин проводят подстуживание до 950110 С со скоростью 150 С/мин. От первойОступени отжига после выдержки в течение 1,0 ч охлаждение ведут со скоростью 20 оС/мин. до 850 ф 10 С. Выдерживают садку в течение 1,5 чи охлаждают до 200 С со скоростью5 С/мин.При уменьшении продолжительности термообработки с 34 ч по способу 21 до 11 ч по предлагаемому способукоэрцитивная сила не уменьшается с3 170 до 65 А/м для стали 10880 и с 79до 72 А/м для сплава 18 КХ. Причемпрочность сплава увеличивается посравнению с известным способом(б = 430 ИПа) и составляет 490 ИПа,а прочность шва возрастает в 14 разаи составляет 400-410 МПа,П р и м е р 2. Магнитопроводы с кбаксиальными вставками по наружному и внутреннему диаметру паяют в вакууме при 100 С в течениео20 мин. Термическую обработку проводят подстуживая магнитопроводы до температуры первой ступени отжига 950+10 С со скоростью 100 С/мин. После окончания выдержки в течение 0,5 ч при 950 ф 10 С охлаждение ведут до 850+10 С со скоростью 10 С/мин с выдержкой 1 ч, а затем:их охлаждают до 200 С со скоростью 2 С/мин.о о При этом магнитная индукция Во для сплава 18 КХ-ВИ, из которого изготовлены вставки, составляет 1,8 Т против 1,6 Т при обработке по способу 2. Для стали 10880 индукция В составляет 16.Т против 1,4 Т . по способу 2 . Прочностные характеристики 4 составляют для сплава , 18 КХ-ВИ 480 МПа, для стали 10880 340 ИЛа, а прочность паяного соеди;нения 0 составляет 360 ИПа, что выше в 1,2 раза, чем по способу 21. Трудоемкость операций отжига по срав нению со способом 21 сокращается в 2,6 раза и составляет 14 ч. Увеличение скорости охлаждения при подстуживании до 200 С/мин и на первой стадии выше ЗО С/мин обеспечивает высокий уровень магнитных и механических свойств, но увеличивает до 120-150 мкм поводку и эллипс 135774 4ность тонкостенных магнитопроводовв зоне пайки.уменьшение скорости охлаждения напервой и второй ступенях отжига ниже10 С/мин и 2 С/мин соответственноприводит к снижению пластичностисплава 18 КХ-ВИ на 257, относительноеудлинение снижается с 38 до 273.П р и м е р 3. Паяют и термообра батывают в вакуумной печи магнитопроводы с толщиной стенки 2,5 ммиз стали 10880 и сплава 18 КХ. Подстуживание от температур пайки, составлявших 1260-1270 С, ведут со скоростью015 125 ОС/мин, а после выдержки при950 ф 10 оС в течение 0,7 ч - со скоростью 15 С/мин до 850 ф 10 С, Затем,после выдержки 1.,2 ч охлаждение до200 С проводят со скоростью 3 С/мин.20 Свойства полученные после обработки по предлагаемому способу, составляют: Н = 75 А/и; В = 1,8 Т, послеобработки по способу 21 Нс = 80 А/м;В = 1,5 Т.25 Иагнитопроводы имеют незначительную(70-80 мкм) поводку, а механическиесвойства паяного соединения в 1,4 разавыше, чем после двухкратного отжигапо стандартному для сплава 18 КХ режиЗ 0 му. Трудоемкость составляет 19 ч.Сравнение свойств, полученныхпосле термообработкн по одному извариантов предлагаемого способа,. сизвестными представлено в таблице,Сопоставление данных показывает, чтопредлагаемы способ позволяет за одинвакуумный нагрев провести пайку иотжиг на заданные магнитные свойствапри улучшении магнитных свойств, уве личении прочности основного материалаи сцая по более простой технологиис уменьшением трудоемкости.Юфъ сч 1 ЮО сч л л сЧ м 1 оСО сч оФ 1 е л сч О М е "о аф ф оо юк 3 а О1 1 1ООО 0 М а 1 о фм Юоф о сО с 0 о сч О ф О с 1 л мо л рд 1лъщ 1 ч весно+ эоо .ф эф 6,Я 31ф1Э а 3юооф оЖ э - сфо М- о 1135774 1ЕОЙ О г.сЙ 9О 10 О3 О Ож цоон ю лц ясе еЕжи Оаео аЬвцоаэ11 - сЧ И эжЖ 3ОжэоэЭОЕО Е3 Оф- В 3О а жж цо -хьэ о Фэо и со аиЭаи и ООа Эо Мо ХЬа 1:оаоооЖ сЧ е 1 ф э 1 йЮЖ 1 Р)Ю э 3 н 1 В 1 1 1 Ьф 1 С 0 11 1 1 1