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 и является усовершенствованием известной лигатуры, описанной в а.с. СССР № 1420053.

Известна лигатура для постоянных магнитов, содержащая никель, кобальт, 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 группы сера,

селен,теллур железо

0,06-0,6 остальное К недостаткам этой лигатуры стоит отнести то, что при ее разливке в воду получаются гранулы с поверхностью, состоящей из окислов железа, применение которых снижает магнитные свойства сплава, из-за образующихся немагнитных неметаллических включений.

Цель изобретения - повышение магнитных свойств сплава.

Поставленная цель достигается тем, что в состав лигатуры по а.с. СССР № 1420053, которая содержит никель, кобальт, медь, железо и один из элементов группы, содержащей серу, селен, теллур, вводят кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

никель

кобальт

медь

один элемент

из группы сера,

селен,теллур

кремний

железо

8-24 2-40 0,5-8,0

0,06-0,6

0.02-0,6

остальное Никель, кобальт и медь в лигатуре являются элементами, от которых зависит уровень магнитных свойств сплавов на железной основе. Для стабилизации магСО

С

ч

XI

СО

ю

4 СО

ю

нитных свойств отливок за счет снижения угара компонентов шихты в лигатуре должно содержаться 8-24 мас.% никеля, 2-40 мас.% кобальта, 0,5-8,0 мас.% меди. При других содержаниях этих элементов значительное их количество приходится добавлять в шихту в чистом виде (в том числе и железо). При этом их угар возрастет, что отрицательно скажется на стабильности магнитных свойств отливок,

Сера, селен, теллур повышают шлифуе- мость отливок из магнитотвердых сплавов. Этот эффект начинает проявляется при их содержаниях в лигатуре не мене 0,06 мас.%. При содержании серы (селена, теллура) более 0,6 мас.% эти элементы начинают снижать магнитные свойства сплава за счет образования немагнитных неметаллических включений,

Введение кремния в количестве 0,02- 0,6 мас.% позволяет сформировать поверхностный слой гранул, состоящий из окислов кремния. Этот слой в процессе движения закристаллизовавшихся гранул отделяется. Таким образом полученные гранулы обладают неокисленной поверхностью. Введение этого чистого материала в шихту позволяет получать отливки повышенной чистоты по неметаллическим включениям и соответственно с повышенными магнитными свойствами.

В случае, если в лигатуре будет содержаться менее 0,02 мас.% кремния, его будет недостаточно для формирования поверхностного слоя исключительно из окислов кремния. Часть поверхности гранул будет состоять из чистых окислов железа, которые не отслаиваются. Применение таких гранул с окисленной поверхностью в шихте приведет к насыщению получаемого сплава кислородом и соответственно образованию окисных включений. Их немагнитные объемы будут снижать магнитные свойства конечного сплава. При содержании кремния в лигатуре более 0,6 мас.% он стабилизирует немагнитные фазы сплава и соответственно отрицательно влияет на магнитные свойства отливок.

Пример. Плавки лигатуры проводили в индукционной печи с последующей грануляцией в водяном бассейне. Затем их использовали в качестве основы шихты при выплавке сплава для постоянных магнитов ЮНДК(ГОСТ 17809-72 изменение №3). Магнитные свойства полученных образцов должны быть (ВН) макс. 36,0 кДж/м3; кА/м; BrS1,11 тл; при стабильности магнит- ной энергии .5 кДж/м3. Результаты экспериментов приведены в таблице.

На плавках Ne 2-5, 7-9 получены гранулы с неокисленной поверхностью, из которых был выплавлен сплав с высоким уровнем и стабильностью магнитных свойств. Как показал рентгеноструктурный анализ на установке Дрон поверхностный слой гранул № 1, 10 с недостаточным количеством кремния состоит из окислов желе- за, что отрицательно сказалось на уровне магиитныхсвойств, полученных из них отливок. Магниты, полученные из лигатур № 6, 10 с неоптимальным содержанием никеля, кобальта, меди и серы (селена, теллура), об- ладают невысокой стабильностью магнитных свойств. Отливки N2 6 плохо шлифуются из-за недостаточного содержания серы. Недостаточен уровень магнитных свойств отливок из лигатур № 11, 12 из-за неоптимального содержания в них кремния.

Использование предлагаемой лигатуры позволяет повысить магнитные свойства отливок на 5-12% и их стабильность на 14- 20%. Формула изобретения

Лигатура для постоянных магнитов по авт, св. № 1420053, от л ича ющаяся тем, что, с целью повышения магнитных свойств, она дополнительно содержит кремний при следующем соотношении компонентов, мас.%:

никель8-24;

кобальт2-40;

медь0,5-8,0;

один элемент

из группы: сера,

селен,теллур 0,06-0,6;

кремний0,02-0,6;

железоостальное.

Плавка

Состав пигатуоы, nac.t

Rl Г Со Т Си S fseJ Те Si | Fe(BH.F Htt . Вт. |

J J jJ j IкЯ /н I кЛ/и J тл |,

|к

Примечание

|

|,

Sn

Изобретение относится к литейному производству, в частности к разработке лигатур для выплавки сплавов для постоянных магнитов. Предлагается лигатура на железной основе, содержащая, мас.%: никель 8- 24; кобальт 2-40; медь 0,5-8 один из элементов группы сера, селен, теллур 0,06- 0,6, в состав которой дополнительно введено 0.02-0,6 мас.% кремния. Изобретение позволяет повысить магнитные свойств сплава ЮНДК; (ВН)макс.37,5-38Л кДж/м3; Нсв 42-43 кА/м и ,14-1,15 тл. 1 табл.

18 30

8 16

14 18 7.5

21| 22 10 25

2

28 37 30 1,5

0,5 4 6 2

0,

408 357 35

419

0,2 0,06

0,2 0,05

0,6

0,7

8 2 0,5 a,at 17 4 3 0,4

0,06

0,6

0,06

0,02

0,3

0,2

о,з

0,3

T

0,60,50,6 0,05- 0,1

0,01 0,7

35,5

38,0 37,5 38,0 38.0 36,0

37,5

37,5 38,0 35.0

35,5 3,5

43 42

«3 42 40

43 42 42 37

39

35

. 51

,151

.14I

,151

,111

,15I

,14I

.151

,081

Брак по уровню магнитных свойств (прототип)

Брак по стабильности магнитных свойств и нтфуемостм

Брак по уровне н стабильноеБрак по уровню магнитных

свойств

Брак по уровне магнитных

свойств