Способ термомагнитной обработки тороидальных сердечников из аморфных магнитно-мягких сплавов

 

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу термообработки магнитомягких материалов. Формирование свойств сердечников достигается тем, что магнитное поле при термообработке создается постоянными магнитами, прикладывается к сердечнику со стороны его оснований и действует только в плоскости ленты. Предлагается приложение магнитных полей следующих направлений: встречное для преобладающей ориентации доменов в продольном направлении (вдоль средней линии сердечника) - приложением определенного числа одноименных полюсов постоянных магнитов к основаниям сердечников; согласное для преобразующей ориентации доменов в поперечном направлении - приложением какого-либо числа разноименных полюсов постоянных магнитов к основаниям сердечника; согласное для преобладающей ориентации доменов в продольном направлении - приложением разноименных полюсов постоянных магнитов к какому - либо основанию сердечника; согласное или встречное, направленное под углом 45° к средней линии сердечника для варьирования его свойств. Использование предлагаемого способа позволяет сделать процесс термообработки непрерывным не только при термомагнитной обработке в поперечном магнитном поле, но и в продольном. При этом обеспечивается возможность регулирования магнитной проницаемости за счет изменения угла наклона магнитного потока. 6 з.п. ф-лы, 19 ил.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу термообработки магнитомягких материалов.

В металлургии известны способы термообработки аморфных магнитомягких сплавов [1, 2], заключающийся в нагревании их до определенной температуры, не превышающей температуры кристаллизации, и охлаждении с регулируемой скоростью. Способ [1] заключается в нагревании до температуры, лежащей в диапазоне, ограниченном точкой Кюри и температурой кристаллизации, выдержке при этой температуре и охлаждении с регулируемой скоростью.

Недостатком этого способа является отсутствие магнитного поля при термообработке тороидальных сердечников, позволяющих регулировать их магнитную проницаемость.

Способ [2] также заключается в нагревании и охлаждении тороидальных сердечников с определенными скоростями с наложением на термообрабатываемые сердечники магнитного поля, которое направлено или вдоль, или поперек длины ленты, из которой навит тороидальный сердечник.

Недостатки способа - отсутствие выдержки, необходимой для релаксации напряжений, созданных при навивании тороидальных сердечников, приведет к снижению их магнитной проницаемости; при использовании одного из двух взаимно перпендикулярных магнитных полей, накладываемых на тороидальный сердечник при термообработке, позволит получить крайние значения магнитной проницаемости: максимальное - при наложении магнитного поля, действующего вдоль ленты, и минимальное - при наложении поперечного к длине ленты магнитного поля.

Наиболее близким техническим решением является способ термомагнитной обработки сердечников из аморфных магнитомягких сплавов [3], заключающийся в нагревании их до температуры, лежащей между точкой Кюри и температурой кристаллизации, выдержке при этой температуре и охлаждении с регулируемой скоростью в продольном магнитном поле.

Данное техническое решение также имеет существенный недостаток, заключающийся в невозможности при термообработке в магнитном поле получить широкий диапазон величин магнитной проницаемости тороидальных сердечников из аморфных магнитомягких сплавов.

Целью изобретения является обеспечение возможности регулирования магнитной проницаемости в сердечнике за счет изменения угла наклона магнитного потока.

Цель достигается тем, что при термообработке магнитный поток, созданный приложенными к основаниям сердечника постоянными магнитами, пронизывает сердечник под разными углами к его средней линии в зависимости от того или иного варианта постоянных магнитов к его основаниям. Для регулирования магнитной проницаемости в широком диапазоне предлагаются следующие варианты приложения постоянных магнитов к основаниям тороидального сердечника для преобладающей ориентации доменов в них в процессе термообработки: для направления магнитного потока вдоль длины ленты, из которой навит сердечник, производят приложение к одному из его оснований разноименных полюсов магнитов при поочередном их расположении вдоль средней линии сердечника (фиг. 4); для направления магнитного потока вдоль длины ленты, из которой навит сердечник, производят приложение определенного количества одноименных полюсов постоянных магнитов к основаниям сердечников, причем полюсы постоянных магнитов ориентированы друг против друга (количество постоянных магнитов, примыкающих к какому-либо основанию сердечника может изменяться от трех до восьми в зависимости от типономинала сердечника и свойств, которые он должен иметь после термообработки) (фиг. 1); для направления магнитного потока под углом к направлению длины ленты, из которой навит сердечник, производят сдвигом на 45^о постоянных магнитов, примыкающих к какому-либо основанию сердечника, относительно магнитов той же полярности, примыкающих к другому его основанию (фиг. 2); также для направления магнитного потока под углом к направлению длины ленты, из которой навит сердечник, производят сдвигом на 45^о относительно постоянных магнитов противоположной полярности, примыкающих к другому его основанию (фиг. 3); для направления магнитного потока вдоль длины ленты, из которой навит сердечник, производят приложение к основаниям сердечника следующих друг за другом вдоль его средней линии разноименных полюсов постоянных магнитов, причем напротив друг друга должны быть расположены одноименные полюсы магнитов (фиг. 5); для направления магнитного потока поперек длины ленты производят приложение к основаниям сердечника следующих друг за другом вдоль его средней линии разноименных полюсов магнитов, причем напротив друг друга должны быть расположены разноименные полюсы магнитов (фиг. 6).

Выбор какого-либо варианта расположения постоянных магнитов вдоль средней линии сердечника при термомагнитной обработке позволяет изменять степень наклона петли перемагничивания, т.е. величину магнитной проницаемости его сплава (фиг. 7-18).

Вышеуказанные варианты приложения постоянных магнитов при термомагнитной обработке позволяют так ориентировать домены в аморфном магнитомягком сплаве ленты, из которой навит сердечник, в плоскости ленты вдоль его средней линии, поперек или под углом к ней, что позволяет получить необходимую величину магнитной проницаемости тороидального сердечника в процессе его термомагнитной обработки.

На фиг. 1-6 дают представление о вариантах постоянных магнитов для создания продольного (фиг. 1, 4 и 5), поперечного (фиг. 6) и действующего под углом к средней линии сердечников (фиг. 2 и 3) магнитного потока при термообработке; на фиг. 7-9 - петли перемагничивания сердечников ОЛ12/20-6 из сплава 7421 ТУ 14-1-3954-85, термообработанных по вариантам приложения магнитов, представленным соответственно на фиг. 1, 2 и 3; на фиг. 10-13 - петли перемеганичивания сердечника ОЛ10/16-3 из сплава АМАГ-183 ЯеО.021.180. ТУ, термообработанных по вариантам приложения магнитов, представленным соответственно на фиг. 1, 2, 4 и 5; на фиг. 14-16 - петли перемагничивания сердечников ОЛ12/20-5 из сплава 9КСР ТУ14-1-3954-85, термообработанных по вариантам приложения магнитов, представленными соответственно на фиг. 1, 4 и 5; на фиг. 17-19 - петли перемагничивания сердечников ОЛ12/20-6 из сплава 7421, термообработанных по вариантам приложения магнитов, представленным соответственно на фиг. 4, 5 и 6, причем на фиг. 19 представлены петли перемагничивания по варианту приложения магнитов на фиг. 6 без предварительного воздействия переменного магнитного поля (кривая 1 и с предварительным воздействием переменного магнитного поля, изменяющегося с частотой 50 Гц, кривая 2).

Предлагаемый способ термомагнитной обработки реализован на сердечниках из аморфных магнитомягких сплавов: АМАГ-183, 7421 и 9КСР.

Термообработка, заключающаяся в нагревании, выдержке для снятия напряжений и охлаждений, производилась при пронизывании сердечника одним из вышеуказанных магнитных потоков: продольного, получаемого при расположении постоянных магнитов согласно фиг. 1, 4 и 5; поперечного, получаемого при расположении постоянных магнитов согласно фиг. 6, и направленного под углом к средней линии сердечника, получаемого при расположении магнитов согласно фиг. 2 и 3. Конечная температура нагревания определялась точкой Кюри, температурой кристаллизации сплавов и способностью аморфных магнитомягких сплавов к релаксации напряжений, созданных при навивании сердечника. Так, режим термообработки сплавов 7421 и АМАГ-183 следующий: нагревание до 400^оС со средней скоростью 5^оС/мин, выдержка при этой температуре в течение 20 мин и охлаждение со средней скоростью 6^оС/мин. Режим термообработки сплава 9КС отличался от режима термообработки сплавов 7421 и АМАГ-183 тем, что конечная температура была увеличена до 450^оС, а время выдержки было уменьшено до 10 мин.

Использование предлагаемого способа термообработки позволит процесс термомагнитной обработки сделать непрерывным при термообработке не только в поперечном магнитом поле, но и в продольном, что позволит автоматизировать процесс термомагнитной обработки аморфных магнитомягких сплавов.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТКИ ТОРОИДАЛЬНЫХ СЕРДЕЧНИКОВ ИЗ АМОРФНЫХ МАГНИТНО-МЯГКИХ СПЛАВОВ, включающий нагрев до температуры в интервале между точкой Кюри и температурой кристаллизации, выдержку при этой температуре и охлаждение в магнитном поле, отличающийся тем, что все операции проводят с наложением магнитного поля, которое создается прикладыванием постоянных магнитов по крайней мере к одному основанию сердечника вдоль его средней линии.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полярность постоянных магнитов, приложенных к одному из оснований сердечника, чередуется.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты, приложенные к основаниям сердечника, имеют одинаковую полярность и ориентированы друг против друга.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты, приложенные к основаниям сердечника, имеют одинаковую полярность и расположены таким образом, что обеспечивается сдвиг между магнитами, примыкающими к противоположным основаниям, на угол в 45^o.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты, приложенные к противоположным основаниям сердечника, имеют противоположную полярность и расположены со сдвигом на угол 45^o.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты, приложенные к основаниям сердечника, имеют чередующуюся полярность и расположены друг против друга одинаковыми полюсами.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что постоянные магниты, приложенные к основаниям сердечника, имеют чередующуюся полярность и расположены друг против друга противоположными полюсами.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19