СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ


RU (11) 2115511 (13) C1

(51) 6 B22F3/24, H01F1/057 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 97116295/02 
(22) Дата подачи заявки: 1997.09.29 
(45) Опубликовано: 1998.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: JP, патент, В.4.2-37081, кл. H 01 F 41/02, 1962. 
(71) Заявитель(и): Ивановская государственная текстильная академия 
(72) Автор(ы): Беляев И.В.; Изгородин А.К.; Кутепов А.В.; Растегаев Б.В. 
(73) Патентообладатель(и): Ивановская государственная текстильная академия 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ 

Изобретение относится к области порошковой металлургии и позволяет повысить коррозионную стойкость и прочность магнитов. Для этого при термообработке перед выдержкой заготовок в расплаве солей их выдерживают в металлическом расплаве в течение 5-10 минут, при этом состав металлического расплава содержит алюминий, галлий и олово при следующем соотношении компонентов, в %: алюминий - 5-10; галлий - 10-15; олово - 75-95. 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к изготовлению постоянных магнитов из высококоэрцитивных сплавов.

Известен способ изготовления постоянных магнитов из сплавов типа Nd-Fe-B методом порошковой металлургии, заключающийся в изготовлении слитков сплава, их дроблении и помоле, прессовании порошка в магнитном поле, спекании прессовок, их предварительной механической обработке, термообработке, окончательной механической обработке, контроле магнитных параметров [1]. Недостатком данного способа является низкая коррозионная стойкость магнитов.

Наиболее близким к предлагаемому способу по достигаемому результату является способ изготовления постоянных магнитов [2], заключающийся в нанесении на их поверхность слоя оксидного антикоррозионного покрытия. Для этого после окончательной механической обработки заготовок магнитов их поверхность покрывают алкоголятом металла с последующим его термическим разложением. В результате материал магнита становится защищенным от коррозии при работе на открытом воздухе. Однако коррозионная стойкость магнитов оказывается недостаточной при 100%-ной влажности и в условиях солевого тумана. Кроме того, полученные таким образом магниты характеризуются пониженными значениями показателей прочности. Технической задачей настоящего изобретения является повышение коррозионной стойкости и прочности получаемых методом порошковой металлургии магнитов.

Указанная задача решается за счет того, что в способе, включающем операции прессования заготовок, их спекания, механической обработки, термообработки в расплаве солей с одновременным нанесением оксидного антикоррозионного покрытия с последующим охлаждением, согласно изобретению при термообработке перед выдержкой заготовок в расплаве солей их выдерживают в металлическом расплаве в течение 5 - 10 мин, а состав металлического расплава содержит алюминий, галлий и олово при следующем соотношении компонентов в %: алюминий - 5 - 10; галлий - 10 - 15; олово - 75 - 95.

Более высокая, по сравнению с прототипом, коррозионная стойкость заготовок магнитов, обработанных по предлагаемому способу, достигается в результате того, что входящие в состав металлического расплава элементы взаимодействуют с элементами сплава заготовки магнитов (прежде всего с неодимом) и образуют с ними устойчивые химические соединения. Коррозионно-стойкие соединения на магнитах пассивируют их поверхность, делают ее устойчивой не только в атмосфере воздуха, но и в среде со 100%-ной влажностью, а также в агрессивных средах (щелочные и кислотные испарения, солевой туман). Образовавшийся защитный слой в отличие от прототипа конкретно связан с материалом магнита, он не отслаивается самопроизвольно и не отделяется при механическом воздействии. Толщина получаемого защитного слоя не более 0,01 мм, поэтому его образование не сопровождается ухудшением магнитных свойств материала магнита.

Пример практического осуществления способа.

После прессования, спекания и механической обработки заготовки выдерживали в металлическом расплаве, содержащем алюминий, галлий и олово, которые обеспечивают жидкое состояние расплава. Выдержка происходит при температуре термообработки заготовок из сплавов Nd-Fe-B, которая назначается для формирования магнитной структуры сплава, то есть при 560 - 600oC. Время выдержки заготовок магнитов в металлическом расплаве составляет 5 - 10 мин. В процессе такой обработки высоконеодимовая фаза, находящаяся по границам зерен сплава Nd-Fe-B взаимодействует с элементами расплава и образует с ними в приповерхностной зоне заготовок интерметаллидные фазы, обладающие высокими антикоррозионными свойствами. Затем заготовки магнитов переносят в безводный расплав солей (вторая стадия), например двухромовокислого калия (K2Cr2O7), также находящийся при 560 - 600oC и выдерживают в нем 35 - 40 мин, после чего заготовки переносят в воду для быстрого охлаждения до комнатной температуры. Весь процесс термообработки проводится в обычной открытой печи сопротивления.

Выдержка заготовок в металлическом расплаве более 10 мин нежелательна, так как при этом происходит загустевание расплава. Это связано с накоплением в нем интерметаллидов, которые образуются вследствие попадания в расплав из материала заготовок атомов железа. В то же время нахождение заготовок магнитов в металлическом расплаве более 10 мин уже не приводит к дальнейшему увеличению их коррозионной стойкости. При выдержке менее 5 мин не успевает образоваться защитный слой по всей поверхности.

Вторая стадия термообработки в расплаве K2Cr2O7 позволяет завершить формирование оптимальной для получения высоких магнитных свойств микроструктуры сплавов типа Nd-Fe-B. Образующаяся при этом оксидная пленка дополнительно пассивирует поверхность заготовок магнитов. Время выдержки в расплаве солей составляет 35 - 40 мин, что в сумме со временем выдержки на первой стадии составляет 45 мин. Суммарное время термообработки в 45 мин обусловлено необходимостью формирования высококоэрцитивного состояния в материале магнита.

Спрессованные в магнитном поле и спеченные заготовки размером 20х20х5 мм из магнитотвердого сплава состава 32% Nd + 2,5% Dy + 3% Co + 1,2% B + 0,4% Al + Fe (остальное) подвергали термообработке по трем вариантам:

1) в вакуумной печи, атмосфера аргона;

2) в открытой печи, расплав солей;

30 в открытой печи, металлический расплав различного состава с последующим перенесением заготовок в расплав K2Cr2O7.

Составы металлических расплавов приведены в таблице.

Все заготовки магнитов подвергали стандартным испытаниям на коррозионную стойкость в условиях 100%-ной влажности и солевого тумана. Время выдержки заготовки в этих условиях в каждом случае составляло 10 ч. Результаты испытаний приведены в таблице. В ней же приведены результаты определения магнитных и механических свойств заготовок, обработанных по каждому из вариантов.

Из таблицы видно, что заготовки магнитов, обработанные по предложенному способу, обладают повышенными стойкостью к коррозии и механической прочностью по сравнению с аналогом и прототипом, как в условиях 100%-ной влажности, так и в условиях солевого тумана. Магниты, изготовленные из этих заготовок, обладают также повышенным значением коэрцитивной силы и максимального энергетического произведения, что обусловлено отсутствием окисленного объема в материала (в приповерхностной зоне).

Методами рентгеноструктурного и металлографического анализов установлено образование коррозионно-стойких когерентно связанных с матрицей фаз на поверхности магнитов, например Fe2Al5, после выдержки их в металлическом расплаве, отсутствие фаз после выдержек в расплаве соли.

Источники информации.

1. Saqawa M. New materials for permanent maqnets on the base of Nd-Fe//J. Appl.Phys. - 1983. - V.55. - N 6. - P.2083.

2. Патент Японии В.4.2 - 37081, кл H 01 F 41/02. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ изготовления постоянных магнитов, заключающийся в прессовании заготовок, их спекании, механической обработке, термообработке в расплаве солей с одновременным нанесением оксидного антикоррозионного покрытия с последующим охлаждением, отличающийся тем, что при термообработке перед выдержкой заготовок в расплаве солей их выдерживают в металлическом расплаве в течение 5 - 10 мин, при этом состав металлического расплава содержит алюминий, галлий и олово при следующем соотношении компонентов, %

Алюминий - 5 - 10

Галлий - 10 - 15

Олово - 75 - 95м




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Электроника и электротехника




СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+автомобильная -сигнализация".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "датчик" будут найдены слова "датчик", "датчики" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("датчик!").


Металлоискатели и металлодетекторы | Электронные устройства охраны и сигнализации | Электронные устройства систем связи | Приемные и передающие антенны | Электротехнические и радиотехнические контрольно-измерительные приборы и способы электроизмерений | Электронные устройства пуска, управления и защиты электродвигателей постоянного и переменного тока | Электродвигатели постоянного и переменного тока | Магниты и электромагниты | Кабельно-проводниковые и сверхпроводниковые изделия


Рейтинг@Mail.ru