Способ получения изделий из магнитного сплава системы марганец - алюминий - углерод Советский патент 1992 года по МПК C21D8/12 H01F1/04 

Изобретение относится к области металлургии.

Известен способ получения магнитного сплава системы марганец - алюминий - углерод, включающий выплавку сплава, литье заготовки, закалку, отпуск и горячую деформацию в интервале температур 580-820°С; Горячая деформация сплава осуществляется с целью создания в нем кристаллографической анизотропии, приводящей к появлению оси легкого намагничивания Применительно к данному сплаву ось легкого намагничивания располагается вдоль оси деформации растяжения Из-за низкой теплопроводности и малой пластичности при закалке крупногабаритных заготовок возникают трещины, не залечивающиеся в ходе дальнейшей пластической деформации, поэтому область применения известного способа ограничена изготовлением заготовок небольших размеров

Известен также способ получения изделий из магнитного сплава системы марганец - алюминий - углерод включающий получение слитка, закалку, дробление в гранулы, повторную закалку гранул, компактирова- ние и горячую деформацию путем экструзии заготовок. При этом в прутке формируется аксиальная текстура, обеспечивающая ориентацию оси легкого намагничивания вдоль оси прессования, чем достигается повышение магнитных свойств вдоль оси изделия, но по радиусу прутка магнитные свойства остаются невысокими.

Целью изобретения является получение кольцевых изделий с высоким уровнем магнитных свойств вдоль радиуса магнита

Цель достигается тем, что компактиро- вание гранул осуществляют в кольцевом зазоре между сердечником из пластического материала и стенкой контейнера, а горячую деформацию осуществляют осадкой с одновременным выдавливанием сердечника При этом отношение диаметра сердечника к внешнему диаметр/ изделия составляет 0,6-0,8

Для получения магнитов с радиальной текстурой необходимо обеспечить деформасл

С

2

о

4 iOl

ю

цию растяжения по радиусу заготовки и деформации, сжатия - по оси заготовки и в тангенциальном направлении. Такая схема деформации может быть создана при пла- стическом течении кольцевой заготовки, по- мещенной в контейнер, при этом на заготовку должна воздействовать осевая сила. Однако при попытке деформации гранулированного материала эффект не может быть достигнут из-за его сыпучести. Для придания заготовке первичной формы используется сердечник, в зазор между которым .и стенкой контейнера и засыпается гранулированный материал. При воздействии на сердечник осевой силы он вначале подвергается осадке, заставляя материал кольцевой заготовки уплотняться, а затем при достижении им заданной плотности сердечник вытекает через отверстие матрицы, освобождая место магнитному матери- алу и создавая при этом необходимый подпор. При отношении диаметров сердечника и внешнего диаметра изделия менее 0,6 и более 0,8 снижаются магнитные свойства материала, поэтому указанное отноше- ние должно быть в диапазоне 0,6-0,8.

На чертеже изображена последовательность приемов: а - сборка инструмента и деформируемой оснастки перед деформацией; б - период уплотнения кольцевой за- готовки, в - момент конца выдавливания сердечника.

Предварительно подготовленный гранулированный магнитный материал засыпают в кольцевой зазор, образованный стенкой контейнера 1 (поз.а) и медным сердечником 2, сцентрированным относительно отверстия матрицы 3. В кольцевом зазоре формируется кольцевая заготовка 4 при осевом перемещении пуансона 5. Диа- метр компактированной заготовки задается диаметром полости контейнера, сердечник характеризуется начальными высотой h0 и диаметром d. При уплотнении гранулированного материала до компактного состоя- ния высота заготовки становится равной hi, стенка заготовки утоняется, а диаметр сердечника увеличивается до величины di

(поз.б). При полном истечении материала сердечника высота заготовки становится равной ha (поз.в).

Выплавляли сплава состава AI 29,4%; С 0,6%; Мп остальное, отливали заготовки, которые после кристаллизации нагревали до 1030°С, выдерживали 15 мин и охлаждали в воде до комнатной температуры. Заготовку дробили на гранулы, которые подвергали перезакалке с температуры 1000°С с охлаждением в воде. Применяли контейнер с диаметром D 45 мм, матрицу с диаметром отверстия 9,0 мм, сердечник из меди с h0 60 мм. В ходе экспериментов изменяли диаметр сердечника d. Прессовую оснастку, изготовленную из жаропрочного сплава, нагревали до 730°С и осуществляли деформацию. Определяли магнитные свойства заготовок, что отражено в таблице: г- показатель магнитной анизотропии, (ВН)макс - максимальное энергетическое произведение в радиальном направлении.

Для сравнения с объектом по прототипу из сплава той же плавки был изготовлен магнит методом горячей экструзии и определено в радиальном направлении значение (ВН)Макс 22 кДж/м . Таким образом, по предложенному способу получаются кольцевые изделия с высоким уровнем свойств вдоль радиуса магнита.

Формула изобретения Способ получения изделий из магнитного сплава системы марганец - алюминий - углерод, включающий получение слитка, закалку, дробление в гранулы, повторную закалку гранул, компактирование и горячую деформацию, отличающийся тем, что, с целью получения кольцевых изделий с высоким уровнем магнитных свойств вдоль радиуса магнита, компактирование гранул осуществляют в кольцевом зазоре между сердечником из пластичного материала и стенкой контейнера, горячую деформацию осуществляют осадкой с одновременным выдавливанием сердечника при отношении диаметра сердечника к внешнему диаметру изделия 0,6-0,8.

--«...L .-

;-/...Lt

.И

Xxl 5.

;d

7)

x I / -J

x

Сущность изобретения: кольцевую заготовку получают путем компактирования гранул в кольцевом зазоре между сердечником из пластичного материала и стенкой контейнера, а горячую деформацию осуществляют осадкой кольцевой заготовки с одновременным выдавливанием сердечника через отверстие матрицы, при этом отношение диаметра сердечника к внешнему диаметру компактированной заготовки составляет 0,6-0,80. 1 ил., 1 табл.

5

/

a

- л-Ь- - . - l-fz 1

SSSSLd

tr