Магнитомягкий композиционный материал на основе железного порошка

 

Предлагаемый магнитомягкий композиционный материал в качестве основы содержит распыленный железный порошок, а в качестве изолирующей добавки - порошковую эпоксидную краску, .представляющую собой гомогенизированную смесь эпоксидной смолы - 50-90%, отвердителя - дициандиамида 0,5-3,0%, ускорителей отверждения - формальдегидной смолы - 0,53, 0% и уротропина - 0,5-3,0%, пигментов -двуокиси титана - 6-20% технического углерода 0,2-10%, наполнителя/микробарита - 6-20% и добавок, улучшающих растекаемость и поверхностное натяжение, - аэросила - 0,5-1,0%, поливинилбутирали - 2,0-5,0% и бальзама Шостаковского - 0,5- 1,5%, при следующем соотношении компонентов (мас.%): порошковая эпоксидная краска - 0,5-3,0%, распыленный железный порошок - остальное. Шихты на основе распыленных железных порошков с добавками эпоксидных красок обладают высокими технологическими свойствами (текучесть - 35 с) 50 г, относительная плотность - более 91% при 700 МПа. Формование магнитопроводов проаодят на прессах-автоматах при удельном давлении 600-700 МПа со скоростью 8-20 шт/мин, затем детали подвергают полимеризации при 180-230°С в течение 20-60 мин. 1 табл. сл с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5023023/02 (22) 13.01.92 (46) 23.08.93, Бюл. М 31 (75) А.В.Кошелев, Е.И.Фрумкин, И.И.Нечаis, Л.А.Савельева и Г.A.Ñòðóííèêîâà (73) А.В.Кошелев и E.È.Ôðóìêèí (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1567004, кл. Н 01 F 1/33, 1988.

Авторское свидетельство СССР

N. 1387054, кл, Н 01 F 1/22, 1988. (54) МАГНИТОМЯГКИЙ КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ НА ОСНОВЕ ЖЕЛЕЗНОГО ПОРОШКА (57) Предлагаемый магнитомягкий композиционный материал в качестве основы содержит распыленный железный пОрошок, а в качестве изолирующей добавки — порошковую эпоксидную краску, .представляющую собой гомогенизированную смесь эпоксидной смолы — 50-90%, отвердителя— дициандиамида 0,5-3,0%, ускорителей отИзобретение относится к порошковой металлургии, в частности к материалам на основе железного порошка и изолирующесвяэующих веществ, предназначенным для изготовления магнитопроводов электрических машин с пониженным значением удельных магнитных потерь.

Целью изобретения является увеличение прочности магнитомягкого материала и улучшение технологичности процесса изготовления магнитопроводов при сохранении уровня магнитных свойств.

Поставленная цель достигается тем, что магнитомягкий композиционный (или магнитодиэлектрический) материал в качестве

„„ Ы„„1836732 АЗ

s Н 01 F 1/26, С 22 С 33/02 верждения — формальдегидной смолы—

0,53, 0% и уротропина — 0,5 — 3,0%, пигментов — двуокиси титана — 6 — 20% технического углерода 0,2-10%, наполнителя/микробарита — 6 — 20% и добавок, улучшающих растекаемость и поверхностное натяжение,— аэросила — 0,5 — 1,0%, поливинилбутирали—

2,0 — 5,0% и бальзама Шостаковского — 0,5—

1,5%, при следующем соотношении компонентов (мас.%): порошковая эпоксидная краска — 0,5 — 3,0%, распыленный железный порошок — остальное. Шихты на основе распыленных железных порошков с добавками эпоксидных красок обладают высокими технологическими свойствами (текучесть — 35 с)

50 г, относительная плотность — более 91% при 700 МПа. Формование магнитопрово-! ю дов проводят на прессах-автоматах при удельном давлении 600-700 МПа со скоростью 8 — 20 шт/мин, затем детали подвергают полимеризации при 180 — 230 С в течение

20 — 60 мин, 1 табл. основы содержит распыленный железный . «р порошок, обладающий лучшим комплексом технологических. свойств (уплотняемость 7,1 г/см при удельном давлении 700 МПа, текучесть 35 сек/50 г), а в качестве полимерного связующего — порошковую эпоксидную краску, представляющую собой гомогенизированную смесь эпоксидной смо- «,Д лы 50-90%, отвердителя (дициандиамид—

0,5 — 3,0%), ускорителей отверждения (формальдегидная смола 0,5 — 3,0%, уротропин—

0,5 — 3.0%), пигментов (двуокись титана — 620%, технический углерод — 0,2 — 1,0%), наполнителя (микробарит — 6 — 20%) и добавок, улучшающих растекаемость и поверхност1836732 ное натяжение (аэросил — 0,5-1,0, поливинилбутираль — 2,0 — 5,0)ь, бальзам Шостаковского — 0,5-1,5$), при следующем соотношении компонентов: порошковая эпоксидная краска 0,5-3,0 ; распыленный железный порошок остальное.

Порошковые эпоксидные краски обладают высокой растекаемостью, что позволяет в процессе полимеризации создавать на поверхности железного порошка минимально тонкую и равномерно распределенную электроизоляциомную оболочку при высокой концентрации ферромагнетика в единице объема.

ММКМ в результате качественной изоляции частиц имеет высокое удельное сопротивление и, как следствие, — низкие удельные потери на перемагничивание при сохранении высокого уровня магнитных и механических характеристик. . 8 качестве порошкового полимерного связующего используются порошковые эпоксидные краски следующих марок: П-ЭП-45 (мэрка "А" и "Б" — ТУ6 — 10 — 1752 — 80), П-ЭП534 (марка "А" и "Б" — ТУ6-10-1890-83), ПЭП-219, П-ПЭ вЂ” 91, П-ЭП вЂ” 134, П-ЭП-135, П-ЭП-45 "М" (TY 6-10-11-608 — 409 — 90), llЭ П-245 (ТУ6-10-11-617-409-90), П-ЭП-244, Il-ЭП-242 (ТУ 6-10-2116 — 87) и др.

Высокие технологические свойства шихт на основе распыленных железных порошков с добавками порошковых эпоксидных красок (текучесть = 35 с/50 r, относительная плотность прессовок О 91 при 700 МПа) позволяет вести процесс формовэния магнитопроводов на прессах-автоматах со скоростью 8-20 шт/мин или роторных линиях (скорость 60-100 шт/мин).

Содержание в порошковой эпоксидной краске ускорителей отверждения позволяет вести ускоренный процесс полимеризации (г- 20-30 мин при t = 230-200 С) спрессованных деталей (у известного материала этот показатель — 1,5-2 часа), что позволяет создать высокорентабельное промышленное производс во цельнопрессованных магнитопроводов. Температурный предел (230 С против 1200С у известного материала) значительно расширяет номенклатуру и диапазон применения деталей подобного класса.

Пример. Для получения порошкового магнитомягкого материала, содержащего

1,0 порошковой эпоксидной краски и 99 железного порошка, берут распыленный железный порошок марки ПЖР2.200.26 (ГОСТ 9849-86) и порошковую эпоксидную краску марки П-ЭП-534 "Б". Затем проводят механическое смешивание порошковых составляющих в лопастных или двухконусных смесителях (время смешивания в лопастном смесителе 8-15 мин).

Формование деталей проводят на прессах-автоматах при удельном давлении 6-7 т/см на относительную плотность 0=90+ 7ь; далее спрессованные детали подвергаются низкотемпературной термообработке (полимеризации) при температуре 200-230 С в

10 течение 20-30 мин.

Полученные таким образом магнитопроводы передаются затем на испытания и сборку электродвигателей.

Аналогичным образом осуществляют и

15 другие примеры с применением порошковых эпоксиднйх красок различных марок (при оптимальном температурном режиме для каждой марки краски).

При выходе зэ предлагаемые пределы

20 по содержанию порошковой эпоксидной краски либо возрастают магнитные потери, либо снижается магнитная индукция материала.

В таблице приведены технологические, 25 магнитные и прочностные характеристики полученных материалов пример (1-6), э также для сравнения приведены характеристики известного магнитомягкого материала на основе железного порошка (пример 7).

Как следует из таблицы, предлагаемый материал обладает по сравнению с известным лучшими технологическими свойствами (меньше удельное давление прессования и время полимериэации, выше температуры

35 полимеризации); лучшей . механической прочностью, что позволяет значительно расширить ассортимент изделий из ММКМ при их промышленном выпуске. Несколько меньшее значение удельных потерь позво40 ляет улучшить характеристики электрических машин и аппаратов, собранных с их применением, снизить затраты на их изготовление.

Разработанный материал рекомендует45 ся использовать взамен электротехнических сталей: — s электродвигателях малой мощности и аппаратах, в магнитной цепи которых имеются воздушные зазоры; — в магнитопроводах, в которых требу-. ется постоянство магнитной индукции при повышении частоты магнитного поля и высокое электрическое сопротивление мате.риала; — в комбинированных магнитопроводах, в которых часть магнитопровода состоит из электротехнической стали или магмитотвердого материала, з часть — из

ММКМ;

1836732

Остальное

Продолжение таблицы

Составитель Е.Хромушина

Редактор Е.Полионова Техред M.Ìîðãåíòàë . Корректор М,Демчик

Заказ 3023 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издетевьскив комоинвт "Пвтвнт", г. ужгород, ув.увгвринв, 101

Г

- в бесколлекторных двигателях постоян- ного тока (БДПТ).

Формула изобретения

Магнитомягкий композиционный материал на основе железного порошка, содер- 5 жащий изолирующе-связующую добавку, отличающийся тем, что в качестве основы он содержит распыленный желеэный порошок, а в качестве иэолирующе-связующей добавки — порошковую эпоксидную краску при следующем соотношении компонентов, мас. :

Порошковая эпоксидная краска 0,5-3.0

Распыленный железный порошок