RO125436B1

RO125436B1 - Process for preparing a magnetic alloy of the fe-50%co type

Info

Publication number: RO125436B1
Application number: ROA200800859A
Authority: RO
Inventors: Violeta Tsakiris; Wilhelm Kappel; Maria Petrescu; Enuţa Angela Popa; Costică Macovei
Original assignee: Institutul Naţional De Cercetare-Dezvoltare Pentru Inginerie Electrică Icpe-Ca
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2013-10-30
Also published as: RO125436A2

Description

Invenția se referă la un procedeu de obținere a unui aliaj din sistemul Fe-Co, utilizat pentru confecționarea unor repere din componența circuitelor electromagnetice necesare în industria electrotehnică.The invention relates to a process for obtaining an alloy from the Fe-Co system, used for making parts of the composition of the electromagnetic circuits required in the electrotechnical industry.

Sunt cunoscute procedee de obținere a acestor aliaje prin flux clasic de elaborare, în cuptoare cu inducție în vid, prin turnare, deformare plastică la rece și tratament termic de detensionare, care necesită prelucrări mecanice cu pierderi mari de material și energie și procedee specifice metalurgiei pulberilor, incluzând omogenizare, presare, sinterizare la 1300 +1400°C și răcire cu maximum 50°C /min, în atmosferă controlată.There are known processes for obtaining these alloys through classical elaboration flow, in vacuum induction furnaces, by casting, cold plastic deformation and thermal treatment of stress, which require mechanical processing with large losses of material and energy and specific processes for powder metallurgy. , including mixing, pressing, sintering at 1300 + 1400 ° C and cooling to a maximum of 50 ° C / min, in a controlled atmosphere.

De exemplu, documentul JP 2002060884 (A) prezintă un procedeu de producere a unui aliaj magnetic din Fe-Co, în particular- tip Fe-50%Co, cu caracteristici magnetice îmbunătățite, din pulberi metalice amestecate prin sinterizarea amestecului în domeniul termicde 950...1400°C, apoi deformare plastică de laminare la rece, urmată de recoacere de omogenizare în atmosferă protectoare la 1150...1400°C și o laminare finală de finisare a structurii. De asemenea, documentul JP 2003226903 (A) prezintă un procedeu de obținere a unui aliaj magnetic tip Fe-Co cu incluziuni de hidruri în procent de 0,05...5% prin amestecarea pulberii metalice de Fe și Co cu pulbere de hidruri metalice și sinterizare în atmosferă protectoare la 900...1200°C cu reîncălzire de detensionare la 150...800°C în atmosferă protectoare.For example, document JP 2002060884 (A) shows a process for producing a magnetic alloy of Fe-Co, in particular - Fe-50% Co type, with improved magnetic characteristics, of metal powders mixed by sintering the mixture in the thermal field of 950. ..1400 ° C, then plastic deformation of cold rolling, followed by annealing of homogenization in protective atmosphere at 1150 ... 1400 ° C and a final lamination to finish the structure. Also, document JP 2003226903 (A) shows a process for obtaining a Fe-Co type magnetic alloy with hydride inclusions of 0.05 ... 5% by mixing the metal powder of Fe and Co with metal hydride powder. and sintering in protective atmosphere at 900 ... 1200 ° C with reheating of tension at 150 ... 800 ° C in protective atmosphere.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în stabilirea unor faze de tratament termo-mecanic ulterioare formării aliajului Fe-50%Co din pulberi sinterizate, pentru obținerea economică a unui aliaj tip Fe-50%Co cu caracteristici magnetice îmbunătățite.The technical problem solved by the invention consists in establishing thermal treatment phases after the formation of the Fe-50% Co alloy from sintered powders, in order to economically obtain an Fe-50% Co alloy with improved magnetic characteristics.

Procedeul de obținere a aliajului magnetic moale din sistemul Fe-50%Co, conform invenției, rezolvă această problemă tehnică prin aceea că constă în amestecarea unor pulberi elementare de Fe și Co în proporții corespunzătoare formării unui aliaj cu 50%Co și sinterizarea acestui amestec la 1250°C pentru formarea compusului Fe₂Co de dimensiuni de ordinul aThe process of obtaining the soft magnetic alloy from the Fe-50% Co system, according to the invention, solves this technical problem by the fact that it consists of mixing elemental powders of Fe and Co in proportions corresponding to the formation of an alloy with 50% Co and sintering this mixture to 1250 ° C for the formation of the Fe ₂ Co compound of dimensions of order a

1...3 pm, care durifică matricea, materialul magnetic sinterizat fiind apoi supus forjării radiale cu un grad de deformare plastică la cald de minim 72% , rezultând un material dens, cu porozitate remanentă redusă, căruia în final i se aplică un tratament termic de detensionare la 850 + 20°C ce asigură caracteristici magnetice ridicate , corespunzătoare unei inducții de saturație de 18.800 Gs și unui câmp coercitiv de 15 Oe.1 ... 3 pm, which hardens the matrix, the sintered magnetic material being then subjected to radial forging with a degree of hot plastic deformation of a minimum of 72%, resulting in a dense material, with reduced remaining porosity, to which finally a treatment is applied. thermal relaxation at 850 + 20 ° C which ensures high magnetic characteristics, corresponding to a saturation induction of 18,800 Gs and a coercive field of 15 Oe.

Invenția prezintă următoarele avantaje:The invention has the following advantages:

- permite obținerea unui material Fe-Co tip 50:50 cu caracteristici magnetice ridicate (inducție de saturație de 18.800 Gs, câmp coercitiv de 15 Oe - fig. 6);- allows to obtain a Fe-Co material type 50:50 with high magnetic characteristics (saturation induction of 18,800 Gs, coercive field of 15 Oe - fig. 6);

- procedeul de obținere realizat asigură o reducere a consumurilor materiale cu peste 50 % și energetice cu 32 % prin eliminarea operațiilor de prelucrare mecanică a reperelor realizate în comparație cu tehnologia clasică de realizare prin turnarea reperelor.- the obtained process ensures a reduction of material consumption by over 50% and energy by 32% by eliminating the mechanical machining operations of the benchmarks made in comparison with the classical technology of making by marking the parts.

Invenția este prezentată pe larg în continuare printr-un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1...6, care reprezintă:The invention is further illustrated by an embodiment of the invention, in connection with FIG. 1 ... 6, which represents:

- fig. 1, flux tehnologic integrat pentru realizarea aliajului magnetic moale Fe-50%Co;FIG. 1, integrated technological flow for the realization of the soft magnetic alloy Fe-50% Co;

- fig. 2, curba de compresibilitate pentru amestecul Fe-50%Co;FIG. 2, the compressibility curve for the Fe-50% Co mixture;

- fig. 3, diagrama de presinterizare-sinterizare a aliajului Fe-50%Co;FIG. 3, the sintering-sintering diagram of the Fe-50% Co alloy;

- fig. 4, valorile densităților obținute pe materialul Fe-50%Co, rezultat, în diferite stări de deformare și tratament;FIG. 4, the values of the densities obtained on the material Fe-50% Co, result, in different states of deformation and treatment;

- fig. 5 a, b, imagini de microscopie electronică SEM a materialului Fe-50%Co sinterizat la 1250°C în atmosferă de H₂, durată 2 h, forjat la Ψ10 mm, atac: nital 10%:FIG. 5 a, b, SEM electron microscopy images of Fe-50% Co material sintered at 1250 ° C in H ₂ atmosphere, duration 2 h, forged at Ψ10 mm, attack: 10% nital:

a) imagine de electroni secundari care arată modul de distribuție a compușilor;a) image of secondary electrons showing the distribution of the compounds;

b) evidențierea formei și distribuției compușilor Fe₂Co;b) highlighting the form and distribution of Fe ₂ Co compounds;

- fig. 6, cicluri de histerezis obținute pe probe Fe-Co 50:50 sinterizate în vid la 1250°C.FIG. 6, hysteresis cycles obtained on 50:50 Fe-Co samples sintered in vacuo at 1250 ° C.

RO 125436 Β1RO 125436 Β1

Procedeul de obținere a unui aliajului magnetic tip Fe-50%Co, conform invenției, utilizează 1 un flux integrat specific metalurgiei pulberilor (fig. 1), care constăîn omogenizarea amestecurilor de pulberi de Fe și Co, presare la rece în matrițe de inox, conform curbei de compresibilitate 3 din fig. 2, deliere-presinterizare la 550 °C, timp de 30 min, sinterizare în vid la 1250 ± 20 °C, cu durată de sinterizare 2 h și viteză de încălzire de 6°C/min, urmată de răcire cu o viteză de 5 60°C/min până la 770°C, apoi răcire cu cuptorul în atmosferă de H₂, fig. 3, forjare radială la cald la temperatura de 980°C, cu durata de 40 min și o reducere de 72%, urmată de tratament termic 7 de detensionare la 850 ± 20°C cu durată de menținere de 2 h, în atmosferă de H₂.The process of obtaining a Fe-50% Co-type magnetic alloy, according to the invention, uses 1 integrated flow specific to the metallurgy of the powders (fig. 1), which consists of the homogenization of the mixtures of Fe and Co powders, cold pressing in stainless steel molds, according to the compressibility curve 3 of fig. 2, deletion-pre-sintering at 550 ° C, for 30 minutes, vacuum sintering at 1250 ± 20 ° C, with sintering duration 2 hours and heating rate of 6 ° C / min, followed by cooling with a speed of 5 60 ° C / min to 770 ° C, then cooling with the oven under H ₂ atmosphere, fig. 3, radial hot forging at a temperature of 980 ° C, with a duration of 40 min and a reduction of 72%, followed by a heat treatment 7 of a relaxation at 850 ± 20 ° C with a duration of 2 h, in an atmosphere of H ₂ .

Procedeul utilizatîn cadrul prezentei invenții și parametrii tehnologici asigură produse 9 cu un grad de densificare ridicat (8,14 g/cm³), porozitate remanentă foarte redusă, de 1,45% și o distribuție uniformă a compusului Fe₂Co. 11The process used within the present invention and the technological parameters provide products 9 with a high degree of densification (8.14 g / cm ³ ), a very low remaining porosity of 1.45% and a uniform distribution of the Fe ₂ Co. compound. 11

Realizarea aliajului se face prin amestecarea și omogenizarea pulberilor elementare de Fe și Co, caracterizate din punct de vedere a vitezei de curgere, clasei granulometrice și a 13 densității aparente, în omgenizator spațial de tip Turbula, urmată de presare în intervalulThe alloy is made by mixing and homogenizing the elemental powders of Fe and Co, characterized from the point of view of the flow velocity, the granulometric class and the 13 apparent densities, in a space-type homogenizer Turbula, followed by pressing in the interval

300...400 MPa, sinterizare în vid la 1250 ± 20°C cu o viteză de încălzire de 6°C/min, menținere 15 2 h pe palier, răcire cu viteză de 60°C/h până la 770°C, apoi răcire cu cuptorul în H₂.300 ... 400 MPa, vacuum sintering at 1250 ± 20 ° C with a heating speed of 6 ° C / min, maintenance 15 2 hours on the bearing, cooling with a speed of 60 ° C / h to 770 ° C, then cooling with the oven in H ₂ .

Probele din aliaj Fe-50%Co sinterizate au fost forjate radial pe mașini de forjare radială, 17 cu un grad de deformare plastică la cald de 72%, urmată de un tratament termic de detensionare la 850 ± 20°C, cu durata de menținere pe palier de 2 h, în atmosferă de H₂. 19The samples of sintered Fe-50% Co alloy were radially forged on radial forging machines, 17 with a degree of plastic deformation at 72% heat, followed by a thermal treatment of stress at 850 ± 20 ° C, with the duration of maintenance on a 2 hour landing, in an atmosphere of H ₂ . 19

Aliajul realizat prezintă caracteristici magnetice ridicate datorită obținerii, prin procedeul conform invenției, a unei structuri compacte cu duritate Vickers de 216 HV și a unei distribuții 21 uniforme a compusului Fe₂Co de dimensiuni de ordinul 1 -+ 3 pm (fig. 5), cu o porozitate remanentă minimă de 1,45% și densitate de 8,14 g/cm³ (fig. 4), caracteristici fizice care asigură o 23 valoare a inducției de saturație de 18.800 Gs și un câmp coercitiv de 15 Oe.The realized alloy has high magnetic characteristics due to the obtaining, by the process according to the invention, of a compact structure with Vickers hardness of 216 HV and of a uniform distribution 21 of the compound Fe ₂ Co of dimensions of the order 1 - + 3 pm (fig. 5), with a minimum remaining porosity of 1.45% and a density of 8.14 g / cm ³ (fig. 4), physical characteristics that ensure a saturation induction value of 18,800 Gs and a coercive field of 15 Oe.

Claims

1 Claim

3 Process for obtaining a magnetic alloy of Fe-50% Co, consisting of mixing elemental powders of Fe and Co in proportions corresponding to the formation of an alloy with 50% Co

5 and sintering this mixture at 1250 ° C to form the Fe ₂ Co compound of dimensions of the order of 1 ... 3 pm, which hardens the matrix, characterized in that the magnetic material

7 sintered is then subjected to radial forging with a degree of hot plastic deformation of at least 72%, resulting in a dense material, with reduced remaining porosity, to which finally a

9 thermal treatment of stress relief at 850 + 20 ° C which ensures high magnetic characteristics, corresponding to a saturation induction of 18,800 Gs and a coercive field of 15 Oe.