Способ изготовления постоянных спеченных магнитов на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами

ТОРСН ВИДЕТЕЛЬСТВ еев тел изворокл Патент США Р 3873379,8-103, опублик. 1975. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ(54)(57) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯНЫХ СПЕЧЕННЬй МАГНИТОВ НА ОСНОВЕ СПЛАВОВ КОБАЛЬТА С РЕЦКОЗЕМЕЛЬНЬМИ МЕТАЛЛАМИ состава, соответствующего двухфазной области В ССТВСо, где В - редкоземельный металл, включающий выплавку сплава, дробление слитков, размол, ориентирование частиц порошка, прессование, спекание и охлаждение до комнатной температуры, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повицения про дительности процесса, спекание и водят при температурах, превышающих температуру плавления фазы Н Со на 2-12 с" а охлаждение от 2 Ттемпературы спекания до комнатной температуры проводят со скоростью 100-600 град/мин.Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к спеченнйм магнитам на основе сплавов,состоящих из одного или несколькихредкоземельных металлов (В), например Ьа, Се, Рг, Яд, Нв, Ец, Сд, ТЬ,5Но, Ве, 7 и одного или несколькихЗд - металлов, например Со, Ге, Мп,Тт., и может быть использовано дляполучения постоянных магнитов дляэлектротехнической, электронной,приборостроительной отраслей промышленности.Известен способ изготовления постоянных спеченных магнитов на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами, в котором послеспекания магниты охлаждают до температуры отжига, лежащей в интервале825-925 ОС с неконтролируемой скоростью, отжигают при температуре 20отжига и закаляют в инертной жидкос"ти, имеющей высокий коэффициенттеплопроводности Ь 1.Недостатком данного способа является низкая прочность магнитов из" 25эа высоких термических напряжений.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ изготовления постоянных спеченных магии ртов на основе сплавов кобальта средкоземельными металлами состава,соответствующего двухфазной областиВ 2 Со 7+ВСо 5, включающий выплавкусплава, дробление слитков, размол, З 5ориентирование частиц порошка, прессование, спекание и .охлаждениедо комнатной температуры. Спеканиев данном способе твердофазное при1100-1200 С, охлаждение магнитов оттемпературы спекания до 825-925 Сосуществляют со скоростью не более7 град/мин и от температуры отжигадо комнатной температуры со скоростью не менее 20 град/мин 2.Недостатком способа является низкая производительность процесса из"готовления магнитов, которая обуслов лена необходимостью проведениятермообработки, длительность которой достигает трех часов. Известный способ обеспечивает невысокийвыход годных магнитов из-за высокойчувствительности свойств магнитовк температуре спекания,Проведение термообработки Магиитов, спеченных при повышенных температурах, ие обеспечивает получение.высоких значений коэрцитивной силы.Цель изобретения - повышение производительности процесса и сохранение при этом высокого уровня свойства магнитов, а также повышение процента выхода годных магнитов за счетснижения чувствительности свойствмагнитов к температуре спекания. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу изготовления постоянных спеченных магнитов на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами состава, соответствующего двухфазной области В Со 7 ВСо, где В - редкоземельный металл, включающий выплавку сплава, дробление слитков, размол, ориентирование частиц порошка, прессование спекание и охлаждение. до комнатной температуры, спекание проводят при температурах, превышающих температуру плавления Фазы ВКУСО. на 2-12 С, а охлаждение от температурыоспекания до комнатной температурыпроводят со скоростью 100-600 град/мин,Конкретное значение скорости охлаждения зависит от массогабаритных параметров заготовок магнитов, Так как спекание происходит выше температуры плавления фазы типа В Со, то в соответствии с диаграммой состояний системы В-Со при этом будет присутствовать жидкая фаза.Жидкая фаза будет присутствовать в течение всего процесса спекания. Такая Фаза, по сравнению с Фазами типа ВСо . и В 2 Со 1, сильно обогащена редкоземельным элементом, Степень обогащения зависит от состава и температуры спекания.После охлаждения магнитов от температуры спекания до комнатной температуры со скоростью большей 100 град/мин жидкая фаза кристаллизуется с образованием фаз типа ВСо 2 и ВСо 9, которые являются слабомагнитными. Таким образом, зерна основной фазы типа ВСо 5 оказываются окруженными слабомагнитной прослойкой, которая препятствует кооперативному их перемагничиванию, Наличие слабомагнитной прослойки в спеченных магнитах способствует тому, что коэрцитивная сила магнитов не так резко зависит от температуры спекания как в известном способе; Существование такой прослойки возможно лишь в том случае, если охлаждение магнитов от температуры спекания до комнатной температуры будет проводиться с большей скоростью. Это означает, что процесс термообРаботки, необходимый в известном способе, в предлагаемом способе является не только излишним, но и вредным.Способ осуществляют следующим образом.Выплавляют сплавы типа ВСо или сплавы с составом, соответствующим двухфазной области ВСо 1+ВСо. Типы сплавов указаны в табл. 1. Слитки дробят, в случае необходимости раздробленный порошок смешивают с порошком сплава, мас.%: Вщ 60; Со 40. 9,5 9,0 15 10 2 9 4 8,155 2 10 7,120 3 1113 8,2 9,6 9,1 1108 звестный спосо 8,2 40 9 0 10 8,3 "2 10 114 110 9,5 15 г в пропорции, необходимой для получения порошка,.состав которого соответствует двухфазной области В 2 Со ВСо, Полученную смесь порошков йзмельчают. в шаровой вибрационной мельнице в толуоле. Размер частиц порошка после измельчения 5-10 мкм, После сушки порошок текстурируют в магнитном поле, подверга" ют линейному прессованию с усилйем прессования 7 т/см. Спрессованные брикеты опекают в вакууме 10-Змм рт.ст. при температурах, превышающих температуру плавления фазы типа ВСо на 2-12 фС и охлаж 7 дают до комнатной температуры со скоростью 100-600 град/мин. При меньших скоростях охлаждения полу чают низкие значения Н, При больших скоростях охлаждения магниты разрушаются. Нижний предел температуры спекания определяется точностью измерения температуры, верхний. как температура, спекание при которой приводит к уменьшению характеристик магнитов не более, чем на 5 Ъпо сравнению с оптимальными значениями.Значения температуры плавленияфазы тиПа В 2 Со определяются по соответствующйм диаграммам состояния,если В - один редкоземельный элемент.Для сплавов, содержащих смесь РЗМ,температура плавления фазы типаВСо определяется эмпирически, кактемпература, при которой в процессеспекания появляется жидкая фаза.В табл, 1 представлены свойства 15 магнитов, спеченных по предлагаемому.способу и охлажденныхдо комнатнойтемпературы со скоростью 600 град/мин.В табл. 2 представлены свойствамагнитов, спеченных по предлагаемо;щ му способу и охлажденных до комнат-,ной температуры со скоростью100 град/мин.( ВН 1 цдкс 10 ГСЭ Нс кЭ Вг кГс 1145 7,8 20 9.,6 76 1110 9,5 20 8,0 1115 20 1110 18 7,8 9,0 9,8 1155 7,4 17 7,3 1120 17 1125 7,8 9,6 7,8 1120 9,1 Иэ таблиц сЛедует, что При изготовлении магнитов базовым способом свойства магнитов резко зависят от температуры спекания и, если спекание происходит при температурах, при которых .присутствует жидкая Фаза,то термообработка не способствует улучшению свойств. Изготовление магнитов в соответствии с предлагаемым способом позволяет получать магниты с высоким уровнем свойств. При 60 этом свойства магнйтов меняются незначительно при изменении температуры спекания на 10 С, что должно способствовать росту процента выхода годных магнитов, 65 Таким образом, предлагаемый способ, по сравнению с известным, который принят за базовый объект, позволяет уменьшить длительность процесса изготовления магнитов .и уменьшить зависимость коэцитивной силы от,температуры спекания, что должно. привести к увеличению процента выхода годных магнитов.Длительность процесса изготовления магнитов при использовании предлагаемого способа составляет 6 ч вместо 8 ч изготовления по известному способу.Таким образом, магниты, изготовленные предлагаемым способом имеют1057991 Составитель А.БагроваТехред В. далекорвй Редактор О.Сопко Корректор,и.Муска Заказ 9587/54 Тираж 703ПодписноеВНИИПН Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 высокие магнитные характеристики,не уступающие характеристикам магнитов, изготовленных в соответствиис известным способом. Благодаря использованию предлагаемого способа получения магнитов достигается увеличение производительности труда на 25.