Сплав для постоянных магнитов Советский патент 1985 года по МПК H01F1/04 C22C5/04 C22C38/16 

ел

Од

Изобретение относится к магнитным материалам, в частности к сплавам для постоянных магнитов, содержащих железо и палладий, и может быть использовано для производства постоянных магнитов любой формы в приборостроении.

Известен сплав для постоянных магнитов 1, содержащий железо и палладий при следующем соотношении компонентов, ат.о/о:

Железо47,5-82,0

Палладий .Остальное

Недостатком данного сплава является необходимость длительного отпуска для достижения высококоэрцитивного состояния, что приводит к дополнительным затратам при изготовлении из него магнитов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является сплав для постоянных магнитов 2, содержащий железо и палладий при следующем соотнощении компонентов, ат.:

Железо40-78

ПалладийОстальное

В известном сплаве время достижения высокоэрцитивного состояния ускоряется путем деформирования закаленных сплавов.

Однако несмотря, на использование ЭО /о-ной деформации высококоэрцитивное состояние достигается после отпуска продолжительностью десятки и сотни часов, что удорожает изготовляемые из этого сплава

магниты.

Цель изобретения - удещевление изготовляемых магнитов за счет сокращения времени достижения высококоэрцитивного состояния при сохранении магнитных свойств.

Для достижения поставленной цели сплав для постоянных магнитов, содержащий железо и палладий, дополнительно содержит медь при следующем соотношении компонентов, ат.%;

Железо45,0-75,0

Медь0,5-3,0

ПалладийОстальное

Предельные концентрации железа в предложенном сплаве обусловлены областью существования постоянных магнитов в данной системе. При содержании железа меньше 45 ат.°/о и больше 75 ат.% сплав имеет коэрцитивную силу менее 400 Э. Такие сплавы нецелесообразно использовать в качестве постоянных магнитов, так как с такой низкой коэрцитивной силой имеются более дешевые пластичные сплавы, не содержащие драгоценных металлов (например, сплав железо-хром-кобальт).

Добавление меди в сплав железо-палладий в количестве 0,5-3 ат.%, приводит к сокращению времени достижения высококоэрцитивного состояния, что удешевляет .магниты, изготовляемые из этого сплава.

Кроме того, добавление меди не только не ухудшает магнитных свойств сплава, но в некоторых сплавах даже повышает коэрцитивную силу, что ухудщает качество изготовляемых магнитов. Замена части дорогостойщего палладия медью приводит также к удешевлению сплава.

Предложенный сплав получают индукционной плавкой исходных металлов высокой чистоты в вакууме или инертной атмосфере в алундовых тиглях, кристаллизацией в тех же тиглях, гомогенизацией при 1000°С в течение 30 мин в среде аргона с последующей закалкой в воде. После закалки сплавы деформируют на 90% прокаткой.

с Из полученных прокаткой полос изготавливают вырезкой или выштамповкой магниты различной формы (квадратные, кольцевые и т.п.).

Для достижения максимальной коэрцитивной силы магниты подвергают отпуску

0 в безокислительной атмосфере или в вакууме при температуре 400°С с последующей закалкой в воду.

Примеры получения предлагаемого сплава приведены в таблице.

Для удобства сравнения уровня магнитных характеристик и времени достижения конечного уровня коэрцитивной силы проведено параллельное сопоставление известного 2 и предложенного сплавоа при одинаковом содержании железа в пределах

0 предложенного соотношения компонентов. Магнитные характеристики определяют с помощью вибромагнитометра в разомкнутой магнитной цепи с намагничеванием в полях до 30 кЭ и использованием в качестве эталона образцов никеля той же формы.

Точность определения Не и Вч составляет t5%, а (ВН) макс. ±8%.

Как следует из приведенной таблицы, частичная замена в известном сплаве железо - палладий 2 палладия медью в количестве 0,5-3 ат.% во в.сем предложенном интервале соотношения компонентов позволяет сократить время достижения высококоэрцитивного состояния на 10-280 ч, а для некоторых составов (в частности, эквиатомного сплава железо-палладий) повы5 сить уровень коэрцитивной силы).

При этом уровень остальных магнитных характеристик сохраняется.

При выходе за предлагаемые соотношения компонентов либо не сокращается время достижения высококоэрцитивного состояния

0 (при содержании меди менее 0,5 ат.%), либо снижаются магнитные характеристики (при содержании меди более 5 ат.%).

Предлагаемый сплав для постоянных магнитов может быть широко использован в приборостроении взамен известного 2 сплава во всей области предлагаемого соотношения компонентов. Сплавы с содержанием палладия 24-36 ат.% имеют при этом преимущество при использовании в

магнитных системах с высокой рабочей точкой, а сплавы с содержанием палладия более 50 ат.% при работе в агрессивных средах в связи с повышенной коррозионной стойкостью.

Сокращение времени достижения высококоэрцитивного состояния предложенного сплава позволяет значительно снизить стоимость получаемых магнитов и сократить расход электроэнергии для их производства. Кроме того, предложенный сплав позволяет экономить дорогостоящий палладий за счет его частичной замены медью, что также снижает себестоимость получаемых магнитов.

Экономический эффект от использования 1 кг предложенного сплава взамен известного 2 составит около 0,6 тыс. руб., а общий экономический эффект от использования изобретения - более 60 тыс. руб.

СПЛАВ ДЛЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ, содержащий железо и палладий, отличающийся тем, что, с целью удешевления изготовляемых магнитов за счет сокращения времени достижения высококоэрщ1тивного состояния при сохранении магнитных свойств, он дополнительно содержит медь при следующем соотнощении компонентов, ат.%: Железо45-75 Медь0,5-3,0 ПалладийОстальное

Известный ,0 55,028-60 Предложенный45,0 3,0 52,0100300400420 Известный ,0 50,080140200300 Предложенный50,0 0,5 49,5120180-400 Известный 2j64,0 36,02030-80 Предложенный64,0 0,5 35,530-70200 Известный ,0 25,0215-70 Предложенный75,0 1,0 24,04070-290

Примечание. Ошибка определения Не и Вч состаш1яет (JT 5/), (ВН)макс - (i8%) . 2004304300,54200 440--0,64000 7007507701,46100 910--1,46100 30050010002,69600 6001000-3,68900 2504504501,410000 440--1,49700