Способ изготовления спеченных изделий Советский патент 1981 года по МПК B22F3/16 H01F1/22 

(54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПЕЧЕННЫХ ИЗДЕЛИЙ

Изобретение относится к порошковой металлургии, а именно к способам изготовления изделий из металлических порошков путем спекашш. Известен способ изготовления спеченных изделий из железо-никелевых порошков, заключающийся в (мещении исходных порошков металлов в определенных соотношениях с добавками пластификаторов, прессовании этих порошков в заготовки изделий, нагреве в контролируемой атмосфере при определенном температурно-временном режиме, последуюшем калибровании для получения заданных размеров и физИко-механических, характеристик 1 Недостатком этого способа является довольно частая возможность частичного или полного оплавления изделий во время спекания, что приводит к неустранимому браку по оплавлению, значительное коробление изделнй сложной конфигуращга, а также 1шзкие и нестабильные магнитные свойства изделий. Наиболее близким реше1шем по технической суищост и достигаемому результату к предлагаемому является способ изготовления спеченных изделий, в котором с целью повьпиения магнитных свойств магнитопроводов из спеченных сплавов типа пермаллой в качестве исходного материала используют порошки с размером частиц 6-8 мк, а спекание осушествля-. ют со скоростью нагрева 150-250 С/ч в .интер вале температур 400-900 С с циклировгишем в интервале 1100-1350°С 2. Недостатком извЬстного способа является брак по оплавлению, короблению изделий сложной конфигурации и невысокие магнитные свойства магнитопроводов. Цель изобретения - исключеиие брака по оплавлению, снижение коробления изделий сложной конфигурации и улучшение магнитных свойств магнитопроводов из сплава типа пермаллой . Поставленная цель достигается тем, что в способе изготовления спеченных изделий, включаюшем прессование исходного порошка, опекание в среде водорода и охлаждение, спекание осушествляют в интервале температур 750 - 1300° С со скоростью нагрева 280-300 С/ч, с изотермическими вьшержками при 750-770 С 3 в течение 115-125 мин, при 880-920° С, 9801020° С и 1180-1220° С - 20-25 мин, при 1280-1300° С - 6-6,5 ч, охлаждение проводят в две стадии: до 580-600° С охлаждают с печью а затем продувкой азотом до 80-100°С. Основной причиной коробления изделий при нагреве является разность температур по сечению. Снижение коробления в предлагаемом способе достигается за счет выравнивания температуры по сечению при изотермических выдержках. Причиной оплавления при спекании железоникелевых порошков является гетерогенность структуры спекаемого сплава. Гетерогенная (двухфазная) структура имеет меньшую энтропию по сравнению с гомогенной (однофазной) структурой. Поэтому температура равновес)ая между жидкой и твердой фазами у неоднородной структуры смещается k более низким температурам. Изотермические выдержки способствуют гомогенизации сплава и повышению температуры его оплавления выше температуры отжига. Предельные значения температур 750-1300° С обусловлены необходимостью протекания диффузионных процессов при спекании. Температуры, изотермических выдержек выбраны по технологическим соображениям, причем температуры (750-770° С и 880-920° С) - для обеспечения ускорения диффузии, так как при таких температурах диффузия сопровождается фазовы ми превращениями альфа-железа в гамма-железо, что ведет к увеличению количества дефектов - диффузионных путей. Пример. Карбонильные порошки железа и никеля в пропорции 1:1 и размерами частиц 6-10 мк (чистота 99-98% основного элемента) смешивают в шаровой мельшще с добавкой 2% полившшлово(Гр спирта. Навески приготовленной смеси по 50 г прессовали с усилием 5 кг/мм для получения. п6лъ1Х цщшнд рических заготовок с внешним и внутренним диаметрами 40 и 32 мм соответственно и высо той 7 мм. Одновремейно готовили прессовки сложной конфигурации с габаритными размерами 42x58 мм и толщиной 20 мм с фйгурньпи внутренним отверстием. Для спекайия в электр ческую печь с молибденовыми нагревателями помешают садку, содержащую 100 заготовок (по 50 каждой конфигурации). Печь продувают азотом, затем в течение всего технологического процесса - водородом 1,05 ат. CneKaraie осуществляют по следующему режиму: нагрев за 2 ч до 750°С, выдержка при этой температуре 2 ч, нагрев до 900° С, выдержка 20 мин, нагрев до 1000° С, вьщержка 20 мин, нагрев до 1300° С, выдержка 6ч, охлаждение с печью до 600° С, ускоренное охлаждение до 100° С продувкой азотом, а затем на воздухе. Скорость нагрева во всех случаях составляет 280° С/ч. В результате спекания по указанному режиму полностью исключено оплавление изделий из пермаллоя и до 50% снижено их коробление. Магнитные характеристики при средней массе образцов изделий 15-17 г и 20-25 г составдя- . ю1: максимальная магнитная проницаемость - 30-35-10 гс/э, магнитная индукция - 15,5х «10 ГС, коэрцитивная сила - 0,12-0,13 э По известному способу эти характеристики соответствешю равны: 17- 20-10 гс/э; 15-10 гс; 0,3 Э.; Таким образом, применение предлагаемого способа изготовления спеченных изделий из порошков 50% Fe + 50% Ni позволяет полностью исключить брак по оплавлению (эа счет полной гомогенизации при изотермических выдержках), на 50% снизить коробление спеченных изделий, а также увеличить максимальную магнитную проницаемость на 43%. Формула изобретения Способ изготовления спеченных изделий, включающий прессовайие исходного пороипса, спекание в среде водорода и охлаждение, от-, личающийся тем, что, с целью исключения брака по оплавлению, снижения коробле1ШЯ изделий сложной конфигурации и улучшения магнитных свойств магнитопроводов, спекание осуществляют в интервале темцератур 750-1300°С со скоростью нагрева 280-300°С/ч, . с изотермическими выдержками при 750-770° С в течение 115-125 мин при 880-920° С, 9801020°С и 1180-122а°С - 10-25 1280-1300° С - 6-6,5 ч, охлаждение проводят в дае стадии; до 580-бОО°С охлаждают с печью, а затем - продувкой азотом до 80-100° С. ИсточнШси информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Джанс В. Д. Основы порошковой металлургии. М., Мир, 1965, с. 78-79, 306. 2.Авторское свидетельство СССР N 500898, кл, В 22 F 3/00, 01,02.74.