Способ термомагнитной обработки быстрозакаленных материалов на основе соединений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором
Способ термомагнитной обработки быстрозакаленных материалов на основе соединений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором. Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения анизотропных постоянных магнитов на основе соединений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором. Способ включает нагрев быстрозакаленных материалов до температуры на 50-100°С выше температуры Кюри. Напряженность магнитного поля может варьироваться в пределах от 0,1 до 60 кЭ. Охлаждение может осуществляться со скоростью не менее 20°«С/мин. 1 табл.
(5Ii5 С 22 F 1/16
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЗМ, (Fe, Со)„Bz, где 10 < х < 30; 60 < у < 85:
3 Комитет Российской Федерации Ro патентам и товарным знакам (21) 5029523/02 (22) 27.07.92 (46) 07.09.93. Бюл. йк 33-36 (76) Ветошкин И.Д., Шарок Н.О. (54) СПОСОБ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ БЫСТРОЗАКАЛЕННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ СОЕДИНЕНИЙ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ И БОРОМ (57) Способ термомагнитной обработки быстрозакаленных материалов на основе соединений редкоземельных металлов с Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения аниэотропных постоянных магнитов на основе-соединений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором. Известен способ термомагнитной обработки быстроэакаленного материала (в виде чешуи или порошка) следующего состава: РЗМ вЂ” атомные номера от 58 до 66 включительно, где концентрация Со может изменяться в пределах 0.1-0,6. заключающийся в том, что при концентрации Со 0.1-0,3 нагрев материала проводится ro скоростями <40"С/мин с последующей изотермической. ЯЫ, 2000352 С переходными металлами и бором. Изобретение относится к металлургии, в частности к способам получения анизотропных постоянных магнитов на основе соединений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором, Способ включает нагрев быстрозакаленных материалов до температуры на 50-100 С выше температуры Кюри. Напряженность магнитного поля может варьироваться в пределах от О,1 до 60 кЭ. Охлаждение может осуществляться со скоростью не менее 20ОС/мин. 1 табл. кристаллизацией в магнитном поле, а при концентрации Со больше 0,3, заключающейся в нагреве материала со скоростью 40 С/мин и в наложении постоянного магнитного поля в промежутке от температуры кристаллизации аморфной фазы до температуры Кюри ферромагнитной фазы данного сплава, Например, для сплава Ndie (Feo,7 Соо,з)тт Be Ткпри 525 С TTMo = 500 С п ри выдержке в магнитном поле в течение 120 мин; Нк 24 кЭ; Ir = 1,2 Тл: для сплава NdigFeo,e Соо,4)п Вв Ткюри 600 С T крист. ам. 4 . 550 Ткрист ем.ф. < Ттмо < Ткктри, при этом Нк=, 2 кЭ, Ir 1,0 Тл, где Нк — коэрцитивная сила по нэк1, гниченности; lr — OCTBTO Hé НаМаГНИЧЕННПс с 2000352 компактированной заготовки со связкой из полимерного материала или металлического порошка или беэ связки нагревается до температуры на 50-100 С выше температуры Кюри данного сплава, а затем охлажда- 25 ется до комнатной температуры со скоростью не менее 20 С/мин в фиксированном постоянном магнитном поле напряженностью от 0,1 до 60 кЭ, Аниэотропия материала достигается за счет поворота и 30 фиксации магнитных моментов ферромагнитных частиц вдоль направления поля при понижении температуры. В соответствии со структурным состоянием исходный материал может быть подвергнут изотермическому отжигу или .горячему изостатическому прессованию до достижения оптимального уровня коэрцитивной силы, а затем подвергнут термомагнитной обработке по указанному режиму. 40 Указанным способом материалам может придаваться различная текстура (осевая, диаметральная. радиальная, многополюсная) в соответствии с требуемым распределением направления намаг- 45 ниченности в изделиях различной конфигурации, 50 РЗМх(Геь-у Ty)z Bc ат., 55 Такйм образом можно обрабатывать и скомпактированные заготовки. Недостатком этого способа является то, что он применим только для кобальтсодержащих аморфно-микрокристаллических материалов, которые е процессе термомагнитной обработки подвергаются направленной кристаллизации. Технический эффект данного изобретения заключается а расширении диапазона составов сплавов, находящихся в различных структурных состояниях, применяемых для термомагнитной обработки с целью hoвышения магнитных свойств и обеспечения возможности регулирования остаточной индукции материалов при сохранении высокого значения коэрцитивной силы. Это достигается тем, что материал на основе быстроэакаленных сплавов типа РЗМ-Fe-В в виде чешуи или порошка или Этот метод приемлем для следующих составов; где P3M — атомные номера от 58 до 66 включительно; Т вЂ” все переходные металлы, 10 х 30;0 у «= 0,3;3 с 20; 60 z < 85; Ь вЂ” остальное. Выбор температурного режима ТМО определяется хими5 20 ческим составом сплава и легирующими элементами. Скорость охлаждения определяется составом сплава и должна обеспечиваться конструкцией установки ТМО. Выход скорости охлаждения за укаэанный нижний предел приводит к большей продолжительности технологического процесса и не приводит к сильным качественным изменениям свойств. Чем выше значение магнитного поля, прикладываемого во время ТМО, тем лучше степень магнитной текстуры. Выход значений полей эа укаэанный верхний предел становится нецелесообразным, потому что насыщение данного класса материалов даже без нагрева происходит в полях порядка 60 кЭ. Магнитные свойства образцов прошедших термомагнитную обработку и режимы обработки сплавов представлены в таблице. Например, для сплава Н1 (см, табл.1) о режим Тнач.охлажд, = 350 С; Чохлажд. -15 С/мин; Н - 0,05 кЭ приводит к следующим свойствам: Вч - 7,5 кГс, 1Н = 6,8 кЭ, а режим Тнач.олажд. = 460 С; Чохлажд. -20 С/мин; Н = 70 кЭ приводит к следующим свойствам: Вч = 11,0 кГс I Но = 16,3 кЭ. Изобретение иллюстрируется примерами, приведенными в таблице. Сплавы получали методом спиннингоеания расплава на вращающемся дискекристаллизаторе в атмосфере инертного газа гелия. Иэмельчение сплава проводили е планетарной или вибрационной шаровой мельнице. Компактироеанный материал без связки получали путем изостатического прессования при комнатной температуре. В качестве связки использовались металлические порошки. Композиционный материал со связкой получали смешиванием в вибрационном смесителе типа "Турбула" с последующим изостатическим прессованием при комнатной температуре. Термомагнитную обработку полученных компактированных заготовок проводиApI в устройстве для термомагнитной обработки постоянных магнитов. Магнитные измерения проводили на высокотемпературном вибромагнетометре в диапазоне температур от 20 до 800 С в полях ": 30 кЭ. Точность измерений остаточной индукции и коэрцитивной силы составляла 3 . Калориметрические исследования быстрозакаленных сплавов проводили методом ДТА на установке ТС-3000РН и методом ДСК на установке ДСК-111 в диапазоне температур от 20 до 800" С. Точное гь измерений составляла 2 % . 2000352 Продолжение таблицы Магнитные свойства мате иалов после ТМО по ежим au, ox .-400 С Ч .=20 С/мин Н=зо кэ Чо л -30 С/мин пlп Н 60кЭ Н=1,0 кЭ Н 30 кЭ Н-0.1 кЭ Н, кЭ Br кГс iHc, кЭ Br, кГс 1Нс, кЭ Вг, кГс Br, кГс Н, кЭ Br, кГс IHc, кЭ Н1 Н2 НЗ 15,3 11,1 10,2 13,2 11,0 16,1 10,0 17,8 105 178 16,2 10,9 9,4 15,1 18,0 17,5 17,3 9,0 10,9 17,0 18,1 9.2 16.8 10,0 16.3 9,9 16,4 17,9 9,9 16,5 18,0 16,1 17;6 9,4 15,7 8.9 8,9 8,4 17,6 17,4 9,0 17,7 8,7 17,0 17,0 8,7 16,2 9,0 16,3 17.6 17.9 8,9 8.9 16,3 17,5 16,0 15,3 17,5 16,9 7,9 8,8 8,9 17,3 8,7 7,4 176 17,9 7,7 П р и м е ч а н и е: Н вЂ” быстрозакаленный сплав; С вЂ” компактированный материал; К вЂ” композиционный компактированный материал; Из таблицы следует, что использование предложенного способа термомагнитной обработки постоянных магнитов приводит к созданию анизотропной текстуры в матери- . але с высокими значениями остаточной ин- 5 дукции, Формула изобретения Способ термомагнитной обработки быстрозакаленных материалов на основе сое9,8 9,5 9,7 9,6 8,6 8,7 8,5 8,2 8,4 С1 С2 СЗ К1 К2 К2 динений редкоземельных металлов с переходными металлами и бором. включающий нагрев и приложение постоянного магнитного поля, отличающийся тем, что нагрев ведут до температуры выше температуры Кюри на 50-100 С, в приложение постоянного магнитно ъ поля напряженностью 0,1-60 кЭ ведут при охлаждении со скоростью не менее 20 С/мин.
