Способ получения монокристаллических постоянных магнитов на основе сплава fe-co-cr-mo

 

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к технологии получения монокристаллических постоянных магнитов на основе Fe-Co-Cr-Mo. Цель изобретения - повышение магнитных и механических свойств. Повышению магнитных свойств способствует добавление легирующей примеси Ge в количестве 0,1 - 2,0 мас.% от исходных компонентов сплава на стадии изготовления поликристаллической заготовки, из которой затем выращивают монокристалл (методом рекристаллизации или затвердевания из расплава). Далее осуществляют обработку, которая включает нагрев, закалку от температуры 1250 - 1300 до 700 - 750°С со скоростью 15 - 30 град/с и далее до комнатной температуры со скоростью 70 - 100 град/с. Тем самым предотвращается образование микротрещин и повышается механическая прочность магнитов. После закалки проводят повторный нагрев и ступенчатое охлаждение в магнитном поле. Получены магниты с механическими σ_в~ 180-190 МПа/мм², δ ~ 0,5-1,5% и магнитными свойствами B_r~ 1,45-1,55% Tл, H_c-60-70KA/м, (BH) ~ до 76 кДж/м³. 2 табл.

Изобретение относится к металлургии, преимущественно к технологии получения монокристаллических постоянных магнитов на основе Fe-Co-Cr-Mo. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ получения монокристаллических постоянных магнитов. Данным способом изготавливают монокристаллические магниты из сплава, содержащего, мас.%: Fe 18,5; Co 22; Cr 3; Mo 1, Ti. Монокристаллические заготовки получают рекристаллизацией (с предварительной деформацией полукристаллических заготовок). Монокристаллические заготовки нагревают до 1250-1300^оС, выдерживают при этой температуре 30 мин и охлаждают в воде до комнатной температуры. Далее проводят термомагнитную обработку, которая включает нагрев до 650-730^оС, выдержку в магнитном поле 10-15 мин, отпуск при 620^оС в течение 1 ч, регулируемое охлаждение до 600^оС со скоростью 20 град/ч, далее до 500^оС со скоростью 8 град/ч, выдержке 6-8 ч при 500^оС. Целью изобретения является повышение магнитных и механических свойств. Это достигается тем, что в качестве легирующей примеси используют германий в количестве 0,1-2,0 мас.%, а закалку ведут со скоростью 15-30 град/с до 700-750^оС и далее - со скоростью 70-100 град/с. Положительный эффект повышения механических и магнитных свойств заключается в том, что германий не образует охрупчивающих соединений - интерметаллидов, нитридов, карбидов, карбонитридов. Эти соединения располагаются по границам блоков и приводят к возникновению напряжений и в конечном итоге к микротрещинам. При термомагнитной обработке основная доля германия (80-90% ) уходит в слабомагнитную фазу, что способствует повышению магнитных свойств. Содержание германия должно быть 0,1-2,0 мас.%. При меньшем количестве германия не удается получить монокристаллическую структуру методом затвердевания из расплава. При содержании германия более 2,0% магнитные свойства понижаются. При охлаждении монокристаллических заготовок от 1300 до 700^оС со скоростью 15-30 град/с удается избежать образования гамма-фазы, понижающей магнитные свойства. При меньшей скорости охлаждения в сплаве успевает образоваться гамма-фаза и магнитные свойства оказываются низкими. При скорости охлаждения выше 30 град/с в образце образуются микротрещины. При охлаждении образцов ниже 700^оС со скоростью 70-100 град/с не успевает пройти спинодальный распад. При меньших скоростях охлаждения происходит спинодальный распад твердого раствора на сильно- и слабомагнитные фазы. При этом сильномагнитная фаза выпадает в трех взаимно перпендикулярных направлениях, что приводит к понижению магнитных свойств при термообработке. При скорости охлаждения более 100 град/с происходит образование микротрещин. П р и м е р 1. Методом литья получают поликристаллическую заготовку из сплава, содержащего, мас.%: Fe 18,3; Co 21,8; Cr 3,1; Mo 0,9; Ti. Заготовку деформируют. Диаметр заготовки 5 мм, длина 10 мм, заготовку рекристаллизуют от 500 до 1280^оС при температурном градиенте 7,0 град/мин. Образец закаливают в воде. Проводят термомагнитную обработку по описанной технологии. В результате получают следующие магнитные и механические свойства: коэрцитивная сила Н_с 62 кА/м; остаточная индукция B_r = 1,42 Тл; максимальная магнитная энергия (ВН)_макс = 69 кДж/м³; временное сопротивление σ_в=160 МПа; относительное удлинение δ= 0%. П р и м е р 2. Получают поликристаллическую заготовку диаметром 21 мм из сплава, содержащего, мас.%: Co 17,5; Cr 22; Mo 4; Ge 0,5; Fe - остальное. Проводят выращивание монокристалла в тепловом узле установки с температурным градиентом 6,0-7,0 град/мм. Скорость выращивания 2,0 мм/мин. Полученный монокристалл нагревают до 1300^оС и закаливают на α -твердый раствор путем охлаждения со скоростью 15-30 град/с до температуры 700-750^оС, а далее - со скоростью 70-100 град/с. Проводят термомагнитную обработку, которая состоит в следующем: нагрев до температуры 640^оС, выдержка 10 мин, охлаждение в магнитном поле до 590^оС, выдержка 10 мин, ступенчатый отпуск до 500^оС, отпуск при температуре 400^оС 10 ч и при температуре 460^оС 24 ч. В результате получают следующие магнитные и механические свойства: коэрцитивная сила Н_с 65 кА/м; остаточная индукция В_r = 1,48 Тл; магнитная энергия (ВН)_макс = 76 кДж/м³, временное сопротивление σ_в = 180 МПа/мм², относительное удлинение δ = 0,5%. Конкретные величины режимных параметров получения монокристаллических постоянных магнитов из сплава Fe-Co-Cr-Mo приведены в табл.1 и 2.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МОНОКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ НА ОСНОВЕ СПЛАВА FE-CO-CR-MO, включающий отливку поликристаллической заготовки из исходных компонентов с добавлением легирующей примеси, выращивание монокристалла и последующую обработку путем нагрева, закалки от температуры 1250 - 1300^oС до комнатной температуры, повторный нагрев и ступенчатое охлаждение в магнитном поле, отличающийся тем, что, с целью повышения магнитных и механических свойств, в качестве легирующей примеси используют германий в количестве 0,1 - 2,0 мас. %, а закалку ведут со скоростью 15 - 30 град/с до 700 - 750^oС и далее со скоростью 70 - 100 град/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 14-2002

Извещение опубликовано: 20.05.2002        

---