CS200342B1

CS200342B1 - Spósob výroby magneticky měkkých železných telies postupmi práěkovej metalurgie

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

Spósob výroby magneticky měkkých železných telies postupmi práěkovej metalurgie

Vynález sa týká spósobu výroby magneticky mákkých železných telies postupmi práč kovej metalurgie, při ktorých aa vyžaduje najma vysoká indukcia, a ktoré sú vhodné pře použitie pri magnetizácii jednosměrným i striedavým prúdom.

V práěkovej metalurgii je známých viacero postupov pre výrobu magneticky makkých predmetou. Ich podstatou je, že k práškovému železu, v každom případe vždy jedného druhu, ktorého velkosl častíc je obmedzená iba hornou hranieou, sa přidáváju aj dalfie prvky a takáto prášková zmes sa lisuje a speká na tvarové telesá. T_ak sa používá práškové železo s velkosťou častíc menšou ako 0,16 mmalebo s menšou ako 0,10 mm, zriedkevo s velkosťou castic mensou ako 0,063 mm. Ako přísada sa najčastejšie přidává fosfor k práškovému železu v množstve asi do 1,5 % hmotnostných, křemík, pokial sa kladie dóraz cj na zníženie měrných strát, a niekedy aj 1,5 až 2,5 % hmotnostných médi. Lisovanie tvarových telies sa robí obvykle tlakmi 490 až 981 MPa v snahe dosiahnúť hustotu výliskov, ktoré sa potom spekajú obvykle pri teplotách okolo 1250 °C alebo vo vakuu aj pri teplote 1300 °C, aby telesá dosiahli optimálně magnetické vlastnosti. V zaujme dosiahnutia vysokej hustoty výliskou, často sa používá aj technika dvojitého alebo viacekrát opakovaného lisovania a spekania s medzižíhaním po každom lisovaní. Po takomto spracovaní telesá s pórovitoxťou iba 6 až 8 % objemových dosahujú 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

Nedostatko doterajších postuftpv výroby magneticky makkých železných teliee poetupmi práškovej metalurgie je predovšetkým poměrně nízká hodnota magnetickej indukcie, ktorá ea nimi dosahuje, So bráni zvyšovaniu výkonu a ostatných technických parametrov elektrotechnických výrobkov a zariadení, v ktorých sa takéto telesá s výhodou používajú, alebo by sa mohli používal·. Je to spoeobené jednak použitím uvedeného granulometrického zloženia práškového železa, ktoré nezale^je doeiahnutie optimálnej llaovatelnoeti a vlastností štruktúry telesa po apekaní nevyhnutných pre vysoké magnetické vlastnosti, jednak prídavkom uvedených legúr, ktorých úlohou je často iba prispiel· k aktivácii procesu spekania vytvořením kvopalnej fázy. Přitom, ako sa často ukazuje, prídavok spomínaných legúr móže mal· priamo vačší zhoršující vplyv na magnetické vlastnosti, než je ich kladný vplyv na tieto vlastnosti cestou zvýšenia hustoty výliskov a změny štruktúry materiálu. Ďalšou nevýhodou týchto poetupov Je, že každý prídavok dolšieho prvku k práškovému železu zvyšuje spotřebu materiálu a výrobní náklady, pričom pre dosahovanle požadovaných vyšších hodnot indukcie je nevyhnutné spekanie telies obvykle pri teplotách nad 1200 °C, čo zvyšuje nároky na technická zariadenia i spotřebu elektrickéJ energie.

Vyššie uvedené nevýhody nemá spósob magneticky makkých železných telies, ktoré sa vyrábajú postupml práškovej metalurgie podlá vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že sa použije práškové železo s velkoslou častíc vybraných frakcií, ku ktorému sa přidá kysličník železa a z tejto práškovej zmesi sa vylisuje pórovité tvarové telesá, ktoré sa potom spekajú, opakované deformujú a tepelne spracujú. Přitom aa použije práškové železo, ktorého hmotnostný podiel častíc s velkoslou 0,1 až 0,20 mm tvoří 60 až 90 %, podiel Častíc s velkoslou menšou ako 0,1 mm 10 až 20 % a zvyŠok do 100 % tvoria částice s velkoslou nad 0^20 mm. Použitím práškového železa uvedeného granulometrického zloženia ea zvyšuje jeho lisovatelnosl· a pri spekaní sa dosahuj, rovnoměrná a vačšia velkosl· zrna materiálu, čo prispieva k zvýšeniu magnetických druhov práškového železa. K práškovému železu sa přidá ako aktivátor spekania kysličník železa s výhodou v množstve 0,5 až 5 % hmotnostných, ktorý má sypnú hustotu 0,5 až 1,8 g.om^-^ a velkosl· častíc menšiu ako 0,04 mm. Přitom to móže byl· kysličník železa, ktorý vzniká pri tepelnom rozklade chloridu železnatého alebo heptahydrátu síranu železnatého alebo oxidáolou za tepla spracovávanýoh ocelových pásov. Prášková zmes sa lisuje v uzavretých zápustkách tlakom 392 až 765 MPa a potom sa výlisky spekajú pri teplote 1050 až 1200 °C po dobu 1 až 5 h, alebo sa spekajú stupňovité, a to najprv pri teplote 800 až 1000 °C po dobu 1 až 2 h a potom pri teplote 1050 až 1200 °C po dobu 2 až 4 h. Po spekaní sa telesá deformujú za studená kalibrováním pre zvýšenie přesnosti rozmerov a hustoty výliskov, alebo sa deformujú za tepla s výhodou kováním ták, aby telesá dosiahli hustotu aspoň 7,5 g.cm’\ V prípadoch vyžadujúcich odstránenie spevnenia telies, ku ktorému došlo prl predchádzajúcej deformácii, tieto sa tepelne spracujú s výhodou žíháním pri teplote 650 až 1100 °C po dobu 0,5 až 2 h.

Příklad 1

Připraví sa mechanické práškové železo, u ktorého častíce s velkoslou 0,1 ež 0,16 mm tvoria 80 % hmotnostných, částice s velkoslou menšou eko 0,1 mm tvoři.. 10ř a částice vačšie ako 0,16 mm taktiež 10 % hmotnostných, ku ktorému sa přidá i 1 í hmotnostní kysličníka

200 342 železitého s velkoslou Častíc menřou ako 0,04 mm so sypnou hustotou 1,5 g.crn”^ a 1 % · hmotnostně stearanu zinočnatého ako mazadlo. Po dókladnom premieřjní z tejto prářkovej zmesi sa vylisujú tvarové telesá tlakom 490 až 687 MPa, ktoré sa potom spekajú v štiepenom čpavku pri teplote 1100 °C po dobu 4 h. Skúřobné vzorky vyrobené z týchto telies mali

O hustotu 6,9 až 7,2 g.cm ^J a v tomto stave dosiahli magnetické indúkciu 1,4 aě 1,52 T pri magnetizácii jednosměrným prúdom 100 A/cm a medzu pevnosti-190 až 250 MPa. řríklad 2

Z prářkovej zmesi 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* t s * * formaci! za tepla kováním v uzavretej zapustke, pričom dosiahnu hustotu aspoň 7,5 g.cm . V tomto stave meranim na skúřobných vzorkách sa dosiahla magnetická indukcia 1,7 T pri magnetizácii jednosměrným prúdom 100 A/cm a medza pevnosti 380 MPa»

SpSsobom pódia vynálezu sa dosiahne predovšetkým zvýšenie hodnót magnetickej indukcie železných telies vyráběných práškovou metalurgiou s vyléčením dalších prvkov, a to predovšetkým iba technikou jednoduchého llsovanla a spekania i pri použití nižších lisovacích tlekov. Podobné k význačnému zvýšeniu magnetickej indukcie dochádze aj pri telesách vyráběných spSsobom podlá vynálezu, ktoré sa po spekaní podrobia deformácii ža tepla kováním, čím sa prevyšujú aj vlastnosti telies kovaných z kompaktnvch ocelí.

Spósob podlá vynálezu je možné úspěšně uplatnit napr. vo výrobě pólových nástavcov dynam, štartérov a alternátorov.

Claims

PREDMET VYNÁLEZU

1. Spósob výroby magneticky makkých železných telies postupmi prářkovej metalurgie z práškového železa obsahujúceho připadne fosfor vyznačujúci sa tým, že sa použije práškové železo, ku ktorému sa přidá kysličník železa a z tejto prářkovej zmesi sa vylisujú pórovité tvarové teleaá, 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 druhov práškového železa.
3. Spósob podlá bodu 1 a 2, vyznačujúci sa tým, že v prářkovom železe podiel častíc s velkoslou 0,1 až 0,20 mm tvoří 60 až 90 %, podiel častíc s velkoslou menřou ako 0,1 mm 10 až 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 aypnou hustotou v 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 v množstve 0,5 až 5 % hmotnostných.
6. Sposob podle bodu 1,4 a 5, vyznačujúci sa tým, že sa s výhodou použije kysličník železa, ktorý vzniká tepelným rozkladom chloridu železnatého elebo heptahydrátu síranu železnatého alebo oxidáoiou za tepla spracovaných ocelových pásov.
7. Spósob podlá bodu 1, vyznačujúci sa tým, že tvarové telesá sa lisujú z prářkovej zmesi tlakom 392 až 785 MPa.

200 342
8. SpSsob podlá bodu 1 a 7, vyznačující sa tým, že tvarové pórovité telesá sa spekajú pri teploto 1050 až 1200 °C po dobu 1 až 5 h.
9. SpSsob podlá bodu 1 a 7, vyznačujúci sa tým, že tvarové pórovité telesá sa spekajú stup ňovite, najprv s výhodou pri tepiote 800 a 1000 °C po dobu 1 až 2 h a potom pri tepiote 1050 až 1200 °C po dobu 2 až 4 h.
10. SpSsob podlá bodu 1, 8 a 9, vyznačujúci sa tým, že opékané pórovité tvarové teleaé aa podrobia deformácii s výhodou kalibrováním za studená.
11. Spůsob podlá bodu 1, 8 a 9, vyznačujúci sa tým, že epekané pórovité tvarové telesá sa podrobia deformácii za tepla, s výhodou kováním tak, aby teleaá dosiahli hustotu aspoň

7,5 g.cm³.
12. Spósob podlá bodu 1 a 11, vyznačujúci sa tým, že telesá sa tepelne spracujú s výhodou žihaním pri tepiote 650 až 1100 °C po dobu 0,5 až 2 h.