Способ изготовления спеченных магнитов

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскикСоциапистмчесиинРеспублик и 933253пв делам нмбретеннй н открытнй(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ МАГНИТОВ Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к производству тонких криволинейных постоянных магнитов с радиальной текстурой из магнитно сориентированных порошков сплавов редкоземельных элементов с переходными металлами, и может найти применение в электромашиностроении и электронной технике,Известен способ изготовления криволинейных магнитов контурной механической обработкой магнитов призмати" ческой формы или набором коротких магнитов пластинчатой формы на криволинейном магнитопроводе 1 1.Недостатками этого способа является сложность технологии и низкая производительность. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае . мому результату является способ изготовления тонких криволинейных постоян ных магнитов из соединенных редкоземельных элементов с переходными металлами, заключающийся в уплотнении магнитно сориентированного порошка в первом прессе в изделие криволинейной формы с радиальной текстурой и плотностью около 50 от теоретической, в транспортировке полученного брикета во второй пресс и в его доуплотнении во втором прессе без магнитного поля до плотйости не менее 703 от теоретической с окончательным уплотнением криволинейного брикета с радиальной текстурой изостатической допрессовкой или спеканием 2 .Недостатком известного способа является сложность его технологичес" кого осуществления.Целью изобретения являются упрощение технологйчес ого процесса изготовления тонких кииволинейных маг нитов с радиальной текстурой из магнитно сориентированных порошков соединений редкоземельных элементов9332 П р и м е р 1, Исходные сплавы , ЯвСо(5 щ 33 мас.Ф) и 5 аСо (5 щ 65 мас.), полученные индукцион ной плавкой в инертной атмосфере, измельчают в стальной ступке в поро-. шок дисперсностью менее 350 мкм. Порции порошков смешивают в соотношении 10:1 и совместно размалывают в 55 течение 60 мин в среде ацетона в эксцентриковой вибромельнице при амплитуде вибрации помольных барабанов 50 3с переходными металлами без ухудшения их магнитных характеристик.этой целью в описываемом способе изготовления спеченных магнитов сложной конфигурации с радиальной текстурой на основе соединений редко земельных элементов с переходными металлаии, включающем прессование заготовок из порошка в ориентирующем магнитном поле и спекание, заготовки 6 прессуют в виде плоских брикетов с наложением ориентирующего магнитного поля перпендикулярно плоскости брикета, а спекание осуществляют в оформляющих полостях заданной конфигурации в вакууме или инертной атмосфере при температуре 1100-1200 С при давлении 20-100 г/см в течение 10-60 минСущность изобретения заключается щ в том, что операцию прессования тонкого плоского брикета осуществляют с преимущественной текстуровкой частиц порошка в нормальном к их поверхности направлении. Прессование про- и изводят в одну стадию, причем направ" ление приложения нагрузки при прессовании и направление ориентирующего магнитного поля .совпадают.Нагрев брикетов заготовок проводят З 1 в вакууме или инертной атмосфере при.температурах 1100-1200 фС в течение 10-60 мин под нагрузкой 20- 100 г/смВзаимодействие материала брикета35 заготовки с поверхностями оформляющей полости устраняют прокладкамииз фольги тантала . Для повышений ма и . нитных характеристик тонкие к ри волиней ные магниты и з соединений редкоземельных элементов с кобальтом дополнительно т е рмооб раба ты в ают известными способами в оформляющих полостях . Те рмооб работ ку и роводя т либо одновременно с основным процес 45 сом нагрева брикета-заготовки, либо незаивисиио от него,1 53 42 мм и соотношении материала и шаров 1:10 Высушенную шихту спрессовывают в йресс-форме из аустенитной немагниЖой стали при удельном давлении 5 Т/см в магнитном поле 12 кГс,2совпадающим с направлением прессования, в плоские брикеты-заготовки сечением 635 мм и толщиной 2,25 мм. Спрессованные брикеты-заготовки спекают в оформляющей полости в печи ч типа СШВЛ в вакууме при температуре 1160 С в течение 30 мин при удельной нагрузке 20 г/см, обеспечиваемой верхним полублоком офориляющей оправки. В результате получен магнит в форме сегментов толщиной 2 ми с внутренним радиусом 27 мм и угловым растром 85 Магниты имеют однородную плотность по всей поверхйости ( 8,5- 8,55 г/см) . Разрезка магнита на отдельные участки по длине дуги сегмента показала незначительный разброс магнитных характеристик. В цент ральной части сегмента магнит имел следующие свойства: магнитная индук" ция В" = 9300 Гс, коэрцитивная сила Н 1= чОООЭ и максимальная магнитная энергия (ВН),= 12,0 МГс хЭ,П р и м е р 2, Сегментный магнит, полученный способом, описанным в примере 1; имеющий те же геометрические размеры, как и в примере 1, дополни-, тельно охлаждают до температуры 880 С со скоростью 2/иин, после чего печь выключают и продувают гелием для ускоренного охлаждения магнита до комнатной температуры со скоростью 100 /мин. После дополнительной термо обработки магнит имел следующие магнитные свойства:Бг = 9200 Гс, Нсв = 7800 Э и ВН)цкд = 20,0 МГс х Э.Распределение плотности и магнитных характеристик по площади сектора было однородным. Текстура по длине магнита была радиальной, причем степень текстуры, оценивавшаяся рентгенографически, по удельному весу ли" нии 002 по отношению к удельному весу линии 002 в плоском текстурованном образце, была в пределах 096-098.П р и м е р 3. Шихта, приготовленная так же, как в примере 1, была спрессована в брикеты-заготовки сечением 22 ( 32 мм и толщиной 1,5 мм. Плоские анизотропные брикеты-заготовки были спечены в оформляющей полости при .1100 С в течение 60 минопод нагрузкой 100 г/см , создаваемой3 6в примере 1. Плоские брикеты-заготовки спекают в оформляющих полостяхпри температуре 1150 ф в течение30 мин под нагрузкой 50 г/см и термообрабатывают, как в примере 2. Сегментные магниты имеют следующие свойства: В = 8000 Гс, ИСЕ = 7000 Э,(ВН)мо 4 кс = 15,2 МГсхЭ.Л р и м е р 7. Исходный сплавЬо, Мп Ге , полученный электроду.говой плавкой, измельчают в течение60 мин в эксцентриковой вибромельни"це совместно с добавкой Я медногопорошка дисперсностью 10-15 мкм. Полученную смесь прессуют, как в при"мере 1, а затем полученные брикетызаготовки спекают в оформляющих полостях в течение 40 мин при температуре 1140 С под нагрузкой 80 г/смКриволинейные магниты подвергаютотжигу при 510, С в течение 20 ч. Полученные магниты имеют следующиесвойства; Вт" = 8700 Гс, Нсв = 5400 Э,ВН)мокс = 13,6 МГсхЭ,Сравнение свойств магнитов, полученных известным описываемым способом, представлено в таблице.Как видно из таблицы, предлагаемыйспособ обеспечивает получение тонкихкриволинейных постоянных магнитов изсоединений редкоземельных элементовс переходными металлами с высокимуровнем магнитных характеристик, высокой плотностью и совершенной текстурой.По сравнению с известными техническими решениями предлагаемый способзначительно упрощает и удешевляет из"готовление криволинейных магнитовс радиальной текстурой за счет заме"ны на стадии прессования криволиней.ных брикетов плоскими. Это позволяет упростить конструкцию оборудования и оснастки для прессования. Кроме того, замена в предлагаемом способе двухстадийной схемы прессования,одностадийной и исключение межоперационной транспортировки брикетовсокращает технологический цикл и засчет этого также удешевляет процессизготовления криволинейных магнитов. Как показывают предварительныерасчеты использования изобретенияв рамках отрасли лишь для одноготипа высокомоментного двигателя,создается экономический эффект в размере 322,8 тыс.руб. в год,5 93325с помощью специального приспособлениядля поджатия верхнего полублокаоформляющей оправки, После окончания основной выдержки без снятиянагрузки температуру снижают со ско- %ростью 3 /мин до 880 оС и затем засчет продувки выключенной печи гелиемсо скоростью 50 О/мин до комнатнойтемпературы. Полученные сегментныемагниты толщиной 4,1 им имеют внут Оренний радиус 27 мм и угловой,растр 56 о.Криволинеиный магнит имел следующие характеристики: плотность8,45-8,5 г/см, показатель текстуры 0,95-0 96, Ь. = 8900 Гс, Нс== 8000 Э, (ВН)мркв 19,0 МГсхЭ.П р и м е р 4. Исходные сплавы5 а,Соот 7 Ре ооб Сц 014 Мп ооЪ )75 а 26,7 мас.1) и 5 аСо (5 а 65 мас.3), 20полученные электродуговой плавкой,измельчают в течение 60 иин в эксцентриковой вибромельнице, затем прессуют в магнитном поле при тех жеусловиях, что и в примере 1. Плоские 25брикеты-заготовки, обладающие тек-стурой, спекают в оформляющих полос"тях 10 иин при.1200 С под нагрузкой20 г/см . Полученные сегментные магниты из соединения 5 аСор 77 Геооб 30Сио,1, Мп оо )7 дополнительно зака 1оливают со скоростью 750 /мин и отжигают 3 ч при 700 СМагниты имеют следующие характе 3ристики; плотность 8,3-8,4 г/смпоказатель текстуры 0,95, Вт =: 18,8 МГС,Э.П р и м е р 5. Исходные сплавы5 а-Рг -Со,: Со 63,5, Рг 16, 5 а 20 аои Ге 5 п (51,5/), полученные электродуговой плавкой добавка Геп ) составляла 0,5), измельчают в эксцентриковой вибромельнице и прессуютв магнитном поле, как и в примере1, Затем плоские брикеты"заготовкиспекают в оформляющих полостях притемпературе 1100 фС в течение 30 минпод нагрузкой 100 г/смф и термообрабатывают, как в примере 2. Полученныесегментные магниты имеют следующиесвойства: В. = 9500 Гс, Нс = 8000 Э,ВН)макс = 18,8 МГсхЭ,цф"е Степень совер(рИ 1МГсхЗ шенства тексту- ры Плотность3 Известныйспособ 96 9200 0,96 19,6 Предложенныйспособ 0,96-0,98 99 9200 20,0 Составитель С.БагроваРедактор С,Титова ТехредТ.Маточка Корректор А.ференц Заказ 1017/13 Тираж 852 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по дела изобретений и открытий 113035, Москва Ж, Раушская наб д, 1/5т В аФилиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная,Формула изобретения 5 Способ изготовления спеченных магнитов сложной конфигурации с радиальной,текстурой на основе соедине ний редкоземельных элементов с пере- щ ходными металлами, включающий прес- сование заготовок из порошка в ориентирующем магнитном поле и спекание под давлением, о т л и ч а ю щ и й" с я тем, что, с целью упрощения тех нологии, заготовки прессуют в виде плоских брикетов с наложением ориентирующего магнитного поля перпендикулярно плоскости брикета, а спеканиеосуществляют в оформляющих полостяхзаданной кинфигурации в вакууме илиинертной атмосфере при температуре1100-1200 С при давлении 20-100 г/смв течение 10-60 мин. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Магниты из сплавов редкоземель ных металлов с кобальтом. М., "Метал,лургия", 1978, с. 131. 2. Патент США М 123297,кл. 118-103, 1978 (прототип),