Лигатура для постоянных магнитов Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к литейному производству, в частности к разработке лигатур для выплавки сплавов для постоянных магнитов.

Известна лигатура для постоянных магнитов, содержащая никель, кобальт и медь, один элемент из группы, содержащей серу, селен,,теллур и железо, при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель8-24

Кобальт2-40

Медь0,5-8,0

Один элемент

из указанной группы 0,06-0,6 ЖелезоОстальное

Магниты, полученные с применением данной лигатуры, обладают высоким уровнем стабильности магнитных свойств. Однако при выплавке магнитотвердых сплавов, содержащих титан и ниобий, с использованием лигатуры в качестве основы шихты образовавшийся расплав необходимо раскислять перед введением этих элемен- тов. Это приводит к образованию остроугольных неметаллических включений, которые могут инициировать трещинообразова- ние в отливках, что отрицательно для пластичности и соответственно шлифуемости магнитотвердых сплавов.

Цель изобретения - повышение пластичности и шлифуемости сплавов для постоянных магнитов при сохранении стабильности их магнитных свойств.

Поставленная цель достигается дополнительным введением алюминия в состав лигатуры, которая содержит никель, кобальт, медь, один из элементов группы, содержащей серу, селен, теллур, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Никель8-24ч

Кобальт2-40х

Медь0,5-8,0

Один элемент из указанной

группы0,06-0,6

Алюминий0,05-1,0

ЖелезоОстальное

Ё

Анализ известных составов лигатур, используемых в литейном производстве, показал, что наличие в составе лигатуры алюминия позволяет повысить пластичность и шлифуемость конечного сплава.

Никель, кобальт и медь в лигатуре являются элементами, определяющими магнитные свойства сплавов на железной основе. Для поддержания высокой стабильности магнитных свойств отливок путем предотв- ращения неконтролируемого угара компонентов в лигатуре должно содержаться 8-24% никеля, 2-40% кобальта, 0,5-8% меди. других содержаниях этих элементов значительное их количество приходится до- бавлять в шихту в чистом виде совместно с железом. При этом их угар возрастает, что отрицательно скажется на стабильности магнитных свойств отливок.

Сера, селен, теллур повышают склон- ность сплава для постоянных магнитов к направленному затвердеванию. Для того, чтобы не добавлять в шихту чистых элементов этой группы, что приведет к снижению стабильности магнитных свойств отливок, их содержание в лигатуре должно быть не менее 0,06%. При содержаниях серы (селена, теллура) более 0,6% эти элементы начинают отрицательно сказываться на пластичности и шлифуемости отливок.

Введение алюминия от 0,05 до 1,0% в состав лигатуры, которая дается в начальную металлозавалку, позволяет сразу получить расплав с низким окислительным потенциалом, в который без предваритель- ного введения раскислителей можно добав- лять легкоокисляющиеся легирующие присадки. В сплаве будет содержаться пониженное количество неметаллических включений, что повышает его пластичность и шлифуемость. При содержании в лигатуре менее 0,05% алюминия для снижения окислительного потенциала расплава приходится добавлять раскислитель, что снижает механические свойства отливок. Однако, ее- ли в лигатуре будет содержаться более 1 % алюминия, который повышает растворимость кислорода в расплаве, содержание оксидных включений в сплаве увеличится, что понизит шлифуемость и пластичность отливок из магнитотвердого сплава.

Пример. Для получения отливок.из сплава ЮНДК проведена серия опытных плавок в индукционной печи ИСТ-016 с использованием в составе шихты лигатур раз- личного состава. Подшихтовку ведут чистым железом ОЗПС, кобальтом К-1, никелем Н-1, медью М-1. От каждой плавки отливают по 100 стандартных образцов размером 15x15x55 см, на которых замеряют значения

( ВН )

магнитной энергии - Хмакс . Затем рассчитывают выборочные значения среднеквадратичных отклонений значений магнитной энергии Sn. По этому показателю судят о стабильности магнитной энергии отливок. Чем меньше Sn, тем выше стабильность. О шлифуемости сплава судят по проценту брака при шлифовке 100 отливок из сплава от каждой плавки. Пластичность сплава оценивают по результатам механических испытаний на растяжение образцов от каждой плавки. Определяют величину относительного, удлинения образца после разрыва д. Чем эта величина выше, тем пластичность сплава выше.

Результаты экспериментов приведены

в таблице (состав лигатуры 1 соответствует

прототипу). Несмотря на то, что величина

(ВН)Макс. 18 кДж/мз лпя образцов всех

плавок, стабильность магнитных свойств образцов плавок 6, Незначительно ниже из-за неоптимального содержания кобальта, никеля, меди и серы (селена, теллура) в используемых лигатурах. При использовании лигатур 1, 10, 12, в которых алюминий либо отсутствует, либо содержится в неоптимальных количествах, пластичность конечного металла значительно падает. Это отрицательно сказывается и на шлифуемости сплавов.

Лигатуры оптимального состава (2-5, 7- 9) позволяют получать сплав с высокой стабильностью магнитных свойств и хорошей пластичностью и шлифуемостью.

Использование предлагаемой лигатуры дает повышение пластичности сплавов на 30-44%; снижение количества брака при шлифовке на 40-60%.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Лигатура для постоянных магнитов по авт.св. №1420053, отличающаяся тем, что, с целью повышения пластичности и шлифуемости сплавов при сохранении стабильности магнитных свойств, она дополнительно содержит алюминий при следующем соотношении компонентов, мас.%: Никель8-24

Кобальт2-40

Медь0,5-8,0

Элемент из группы, содержащей серу, селен, теллур0,06-0,6

Алюминий0,05-1,0

ЖелезоОстальное

Изобретение относится к лигатурам для выплавки сплавов для постоянных магнитов. Целью изобретения является повышение пластичности и шлифуемости сплавов для постоянных магнитов при сохранении стабильности магнитных свойств. Лигатура на железной основе содержит 8-24% никеля, 2-40% кобальта, 0,5-8% меди, 0,06-0,6% одного из элементов в группы серы, селен, теллур, а также дополнительно 0,05-1,0% алюминия. Легирование предлагаемым сплавом сплава ЮНДК позволило повысить пластичность на 30-44%, при этом количество брака при шлифовке снизилось на 40- 60%. 1 табл.