Способ изготовления деталей из порошковых магнитных материалов систем железо-алюминий-никель и железо-алюминий- никель-кобальт

 

Сущность: приготавливают шихту с пластификатором в виде стеарата цинка и прессуют. Прессовки отжигают в защитной атмосфере при 320 - 380°С, а затем спекают при 1350 - 1380°С. 2 табл.

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения деталей из сплавов систем Fe-Al-Ni и Fe-Al-Ni-Co, которые широко применяются в приборостроении, вычислительной технике, бытовых приборах и интеллектуальных играх.

Известен способ получения спеченных магнитных материалов на основе систем Fe-Al-Ni и Fe-Al-Ni-Co, включающий смешивание исходных порошков металлов и лигатур, прессование шихты и ее спекание, согласно которому алюминий и медь вводят в виде порошка сплава на основе алюминия с содержанием 20-25 мас.% меди [1].

Недостатком данного способа является невозможность его применения для серийного производства изделий, поскольку при давлениях 8-10 т/см² (800-1000 МПа) после нескольких десятков циклов прессования шихта налипает на пресс-инструмент и для продолжения формования необходима разборка и очистка пресс-инструмента.

Наиболее близким по совокупности признаков к изобретению является способ изготовления деталей из порошковых магнитных материалов систем Fe-Al-Ni и Al-Ni-Co-Fe, включающий следующие операции: смешивание порошков чистых металлов Fe, Co, Ni, Cu и лигатуры 50 ат.% Al, 50 ат.% Fe, прессование при давлении 0,6-1 ГПа, спекание при 1200-1300^оС 1-5 ч [2]. В качестве пластификатора применяют стеараты цинка или лития.

В случае отсутствия допрессовок изделий независимо от того вводят чистую медь или ее сплав с оловом в процессе спекания деталей, содержащих стеараты, при температурах 1200-1300^оС наблюдается их разбухание, что приводит к резкому понижению магнитных свойств.

Изобретение позволяет повысить плотность спеченных изделий без применения допрессовки.

П р и м е р 1. Способ включает приготовление шихты, соответствующей по составу ММК-2 (берут 4% Cu марки ПМС-1, 25% Ni марки ПНЭ-1, 13% Al в виде порошка ферроалюминия, остальное Fe марки ПЖРВ 2.200.26), а также 0,5% стеарата цинка; перемешивание в двухконусном смесителе 8 ч; прессование в автоматическом режиме (пресс марки КО 628) на многоместной пресс-форме при давлении 800 МПа таблеток диаметром 9 мм и высотой 3 мм; выжигание стеарата цинка в водороде при 380^оС; спекание в вакууме при 1380^оС 2 ч; нормализация с температуры 1200^оС.

Изменяя температуру выжигания стеарата и температуру спекания получаем изделия с различными значениями плотности. В связи с тем, что плотность деталей сильно зависит от давления формования, качество изделий оценивали по отношению плотности изделия к плотности прессовки. Результаты определения относительной плотности изделий представлены в табл.1.

Точность определения температуры составляла 20^оС.

Как видно из табл.1, оптимальные свойства имеют изделия для которых температура выжигания стеарата цинка была выбрана в интервале 320-380^оС, а температура спекания 1350-1380^оС. Аналогичные результаты были получены при изготовлении образцов из порошковых сплавов системы Fe-Al-Ni-Co.

П р и м е р 2. Технология изготовления деталей из порошкового магнитотвердого материала, содержащего 12,5% Al вводимого в виде ферроалюминия (50% Al, 50% Fe), 24% Ni марки ПНЭ-1, 4% Cu марки ПМС-1, 3% Со марки ПК-1, стеарата цинка 0,5% и железа марки ПЖРВ 2.200.26 - остальное, включает просеивание через сито 01; перемешивание в двухконусном смесителе 8 ч; однократное формование при давлении 800 МПа; выжигание стеарата цинка при 350^оС в среде водорода 4 ч; спекание в вакууме 0,5 10^-3 мм рт.ст. по режиму 1380^оС 2 ч; нормализацию температуры 1200^оС.

Продолжительность выдержки при выжигании стеарата определяли по изменению цвета и интенсивности пламени. Длительность процесса спекания при 1350^оС и выше определялась главным образом габаритами контейнера и его массой, так как для отдельных образцов достаточно получасовой выдержки.

В табл.2 представлены данные по определению изменения плотности изделий из порошкового материала ММК-2 в зависимости от температуры выжигания стеарата и спекания в связи с большим влиянием давления формования на плотность деталей. Результаты представлены в виде отношения плотности изделия к плотности прессовки.

Из табл.1 и 2 видно, что наибольшую плотность имели образцы, предварительно отожженные в водороде при 320-380^оС и спеченные при 1350-1380^оС, при этом добавки Со установленной закономерности не изменили.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ДЕТАЛЕЙ ИЗ ПОРОШКОВЫХ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ СИСТЕМ ЖЕЛЕЗО-АЛЮМИНИЙ-НИКЕЛЬ И ЖЕЛЕЗО-АЛЮМИНИЙ-НИКЕЛЬ-КОБАЛЬТ, включающий приготовление шихты с пластификатором, прессование и спекание, отличающийся тем, что перед спеканием прессовки отжигают при 320 - 380^oС, а спекание проводят при 1350 - 1380^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1