Способ получения композиционного магнитного материала на основе молибденового пермаллоя

 

Использование: для изготовления композиционных магнитных материалов, в частности феррокомпозитов, на основе порошка молибденового пермаллоя. Сущность изобретения: способ заключается в составлении шихты порошка молибденового пермаллоя, полученного газораспылением расплава, создании на частицах порошка первого слоя изоляции путем обработки водным раствором хромового ангидрида, сушке, сухом смешивании полученного порошка с тонкодисперсным легкоплавким стеклом и пластификатором, формовании пресс-порошка при давлении 14-20 т/см² отжиге в защитной среде при температуре 600 670°С. 1 табл.

Изобретение относится к технологии изготовления композиционных магнитных материалов на основе порошка молибденового пермаллоя.

Известен способ изготовления сердечников на основе порошкообразного молибденового пермаллоя [1] согласно которому порошок молибденового пермаллоя требуемого гранулометрического состава (максимальный размер частиц до 100 мкм), получают дроблением и помолом горячекатаных пластин из сплава марки 80Н2М. Далее порошок отжигают при температуре 750 850^оС для снятия наклепа частиц после дробления и помола и рассеивают частицы порошка по фракциям для составления шихты. После получения шихты нужного гранулометрического состава на частицах порошка создают двухслойную диэлектрическую изоляцию. Для создания первого слоя изоляции порошок подвергают обработке водным раствором хромового ангидрида (слабый раствор ортохромистой кислоты). Для создания второго слоя изоляции высушенный порошок смешивают сухим способом с диэлектрической композицией, состоящей из окиси свинца, двуокиси кремния, окиси бора и -нитрида бора. Для приготовления пресс-порошка полученную смесь увлажняют, а затем прессуют под давлением 16 18 т/см². Изделия отжигают при температуре 620 670^оС в вакууме или замкнутой среде.

Недостатки данного способа длительность и трудоемкость, связанные с операциями получения порошка молибденового пермаллоя. Способ дает недостаточно высокий выход годных изделий вследствие трудности контроля и, следовательно, получения пресс-порошка нужной влажности. Пересушенный порошок плохо формируется и приводит к быстрому абразивному износу пресс-инструмента.

Другой известный способ изготовления сердечников из порошка молибденового пермаллоя [2] также предусматривает получение последнего путем дробления и помола горячекатанных стальных пластин с последующим отжигом и рассевом порошка. Так же, как и в первом случае, первый слой диэлектрической изоляции на частицах порошка создается путем его обработки водным раствором хромового ангидрида. Для создания второго слоя изоляции порошок сушат и вводят в него водную суспензию, в состав которой входят тальк, гидрат окиси магния и жидкое стекло. После вторичной сушки порошка в него вводят смазку-пластификатор-дисульфид молибдена. Полученный таким образом пресс-порошок формуют в изделия под давлением 16 20 т/см². Изделия отжигают при 600 670^оС в вакууме или защитной среде. Для увеличения механической прочности изделий их пропитывают спиртовым раствором бакелитового лака, сушат на воздухе и нагревают при 140^оС в течение 5 ч (для полимеризации).

Данный способ, взятый за прототип, хотя и более эффективен по сравнению с первым способом, но более трудоемок и длителен из-за введения операции пропитки изделий бакелитовым лаком.

Цель изобретения упрощение процесса, сокращение его длительности без ухудшения электромагнитных и механических характеристик материала.

Цель достигается за счет того, что для изготовления композиционного магнитного материала был использован порошок молибденового пермаллоя, полученный газораспылением расплава, не требующий предварительного отжига, а в некоторых случаях и рассева. Сохранение, а порой и улучшение электромагнитных и механических характеристик при упрощении и сокращении длительности процесса было достигнуто за счет выбора диэлектрика для создания второго слоя изоляции на частицах порошка молибденового пермаллоя. Был использован тонкодисперсный порошок специального разработанного легкоплавкого стекла R₂O RO R₂O₃ SiO₂, где, например, R₂O Na₂O, RO PbO, R₂O₃ В₂О₃, с температурой плавления 650 680^оС, т. е. температурой, близкой к температуре отжига спрессованных изделий. Существенно то, что этот диэлектрик вводится в порошок молибденового пермаллоя одновременно с пластификатором, в качестве которого используется термостойкий полимер из группы полиимидов, например, N-N'-бисмалеинимидодифенилметан. Последующие операции прессования и отжига изделий проводятся так же, как и в известном способе. Операция пропитки изделий бакелитовым лаком исключается.

Время перемешивания порошка молибденового пермаллоя с нанесенной окисной пленкой хромового ангидрида (первым слоем изоляции) с порошком легкоплавкого стекла и смазкой пластификатором подбирается экспериментально. Критерием служат однородность перемешивания, отсутствие сегрегации, т.е. факторы, влияющие на электромагнитные и механические характеристики изделий. Обычно это время составляет от одного до 4 часов в зависимости от объема порошка. Также экспериментально подбирается и количество вводимых в порошок пермаллоя стекла и пластификатора в пределах 0,2 3,5 и 0,1 1,5 мас. соответственно. Порошок может прессоваться с объемной дозировкой в автоматическом цикле. Значительно уменьшается абразивный износ пресс-инструмента.

При прессовании сердечников изоляция сохраняет свои качества. При отжиге часть пластификатора выгорает, влияя, в основном, на открытую пористость и прочность изделий. Механическая прочность изделий регулируется тщательным подбором дисперсности и соотношения стекла и пластификатора, давлением прессования и режимами термообработки.

П р и м е р Согласно данному изобретению был использован газораспыленный порошок молибденового пермаллоя без отжига фракции до 100 мкм. Вес порошка составляет 10 кг (содержание фракции менее 50 мкм 65% 50 70 мкм 27% 70 100 мкм 8%). Порошок обрабатывался путем смешивания водным раствором хромового ангидрида в количестве 0,17 мас. и сушился в течение 2 ч. Высушенный порошок смешивался со стеклом и пластификатором, содержание в смеси которых составляло 0,8 и 0,3 мас. соответственно. Полученный пресс порошок прессовался в кольцевые сердечники размером к 24 х 13 х 7 при давлении 14 т/см². Отжиг проводился в среде азота при 650^оС с выдержкой 80 мин. Из готовых сердечников была сделана выборка 10 шт. измерены их электромагнитные параметры и механическая прочность Р_разр. Испытания проводились на соответствие ПЯО. 707.220 ТУ. Одновременно была изготовлена партия изолированного дробленного порошка по серийной технологии [2] Определялись электромагнитные параметры и Р_разр 10 шт сердечников на соответствие ПЯО.707.220 ТУ.

Результаты приведены в таблице. Из таблицы видно, что механическая прочность образцов согласно изобретению превышает прочность образцов, изготовленных известным способом. Ухудшения электромагнитных параметров не наблюдается.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАГНИТНОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ МОЛИБДЕНОВОГО ПЕРМАЛЛОЯ, включающий получение порошка молибденового пермаллоя, составление шихты, создание на частицах порошка первого слоя изоляции путем обработки водным раствором хромового ангидрида, сушку порошка, создание второго слоя изоляции, приготовление пресс-порошка, прессование и отжиг в вакууме или защитной среде при 600 670^oС, отличающийся тем, что используют порошок молибденового пермаллоя, полученный газораспылением расплава, в качестве диэлектрика второго слоя изоляции используют порошок легкоплавкого стекла с температурой плавления 650 680^oС, который вводят в изолируемый молибденовый пермаллоевый порошок одновременно с пластификатором, в качестве которого используют термостойкий полимер из группы полимидов.

РИСУНКИ

Рисунок 1