Способ изготовления магнитопроводов элементов автоматики

 

Изобретение относится к изготовлению магнитопроводов элементов автоматики и может быть использовано в приборостроении. Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления и повышение эксплуатационной надежности магнитопроводов с переменной магнитной проницаемостью. Предложенный способ изготовления магнитопроводов включает подготовку исходных порошков, их смешивание засыпку в матрицу пресс-формы, прессование и спекание. Перед засыпкой матрицу пресс-формы разделяют перемычками на несколько частей, в каждую из которых засыпают смесь, обеспечивающую заданное значение магнитной проницаемости. Прессование осуществляют с составным нижним пуансоном, высота частей которого прямо пропорциональна насыпным весам смесей, засыпаемых в секции. Перемычки после засыпки удаляют. После прессования проводят допрессовку на подставке, высота частей которой обратно пропорциональна насыпным весам смесей. Выбор числа секций, уровня магнитной проницаемости и материала определяют из заданной функции распределения магнитной проницаемости по длине магнитопровода, получены магнитопроводы из смесей порошков карбонильного железа, карбонильного никеля и молибдена с различным распределением магнитной проницаемости по длине. 5 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ai (19) (11) I г В -г ь Lot!8tI !

Е .ь .. ;;;, г

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (21) 4353660/31-02 (22) 30.12.87 (46) 07.02.90. Бюл. Ф 5 (7.1) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С.П.Королева (72) В.С,Кочкарев, В.К.Бойков и А.В.Соколов (53) 621.318.13:621.3.042.15(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 808203, кл. В 22 Г 7/02, 1979. федотов А.В. Расчет и проектирование индуктивных измерительных устройств. — M.: Машиностроение, 1979, с. 52. (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИАГНИТОПРОВОДОВ ЭЛЕМЕНТОВ АВТОМАТИКИ (57) Изобретение относится к изготовлению магнитопроводов элементов автоматики и может быть использовано в приборостроении. Целью изобретения является снижение трудоемкости изго-. товления и повышение эксплуатационной надежности магнитопроводов с переменной магнитной проницаеглостью. Предлагаемый способ изготовления магнитопроИзобретение относится к порошковой, металлургии, в частности к способам .получения магнитопроводов элементов автоматики с заданными магнитными свойствами, и может быть использовано в приборостроении.

Целью изобретения является снижение трудоемкости изготовления и повы шение эксплуатационной надежности магI нитопроводов с переменной магнитной. проницаемостью. (51)5 В 22 F 3/12, 3/02 7/02

Н 01 F 41/02

2 водов включает подготовку исходных порошков, их смешивание, засыпку в матрицу пресс-формы, прессование и спекание. Перед засыпкой матрицу пресс формы разделяют перемычками на несколько частей, в каждую из которых засыпают смесь, обеспечивающую заданное значение магнитной проницаемости.

Прессование осуществляют с составным .нижним пуансоном, высота частей которого прямо пропорциональна насыпным весам смесей, засыпаемых в секции.

Перемычки после засыпки удаляют. После прессования проводят допрессовку на подставке, высота частей которой обратно пропорциональна насыпным весам смесей. Выбор числа секций, уровня магнитной проницаемости и материала определяют из заданной функции распределения магнитной проницаемости по длине магнитопровода, получены магнитопроводы из смесей порошков карбонильного железа, карбонильного никеля и молибдена с различным распределением магнитной проницаемости по длине. 5 ил.

На фиг. 1 показана функция распределения магнитной проницаемости по длине магнитопровода, на фиг. 2 — зависимость магнитной проницаемости железоникельных сплавов от содержания никеля, на фиг. 3 . . — †функц распределения магнитной проницаемости по длине магнитопровода постоянного сечения,. на фиг. 4 — график зависимости магнитной проницаеглости магнитопровода постоянного сечения бхб мм и длиной

1540940

80 мм, на фиг. 5 — пресс-блок для изготовления магнитопровода, датчика для функций, изображенных на фиг. 4.

Пусть для функционального датчика перемещений требуется изготовить центральный стержень — магнитопровод постоянного сечения с распределением магнитной проницаемости ш по его длине

1, заданной графиком (фиг. 1). При 10 этом допускаются отклонения магнитной проницаемости от заданной -на величину + p P, связанную с погрешностями изготовления и магнитных измерений.

Реализация зависимости 1 = f(1) осу- 15 ществляется делением магнитопровода на части, длина которых определяется средним уровнем магнитной проницаемости в них, лежащим в зоне погрешностей. 20

Из фиг. 1 следует, что минимальное число зон с длинами 1, 1, 1. обеспечивает приближение кривой Р =f(1), квантованными по (И уровнями Н,, Значениями магнитной проницаемос- 25 тй У,, (И,, (М, обладают железоникелевые сплавы .с соотношением компонентов в них,, соответственно (фиг. 2).

Из промышленных карбонильных порош30 ков железа и никеля составляют необ- ходимые композиции, затем в барабанном смесителе, имеющем противоположное вращение внутренних лопастей и корпуса, готовят смеси. Затем каядую 35 смесь для улучшения технологических свойств увлажняют 10 4-процентного раствора поливинилового спирта в воде, просушивают смеси, протирают их через сито с размером ячейки 0,5 мм 40 и определяют насыпные веса.

Перед прессованием полость матрицы разделяют перемычками (например, из фольги) на 3 части, затем в нее помещают составной нижний пуансон. 45

Для получения прессовки с одинаковой плотностью, необходимо обеспечить разный набор порошковых составляющих ее частей, поэтому высоты h<, 50

h<, h частей составного нижнего пуансона прямо пропорциональны насыпным весам а, а, а используемых смесей.

Т

Цосле засыпки каждой секции соответст,вующей смесью, перегородки удаляют

55 из матрицы, вставляют цельный верхний пуансон и осуществляют прессова.ние. После прессования пресс-форму устанавливают на подставку, высота частей которой обратно пропорциональна насыпным весам засыпаемых в секции порошков, и осуществляют допрессовку. Полученную прессовку вместе с кольцевыми образцами-свидетелями спекают в атмосфере водорода по режиму, обеспечивающему образование однородного твердого раствора железа в никеле.

Пример 1. Для функционального датчика перемещений необходимо изготовить магнитопровод постоянного сечения, зависимость магнитной проницаемости которого по его длине выражается графиком, представленным на фиг. 3. Кривые "фр на фиг.3 ограничивают разброс магнитной проницаемости, обусловленный погрешностями изготовления и магнитных измерений.

Для изготовления магнитопровода с представленным распределением магнитной проницаемости по его длине полость матрицы разделяют перемычками на зоны, число и размеры которых определяются средними значениями магнитных проницаемостей входящих в них сплавов, лежащими в зоне погрешностей. Из фиг.3 следует, что целесообразно деление по- лости матрицы на три части длиной 15, 20 и 45 мм со средним уровнем магнитной проницаемости в них 80000, 60000 и 42000 Гс/Э соответственно.

Целесообразно для изготовления магнитопровода датчика выбрать сплавы системы железо-никель.

Приготовляют смеси: 79 НМ (79 карбонильного никеля ПНК1Л5, 5 молибдена, железо карбонильное Р10 остальное)

79 HM (79 . ПНК1Л6, 5 Мо, железо остальное); 50 Н (50 ПНК1Л6, железо остальное).

Приготовление смесей осуществляется в смесителе барабанного типа, имеющем противоположное вращение наружного барабана и внутренних лопастей, в течение 2 ч. Затем в каждую смесь добавляют 10 4-процентного раствора поливинилового спирта в воде, смеси просушивают и протирают через сито с размером ячейки 0,5 мм. Перед прессованием полость матрицы разделяется перемычками из фольги на три части, в них помещается составной нижний пуансон, предусматривающий разный набор порошков для получения одинаковой

I плотности прессовки, в каждую полость засыпают необходимую смесь (в зону

5 154094

Т смесь 1, зону II смесь 2, зону III смесь 3), удаляют перемычки, вставля- ют в матрицу верхний пуансон и осуществляют прессование и допрессовку при давлении 5 т/см . Затем прессованный иагнитопровод (вместе с кольцевыми образцами-свидетелями) подвергается спеканию при 1350 С в течение

12 ч в атмосфере водорода. Уровень магнитных свойств, определенньп на образцах-свидетелях, соответствует среднему уровню магнитной проницаемости в зонах магнитопровода.

Способ изготовления магнитопроводов элементов автоматики, включающий подготовку исходных порошков, их смешивание, засыпку в матрицу пресс-формы, прессование и спекание, о т л и— ч а ю шийся теи, что, с целью снижения трудоемкости изготовления и повьппения эксплуатационной надежнос-. ти магнитопроводов с переменной магнитной проницаемостью, перед засыпкой порошков матрицу пресс-формы разделяют вертикальными перемычками на секции, число и размеры которых определяют из функции распределения магнитной проницаемости по длине магнитопровода, допустимого разброса магнитных свойств и уровня магнитных характеристик составных частей магнитопровода, высоту засыпки секций порошками регулируют составныи нижним пуансоном, высота частей которого прямо пропорциональна насыпным плотностям засыпаемых порошков, перед прессованием перемычки удаляют,из полости матрицы, а после прессования проводят допрессовку на подставке, высота частей которой обратно пропорциональна насып" ным плотностям засыпаемых в секции порошков.

1 .15

Пример 2. Требуется изготовить подвижньп шток — магнитопровод датчика перемещений постоянного сечения (бхб им) и длиной 80 мм, зависимость магнитной проницаемости которо- 20 го по длине выражается графиком, представленным на фиг. 4. В этом случае полость матрицы разбивается перемычками на три части длиной 25, 30 и 25 мм.

Для I u III зон целесообразно исполь- 25 зовать сплавы с высоким содержанием никеля (79 НМ), содержащие 79Х карбонильного .никеля марки ПНК1Л5, 5Е молибдена, железо карбонильное Р10 остальное (насыпной вес смеси 0,88 г/см )30 для зоны II: 25X карбонильного никеля марки ПНК1Л5, железо карбонильное марки Р10 остальное (насыпной вес

1,59 г/смз). Матрицу со вставленным составным нижним пуансоном (фиг ° 5), высота частей которого для прессования зон I u III равна 10 мм, а части

II — в 1,8 раза больше, т ° е. 18 мм (а /аи = 1,59/0,88=1,8), помещают

% на гладкую плиту. В полость матрицы 40 устанавливают перемычки (в направлении прессования), в образовавшиеся секции засыпают требуемьпЪ порошок (высота засыпки для зон I u III

4,05 см, зоны II 2,25 си), перемычки 45 удаляют, вставляют в матрицу верхний цельньп1 пуансон и производят подпрессовку. Затем (для получения ровной нижней поверхности прессованного магнитопровода) пресс-блок устанавливают на подставку, высота частей которой обратно пропорциональна насыпным ве сам используемых порошков, и произво0 6 дят окончательное прессование (допрессовку) при давлении 5 т/см . Плотность прессовки 5,5-6,1 г/см ., пористость

30-352.

Двенадцатичасовое спекание при

1350 С в атмосфере водорода обеспечивает получение прочных магнитопроводов (пористость уменьшается до 2,5K) с требуемым распределением магнитных свойств.

Таким образом, предлагаемьпЪ способ позволяет по сравнению с известным снизить трудоемкость изготовления за счет исключения необходимости соединения составных частей магнитопровода. Кроме того, замена механического соединения составных частей магнитопровода на диффузионное повьппает прочность магнитопроводов и их эксплуатационную надежность.

Формула изобретения

„Ф

4, Ю

% ф A

gr 4

4лша на ншпопра аСа,нн ® (Риг.1

Уэбб

Ю8ержаяое нцкеля,% (Р . 2

Явина иянцеспробода, нн. (РиаЗ

7Р 40 66 8D

Ялун0 нОЙниязОп(ЮВОВОрии (РигА

15409.40

Перень!чки

Ятроуа

ПЦОНСОИ

Подсва8кадля долржю8си.5

Составитель В.Туров.

Редактор И.Горная Техред И.Дндык Корректор H.Ìóñêà, Заказ 248 Тираж 653 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. ужгород, ул. Гагарина, 101 м

°

h1uxar

hg а, 3ерхиии пуансон