Заготовка для осадки

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 17880 1)5 С 21 О 8/12 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ЕНТНОЕ НИЕ ИЗОБРЕТ ОП(57) Изобретенв частности кмагнитов, Сущвыполнена. в влелепипеда сцентральнымделяемым с упараллелепипвдния, 2 ил. КА ДЛЯие атнозаготов ность: иде пр квадра осевычетом седа и ст лелепипедов с большой степенью деформации и при большом трении на контакте сбойками параллелепипед приобретает форму, приближенную к форме диска. При этомформируется текстура весьма близкая к плоскостной, с практически равновероятнымраспределением осей легкого намагничивания в плоскости основания заготовки, что непозволяет достичь высоких показателеймагнитных характеристик при получении четырехполюсных и двухполюсных магнитов.Целью изобретения является повышение магнитных свойств,Цель достигается тем, что заготовка выполнена с центральным осевым отверстиемдиаметром б, выбранным из соотношенийа/Н - 0,6б/Н2 а/Н - 0,6при а/Н1,45 (1)иа/Н,6 б/Н а/Нпри а/Н1,45, (2)где Н и а - высота параллелепипеда и сторона квадрата его основания соответст нно,При наличии отверстия в ценре параллелепипеда часть ме ве тре в центталла при АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Уральский политехнический институтим, С.М.Кирова и Институт физики металловУральского отделения АН СССР(56) Патент СССР М 820665, кл, С 21 О 8/12,1981.Теория обработки металлов давлением/Под. ред. И.Я.Тарновского ММеталлургия, 1963, с.251, 263,Изобретение относится к металлургии прецизионных сплавов, Известна форма заготовки для пластической деформации сплава марганец-алюминий-углерода, представляющая собой цилиндр. Заготовка предназначена для последующего экструдирования с целью создания в ней кристаллографической анизотропии, приводящей к появлению оси легкого намагничивания вдоль оси прутка, При осадке цилиндрической заготовки оси легкого намагничивания располагаются в радиальном и тангенциальном направлениях и формируется плоскостная текстура. Однако во многих магнитных устройствах применяют двухполюсные магниты, представляющие собой диски или кольца, имеющие два полюса по разные стороны диаметра. В этом случае магниты, имеющие плоскостную текстуру, не обеспечивают высоких магнитных характеристик из-за отс тствия выделенного направления оси легкого намагничивания,Известна также заготовка для осадки в виде прямоугольного параллелепипеда с квадратным основанием. При осадке паралОСАДКИсится к металлургии, ке для анизотропных заготовка для осадки ямоугольного паралтным основанием и м отверстием, опреоотношения высоты ороны квадрата осно 1788042осадке потечет в сторону этого отверстия, формируя радиальную текстуру. Исходная заготовка, имеющая в основании квадрат со стороной а (фиг.1 а) и отверстие диаметром б, расположена в цилиндрической системе координат г р г, ось г направлена перпендикулярнооснованию, ось у - перпендикулярно г, Как и в случае прототипа, течение металла в направлении оси г будет приводить к формированию круглой в плане заготовки из-за различного сопротивления течению по стороне квадрата и по диагонали (фиг.1 б). Кроме того, часть металла потечет внутрь полости, заполняя ее, при этомтечение по диагоналиболее ийтенсивное, 15чем по стороне квадрата по той же причине. В областях заготовки, примыкающих к полости, элементарный объем (фиг.1 в) подвергается двум деформациям сжатия - я гг и е" и только одной - растяжения егг, что приводит к формированию радиальной текстуры, более острой, чем плоскостная и приводящей к получению более высоких магнитных характеристик. Из-за более интенсивного течейия металла к центру по диэгонаЛи в этом направлении формируется более острая текстура, чем в направлении стороны квадрата, поэтому оси легкого намагничивания располагаются в двух взаимно перпендикулярных направлениях, как это показано стрелками на фиг.1 б, По этим направлениям целесообразно располагать и ол юса ма гн ита.Для получения достаточно острой текстуры заготовки деформируют со значительной степенью деформации (до 80%). Из-завесьма высокой прочности сплава при допустимых температурах деформации не возможно использовать низкие заготовки, а высокие заготовки легко растрескиваются вследствие неравномерности распределе-. ния напряжений и легко теряют устойчивость. Применение полых заготовок позволяет разрешить эти проблемы и, кроме того, позволяет подвергать закалке более крупные заготовки:из-за наличия полости теплоотвод при закалке более эффективен, что создает предпосылки для еще большего повышения магнитных характеристик.Толстостенные заготовки можно осадить лишь при больших контактных напряжениях, Слишком тонкостенные заготовки теряют устойчивость с образованием окладов При этом оси легкого намагничивания, первоначально ориентированные вдоль радиуса, поворачиваются в направле-. нии оси г, что снижает магнитные свойства в радиальном направлении. Выявлено, что 20 25 303540 455055 такой дефект возникает при отношениитолщины стенки Я к высоте заготовки Н меньшем 0,3. Существенным является то, чтотакой дефект возможен в областях заготовки, не принадлежащим будущим полюсам, т,к. Я/Н0,3 по оси г (фиг.1 а), нодолжно быть Я/Н0,3 в направлении диагонали квадрата, На фиг.1 а показана толщина стенки заготовки в направлении стороныквадрата Ь;Ь = (а - б)/2 и в направлении диагонали:с =. (У 2 а - б)/2.Условие недопустимости разворота осейлегкора намагничивания для диагонали:Ч 2 а с 032 Ноткудаб/НП а/Н,6 (3)Условие допустимости разворота осей легкого намагничивания в направлении стороны квадратаа - д-0,3,2 Ноткуда- ) - -О,бб аН Н(4)Естественно при этом выполнение условия сохранения формы заготовки ба илиб/На/Н (5)Полученные соотношения иллюстрируются фиг.2, на которой изображены графикифункций, ограничивающих область возможной реализации размеров заготовки, штриховкой отмечена запрещенная область: 1 -по условию (3), 2 - по условию (4), 3 - поусловию (5), Из графиков видно, что имеетсяточка, характеризующая смену закономерности соотношения размеров, ее координаты могут быть найдены приравниваниемправых частей неравенств (3) и (5)/Г(а/Н) - О,б = (а/Н),откуда (а/Н)к = 1,45.В совокупности формулы (3) - (5) образуют систему неравенств (1) и (2),На фиг,1 представлены схемы осадкизаготовки; а - заготовка в плане до деформации, б - в плане после деформации, в -схема деформации элементарного объема,На фиг.2 изображены графики зависимостиотношения диаметра полости к высоте заготовки от отношения стороны квадрата к высоте заготовки,Изобретение иллюстрируется следую-.щими примерами, Образец из сплава марганец-алюминий-углерод размерами а ==40 мм, б = 30 мм, Н = 20 мм осаживали довысоты Н 1 = 4 мм ( е = 80%). Соотношенияразмеров удовлетворяли условиям данногоизобретения: а/Н = 2, тогда в соответствии с (2) должно быть 1,4б/Н2, реально О/Н= = 1,5. Свойства вдоль диагонали: относительная остаточная намагниченность )г = 0,75, максимальное . энергетическое произведение (ВН)мах = 38 кДж/м . Свойствазвдоль стороны квадрата: ) г = 0,64, (В Н)мах = =28 кДж/м . Из заготовок была вырезанызпостоянные магниты в виде дисков с двумя и четырьмя полюсами,В соотношении с прототипом деформировали заготовку без отверстия с а = 40 мм и Н = 40 мм, Попытка деформировать заготовку до 80% привела к проминанию бойков, изготовленных из сверхпрочного и жаропрочного сплава ЖС 6. Удалось деформировать заготовку до 65% без деформации бойков, в результате чего получили магнитные свойства: )г = 0,63, (ВН)мах = 25 кДж/мз одинаковые по всем направлениям в плоскости основания заготовки,По сравнению с прототипом повышенымагнитные свойства: относительная остаточная намагниченность на 19%, максимальное энергетическое произведение на 52%.5Формула изобретения Заготовка для осадки преимущественнс для четырехполюсных или двухполюсны магнитов из сплава марганец-алюминий 10 углерод, выполненная в виде прямоуголь ного параллелепипеда с квадратным основанием, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что с целью повышения магнитных свойств,она выполнена с центральным осевым 15 отверстием диаметром б, выбранным из соотношений - - 0,6- 2 - - 0,6 при. а ба НН Н а а с а а1,45 и - 0,6- при -1,45, где ННН Н Н 20 Н и а высота параллелепипеда и сторона квадрата его основания соответственно,1788042 Составитель Ю. ЛогиновТехред М,Моргентал Корректор Л.Лукач Редактор Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Заказ 50 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5