МАГНИТОТВЕРДЫЙ СПЛАВ

МАГНИТОТВЕРДЫЙ СПЛАВ 


RU (11) 2044101 (13) C1

(51) 6 C22C38/16, H01F1/04 

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

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

(21) Заявка: 93036223/02 
(22) Дата подачи заявки: 1993.07.13 
(45) Опубликовано: 1995.09.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Попов А.Г., Белозеров Е.В., Пузанов Т.З., Ермоленко А.С., Гавико В.С., Лапина Т.З. и Щукина Л.В. Влияние концентрации бора на магнитные и гистерезистные свойства и структуру сплавов R-Fe-B-Cu(R-Ru,Nd), ФММ, 1992, N 11, с.71-77. 
(71) Заявитель(и): Белозеров Евгений Вячеславович; Попов Александр Гервасиевич; Королев Александр Васильевич; Ермоленко Александр Семенович; Малютин Евгений Андреевич 
(72) Автор(ы): Белозеров Евгений Вячеславович; Попов Александр Гервасиевич; Королев Александр Васильевич; Ермоленко Александр Семенович; Малютин Евгений Андреевич 
(73) Патентообладатель(и): Белозеров Евгений Вячеславович; Попов Александр Гервасиевич; Королев Александр Васильевич; Ермоленко Александр Семенович; Малютин Евгений Андреевич 

(54) МАГНИТОТВЕРДЫЙ СПЛАВ 

Использование: для электротехнической промышленности и приборостроении. Сущность изобретения: сплав содержит, мас. празеодим 36 42; бор 0,7 0,8; медь 0,3 2,0; алюминий 0,15 0,5 или галлий 0,6 1,2; железо остальное. Сплав обладает коэрцитивной силой на 30 35% выше известных, что позволяет повысить напряженность магнитного поля магнитных систем, а также уменьшить необратимые изменения магнитного потока при нагреве. 2 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к металлургии, в частности к магнитотвердым сплавам на основе железа, содержащим празеодим, бор и медь, используемым для изготовления постоянных магнитов, которые могут найти применение в электромашиностроении, приборостроении, магнитном сепарировании и других областях промышленности.

Постоянные магниты на основе интерметаллических соединений, содержащих редкоземельные элементы (типа RCo5; R2Fe14B; R2Co17) c коэрцитивной силой более 800 1000 кА/м (10 12 кЭ) и Br 1,0 1,2 Тл, изготавливают по известной металлокерамической технологии, включающей выплавку, тонкодисперсный помол литого сплава, сушку порошка, прессование в магнитном поле, спекание и шлифовку. Производство постоянных магнитов по такой технологии является достаточно дорогим и трудоемким процессом.

Известен ряд сплавов, например, состава, ат. празеодим 18; бор 5; медь 1,5; остальное железо (празеодим 36,7; бор 0,76; медь 1,35; остальное железо (мас. ), магнитная твердость которых достигается с применением технологической схемы выплавка сплава, разливка в кристаллизатор и последующая гомогенизация отливки.

Однако вследствие низкой коэрцитивной силы (мНс 480 560 кА/м) таких магнитов их использование в магнитных системах с большим магнитным сопротивлением и при повышенных температурах ограничено. Стоимость этих магнитов также не оправдывается уровнем магнитных свойств. В случае реализации значений коэрцитивной силы на уровне, сравнимом со сплавами, полученными по металлокерамической технологии (мНс более 800 1000 кА/м), они представляли бы интерес в качестве постоянных магнитов, используемых в магнитных системах с низкой рабочей точкой и спрос на них повысится.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является литой магнитотвердый сплав на основе железа, содержащий, мас. празеодим 36,8; бор 0,76; медь 1,35; остальное железо. После разливки в медную водоохлаждаемую изложницу слитки гомогенизировались при температуре 1000оС 8 ч. Коэрцитивная сила такого сплава составляет 640 720 кА/м (8,0 9,0 кЭ), остаточная намагниченность Вr 0,65 Тл.

Однако этот известный литой магнитотвердый сплав обладает коэрцитивной силой меньшей, чем сплавы, полученные по металлокерамической технологии.

Целью изобретения является повышение магнитных свойств литого сплава.

Это достигается тем, что в известный магнитотвердый сплав, содержащий железо, празеодим, бор и медь, дополнительно вводится алюминий (или галлий) при следующем соотношении компонент, мас.

Празеодим 36 42

Бор 0,7 0,8

Медь 1,2 2,0

Алюминий 0,15 0,5

(или галлий) 0,6 1,2

Железо Остальное

Сущность изобретения

По современным представлениям магнитный гистерезис литых термообработанных сплавов на основе R-Fe-B (в частности R Rr), легированных медью, обусловлен задержкой зарождения и роста доменов обратной намагниченности на границах магнитоанизотропных зерен основной фазы R2Fe14B, изолированные друг от друга парамагнитной межзеренной фазой, обогащенной редкоземельным элементом и медью. Изменение объемной доли, фазового состава и морфологии структуры межзеренных промежутков определяет уровень достигаемой коэрцитивной силы.

Как показали металлографические исследования при дополнительном введении в сплав алюминия и галлия наблюдается уменьшение объемной доли межзеренной фазы в тройных стыках зерен фазы R2Fe14B, но улучшается магнитная изоляция по двойным стыкам. Кроме того, отмечается уменьшение размера зерен основной фазы. Оба обстоятельства коррелируют с ростом коэрцитивной силы легированных сплавов. Эти изменения носят критический характер. Увеличение количества легирующих элементов выше пределов, определяемых формулой изобретения, вызывает резкий рост частиц основной фазы, в результате чего происходит заметное снижение магнитных характеристик.

Для получения сплавов были выплавлены смеси ингредиентов, представленных в табл. 1.

Сплавы были выплавлены в индукционной печи в атмосфере аргона в тиглях из окиси алюминия из шихты чистотой не менее 99,90% Разливка сплава осуществлялась в водоохлаждаемую медную изложницу с размером внутренней полости 10 х 20 мм2, высотой 120 мм. Для измерения магнитных свойств из слитков вырезались образцы размером 10 х 20 х 10 мм3, которые подвергались следующей термообработке: гомогенизация при температуре 1000оС в течение 8 ч + старение при температуре 475оС 1 ч.

После шлифовки образцов по плоскостям проводились измерения магнитных свойств вдоль слитка (перпендикулярно оси роста кристаллов) на установке типа "Permоgraph". Результаты измерений магнитных свойств литых магнитов после термообработки приведены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что сплавы с составом, отвечающим формуле изобретения: с добавкой 0,15 0,5% алюминия (сплавы 3, 4, 5, 6) и добавкой 0,6 1,2% галлия (сплавы 8, 9, 10) обладают значениями коэрцитивной силы порядка 1000 кА/м и более, что значительно выше, чем у известных сплавов (прототип, сплав 1). Сплавы, содержание количество легирующего элемента, которое находится за пределами заявляемого состава: 0,1% (сплав 2) и 0,7% (сплав 7) алюминия, а также 0,4% (сплав 7) и 1,4% (сплав 11) галлия имеют значения коэрцитивной силы 600 700 кА/м, близкие к сплавам, выплавленным без добавок алюминия или галлия (сплав 1).

Повышение коэрцитивной силы сплавов, легированных алюминием и галлием, позволяет эксплуатировать постоянные магниты из этих сплавов при повышенных температурах. Например, проведенные измерения кривых размагничивания от температуры показали, что необратимые изменения индукции магнита с магнитной проницаемостью r 1 из легированного алюминием сплава 5 не превышает 5% при нагреве до 95оС, в то время как такие же потери в магните из сплава 1 (прототип) наблюдаются при 60оС.

Таким образом, литые магниты, полученные из сплавов, содержащих добавки алюминия или галлия в оптимальных пределах, отвечающих формуле изобретения, обладают значениями коэрцитивной силы на 30 35% выше и следовательно более низкими необратимыми температурными изменениями индукции, чем у литых магнитов, изготовленных из известных сплавов.

Указанное преимущество дает возможность получить литые магниты с повышенным уровнем магнитных свойств, что позволяет использовать их в электротехнической промышленности при конструировании электромашин, магнитном сепарировании, приборостроении и т.д. В частности, появляется возможность при меньшей массе магнитов создать большую напряженность в воздушном зазоре магнитной системы, что повысит чувствительность аппаратуры. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



МАГНИТОТВЕРДЫЙ СПЛАВ на основе железа, содержащий празеодим, бор и медь, отличающийся тем, что он дополнительно содержит алюминий или галий при следующем соотношении компонентов, мас.

Празеодим 36 42

Бор 0,7 0,8

Медь 0,3 2,0

Алюминий 0,15 0,5

или

Галлий 0,6 1,2

Железо Остальное




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