Способ получения сплавов для постоянных магнитов

О П И СА Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 02ЛЧ.1971 (№ 1640420122-2) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 21.XI.1972. Бюллетень № 35

Дата опубликования описания 18.1.1973

M. Кл. С 21с 5, 56

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

УДК 669.187.26(088.8) Авторы изобретения

В. М. Кузнецов и Е. С. Лобынцев

Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ

ДЛЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

Изобретение относится к способу изготовления сплавов для постоянных магнитов, При известных способах получения сплавов для постоянных магнитов происходит загрязнение отливок неметаллическими включениями и примесями, что приводит к понижению магнитных и механических свойств магнитов.

С целью устранения указанных недостатков, предлагаемый способ получения сплавов для постоянных магнитов предполагает рафинирование сплавов комплексным раскислением ниобийсодержащим раскислителем и разливкой магнитных сплавов в нейтральной атмосфере. При комплексном раскислении происходит легирование сплава остаточными содержаниями элементов-раскислителей.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. С целью повышения чистоты исходных материалов они предварительно рафинируются путем переплава в атмосфере аргона, слитки очищаются от окисной пленки и шлака, затем сплавы выплавляют и разливают в атмосфере очищенного нейтр ального газа.

Сплав состава: кобальт — 14 — 24%, никель — 11 — 16%, алюминий — 7 — 9%, медь—

2 — 4,5%, остальное — железо комплексно легируют кремнием и ниобием 0,5 — 1,0% каждого. Сплав состава, кобальт — 14 — 15%, никель — 12 — 15%, алюминий — 9 — 10%, медь — 3 — 4%, остальное — железо комплексно легируют марганцем — 1 — 1,5%, титаном—

1,0%, ниобием — 0,6 — 0,8%.

При вводе определенного количества леги5 рующих в сплав на то же количество уменьшается содержание железа в сплаве.

Предложенный способ получения сплавов для постоянных магнитов позволяет получать металл повышенной чистоты по неметалличе10 ским включениям, газам и примесям.

В результате комплексного раскисления ниобийсодержащим раскислителем изменяется химический состав и свойства неметаллических включений. Присутствие кремния и мар15 ганца в окислах сложного состава понижает температуру плавления частиц, способствуя выделению их из металла.

Разливка металла в нейтральной атмосфере исключает газонасыщение металла и загряз20 нение отливок окислами, нитридами и поражение магнитов флокенами, пузырями и газовой пористостью.

Содержание кислорода в плавках, выплавленных в открытой индукционной печи, 25 под основными шлаками = 001%; в плавках по предложенной технологии = 0,002%, Содержание азота в открытых плавках =

= 0,014%, в плавках, выплавленных по предложенной технологии = 0,005%. Общее коли30 чество неметаллических включений уменьши359278

Предмет изобретения

Составитель Л. Веревкина

Техред Т. Ускова

Корректоры: Е. Талалаева и Л. Бадылама

Редактор В. Зивтынь

Заказ 4424/16 Изд. № 1781 Тираж 406 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, К-35, Раушская наб., д, 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 лось в 5,5 раза по сравнению с количеством неметаллических включений в металле открытой индукционной плавки.

Термомагнитная обработка магнитов из предлагаемых сплавов значительно упрощается и предполагает нагрев под закалку до

900, охлаждение со скоростью 3 — 40 С/мин в магнитном поле не менее 100 ка/м. Затем следует двухступенчатый отпуск: выдержка в течение 5 часов при 580 и выдержка в течение 5 часов при 550 .

В магнитных сплавах, полученных предлагаемым способом, стабилизируется высокотемпературный твердый раствор. Следовательно, температура нагрева образцов под закалку составляет не 1300, как обычно, а 900 .

Верхняя температурная граница высококоэрцитивного распада снижается в сплавах, полученных по предлагаемой технологии, на

50 — 60 по сравнению со сплавами, полученными по обычной технологии.

При охлаждении предлагаемых сплавов от

900 до 700 значительно расширяетсядиапазон критических скоростей. Предлагаемые сплавы можно обрабатывать со скоростью 3—

40 С/мин, что очень удобно, так как позволяет получать максимальные свойства на магнитах любой величины и формы.

Магниты, полученные предлагаемым способом, хорошо обрабатываются шлифованием.

В результате получения металла определенного состава с повышенной чистотой и плотностью заметно возрастают магнитные свойства. Например, на сплаве состава: кобальт—

17 —:19,0 /ю, никель — 14 —:16 /ю, алюминий—

7 —:9ю/ю, медь — 2 —:4ю/ю, кремний — 0 5ю/ю, ниобий — 0,5ю/ю, остальное — железо, получены следующие магнитные свойства: остаточная индукция В1 — — 1,3 — 1,4 вб/м (13000 †140 гс) коэрцитивная сила Нс = 48 — 52 ка/л (600 — 650 эрстед) удельная магнитная энергия (ВН) „„;, =

= 17200 †180 дж/мз (4,3 — 4,5 млн. гс. э) Значения остаточной индукции на образцах с изотропной кристаллической структурой предложенного сплава равны значениям остаточной индукции для сплавов с 24 /ю Со с на5 правленной кристаллической структурой.

На сплаве состава: кобальт — 14. /ю, никель — 14 /ю, алюминий — 9,5 /ю, медь — 4 /ю, марганец — 1,0 /о, титан — 1,0 /ю, ниобий—

0,8 /ю, остальное — железо получены следую10 щие магнитные свойства: остаточная индукция В = 0,8 вб/м

8000 гаусс) коэрцитивная сила Нс = 0,48 — 50 ка/м (600 †6 эрстед)

15 максимальная магнитная энергия (ВН) ма = 8000 — 1000 дж/мз (2, — 2,5 млн, гс. э) При подборе элементов для комплексного

20 раскисления учитывались сложные воздействия элементов-раскислителей, как на жидкий металл, так и на состав и свойства образующихся частиц продуктов реакции раскисления.

25 Отмеченное повышение магнитных свойств сплавов обусловлено снижением концентрации растворенного в жидком металле кислорода, удалением из металла частиц продуктов реакции раскисления, а также положительным

30 влиянием остаточных количеств элементовр аскислителей.

35 Способ получения сплавов для постоянных магнитов путем выплавки и разливки в нейтральной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества неметаллических включений, улучшения структуры спла40 ва, понижения расхода кобальта и никеля на единицу магнитной энергии, рафинирование сплавов производят комплексным раскислением ниобийсодержащим раскислителем до получения остаточного содержания элементов45 Раскислителей в сплаве не более 1ю/ю.