Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес.%
Владельцы патента RU 2557852:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) (RU)
Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт, используемых при производстве постоянных магнитов. Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес. % включает гомогенизацию, закалку, термомагнитную обработку с последующим многоступенчатым отпуском, при этом отпуск на последней ступени проводят при температуре 420°С. Повышаются значения магнитных гистерезисных свойств, в том числе коэрцитивной силы HcB и максимального энергетического произведения (ВН)макс. 1 табл.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к технологии термической обработки магнитотвердых сплавов (МТС) системы железо-хром-кобальт, используемых при производстве постоянных магнитов.
Известны разнообразные способы термической обработки FeCrCo МТС, включающих в себя в качестве главных операций термомагнитную обработку в температурном интервале 610-670°С и вторичное старение (отпуск) без магнитного поля в температурном интервале 620-500°С. В авторских свидетельствах СССР №№580230, 665494, 692869, 1272710 и др. указывается в качестве окончательной температуры ступенчатых отпусков температура 540°С. Термическая обработка в вышеуказанных авторских свидетельствах относится, как правило, к FeCrCo МТС с содержанием кобальта 15 вес. % и выше.
Практика промышленного производства МТС системы Fe-Cr-Co, как правило, ограничивается, производством FeCrCo сплавов с содержанием 12-15 вес. % кобальта и выше, т.к. FeCrCo МТС с низким содержанием кобальта (менее 10 вес. %), являясь более экономически эффективными, не производятся из-за низких значений коэрцитивной силы.
Наиболее близкими к описываемому изобретении по технической сущности и достигаемому результату являются способы термической обработки магнитов из магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с низким содержанием кобальта (3-14,9 вес. %), включающие гомогенизацию, закалку, термомагнитную обработку и многоступенчатые отпуски, патента США №4194932 от 25.03.1990 г. "Fe/Cr/Co permanent magnetic alloys and method of production thereof" фирмы Hitachi Metals (Япония). В этом патенте указывается, что конечной температурой этапа старения (последней ступени отпуска) после проведения термомагнитной обработки этих сплавов являются температуры 520 и 500°С.
Недостатком этого патента является то, что в нем ничего не говорится об изменении магнитных гистерезисных свойств при отпусках при более низких температурах, чем указано в патенте.
Задачей, на решение которой направлено изобретение, является создание способа термической обработки МТС системы Fe-Cr-Co с низким содержанием кобальта. Техническим результатом являются повышенные значения магнитных гистерезисных свойств, в том числе коэрцитивной силы HcB и максимального энергетического произведения (ВН)макс.
Технический результат достигается тем, что в способе термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес. %, включающем гомогенизацию, закалку, проведение термомагнитной обработки и многоступенчатый отпуск, согласно изобретению последняя ступень отпуска проводится при температуре 420°С.
Результаты термической обработки двух FeCrCo магнитотвердых сплавов Fe-30Cr-8Co-2Mo и Fe-30Cr-8Co-1Si показывают, что для этих сплавов рост магнитных гистерезисных свойств продолжает расти при проведении ступенчатых отпусков при более низких температурах вплоть до 420°С, о чем свидетельствуют данные таблицы 1. Обработку и измерение магнитных гистерезисных свойств проводили на порошковых образцах цилиндрической формы диаметром 12 мм и высотой 20 мм после спекания в вакууме при 1420°С в течение 2,5 часов и гомогенизации на воздухе при 1300°С в течение 1 часа.
Анализ данных таблицы 1 показывает, что величина остаточной индукции Br обоих сплавов формируется на первом этапе термомагнитной обработки и остается практически постоянной при последующих ступенях отпуска (старения), тогда как коэрцитивная сила HcB для первого сплава после старения при 420°С возрастает на ~10% и на ~9% для второго сплава (величина (ВН)макс при этом возрастает на 10,6 и 10,4% соответственно).
Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес. %, включающий гомогенизацию, закалку, термомагнитную обработку с последующим многоступенчатым отпуском, отличающийся тем, что отпуск на последней ступени проводят при температуре 420°С.
