HUT57286A

HUT57286A - Alloy, permanent magnet and process for producing them

Info

Publication number: HUT57286A
Application number: HU907678A
Authority: HU
Inventors: Philippe Tenaud; Fernand Vial; Masato Sagawa
Original assignee: Aimant Ugimag S A
Priority date: 1989-12-01
Filing date: 1990-11-28
Publication date: 1991-11-28
Also published as: FR2655355B1; FI905921A; EP0432060A1; JPH03180450A; FI905921A0; HU907678D0; IE904321A1; US5123979A; CA2031242A1; FR2655355A1; CZ594990A3

Description

A találmány tárgya ötvözet FeNdB típusú permanens mágnesek előállítására, az ilyen ötvözetekből készült színtereit mágnesek és eljárás a mágnesek előállítására.

Ismeretes, hogy a FeNdB típusú mágnesek igen jó mágneses jellemzőik ellenére csak korlátozottan használhatók a gyakorlatban. Jóllehet koercitív erejük (H_cj), visszamaradó mágnességük (B_r) és fajlagos energiájuk (BH_max) igen jó, magas hőmérsékleti együtthatójuk alkalmazásukat 100 és 150 C° közötti hőmérsékletre korlátozza és további hátrányt jelent alacsony Curie-pontjuk, valamint a korrózióval és oxidációval szembeni gyenge ellenállásuk.

Az ilyen mágnesek koercitív erejének növelését és a hőmérsékleti együttható csökkentését kísérelték meg elérni ritkaföldfém adalékokkal. Ezen belül különösen a neodímium részleges helyettesítését végezték el diszpróziummal. Ilyen megoldásról számol be például az EP-A 0134305 számú szabadalmi leírás. Az elért eredményektől függetlenül hátránya az ilyen megoldásoknak, hogy a diszprózium rendkívül ritka és drága ötvözőelem.

Ugyancsak kísérleteket végeztek alumínium beötvözésével, hogy növeljék a ritkaföldfémekben gazdag fázisok nedvesíthetőségét és a mátrixban történő eloszlása következtében magasabb koercitív erők jelentkezzenek, legalábbis alacsony hőmérsékleteken.

Kísérleteket végeztek réz ötvözéssel is, de ezek a megoldások gyenge metallurgiai és mágneses tulajdonságú anyagokat eredményeztek (lásd CH. Allibert: Concerted European ♦ · · ·

-3Action on Magnets, Elsevier Applied Sciences, London, 1989. 358. oldal).

Kísérleteztek kobalt adagolásával is a vas egy részének helyettesítésére és ennek eredményeképpen emelkedett a Curie-pont hőmérséklete. Ezzel együtt fokozódott a mágneses tulajdonságok stabilitása a hőmérséklet növekedése esetén és javultak a korróziós tulajdonságok is.

Ugyanakkor azonban mindezek a részben kedvező eredmények sem tették lehetővé az ilyen típusú mágnesek gyakorlati alkalmazását magas hőmérsékleten és/vagy agresszív környezetben.

A jelen találmánnyal ezért olyan megoldás kialakítása a célunk, amely lehetővé teszi a FeNdB típusú mágnesek mágneses tulajdonságainak javítását magasabb hőmérsékleten is.

A kitűzött feladatot a találmány szerint olyan ötvözettel oldottuk meg, amelynek összetétele a következő százalékban) :

Ritkaföldfémek (TR)	12 - 18 %
Co	3 - 30 %
B	5,9 - 12 %
V	2 - 10 %

ahol az alumínium tartalom 0,7 és 1,2, a Cu tartalom pedig 0,01 és 0,2 % között van, vagy az alumínium tartalom kisebb, mint 1,2 % és a réz tartalom 0,01 és 0,05 % között van. Az ötvözet maradékban vasat és a szokásos szennyezőket tartalmaz.

Ritkaföldfémeken a jelen leírás keretein belül egy vagy

több olyan elemet értünk, amely a lantadinákhoz tartozik (57 és 71 közötti atomszámmal) és amelyekhez hozzászámítjuk az ittriumot (Z = 39). A ritkaföldfémeket alkalmazhatjuk mischmetál, didimium vagy egyéb elemek keverékeként.

A vanádiumot részben vagy egészen helyettesíthetjük a következő elemek közül eggyel vagy többel, együttesen legfeljebb 6 % mennyiségben: titán, króm, nióbium, molibdén és vanádium.

Ugyancsak helyettesíthető a vanádium legfeljebb 50 %bán eggyel vagy többel a következő elemek közül: cirkónium, hafnium, tantál. Ezen elemek együttes mennyisége nem haladja meg az ötvözet 1-5 %-át.

Az alumínium helyettesíthető részben vagy egészen a következő elemek közül eggyel vagy néhánnyal: szilícium, gallium, mangán, cink, nikkel.

A találmány szerinti ötvözet célszerű ötvözőelem tartományai a következők: ritkaföldfémek 13,6 és 15,5 % között, a vanádium (vagy az ezt helyettesítő elemek) 2,5 és 5 % között, a réz 0,02 és 0,04 % között, alumínium legalább 0,1, célszerűen legalább 0,5 % és a bór tartalmom a hőálló elemek mennyiségével arányosan növekvő mennyiségben. A bór (B) mennyisége a hőálló elemek összességének (Σ) függvényében az 1. ábrán látható sokszögnek megfelelő tartományba esik,

ahol a sokszög A, B,	C, D és E koordinátái a következők:
A: Σ = 6 %	B = 12 %
B: Σ = 10 %	B = 12 %
C: Σ = 4 %	B = 5,9 %

-5D: Σ = 2 % Β = 5,9 %

Ε: Σ = 2 % Β = 8 %

Ritkaföldfémekként célszerűen neodímiumot és/vagy prazeodímiumot alkalmazunk, ahol az utóbbit adott esetben helyettesíthetjük egy vagy néhány elemmel a következők közül: diszprózium, holmium. Ezek együttes mennyisége legfeljebb 5 % lehet.

Az ötvözetben a főbb szennyezőket az alábbi korlátok között kell tartani: oxigén legfeljebb 4 %, nitrogén legfeljebb 4,5 % és karbon legfeljebb 3 %.

Az egyéb szennyezők maximális értékei a következők:

Bi, Ca, Ge, Mg, Sn egyenként legfeljebb 1 %

Cl, F, P, S, Sb minél alacsonyabb, de célszerűen összességében nem haladja meg az 1 %-ot.

Az ily módon előállított mágnes mikrostruktúrája a következő:

- A mágneses szemcsék a TR₂ TM14 B vegyületnek felelnek meg (ahol a TR a ritkaföldfémeket, a TM az átmeneti fémeket, például vasat, kobaltot vagy nikkelt jelent és méretük 1 és 20 yum között van).

- A kötőanyag fázis ritkaföldfémekben gazdag és lehetőleg csekély mennyiségben van jelen, minél finomabb eloszlásban, az alumínium és réz adalékanyag mennyiségével arányosan.

- A hőálló anyagok többségét tartalmazó fázis, amelynek

-6összetétele vagy M2 TM B2 (ahol az M fémet, például vanádiumot vagy molibdént jelent), vagy M TM B (ahol az M nióbium vagy wolfram) , vagy Μ B x, ahol x értéke például 2, a Zr b₂ vegyület esetében. A szövetszerkezetben ezek a fázisok kapcsolják össze a mágneses szemcséket és biztosítják mechanikai kötésüket.

- Adott esetben TR My fázis, különösen ha az ötvözet kobaltot is tartalmaz, ahol y értéke például 2, az Nd(Fe,Co)2 vegyület esetében.

A különböző fázisok aránya a következő lehet:

M_a MT_b B_c2 - 14 %

Ritkaföldfémekben gazdag fázis 3 - 15 %

TR TM₂ 0 - 7 %

TR₂ TM₁₄ B (T_x fázis) 64 - 95 % és adott esetben kis mennyiségű TRi₊£ TM₄ B₄ .

Ha a ritkaföldfémek mennyisége nem éri el a 12 %-ot, a ritkaföldfémekben gazdag fázis mennyisége nem kielégítő, a koercitív erő alacsony [kevesebb, mint 13 kOe (1040 kA/m)]. Ilyenkor nehéz a megfelelő sűrűség elérése is a szokásos szinterelési eljárásokkal. 18 % fölött viszont a ritkaföldfémekben gazdag fázis könnyen korrodeál és ennek következtében az ötvözet nem áll ellen az oxidáló közegeknek. Ezen túlmenően a maradék mágnesség is csökken, minthogy ez a fázis csak gyengén mágneses.

A kobalt adalékanyag a TR₂ TMi₄ B fázisba épül be és • ··

-7növeli az ötvözet Curie-pontját, de ugyanakkor csökkenti a mágnesezhetőséget, különösen ha mennyisége a 30 %-ot meghaladja. Ezen túlmenően olyan vegyületeket is alkot, amelyek javíjták az anyag korrózióállóságát. Ehhez mennyisége nagyobb kell legyen, mint 3 %.

A vanádium és általában a hőálló anyagok kiválásokat képeznek és ezekben M_a TM_b B_c összetételben kapcsolják össze a mágneses szemcséket. A koercitív erőt növelik, mivel a szinterelés során korlátozzák a mágneses szemcsék növekedését. Ezen túlmenően úgy tűnik, hogy a TR₂ ΤΜ^4 B szemcsék között korlátozzák az oxigén diffúzióját a ritkaföldfémekben gazdag és könnyen oxidálódó fázison keresztül. Ha a vanádium mennyisége kisebb, mint 2 %, a kiválások eloszlása nem megfelelő, ugyanakkor 10 %-nál nagyobb vanádium mennyiség esetében a maradó mágnesség értéke jelentősen csökken, minthogy megnövekszik azon fázisok mennyisége, amelyek kevéssé mágnesesek vagy mágnesesek.

Ha 5,9 %-nál kisebb mennyiségű bor van az ötvözetben, jelentős mennyiségű TR₂ MTj4 B mágneses fázis létrehozása nehézkes, 12 %-nál nagyobb mennyiségben viszont nem mágneses ^TR1+Z ™4 ^b4 típusú fázis keletkezik és ez csökkenti a maradó mágnességet.

A bor optimális mennyiségét a hőálló elemek mennyisége szabja meg. Ha a bór mennyisége kisebb, mint a vanádium mennyisige + 2 %, primér vas vagy TR₂ ΤΜχγ fázis jelenik meg és általában csökkenti a koercitivitást\. Ha a bór mennyisége nagyobb, mint 6 % + a vanádium mennyiség, a TRi_+s TM4

-8Β4 fázis keletkezhet túlzott mennyiségben. Ebben az esetben a maradó mágnesség csökken, minthogy ez a fázis nem mágnesezhető.

Amint azt már korábban is mondottuk, az alumínium ötvözés növeli a ritkaföldfémekben gazdag fázis nedvesíthetőségét. Úgy gondoljuk, hogy a réz is javítja ennek a fázisnak a diszperzióját. 0,7 % alatt az alumínium 0,01 % vörösrézzel együtt igen magas szinterelési hőmérsékletet igényel a megfelelő sűrűség eléréséhez, aminek következtében növekszik a szemcsenagyság és csökken a koercitív erő. Ha az alumínium mennyisége meghaladja az 1,2 %-ot és 0,2 % réz van jelen, ezek az elemek kicsapódnak és csökkentik a maradó mágnességet. A réz sűrűségnövelő hatása gyakorlatilag megszűnik 0,2 % fölött. Mindazonáltal említésre méltó, hogy kis mennyiségű réz hőálló elemekkel együtt olyan kedvező hatást biztosít, amit az alumíniumnak egyedül történő beadagolása nem produkál.

Az ötvözet nem kiküszöbölhető szennyezői a következők:

- Az oxigén, amely oxidokat (elsősorban TR2 O3 vegyületek formájában) képez és megakadályozza a ritkaföldfémek aktivitását. Ezért célszerű, ha az oxigén mennyisége nem haladja meg a 4 %-ot. Mindazonáltal bizonyos esetekben megengedhető, különösen ha erősíti a ritkaföldfémekben gazdag fázis passziválódását. Erre a célra legalább 0,2 % jelenléte kívánatos.

- A nitrogén hasonlóképpen 4,5 és 0,02 % között fordulhat • «

-9elő.

- A karbon egyrészt a nyersanyagok szennyezéseként jelenhet meg, másrészt az esetleg beadagolt kenőanyagokból származhat. Az ötvözetben jelenlevő teljes karbon mennyiségben célszerűen 0,02 és 3 % között van.

A fenti anyagokat hagyományos eljárással lehet alakítani, például gyorshűtéssel és edzéssel vagy hidegsajtolással és melegalakítással, ha nagysűrűségű mágneseket akarunk előállítani, porkohászati úton stb.

A porkohászati úton történő előállítás során általában a következő lépéseket kell elvégezni:

- a megfelelő ötvözet öntése

- az anyag mechanikai aprítása vagy hidrogénnel történő bontása

- finomőrlés mechanikai vagy egyéb úton

- mágnessé történő hidegsajtolás (adott esetben mágneses térben)

- magas hőmérsékletű szinterelés

- ^egy~ vagy többlépcsős végső hőkezelés

- a kívánt méretre történő köszörülés.

A fenti műveleteket azonban különleges feltételek mellett kell elvégezni, ha olyan mágneseket akarunk előállítani, amelyek maradó mágnessége 20 C°-on nagyobb, mint 1,1 T, koercitív ereje 20 C°-on nagyobb, mint 1040 kA/m, fajlagos energiája 20 C°-on nagyobb, mint 210 kJ/m³, koercitív ereje

-10150 C°-on nagyobb, mint 250 kA/m és /u értéke kisebb, mint 1,15, ahol yu a mágnesezési görbe meredeksége, és nagysága a mágneses ciklus lefutására jellemző. Minél közelebb van /u értéke az 1-hez, annál magasabb a görbe négyzetességi indexe.

A porkohászati előállítás lépéseit például az alábbi módon lehet elvégezni megfelelő minőségű mágnes előállításához :

Az öntéshez az ötvözeteket előötvezetek és színfémek olvasztása után lehet elvégezni 1250 és 1800 C°, célszerűen 1350 és 1700 C° között.

Az öntött tuskókat nem oxidáló közegben homogenizáljuk, ha szükséges. A kezelést 850 és 1120, célszerűen 1000 és 1100 C° között végezzük 30 perc és 24 óra közötti időtartamban.

Az aprítást mechanikai úton lehet végezni 100-1000 yum szemcsenagyságig, de adott esetben hidrogénatmoszférát is lehet alkalmazni. Ebben az esetben a tuskókat 1 és 2 ata közötti nyomáson, 250 C° hőmérséklet alatt hidrogénben tartjuk. Ennek során teljesen elridegednek és szétesnek egy vagy több hidrát képződése mellett. Ezek a hidrátok tartalmazzák a beötvözött ritkaföldfémek legalább egyikét. Ezután az anyagot vákuumban kezeljük 400 és 600 C° közötti hőmérsékleten, 2 és 24 óra közötti ideig. Ekkor a parciális dehidratálás következtében a por alakú anyag teljes elridegedése fejeződik be.

A fentiek szerint előőrőlt anyagot ezútán nitrogénsu-

-11gáras malomban Őröljük finom porrá. A por súlyszázalékos

szemcseeloszlása	a :	következő:
1	<	^D10	<	4	yum
3	<	^d50	<	15	yum
5	<	^d90	<	40	yum

(ahol D_x jelöli az x súlyszázalékos frakció szemcséinek maximális méretét)·

A sajtolást végezhetjük mágneses térben vagy anélkül.

Ha mágneses teret alkalmazunk, akkor folyamatosan lehet 0,3-

2,5 Tesla értéket fenntartani (vagy legfeljebb 6 Tesla értéket pulzáló mágneses mező esetében). A mágneses mező iránya lehet párhuzamos vagy merőleges a sajtolási iránnyal és az alkalmazott nyomás 160 MPa és 580 MPa között, célszerűen 180 és 300 MPa között lehet. A sajtolást végezhetjük hiraulikus sajtóiéban, ha hidrosztatikus kompressziót akarunk alkalmazni. A por szemcséit előzőleg adott esetben megfelelő irányítással láthatjuk el.

A szinterelést végezhetjük vákuumban vagy semleges gázban (amelynek nyomása kisebb, mint 0,1 Pa), 1050 és 1110, előnyösen 1070 és 1090 C° között, 30 perc és 8 óra közötti ideig. Ezután az anyagot hűtjük, mégpedig oly módon, hogy a szinterelés végső hőmérséklete és 300 C° között a hűtési sebesség nagyobb legyen 20 C°/percnél.

Az öregítést, illetve feszültségmentesítő hőkezelést egy vagy több lépcsőben végezhetjük, attól függően, hogy milyen az anyag összetétele és milyen mágneses tulajdonságokat kívánunk elérni. Ha kettős hőkezelést végzünk (mint például

-12a 4. jelű adag esetében (a későbbiekben bemutatott példáknál) , az eljárás a következő:

Először vákuumban vagy inért gázban végzünk izzítást 850 és 1050, célszerűen 900 és 1000 c° között, 30 perc és 4 óra közötti időtartamban, majd az anyagot lehűtjük 300 C°-ra oly módon, hogy a hűtési sebesség a 20 C°/perc értéket meghaladja.

A második lépésben az anyagot 550 és 800 C°, előnyösen 600 és 700 C° közé hevítjük, majd lehűtjük 300 C°-ra oly módon, hogy a hűtés sebessége meghaladja az 50 C°/perc értéket.

A fenti hőkezeléseket végezhetjük folyamatosan vagy szakaszosan, a szinterelés után.

A találmány további részleteit kiviteli példákkal, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a bór és a hőálló elemek optimális arányait mu- tatja a találmány szerinti ötvözetben, a

2. ábra a találmány szerinti színtereit mágnesek szö- vetszerkezetének vázlatos rajza.

Az 1. ábrán azt szemléltetjük, hogy milyen határok között van a bór (B) és a hőálló elemek összességének (Σ) optimális aránya. Az ábrán látható diagrammot A, B, C, D és E pontok határolják. Az ezen pontok által meghatározott sokszög belsejében fekvő pontok reprezentálják a bór és a hőálló elemek optimális arányát. Ez azt jelenti, hogy a bemutatott sokszögben fekvő pontok által meghatározott arány biztosítja a megfelelő mágneses tulajdonságokat.

-13Α 2. ábrán látható a találmány szerint előállított színtereit mágnes vázlatos szerkezete. Az 1 alapfázist TI (TR₂ TMi4 B) összetételű szemcsék alkotják és közöttük helyezkedik el a 2 kötőfázis, amely ritkaföldfémekben és 3 kiválásokban gazdag. Ezek a 3 kiválások M_a TMjj B_c felépítésűek és mintegy hidakat alkotnak az 1 alapfázist alkotó szemcsék között. Ugyanilyen kiválások találhatók az 1 alapfázis szemcséiben 4 pontszerű kiválások formájában.

1. 2. és 3. példa

Elektrolit vasból, kobaltól, alumíniumból és rézből, valamint Fe-Nd, Fe-Dy, Fe-B és Fe-V ferroötvözetekből az alábbi százalékos összetételű ötvözeteket állítottuk elő:

Sorszám	Nd	Dy	Co	V	B	A1	Cu	Fe
1	14,3	0,7	5	-	8	1	-	maradék
2	15	-	5	3	7	0,75	-	maradék
3	16	-	5	3	7	0,75	-	maradék
Az ötvözetből	készített	tuskókat	hidrogén	atmoszférában
aprítottuk,	majd	mágnessé	sajtoltuk	, a	sajtolás	irányával

párhuzamos mágneses térben. Ezután szinterelést és kettős hőkezelést végeztünk oly módon, hogy az 1. adagon 800 C’-on és 620 C°-on végeztünk hőkezelést, a 2. és 3. adagot pedig 950 C°-on és 680 C’-on hőkezeltük 1 órán át. Az eredményeket az 1. táblázatban tüntetjük fel. Megjegyezzük, hogy az így kapott mágnesek összetétele és előállítási módja azonos a hagyományos eljárással.

	1.	táblázat
Adag Sűrű-	Br	(kA/m)	Wmax (KJ/m³
ség	(T)

(%Κ^_1)

1	7,52	1,13	1274	236
2a	7,21	1,08	1274	216
2b	7,47	1,13	960	236
3	7,48	1,07	1274	212

dBr Br«dt	diHC iHC*dT	Korrózió
-0,14	-0,66 (20/100 C°)	A
-0,10	-0,55 (20/180 C°)	B
-0,10	-0,55	C
-0,10	-0,55	B

A: nagyon érzékeny B: érzékeny

C: alig érzékeny

4. példa

A találmány szerint a következőképpen állítottunk elő mágnest. Elektrolit vasból, rézből, kobaltból és alumíniumból, valamint Fe-V, Fe-Nd és Fe-B ferroötvözetekből az alábbi százalékos összetételű keveréket készítettük:

Nd: 15%, Co: 5%, B: 7%, V: 3%, Al: 0,75%, Cu: 0,03%

Fe: maradék.

Ebből a keverékből 1300 C°-on tuskókat öntöttünk, a tuskókat hidrogénben aprítottuk környezeti hőmérsékleten és

1,2 χ 1θ5 Pa nyomáson, majd vákuumban 4 órán át 450 C°-on kezeltük. A kapott por szemcsenagysága 1 mm-nél kisebb volt. Ezt a port tovább őröltük nitrogénsugaras malomban és ily módon 0,5 - 30 /um méter szemcsenagyságú port kaptunk. A por Fisher granulometriás átlagos szemcsemérete (FSSS) 4 yum

méter volt. A porból 12 x φ 10 nagyságú darabokat készítettünk . hidraulikus présen 280 MPa nyomáson, 1,3 T nagyságú mágneses mezőben, amelyet a sajtolás tengelyével párhuzamosan alakítottunk ki.

A sajtolt terméket 1090 C° 1 órán át szintereltük, majd 30 C/perc sebességgel lehűtöttük.

A színtereit mágnest ezután oly módon kezeltük, hogy először 950 C°-ra hevítettük, 1 órán át hőntartottuk, majd 30 C°/perc sebességgel lehűtöttük és második lépésben 680 C°-ra hevítettük, 1 órán át hőntartottuk, majd 60 C°/perc sebességgel hűtöttük le.

A kapott mágnes tulajdonságai a következők voltak: Br» 1,13 T d H_cj.

------- = (20-100 C°) = - 0,6 % K^-1H_cj-dT

H_cj = 1320 kA/m (^BH)max = 258 kJ/m³ d H_cj

------- = (20-180 C°) = - 0,51 % K”¹Hcj-dT d = 7,48 /um =1,08 d Br

------- = - 0,10 % K“i

Br-dT

H_cj (180 C°) = 256 kA/m

Ezek a 20 C°-on mért mágneses értékek legalább azonosak az 1. példában bemutatott ismert mágnesek tulajdonságaival, de a találmány szerinti mágnesek hőmérséklettel szembeni ellenállása lényegesen nagyobb, anélkül, hogy diszpróziumot ötvöztünk volna, amint az a 2. táblázatban látható.

2. táblázat

Jel T(C°)	20	100	180
1 Br (T)	1,15	1,04	0,93
H_cj(kA/m)	1274	472	143
4 Br (T)	1,13	1,04	0,95
H_cj(kA/m)	1320	668	256
A találmány	szerint készített	mágnesek	felületén nem

lálhatók szabad szemmel rozsdafoltok 150 órás, párakamrában végzett kezelés után sem, ahol a levegő relatív páratartama 90 % és hőmérséklete 80 C° volt. Ugyanakkor az 1. példában bemutatott 1. számú adagból készült mágnesen már 10 óra után szabad szemmel megfigyelhető rozsdafoltok jelentkeztek.

5. példa

4-18 jelű ötvözeteket készítettünk a 4. példában ismertetett módon. A szinterelést ebben az esetben 1090 C°-on 1 órán át végeztük és az izzítás, illetve mesterséges öregítés paraméterei a megadott optimális tartományban voltak.

A kapott eredményeket a 3. táblázat mutatja.

10785 rozsdafolt megjelenése 90 % relatív páratartalmú és 80 C° hőmérsékletű levegőben (4)

σ	2	σ	2 1							1
	CL	CL 1							1
II	II	II	II 1	1						1
		ο	I-* 1	1 H			H	H*		1 H	1—*
	ω	*	>▻ 1	ι σι	σι	σι	σι	σι	σι	ι σι	σι
σι	·*	•kJ	' 1	1
	σι		ω ι	1						1

-J

1 1

-J

•J

•Ό

00

οο

I 00 ι I

00

1 -J

•j

I 00 I I

-j

1 1 1 Q

2

Η

1 1 1

ι ι ι

1 1 1

<

1 Κ

<

0 <

σ

<

2

<

σ

<

Η· <

1 5J

σ ι

ι

II

1 II

II

II II

II

II II

1 II

II 1

ι ω

ω

1

Cü

ω

1 Μ 1 1

ΙΌ

Η* to

Μ

ιό

Η

<Λ>

I-·

<*»

Ι-* GJ

1 1 1

ι ι ι

1 1 1

ο

1 1

ο

Ο

ο

1 1 ο

1 Ο 1

ι ι ο

ο

1 1 ο

ο

>

1

κ

1

* 1

1 ”

| >

-J

•kJ

1

-J

Μ

•J

1 Μ

1

1 >4

Μ

1 -J

•kJ

σι

1 |

σι

ι σι 1 1

σι ι I

ι σι ι

σι

ι σι 1 1

σι

ο

!

ο

1 1 1 ο

1 1 Ο 1

ι ι ι ο

ο

1 1 1 ο

ο

κ

·*

1

*

κ

·*

1 *

1

ι ·*

I *

ο

1

ο

1 ο

Ο 1

ι ο

ο

1 ο

ο

α>

GJ

1

GJ

U)

GJ

ω

ι ω

ω ι

ι ω

ω

ι ω

α>

Η κ

Η 1 ' 1

1 Η 1 '

Η»

Η

1 Η

Η 1

1 Η*

Η

! ^1-1

Η

Ο

Ο 1

1 Η*

Μ

Ι-»

Η

Η*

1 Μ

Η* ί

ί Μ

Η»

ΐ Η

Η*

ω

00 1 1

1 ο 1

ο

Ο

ο

I ο 1

Ο 1

I ο

ω

1 Ο 1

CJ

Κ)

1 Μ 1

1 1 Μ

Ι-»

Η

1 1 Η

1 Η 1

1 1 Μ

Μ

I ι w

Η*

ο

σ> ι

1 ΙΌ

Μ

ΙΌ

Ν)

1 Μ

ΙΌ 1

1 1—*

ΙΌ

ι ω

ω

ο

Ο I

1 ο

Ο

>>

00

4L

I

1

ι σ*

00

1 Η

ΙΌ

ο

Ο 1

1 ο

Ο

ο

Ο

1 ο

Ο 1

I ο

ο

I ο

ο

Μ Φ ΙΌ

ΙΌ Η φ

ιό ο

ΙΌ Ο

ΙΌ ί» ο

ΙΌ ΙΌ £»

ΙΌ ΙΌ Α

1 κ> 1 Μ 1 >> 1 1

ΙΌ ΙΌ

ΙΌ ΙΌ 4^

Μ 4L Ο

1 1 Μ 1 ΙΌ 1 1 1

258

Q 3 ω

Ι-»

Ι-*

Η»

I-⁴

Η

W

Μ

1 1 Η

Η*

Η»

W

1 ! ^1-1

Η»

ο

Ο

ο

Ο

1 ο

Ο

ο

ϊ ο

ο

σ»

-J

00

ΟΟ

00

1 00 1

00

Φ

ω

1 00 1

00

•kJ

•J

•kJ

kJ

*J

kJ

1 1 -kJ

*J

•j

1 *J

kJ

σι

ι οο

σι

Φ

1 4*

φ

ΙΌ

Ι-*

φ

σ»

ι ω ι

ΙΌ

σι

·>

1 Φ 1

00

GJ

ω

ÜJ

U)

ω

1 I <*>

GJ

4*

ÜJ

1 1 U)

0J

σι

ι σι

σι

Η*

ι σι

σι

Q

σ»

ΙΌ

ο

ι ο

ο

Ο

ι ο

ο

Ο

ι 1

ι I

ΙΌ

1 1 1

ο

ιό

ΙΌ

ιό

ω

GJ

ι ω

ω

**

Ι-*

ι ω

ΙΌ

ο

ι ο

ο

σι

ι ο

ο

σ

X-

ο

ι ο

ο

ι ο

ο

Sorszám Összetétel (%) Br H_cj (^BH)max Sűrűség Te Korrózió

Claims

1. Ötvözet permanens mágnesek előállítására, azzal jellemezve/ hogy összetétele a következő:

Ritkaföldfémek (TR) 12 - 18 % Co 3 - 30 % B 5,9 - 12 % V 2 - 10 % ahol a vanádium tartalom egy részét vagy teljes egészét legfeljebb 6 atomszázalékban nióbium, wolfram, molibdén, króm és titán vagy legfeljebb 50 százalékban cirkon, hafnium

és tantál helyettesíti oly módon, hogy az alumínium tartalom 0,7 és 1,2 %, a réztartalom pedig 0,01 és 0,2 %, továbbá az ötvözetben a maradékot vas és a szokásos szennyezők alkotják.

2. Ötvözet permanens mágnesek előállítására, azzal jellemezve, hogy összetétele a következő:

Ritkaföldfémek (TR) 12 - 18 % Co 3 - 30 % B 5,9 - 12 % V 2 - 10 %

ahol a vanádium tartalom egy részét vagy teljes egészét legfeljebb 6 százalékban nióbium, wolfram, molibdén, króm és titán vagy legfeljebb 50 százalékban cirkon, hafnium és tantál helyettesíti oly módon, hogy az alumínium tartalom

-19kevesebb, mint 1,2 %, a réztartalom pedig 0,01 és 0,5, továbbá az ötvözetben a maradékot vas és a szokásos szennyezők alkotják.

3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy az alumíniumot részben vagy egészében szilícium, gallium, mangán, cink és nikkel ötvözök közül egy vagy több helyettesíti.

4. Az 1-3. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy a szokásos szennyezők közül az oxigén legfeljebb 4 %, a nitrogén legfeljebb 4,5 %, a karbon legfeljebb 3 %, a berílium, bizmut, kálcium, magnézium és ón egyenként 1 %-nál kevesebb és klór, fluor, foszfor, kén és ólom együttesen 1 %-nál kevesebb.

5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy ritkaföldfém tartalma 13,6 és 15,5 % között van.

6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy a vanádium tartalom 2,5 és 4 % között van és ennek legfeljebb 2,5 %-át helyettesítik egyéb ötvözök.

7. Az 1-6. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy a réztartalom 0,02 és 0,04 % között van.

8. A 2-7. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy az alumínium tartalom nagyobb, mint 0,1 %, célszerűen legalább 0,05 %.

9. Az 1-8. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy a hőálló ötvözőelemek összessége (Σ) és a bór (B) megfelelő arányának tartománya olyan ötszögön belül helyezkedik el, amelynek sarkai a hőálló elemek (Σ) százalékos mennyiségét, illetve a bór (B) százalékos mennyiségét feltüntető koordinátatengelyek által alkotott derékszögű koordináta rendszerben az alábbi pontokban helyezked-

el: A: Σ = 6 B = 12 B: Σ = 10 B = 12 C: Σ = 4 B = 5,9 D: Σ = 2 B = 5,9 E: Σ = 2 B = 8

10. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, az zal jellemezve, hogy a ritkaföldfém neodimium.

11. Az 1-9. igénypontok bármelyike szerinti ötvözet, az zal jellemezve, hogy a ritkaföldfémek neodimium és prazeodi mium.

« ·

4 ·

12. Az 10. vagy 11. igénypont szerinti ötvözet, azzal jellemezve, hogy a neodimium vagy prazeodimium legfeljebb 5 százalékban egy vagy több elemmel van helyettesítve az alábbi elemek közül: diszprózium, holmium és terbium.

13. Szintereit mágnes, azzal jellemezve, hogy tartalmaz: olyan TI fázist,amely mágneses szemcséi a TR₂ TMj4 B képlettel írhatók le, kismennyiségű finoman eloszlott kötőanyag fázist, amely ritkaföldfémekben (TR) gazdag és rezet, valamint alumíniumot is tartalmaz, a hőálló elemek döntő részét tartalmazó részét fázist, amely a M₂ TM B₂, M TM B és/vagy MBx képletekkel írható le és adott esetben

TR TMy fázisokat.

14. A 13. igénypont szerinti mágnes, azzal jellemezve, hogy a Τχ fázis szemcséinek nagysága 1 és 10 /um között van.

15. A 13. vagy 14. igénypont szerinti mágnes, azzal jellemezve, hogy fázisainak százalékos aránya a következő:

M_a MT_b B_c 2 - 14 %

Ritkaföldfémekben gazdag fázis 3 - 15 % TR TM₂ 0 - 7 % és

Ti fázis 64 - 95 %.

16. Eljárás az 1-12. igénypontok bármelyike szerinti öt • · · · vözetből mágnes előállítására, amelynek során ötvözetet készítünk, tuskókat öntünk, a tuskókat aprítjuk, majd finomőrőljük, az így kapott port hidegen sajtoljuk mágneses mezőben vagy anélkül, a sajtolt darabokat 1050 és 1110 C°, előnyösen 1070 és 1090 C° között szintereijük, majd hőkezeljük, azzal jellemezve, hogy a szinterelést 30 perc és 8 óra közötti időtartamban végezzük.

17. A 16. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szinterelés utáni hűtést 20 C°/percnél nagyobb sebességgel végezzük.

18. A 16. vagy 17. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az aprítást hidrogénben, 1, 2 ata nyomás alatt végezzük.

19. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szemcséket vákuumban, 1 Pa-nál kisebb nyomáson, 400 és 600 C° között 2-24 órán át kezeljük és részlegesen dehidratáljuk a finomőrlés és sajtolás előtt.

20. A 16-19. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a végső hőkezelést legalább egy, 850 és 1050 C°, célszerűen 900 és 1000 C° közötti hőmérsékletű, 30 perc - 4 óra időtartamú izzításként végezzük.

21. A 20. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, • 4 «

hogy az izzítást követő hűtést 300 C° eléréséig legalább 20 C°/perc sebességgel végezzük.

22. A 20. vagy 21. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelés végén mesterséges öregítést végzünk 560 és 850 C° között 30 perc - 4 óra időtartamig.

23. A 22. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a mesterséges öregítést 600 és 700 C° között végezzük.

24. A 22. vagy 23. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hűtést 300 C° eléréséig legalább 50 C°/perc sebességgel végezzük.