Лигатура для выплавки магнитно-твердых сплавов Советский патент 1992 года по МПК C22C35/00 

Изобретение относится к металлургии, в частности к составам лигатур для получения постоянных магнитов

Цель изобретения - повышение остаточной индукции сплавов за счет увеличения склонности сплавов к столбчатой кристаллизации.

Поставленная цель достигается тем, что лигатура, содержащая железо, никель, кобальт, медь и серу, дополнительно содержит кремний и марганец при следующем соотношении компонентов, мае %

Никель

Кобальт

Медь

.Сера

Кремний

Марганец

Железо

10-30

2-30

0,2-6

0,10-0,6

0,1-0,5

0,25-0,5

Остальное

Железо является основным компонентом, легирование которого никелем, кобальтом и медью позволяет получить заданные магнитные свойства сплава При содержаниях никеля, кобэльта и меди в лигатуре меньше соответственно 10, 2 и 0,2% недостающее их количество необходимо будет вводить в шихту в чистом виде. Это соответственно повысит неконтролируемый угар этих компонентов и снизит остаточную индукцию сплавов

При-еодержаниях в лигатуре никеля более 30%7кобальта 15% меди 8% остаточная индукция также снизится за счет угара чистого железа, которое придется вводить в шихту для разбавления лигатуры

Введение в состав лигатуры Ы, Мп и S приводит к повышению склонности сплавов ЮНДКТ к образованию столбчатой и монокристаллической структуры в отливках, Этот эффект достигается при содержаниих этих элементов в количестве не менее 0,1, 0,25 и 0,1% соответственно При таком соотношении этих элементов происходит расслоение расплава, в результате которого образуется высокосернистая жидкость, плотность которой ниже матричной. Вследствие пониженной плотности эта жидкость всплывает и увлекает за собой имеющиеся в расплаве твердые неметаллические включения и таким образом рафинирует расплав от вредных для получения столбчатой или монокристаллической структуры неметаллических примесей Однако при введении Si, Мп и S в количествах больше 0,5, 0,5,

(Л

С

XI

х|

сл

ю

XI

0,6% соответственно приводит к уменьшению магнитных характеристик сплава вследствие деформирования немагнитной составляющей из этих компонентов.

Пример. Магнитно тпердый сплав ЮНДКТ5БА по ГОСТ 17809-72 выплавляли в высокочастотной индукционной печи ЙСТ-0.16. В качестве основы шихты в начальной металлозавалке использовали лигатуры производства Побужского никелевого завода. Плавку проводили на воздухе в кислом тигле. Готовый расплав выпускали в графито-шамотовый тигель и заливали в предварительно нагретую до 1350°С керамическую форму без дна, уста- новленьГую на медный водоохлаждаемый холодильник. Полученные отливки высотой 100 мм разрезали вдоль оси роста кристаллов и изготавливали металлографические шлифы, на которых выявляли микрострукту- ру и определяли длину столбчатых кристаллов. Часть образцов подвергали стандартной термической обработке и определяли на них магнитные свойства Замер магнитных свойств производили на уста- новке БУ-3.

Результаты экспериментов приведены в таблице.

Установлено, что при использовании лигатур оптимального состава (2, 3, 4, 8) были получены отливки со столбчатой кристаллической структурой на исю высоту. Остаточная индукция и коэрцитивная сила

полученных магнитов соответствовала ГОСТ 17809-72. Когда лигатура в ш°ихте содержит, недостаточное количество серы, кремния и марганца (1) и неоптимальное количество кобальта, никеля и меди (5. 6), то наблюдается снижение высоты столбчатой зоны кристаллов в отливках и остаточной индукции сплава. Пониженные магнитные свойства наблюдали и при использовании лигатуры 7 с завышенным содержанием серы и марганца.

Использование предлагаемой лигатуры дает следующие технико-экономические преимущества: увеличение зоны столбчатых кристаллов отливок на 19-28%, увеличение остаточной индукции отливок на 5,5-9% Формула изобретения Лигатура для выплавки магнитно-твердых сплавов, содержащая железо, никель, кобальт, медь и серу, отличающаяся тем, что, с целью повышения остаточной индукции сплавов за счет увеличения склонности сплавов к столбчатой кристаллизации, она дополнительно содержит кремний и марганец при следующем соотношении компонентов, мае %.

Никель10-30

Кобальт2-30

Медь02-60

Сера0,1-0,6

Кремний0 1-0,5

Марганец0 25-0,5

ЖелезоОстальное

Изобретение предназначено для получения постоянных магнитов с повышенными характеристиками Лигатура содержит, мае %: NI 10-20, Со 2-30, Си 0,2-6, S 0,1- 0,6, Si 0,1-0,5; Мп 025-0,5; Fe остальное Использование лигатуры при выплавке Mat- нитно-твердогосплава ЮНДКТ55А позволяет повысить Вг до 1,06-1,08 Тл, при этом получены отливки со столбчатой кристаллической структурой на всю высоту. 1 габл.

Лигатура- прототип с содержанием водорода 0 0015%