СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ


RU (11) 2031170 (13) C1

(51) 6 C22C1/04, H01F1/047 

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

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

(21) Заявка: 5067807/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.09.14 
(45) Опубликовано: 1995.03.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Патент СССР N 1772829, кл. C 22C 1/04, опубл. 1992. 
(71) Заявитель(и): Акционерная компания "Тулачермет" 
(72) Автор(ы): Лебедев Г.А.; Лебедева Т.С.; Волков В.С.; Крупенков А.В.; Кажарская С.Е. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерная компания "Тулачермет" 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВА ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ 

Использование: в области металлургии сплавов, преимущественно для получения сплавов для изготовления магнитных материалов, содержащих редкоземельные металлы, переходные металлы (Fe, Co и др.) легирующие металлы (Zr, Al, Ti, V и др.) и элементы внедрения (В, С). Сущность изобретения: способ включает совместное восстановление смеси окислов редкоземельных металлов, переходных металлов, легирующих металлов и элементов внедрения карботермическим способом. При этом в качестве сырья используют сложные окислы NdFeO3 и NdBO3 окатыши железа с содержанием кислорода 2 мас.% и ферросплавы. Окислы NdFeO3 и NdBO3 и углерод вводят в шихту в виде окомкованных брикетов, а железные окатыши и ферросплавы вводят в шихту отдельно. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к металлургии сплавов, а именно к получению сплавов для изготовления магнитных материалов, содержащих редкоземельные металлы, переходные металлы (железо, кобальт и др.), и может быть использовано при переработке оксидов редкоземельных металлов непосредственно в слитки сплавов, используемых для производства постоянных магнитов.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ получения сплавов для изготовления магнитного материала.

По этому способу сплав для изготовления магнитного материала получают совместным карботермическим восстановлением смеси окислов редкоземельных металлов (Nd, Рr и др.), переходных металлов (Fe, Co), легирующих металлов (Zr, Al, Тi, V и др.) и элементов внедрения (В, С). Совместное восстановление проводят по реакции:

а R2O3 + b Fe2O3 + c B2О3 + d B4C + e Fe + f M + g C R2aFe2b+c+ B2c+4d x Cg+d-3(a+b+c)+ 3(a+b+c) CO где коэффициенты а, b, c, d, e, f, g подбирают таким образом, чтобы химический состав сплавов удовлетворял требованиям магнитного материала (R - редкоземельные металлы, М - легирующие металлы).

Экспериментально определено, что совместное восстановление оксидов в присутствии оксидов В и Fe происходит при более низких температурах, чем восстановление оксида R углеродом. Избыточный углерод выделяется в виде свободного (графита). Получен материал следующего состава, мас.%:

Nd 25,4; O2 0,06; В 0,98; Собщ. 2,08; Ссвоб. 2,0.

Однако приведенный в прототипе способ получения сплавов неустойчив.

Неустойчивость процесса связана с тем, что если проводить реакцию восстановления по приведенной схеме, тогда наряду с основной реакцией (образование сложных оксидов RхBO3, RFeO3, их восстановления и взаимодействия с жидким железом) осуществляются и другие реакции, а именно восстановление Fe2O3 и карбидизация железа, образование сложных оксидов FeBO3 и их восстановления до карбоборидов Fe23(C1B)6 и Fe3(C1B).

Условие совместного восстановления оксидов R, Fe и В не соблюдается, при этом восстановленные карбобориды Fe не оказывают влияния на восстановление оксида R по схеме:

R2O3 + 7C _ R2C2O2 + 4C + CO _ 2RC2 + 2CО Последняя реакция останавливается на стадии образования карбоксида R2C2O2.

Основная реакция восстановления сплава заданного состава и сопутствующие реакции проявляются одновременно в той или иной степени, что сказывается на степени извлечения R из оксида в слиток. К тому же описанный в прототипе способ характеризуется повышенным содержанием углерода в сплаве.

Целью изобретения является устранение указанных недостатков.

Повышение устойчивости процесса и увеличение полноты извлечения восстановленного Nd достигается тем, что в качестве исходного сырья используются двойные оксиды NdFeO3 и NdBO3. Двойные оксиды получают известными методами (спеканием). Полученные двойные оксиды NdFeO3 и NdBO3 смешивают с углеродом в соотношении.

NdFeO3 + NdBO3 + {6.4-6.7} C и брикетируют. Брикеты смешивают с кусковым железом (или лигатурами железа с легирующими элементами), полученную шихту загружают в керамические тигли, далее процесс проводят по схеме, предложенной в прототипе.

Снижение содержания углерода в слитке осуществляют введением части железа в виде окатышей с содержанием кислорода 2 мас.%.

Таким образом, отличия заявляемого способа от прототипа приводят к повышению устойчивости процесса, полноты извлечения восстановленного Nd из оксида и следовательно, к повышению магнитных свойств материала.

П р и м е р 1. Готовили шихту состава:

4Nd2O3 + Fe2O3 + 2B2O3 + 44Fe + 32C Режимы восстановления проводили по способу, указанному в прототипе. Содержание элементов в слитке варьировалось, мас.%: Nd 4-25; O2 0,2; C 1-2, причем большая часть углерода - в виде свободного. Как правило, не удавалось получить слиток, в большинстве случаев в полученных материалах наблюдали слиток и застывший в слитке спек. В спеке наблюдалось высокое содержание Nd (от 40 до 70%) и кислорода ( от 5 до 11% ). Рентгенографически установлено, что Nd в спеке находился в карбоксидной или оксидной формах и может быть использован для получения сплавов.

П р и м е р 2. Шихта и режимы аналогичны примеру 1. Оксиды Nd2O3спекались с Fe2O3 и Н3ВO3 раздельно для получения NdFeO3 и NdВO3. Двойные оксиды смешивали с углеродом и брикетировали. Далее составляли шихту, в которой брикеты смешивали с железным порошком с содержанием кислорода 0,01 мас.%. Устойчиво получались слитки из двух половин, при этом состав одной из составляющих, мас.%: Nd до 60; В от 0,5 до 2; С 0,5-1, причем большинство углерода в обоих составляющих - в виде свободного. Содержание углерода в слитках повышенное, в связи с чем максимальные магнитные свойства не могут быть получены для данного типа сплавов.

П р и м е р 3. Шихта, режимы и способ закладки шихтовых материалов аналогичны примеру 2, однако вместо железного порошка с содержанием кислорода 0,01 мас.% использовали окатыши с содержанием кислорода 2 мас.%. Часть режимов проводили, закладывая в шихту ферротитан и феррованадий. Устойчиво получались слитки из двух-трех составляющих.

Составы составляющих:

Нелегированные слитки мас.%:

I Nd 0; B 2-3; С 0,5; Fe - остальное

II Nd 25-30; В 0,5-1; С 0,2; Fe - остальное

III Nd 90-95; Fe 2-3; В 0,2; С 0,1.

Слитки, легированные ферротитаном и феррованадием, не отличались друг от друга и разделялись на две составляющие.

I Nd 0; В 1-3; С 0,5; Fe + ТI(V) - остальное

II Nd 60-80; В 0,5; С 0,1; Fe + ТI(V) - остальное

Комбинируя составляющие при последующих пределах, можно получить любой состав сплава, в том числе и с максимальными магнитными свойствами.

П р и м е р 4. Шихта, режимы и способы закладки шихты аналогичны примеру 3, однако вместо окатышей с содержанием кислорода 2 мас.% использовали окатыши с содержанием кислорода 3 мас.%. Получался слиток следующего состава, мас. % Nd 10-15; В 0,5-1; С 1-2; Fe - остальное. Повышение содержания кислорода в железных окатышах привело к значительному снижению содержания восстановленного Nd в слитке.

Таким образом, использование предлагаемого способа получения сплава для изготовления постоянных магнитов позволяет получить в ходе устойчивого процесса восстановления высокое содержание Nd в слитке и, следовательно, сплав с высокими магнитными свойствами. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ, включающий совместное карботермическое восстановление шихты, содержащей смесь оксидов редкоземельных металлов, переходных металлов и элементов внедрения, отличающийся тем, что в качестве исходных компонентов в шихте используют двойные оксиды Nd FeO3 и Nd BO3, окатыши железа с содержанием кислорода 1,5 - 2,5 мас. % и ферросплавы, причем двойные оксиды и углерод предварительно брикетируют.




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