CS200342B1

CS200342B1 - Method of making the magnetically soft iron bodies by the processes of the powder metallurgy

Info

Publication number: CS200342B1
Application number: CS553677A
Authority: CS
Inventors: Andrej Salak; Ladislav Bohus
Original assignee: Andrej Salak; Ladislav Bohus
Priority date: 1977-08-23
Filing date: 1977-08-23
Publication date: 1980-09-15

Description

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSVEDČENIU ČESKOSLOVENSKASOCIALISTICKÁREPUBLIKA( 19 )

(23) \ vstavuá prioritu Přihlášen.· 23 08 77(2I>PV 5536 - 77 200 342 (II) (Bl) (51) lni. Cl? B 22 P 3/16

ÚŘAD PRO VYNÁLEZY

A OBJEVY (•Ul) Zvrrrjnrné 31 12 79(t.”>) \ \ duné 30 11 83 (75)

\tiior whúIpzu ŠALAK Al.DRKJ ing. CSc., KObIC.E

BOHUŠ LADISLAV ing., DOLNÝ KUBÍN (51)

Spósob výroby magneticky měkkých železných telies postupmi práěkovej metalurgie

Vynález sa týká spósobu výroby magneticky mákkých železných telies postupmi přál kovejmetalurgie, při ktorých sa vyžaduje najma vysoká indukcia, a ktoré sú vhodné pře použitiepri magnetizácii Jednosměrným i striedavým prádom. V prářkovej metalurgii Je známých viacero postupov pre výrobu magneticky makkých pred-metou. Ich podstatou Je, že k práškovému železu, v každom případe vždy Jedného druhu, kto-rého velkosl častíc Je obmedzená iba hornou hranicou, sa pridávaju aj dalfie prvky a takátoprášková zmes sa lisuje a speká na tvarové telesá. Tak sa používá práškové železo s velkos-tou častíc menřou ako 0,16 mmalebo s menřou ako 0,10 mm, zriedkevo s velkostou castic mensouako 0,063 mm. Ako přísada sa najčastejšie přidává fosfor k práškovému železu v množstveasi do 1,5 % hmotnostných, křemík, pokial sa kladie d3raz tj na zníženie měrných strát, aniekedy aj 1,5 až 2,5 % hmotnostných médi. Lisovanie tvarových telies sa robí obvykle tlak-mi 490 až 981 MPa v snahe dosiahnúl hustotu výliskov, ktoré sa potom spekajá obvykle priteplotách okolo 1250 °C alebo vo vakuu aj pri teplote 1300 °C, aby telesá dosiahli optimál-ně magnetické vlastnosti. V záujme dosiahnutia vysokej hustoty výliskou, často sa používáaj technika dvojitého alebo viacekrát opakovaného lisovania a spekania s medzižíhaním pokaždom lisovaní. Po takomto spracovaní telesá s pórovito»%ou iba 6 až 8 % objemových dosa-hujú pri zkúřkach magnetizácie jednosměrným prúdom 100 A/cm magnetická indukciu 1,25 až 1,3 T a pri magnetizácii striedavým prúdom 50 Hz magnetická indukciu 1,15 až 1,2 T. 200 342 200 342 2

Hedostatko doterajších postuftpv výroby magneticky makkých železných teliee postupmipráškovej metalurgie je predovšetkým poměrně nízká hodnota magnetickej indukcie, ktorá aanimi dosahuje, čo bráni zvyšovaniu výkonu a oatatných technických parametrov elektrotech-nických výrobkov a zariadení, v ktorých aa takéto telesá a výhodou používajú, alebo by aamohli používal·. Je to sposobené jednak použitím uvedeného granulometrlckého zloženia práš-kového železa, ktoré nezalež je doaiahnutie optimélnej lisovatelnoeti a vlastností štruktú-ry teleaa po apekaní nevyhnutných pre vysoké magnetické vlastnosti, jednak prídavkom uve-dených legúr, ktorých úlohou je často iba prispiel· k aktivaci! procesu spekania vytvořenímkvapalnej fázy. Přitom, ako aa často ukazuje, prídavok spomínaných legúr móže mal· priamovačší zhoršující vplyv na magnetické vlastnosti, než je ich kladný vplyv na tieto vlast-nosti cestou zvýšenia hustoty výliskov a změny řtruktúry materiálu. Ďalšou nevýhodou tých-to postupov je, že každý prídavok dolšieho prvku k práškovému železu zvyšuje spotřebu mate-riálu a výrobní náklady, pričom pre dosahovanie požadovaných vyšších hodnot indukcie je ne-vyhnutné spekanie telles obvykle pri teplotách nad 1200 °C, čo zvyšuje nároky na technickázariadenia i spotřebu elektrickéj energie.

Vyšřie uvedené nevýhody nemá spósob magneticky makkých železných telies, ktoré aa vy-rábajú postupmi práškovej metalurgie podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že sapoužije práškové železo s velkoalou čaetíc vybraných frakcií, ku ktorému sa přidá kysličníkželeza a z tejto práškovej zmesi aa vylisuje pórovité tvarové telesá, ktoré aa potom speka-jú, opakované deformujú a tepelne spracujú. Přitom sa použije práškové železo, ktoréhohmotnostný podiel častíc a velkoslou 0,1 až 0,20 mm tvoří 60 až 90 %, podiel Častíc s vel-koslou menšou ako 0,1 mm 10 až 20 % a zvyŠok do 100 % tvoria částice a velkoslou nad 0^20mm. Použitím práškového železa uvedeného granulometrlckého zloženia sa zvyšuje jeho lisova-telnosl· a pri spekaní sa dosahuje rovnoměrná a vačšia velkosl· zrna materiálu, čo prispievak zvýšeniu magnetických druhov práškového železa. K práškovému železu sa přidá ako aktivá-tor spekania kysličník železa a výhodou v množatve 0,5 až 5 % hmotnostných, ktorý má sypnúhustotu 0,5 až 1,8 g.cm-^ a velkosl· častíc menšiu ako 0,04 mm. Přitom to m6že byl· kyslič-ník železa, ktorý vzniká pri tepelnom rozklade chloridu železnatého alebo heptahydrátu sí-ranu železnatého alebo oxidáoiou za tepla spracovávaných ocelových pásov. Prášková zmes salisuje v uzavretých zápustkách tlakom 392 až 765 líPa a potom sa výlisky spekajú pri teplo-ta 1050 až 1200 °C po dobu 1 až 5 h, alebo sa spekajú stupňovité, a to najprv pri teplote600 až 1000 °C po dobu 1 až 2 h a potom pri teplote 1050 až 1200 °C po dobu 2 až 4 h. Pospekaní sa telesá deformujú za studená kalibrováním pre zvýšenie přesnosti rozmerov a hus-toty výliskov, alebo sa deformujú za tepla s výhodou kováním ták, aby telesá dosiahli hus-totu aspoň 7,5 g.cm’\ V prípadoch vyžadujúcich odstránenie spevnenia telies, ku ktorémudošlo pri predchádzajúcej deformácii, tieto sa tepelne spracujú s výhodou žíháním pri tep-lote 650 až 1100 °C po dobu 0,5 až 2 h. Příklad 1 Připraví sa mechanické práškové železo, u ktorého částice s velkoslou 0,1 až 0,16 mmtvoria 60 % hmotnostných, částice s velkoslou menšou eko 0,1 mm tvoři.. 10ř a částice vač-šie eko 0,16 mm taktiež 10 % hmotnostných, ku ktorému sa přidá i 1 í hmotnostné kysličníka

Claims

3 200 342 železitého s velkoslou Častíc menřou ako 0,04 mm so sypnou hustotou 1,5 g.crn”^ a 1 % ·hmotnostně stearenu zinočnatého ako mazadlo. Po dókladnom premieřjní z tejto prářkovejzmesi sa vylisujú tvarové telesá tlakom 490 až 687 MPa, ktoré sa potom spekajú v štiepe-nom čpavku pri teplote 1100 °C po dobu 4 h. Skúčobné vzorky vyrobené z týchto telies malí O hustotu 6,9 až 7,2 g.cm J a v tomto stave dosiahli magnetické indúkciu 1,4 až 1,52 T primagnetizácii jednosměrným prúdom 100 A/cm a medzu pevnosti-190 až 250 MPa. Příklad 2 2 prářkovej zmeai ako v příklade 1 sa vylisujú tlakom 294 až 490 MPa tvarové telesá,ktoré sa spekajú pri teplote 1100 °C po dobu 2 h v řtiepenom čpavku. Po opátovnom ohřeve pri teplote 1100 °C po dobu 15 min v redukčněj plynnéj atmosféře, telesá sa podrobia de- * z z * ·» *5 formaci! za tepla kováním v uzavretej 2apustke, pricom dosiahnu hustotu aspoň 7,5 g.cm ,V tomto stave meranim na skúřobných vzorkách sa dosiahla magnetická indukcia 1,7 T primagnetizácii jednosměrným prúdom 100 A/cm a medza pevnosti 380 MPa, Spósobom pódia vynálezu sa dosiahne predovšetkým zvýřenie hodnót magnetickej induk-cie železných telies vyráběných práškovou metalurgiou s vylúčením dalších prvkov, a topredovšetkým iba technikou jednoduchého llsovanla a spekania i pri použití nižších liso-vacích tlekov. Podobné k význačnému zvýšeniu magnetickej indukcie dochádze aj pri tele-sách vyráběných sp3sobom podlá vynálezu, ktoré sa po spekaní podrobia deformácii ža teplakováním, čím sa prevyšujú aj vlastnosti telies kovaných z kompaktnvch ocelí. Spósob podlá vynálezu je možné úspěšně uplatnit napr. vo výrobě pólových nástavcovdynám, řtartérov a alternátorov. PREDMKT VYNÁLE2U

1. Spósob výroby magneticky makkých železných telies postupmi prářkovej metalurgie z práš-kového železa obsahujúceho připadne fosfor vyznačujúci sa tým, že sa použije práškovéželezo, ku ktorému sa přidá kysličník železa a z tejto prářkovej zmesi sa vylisujú pó-rovité tvarové telesá, ktoré sa potom spekajú, opakované deformujú a tepelne spracujú.
2. Spósob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že s výhodou sa použije zmes aspoň dvoch druhovpráškového železa.
3. Spósob podlá bodu 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že v prářkovom železe podiel častíc s vel-koslou 0,1 až 0,20 mm tvoří 60 až 90 %, podiel častíc s velkoslou menřou ako 0,1 mm 10až 20 % a zvyřok do 100 % hmotnostných tvoria částice vačšie ako 0,20 mm.
4. Spósob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že sa přidá kysličník železe so sypnou hustotouv rozsahu 0,5 až 1,8 g.cm-^ a s velkoslou častíc menřou ako 0,04 mm.
5. Spósob podlá bodu 1 a 4, vyznačujúci sa tým, že kysličník železa sa přidá s výhodou vmnožstve 0,5 až 5 % hmotnostných.
6. Spósob podle bodu 1,4 a 5, vyznačujúci sa tým, že sa s výhodou použije kysličník železa,ktorý vzniká tepelným rozkladom chloridu železnatého alebo heptahydrátu síranu železna-tého alebo oxidáciou za tepla spracovaných ocelových pásov.
7. Spósob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že tvarové telesá sa lisujú z prářkovej zmesitlakom 392 až 785 MPa. 200 342 4
8. SpSsob podlá bodu 1 a 7, vyznačující sa tým, že tvarové pórovité teleeá sa spekajú priteplota 1050 až 1200 °C po dobu 1 až 5 h.
9. Spóeob podlá bodu 1 a 7, vyznaČujúci aa tým, že tvarové pórovité teleeá sa spekajú stup ňovite, najprv s výhodou pri teplote 800 a 1000 °C po dobu 1 až 2 h a potom pri teplote1050 až 1200 °C po dobu 2 až 4 h.
10. SpSsob podlá bodu 1, 8 a 9, vyznaČujúci sa tým, že opékané pórovité tvarové telesé sa podrobia deformácii s výhodou kalibrováním za studená.
11. Spísob podlá bodu 1, 8 a 9, vyznaČujúci sa tým, že epekané pórovité tvarové telesá sa podrobia deformácii za tepla, s výhodou kováním tak, aby telesá dosiahli hustotu aspoň 7,5 g.cm"\
12. SpSsob podlá bodu 1 a 11, vyznaČujúci sa tým, že telesá sa tepelne spracujú s výhodoužihaním pri teplote 650 až 1100 °C po dobu 0,5 až 2 h. Tz 66 - 5-7771 - 82 Cena 2,40 Kčs