Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов с редкоземельными металлами на основе системы nd-fe-b



Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов с редкоземельными металлами на основе системы nd-fe-b
Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов с редкоземельными металлами на основе системы nd-fe-b

Владельцы патента RU 2690867:

Акционерное общество "Научно-производственное объединение "Магнетон" (RU)

Изобретение относится к производству сплавов для постоянных магнитов, может быть использовано для изготовления высокоэнергетических постоянных магнитов системы (Nd, Pr)-Fe-B. Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов методом кальциетермического восстановления для получения компактных слитков РЗМ при следующем соотношении компонентов, масс., %: фторид редкоземельного металла 70,0-73,0%, кальций металлический 27,0÷30,0%. Cоотношение Pr/ΣR во фториде - 10,0÷75,0%. Состав шихты приводит к сокращению технологического цикла изготовления материала за счет получения редкоземельной композиции нужного состава. 2 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к производству сплавов для постоянных магнитов, может быть использовано для изготовления высокоэнергетических постоянных магнитов системы (Nd, Pr)-Fe-B.

Известен способ получения сплавов редкоземельный металл-железо для постоянных магнитов (SU 1724712, опублик. 07.04.1992), в котором описан состав шихты для получения магнитов, состоящий из фторидов РЗМ, хлорида кальция, металлического железа, стружки кальция.

Недостаток данного способа является наличие празеодима в шихте в качестве нежелательной примеси, которая образуется в результате технологических особенностей передела исходного редкоземельного сырья.

Известна лигатура для получения сплавов для постоянных магнитов (SU 1681559, опублик. 03.01.1994), которая состоит из системы РЗМ-Fe, она дополнительно содержит празеодим при следующем соотношении компонентов, мас. %: неодим 35-85, празеодим 1-25, кальций 0,3-1,5, железо остальное.

Недостатком данного изобретения является не возможность получения высокоэнергетических постоянных магнитов.

Наиболее близкой по технической сущности является шихта для внепечного получения магнитных сплавов с редкоземельными металлами (РЗМ) (SU 1791462, опублик. 30.01.1993 г.), которая состоит из фторида редкоземельного металла, фторида железа, металлического кальция и флюсующей добавки.

Недостатком предложенного состава шихты является то, что наличие празеодима в шихте рассматривалось в качестве нежелательной примеси, которая образуется в результате технологических особенностей передела исходного редкоземельного сырья.

В изобретении достигается технический результат, заключающийся в сокращении технологического цикла изготовления материала за счет получения редкоземельной композиции нужного состава.

Указанный технический результат достигается следующим образом: Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов методом кальциетермического восстановления для получения компактных слитков редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- фторид редкоземельного металла - 70,0-73,0%

- кальций металлический - 27,0÷30,0%,

при этом соотношение Pr/ΣR во фториде - 10,0÷75,0%.

Шихта может быть использована в процессе кальциетермического восстановления и (или) электролитического способа получения металлических РЗМ для последующего производства термостабильных магнитных сплавов на основе системы (Nd, Pr)-Fe-B.

Известно, что для управления магнитными свойствами высокоэнергетических магнитов на основе сплавов системы Nd-Fe-B используется метод легирования, который осуществляется на стадии выплавки сплавов. Одним из способов повышения термической стабильности магнитных характеристик постоянных магнитов (коэрцитивной силы Hc, остаточной индукции Br), работающих при пониженных температурах, является замещение части неодима на празеодим.

В зависимости от интервала рабочих температур эксплуатации постоянных магнитов (Nd, Pr)-Fe-B допускается замещение 10,0-75,0 масс. % неодима на празеодим. Это достигается тем, что на стадии выплавки магнитных сплавов редкоземельный металл используется в виде смеси компактных слитков неодима и празеодима.

Известно также, что празеодим обладает повышенной склонностью к окислению и глубокой коррозии. Это приводит к потерям Pr за счет его неконтролируемого ухода в шлаковую фазу, а получаемый в результате выплавки состав магнитного сплава будет отличаться от заданного состава отличным от требуемого комплекса гистерезисных характеристик. От этого явления можно уйти, если в процессе выплавки использовать компактные слитки редкоземельного металла или лигатуры с заданным соотношением Nd:Pr.

Известны следующие основные способы получения металлических РЗМ для изготовления высокоэнергетических магнитов типа Nd-Fe-B:

- восстановление металлическим кальцием фторидов РЗМ в тиглях из тугоплавких металлов;

- восстановление металлическим кальцием смеси фторидов РЗМ и железа, флюсующей добавки;

- электролитическое восстановление РЗМ из оксидов.

В качестве исходного сырья в производстве редкоземельных металлов используются оксиды, которые получаются в результате гидрометаллургической переработки редкоземельного концентрата, которая характеризуется наличием большого количества ступеней экстракционного передела. При этом предполагается, что в качестве исходного сырья можно использовать промежуточные продукты гидрометаллургического передела с заданным соотношением между неодимом и празеодимом.

Оксиды РЗМ или их смеси могут использоваться в приготовлении фторидов для кальциетермического способа получения компактных слитков чистых РЗМ или лигатур (мастер-сплавов) РЗМ-железо.

Ниже будут приведены примеры использования смеси индивидуальных оксидов Nd и Pr, а также продукты полученные совместным соосаждением.

Пример 1. Проведение кальциетермического восстановления фторидов РЗМ в укрупненном лабораторном масштабе.

Фториды РЗМ получали из металлической смеси оксидов празеодима и неодима или оксида сложного состава (NdxPr1-x)2O3 после операции совместного осаждения путем их взаимодействия с бифторидом аммония HF⋅NH4F. Восстановление фторидов РЗМ проводили в вакуумной индукционной печи в реакционных тиглях из металлического тантала. Шихта состояла из 72,0 масс. % фторида РЗМ и металлического кальция. Восстановление вели по одному режиму: нагрев до 1450°C в течении 30 минут, выдержка при этой температуре в течении 10 минут, слив расплава в медную изложницу и разборка продуктов плавки после охлаждения до температуры не выше 50°C. Выход металла в слиток для всех опытов составлял 93,0-95,6%. Результаты приведены в таблице 1.

Пример 2. Проведение кальциетермического восстановления фторидов РЗМ в укрупненном лабораторном масштабе.

Фториды РЗМ получали из металлической смеси оксидов празеодима и неодима или оксида сложного состава (NdxPr1-х)2O3 после операции совместного осаждения путем их взаимодействия с бифторидом аммония HF⋅NH4F. Восстановление фторидов РЗМ проводили в вакуумной индукционной печи в реакционных тиглях из металлического тантала. Шихта состояла из 70,0 масс. % фторида РЗМ и металлического кальция. Восстановление вели по одному режиму: нагрев до 1450°C в течении 30 минут, выдержка при этой температуре в течении 10 минут, слив расплава в медную изложницу и разборка продуктов плавки после охлаждения до температуры не выше 50°C. Выход металла в слиток для всех опытов составлял 93,0-95,6%. Результаты приведены в таблице 2.

Сравнение данных отчетов, приведенных в примерах 1-2 показывает, в редкоземельном металле в виде компактных слитков индивидуальных РЗМ сохраняют соотношение между неодимом и празеодимом, заложенное в исходном сырье.

Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов методом кальциетермического восстановления для получения компактных слитков редкоземельных металлов при следующем соотношении компонентов, мас.%: фторид редкоземельного металла - 70,0-73,0%, кальций металлический - 27,0÷30,0%, при этом соотношение Pr/ΣR во фториде - 10,0÷75,0%.



 

Похожие патенты:

Предлагается обрабатывающий раствор для получения изоляционного покрытия, при использовании которого может быть получено изоляционное покрытие, обладающее превосходными изолирующими и адгезионными свойствами.

Изобретение относится к листу из текстурированной электротехнической стали. Описан лист из текстурированной электротехнической стали, имеющий покрытие на своей поверхности, причём покрытие имеет комплексный модуль упругости от 60 до 95 ГПа и толщину плёнки 1,0 мкм или более и 3,5 мкм или менее и натяжение, создаваемое покрытием, на листе из текстурированной электротехнической стали составляет 6,0 МПа или более и 18,0 МПа или менее, и покрытие получено из раствора, содержащего по меньшей мере один фосфат, выбранный из фосфатов Mg, Al, Ca и Sr, и содержит 50-150 мас.

Изобретение относится к электротехнике. Технический результат состоит в расширении арсенала технических средств, в возможности идентификации и определения местоположения объектов спрятанных от обзора.

Изобретение относится к электротехническому стальному листу с направленной кристаллизацией, имеющему изоляционное покрытие, и к способу его изготовления. Электротехнический стальной лист имеет изоляционное покрытие, содержащее первый фосфат металла, который является фосфатом одного или более металлов, выбираемых из Al, Fe, Mg, Mn, Ni и Zn, второй фосфат металла, который является фосфатом одного или более металлов, выбираемых из Co, Mo, V, W и Zr, и коллоидный кремнезем.

Изобретение относится к области металлургии. Для улучшения магнитных свойств стального листа способ включает нагрев стального сляба до 1000-1300°C, горячую прокатку сляба, отжиг, однократную или многократную холодную прокатку с промежуточным отжигом, обезуглероживание и отжиг первичной рекристаллизации, нанесение отжигового сепаратора, состоящего из MgO и 2,0 - 15,0 мас.% сульфата магния, отжиг вторичной рекристаллизации, дополнительный выравнивающий отжиг при 830°C или выше в атмосфере с парциальным давлением H2 0,3% или более, при этом получают лист из текстурированной электротехнической стали, содержащей, мас.%: С 0,005 или менее, Si 2,0 - 4,5 и Mn 0,5 или менее, а также Sb и P в соответствующих диапазонах, удовлетворяющих: 0,01≤[Sb]≤0,20 и 0,02≤[P]≤2,0×[Sb], остальное Fe и случайные примеси, причем при возбуждении стального листа до 1,0 Тл при 50 Гц в направлении, поперечном направлению прокатки, намагничивающая сила (TD-H10) и потери в железе (TD-W10) составляют соответственно (TD-H10)≥200 А/м и (TD-W10)≥1,60 Вт/кг.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения электрической изоляции основного металлического материала и придания ему химической и термической стойкости листовое изделие из электротехнической стали с ориентированной структурой содержит слой изолирующего покрытия, наносимый на по меньшей мере одну поверхность данного листового изделия, при этом данное изолирующее покрытие включает матрицу, содержащую фосфат и диоксид кремния.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к изготовлению листа из нетекстурированной Fe-Si стали. Для улучшения магнитных свойств стали способ включает стадии плавления стали, содержащей в мас.%: C ≤ 0,006, 2,0 ≤ Si ≤ 5,0, 0,1 ≤ Al ≤ 3,0, 0,1 ≤ Mn ≤ 3,0, N ≤ 0,006, 0,04 ≤ Sn ≤ 0,2, S ≤ 0,005, P ≤ 0,2, Ti ≤ 0,01, остальное Fe и неизбежные примеси, отливки указанного расплава в сляб, повторного нагрева указанного сляба, горячей прокатки указанного сляба, намотки указанной горячекатаной стали, необязательного отжига горячекатаной стали, холодной прокатки, отжига и охлаждения холоднокатаной стали до комнатной температуры.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к листу электротехнической стали с ориентированной зеренной структурой. Лист имеет следующий химический состав, мас.%: Si: 2,0-5,0, Mn: 0,03-0,12, Cu: 0,10-1,00, Sb или Sn или они оба: 0,000-0,3 в сумме, Cr: 0-0,3, P: 0-0,5, Ni: 0-1, остальное: Fe и примеси, в том числе углерод.

Изобретение относится к магнитореологическим теплоносителям для теплообменных холодильных и кондиционерных установок и систем. Магнитореологический теплоноситель состоит из жидкости, выбранной из спиртов, многоатомных спиртов, воды, их смесей, полиэтилсилоксанов, и микрочастиц интерметаллического магнитострикционного сплава тербия, диспрозия и железа состава: Tb(0,30-0,44) Dy(0,15-0,30) Fe(0,30-0,50) концентрации 0,1-1,6 мас.

Изобретение относится к области металлургии. Для обеспечения превосходных магнитных характеристик листа при одновременном улучшении способности к адгезии первичной пленки осуществляют: процесс нагрева сляба, имеющего заданный химический состав, при температуре T1°C, составляющей 1150-1300°C, выдержку сляба в течение 5 мин - 30 ч, понижение температуры сляба до T2°C, составляющей T1-50°C или ниже, нагрев сляба при температуре T3°C, составляющей 1280-1450°C, и выдержку сляба в течение 5-60 мин, процесс горячей прокатки нагретого сляба, процесс холодной прокатки, процесс промежуточного отжига горячекатаного стального листа по меньшей мере один раз перед процессом холодной прокатки или перед завершающим проходом процесса холодной прокатки после прерывания холодной прокатки, процесс нанесения отжигового сепаратора и процесс нанесения вторичной пленки.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению никеле-титановых сплавов в вакуумных индукционных плавильных печах с холодным тиглем. В способе осуществляют укладку подготовленной шихты, при этом в нижнюю часть тигля укладывают титан около 20% высоты, затем равномерно чередуясь никелевые пластины и титановые таблетки, после заполнения 50% объема шихты между никелевыми пластинами и титановыми таблетками рассыпают порошок легирующих элементов, осуществляют вакуумирование плавильной камеры, плавку проводят в несколько этапов, включающих дегазацию с медленным разогревом шихты и изложницы на малых мощностях 20% от максимальной, затем разогрев шихты с двухступенчатым увеличением мощности сначала до 30-35% и через 3 минуты до 60%, и после экзотермической реакции между титаном и никелем проводят барботаж расплава в течение 3-5 мин путем плавного увеличения мощности до максимальной, сливают расплав при максимальной мощности в изложницу, подогретую до 550-600°С, выдерживают отливку под вакуумом при температуре до 600°С или ниже около 2,5 часов и извлекают заготовку из печи.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к алюминиевым сплавам, которые могут быть использованы, для получения термонагруженных деталей для автомобильной промышленности путем прессования выдавливанием, ковки или литья в многократные формы.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к выплавке многокомпонентных деформируемых латуней, предназначенных для получения литых заготовок, подвергающихся пластической обработке для изготовления деталей, работающих в условиях повышенного триботехнического износа.

Изобретение относится к получению углеграфитового композиционного материала. Способ включает вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки, ее пропитку расплавом матричного сплава алюминия под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава алюминия.

Изобретение относится к получению углеграфитового композиционного материала. Способ включает вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки, ее пропитку в камере пропитки расплавом матричного сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°C выше температуры ликвидус матричного сплава одновременно с расплавом свинца.

Изобретение относится к получению углеграфитового композиционного материала. Способ включает вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки, ее пропитку в камере пропитки расплавом матричного сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°С выше температуры ликвидус матричного сплава одновременно с расплавом свинца.

Изобретение относится к получению углеграфитового композиционного материала. Способ включает вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки, ее пропитку в камере пропитки расплавом матричного сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°С выше температуры ликвидус матричного сплава одновременно с расплавом свинца.

Изобретение относится к получению углеграфитового композиционного материала. Способ включает вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки, ее пропитку расплавом матричного сплава алюминия под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава алюминия.

Изобретение относится к получению углеграфитового композиционного материала. Способ включает вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки, ее пропитку в камере пропитки расплавом матричного сплава под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава свинца в камере давления при нагреве на 100°C выше температуры ликвидус матричного сплава одновременно с расплавом свинца.

Изобретение относится к получению углеграфитового композиционного материала. Способ включает вакуумную дегазацию пористой углеграфитовой заготовки, ее пропитку расплавом матричного сплава свинца под воздействием избыточного давления за счет термического расширения расплава при нагреве выше температуры ликвидус сплава свинца.
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2018-12-13 2019-06-06T23:02:35
Наверх