СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СПЛАВОВ ДЛЯ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ Советский патент 1972 года по МПК C22C1/06 

Изобретение относится к способу изготовления сплавов для постоянных магнитов.

При известных способах получения сплавов для постоянных магнитов происходит загрязнение отливок неметаллическими включениями и примесями, что приводит к понижению магнитных и механических свойств магнитов.

С целью устранения указанных недостатков, предлагаемый способ получения сплавов для постоянных магнитов предполагает рафинирование сплавов комплексным раскислением ниобийсодержащим раскислителем и разливкой магнитных сплавов в нейтральной атмосфере. При комплексном раскислении происходит легирование сплава остаточными содержаниями элементов-раскислителей.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. С целью повышения чистоты исходных материалов они предварительно рафинируются путем переплава в атмосфере аргона, слитки очищаются от окисной пленки и шлака, затем сплавы выплавляют и разливают в атмосфере очищенного нейтрального газа.

Сплав состава: кобальт - 14-24%, никель-11-16%, алюминий -7-9%, медь- 2-4,5%, остальное - железо комплексно легируют кремнием и ниобием 0,5-1,0% каждого. Сплав состава, кобальт-14-15%, никель - 12-15%, алюминий - 9-10%,

медь - 3-4%, остальное - железо комплексно легируют марганцем - 1 -1,5%, титаном - 1,0%, ниобием - 0,6-0,8%.

При вводе определенного количества легирующих в сплав на то же количество уменьшается содержание железа в сплаве.

Предложенный способ получения сплавов для постоянных магнитов позволяет получать металл повышенной чистоты по неметаллическим включениям, газам и примесям.

В результате комплексного раскисления ниобийсодержащим раскислителем изменяется химический состав и свойства неметаллических включений. Присутствие кремния и марганца в окислах сложного состава понижает температуру плавления частиц, способствуя выделению их из металла.

Разливка металла в нейтральной атмосфере исключает газонасыщение металла и загрязнение отливок окислами, нитридами и поражение магнитов флокенами, пузырями и газовой пористостью.

Содержание кислорода в плавках, выплавленных в открытой индукционной печи,

под основными шлаками 0,01 %; в плавках по предложенной технологии 0,002%. Содержание азота в открытых плавках 0,014%, в плавках, выплавленных по предложенной технологии 0,005%. Общее колилось в 5,5 раза по сравнению с количеством неметаллических включений в металле открытой индукционной нлавки.

Термомагнитная обработка магнитов из предлагаемых снлавов значительно упрощается и предполагает нагрев под закалку до 900°, охлаждение со скоростью 3-40°С/ж«н в магнитном поле не менее 100 ка/ж. Затем следует двухступенчатый отпуск: выдержка в течение 5 часов при 580° и выдержка в течение 5 часов при 550°.

В магнитных сплавах, полученных предлагаемым способом, стабилизируется высокотемпературный твердый раствор. Следовательно, температура нагрева образцов под закалку составляет не 1300°, как обычно, а 900°.

Верхняя температурная граница высококоэрцитивного распада снижается в сплавах, полученных по предлагаемой технологии, на 50-60° по сравнению со сплавами, полученными по обычной технологии.

При охлаждении предлагаемых сплавов от 900° до 700° значительно расширяется диапазон критических скоростей. Предлагаемые сплавы можно обрабатывать со скоростью 3- 4Q°C/MUH, что очень удобно, так как позволяет получать максимальные свойства на магнитах любой величины и формы.

Магниты, полученные предлагаемым способом, хорошо обрабатываются шлифованием.

В результате получения металла определенного состава с повышенной чистотой и плотностью заметно возрастают магнитные свойства. Например, на сплаве состава: кобальт- 17-7-19,0%, никель-14ч-16%, алюминий - 7-7-9%, медь - 2-f-4%, кремний - 0,5%, ниобий- 0,5%, остальное - железо, получены следуюш,ие магнитные свойства:

BI 1,3-1,4 еб/жз

остаточная индукция (13000-14000 гс) Не 48-52 ка/м

коэрцитивная сила (600-650 эрстед)

удельная магнитная энергия (ВН)макс 17200-18000 дж/м (4,3-4,5 млн. гс. э)

Значения остаточной индукции на образцах с изотропной кристаллической структурой предложенного сплава равны значениям остаточной индукции для сплавов с 24% Со с направленной кристаллической структурой.

Па сплаве состава: кобальт-14%, никель- 14%, алюминий - 9,5%, медь - 4%, марганец-1,0%, титан-1,0%, ниобий - 0,8%, остальное - железо получены следуюш;ие магнитные свойства:

остаточная индукция В 0.,8 вб/м

8000 гаусс) коэрцитивная сила Пс 0,48-50 ка/м

(600-630 эрстед)

максимальная магнитная энергия (ВП)макс - 8000-1000 дж/м (2, -2,5 млн. гс. э)

При подборе элементов для комплексного раскисления учитывались сложные воздействия элементов-раскислителей, как на жидкий металл, так и на состав и свойства образуюш,ихся частиц продуктов реакции раскисления.

Отмеченное повышение магнитных свойств сплавов обусловлено снижением концентрации растворенного в жидком металле кислорода, удалением из металла частиц продуктов реакции раскисления, а также положительным влиянием остаточных количеств элементовраскислителей.

Предмет изобретения

Способ получения сплавов для постоянных магнитов путем выплавки и разливки в нейтральной атмосфере, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества неметаллических включений, улучшения структуры сплава, понижения расхода кобальта и никеля на единицу магнитной энергии, рафинирование сплавов производят комплексным раскислением ниобийсодержашим раскислителем до получения остаточного содержания элементовраскислителей в сплаве не более 1%.