RU2326461C2 - Composition of powder, method for manufacture of soft magnetic components and soft magnetic constituent - Google Patents

Composition of powder, method for manufacture of soft magnetic components and soft magnetic constituent Download PDF

Info

Publication number
RU2326461C2
RU2326461C2 RU2006127438/02A RU2006127438A RU2326461C2 RU 2326461 C2 RU2326461 C2 RU 2326461C2 RU 2006127438/02 A RU2006127438/02 A RU 2006127438/02A RU 2006127438 A RU2006127438 A RU 2006127438A RU 2326461 C2 RU2326461 C2 RU 2326461C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
powder
soft magnetic
acid amide
composition
iron
Prior art date
Application number
RU2006127438/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006127438A (en
Inventor
Лиса ЧЕЛЛЕН (SE)
Лиса ЧЕЛЛЕН
Оса АЛИН (SE)
Оса АЛИН
Ларс ХУЛЬТМАН (SE)
Ларс ХУЛЬТМАН
Ола АНДЕРССОН (SE)
Ола АНДЕРССОН
Original Assignee
Хеганес Аб
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Хеганес Аб filed Critical Хеганес Аб
Publication of RU2006127438A publication Critical patent/RU2006127438A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2326461C2 publication Critical patent/RU2326461C2/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • H01F1/26Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated by macromolecular organic substances
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/05Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16Metallic particles coated with a non-metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/12Both compacting and sintering
    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/105Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing inorganic lubricating or binding agents, e.g. metal salts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/248Thermal after-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • B22F2009/0824Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid
    • B22F2009/0828Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid with a specific atomising fluid with water
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2999/00Aspects linked to processes or compositions used in powder metallurgy
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/22Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip
    • B22F3/225Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces for producing castings from a slip by injection molding
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C33/00Making ferrous alloys
    • C22C33/02Making ferrous alloys by powder metallurgy

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to powder metallurgy, in particular, to the production of soft magnetic composition parts. It may be used for the manufacture of stator and rotary cores of electric machines. The powder composition contains iron-based soft magnetic powder, the particles of which are covered with an electrically insulating layer, and 0.05-2 % weight of lubricating material from the group including primary amides of saturated or unsaturated linear fatty acids with 12-24 carbon atoms. To prepare the composition, the iron-based powder and the lubrication are mixed, pressed, and heat treated if required. The resulting part has a density of ≥7.5g/cm3, a maximum relative permeability μmax≥600, a coercitive force Hc < 250A/m, a specific resistance ρ≥ 20mcOhm·m.
EFFECT: preparation of material for manufacture of soft magnetic composition parts with high specifications.
21 cl, 1 dwg, 20 tbl, 9 ex

Description

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к составам порошка на основе железа. Более конкретно изобретение касается составов порошка для производства мягких магнитных составных компонентов посредством металлургического технологического способа производства порошка. Составы облегчают производство мягкого магнитного составного компонента, имеющего высокую плотность, а также ценные магнитные и механические свойства.The present invention relates to iron-based powder compositions. More specifically, the invention relates to powder formulations for the production of soft magnetic constituents by means of a metallurgical process for producing powder. The compositions facilitate the production of a soft magnetic composite component having a high density, as well as valuable magnetic and mechanical properties.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ ИЗОБРЕТЕНИЯBACKGROUND OF THE INVENTION

Мягкие магнитные материалы используют в таких областях применения как материалы сердечников в индукторах, статорах и роторах для электрических машин, соленоидов, датчиков и сердечников трансформаторов. Традиционно мягкие магнитные сердечники, такие как роторы и статоры в электрических машинах, изготовляют из многослойных стальных слоистых материалов. Материалы из мягкого магнитного композита, SMC, основаны на мягких магнитных частицах, обычно на основе железа, с электрически изолирующим покрытием на каждой из них. Прессуя изолированные частицы по выбору вместе со смазочными материалами и/или связующими веществами, традиционно используя процесс порошковой металлургии, получают части SMC. Используя технику порошковой металлургии, можно производить материалы, дающие более высокую степень свободы в разработке SMC компонента, по сравнению с использованием стальных слоистых материалов, поскольку материал SMC компонента может проводить трехмерный магнитный поток, а также прессованием могут быть получены трехмерные формы.Soft magnetic materials are used in applications such as core materials in inductors, stators and rotors for electric machines, solenoids, sensors and transformer cores. Traditionally, soft magnetic cores, such as rotors and stators in electric machines, are made from multilayer steel laminate materials. The materials of the soft magnetic composite, SMC, are based on soft magnetic particles, usually based on iron, with an electrically insulating coating on each of them. By extruding isolated particles optionally together with lubricants and / or binders, traditionally using a powder metallurgy process, SMC parts are obtained. Using the powder metallurgy technique, it is possible to produce materials that give a higher degree of freedom in the development of the SMC component compared to using steel laminate materials, since the material of the SMC component can conduct three-dimensional magnetic flux, and three-dimensional shapes can be obtained by pressing.

Двумя ключевыми характеристиками компонента железного сердечника являются магнитная проницаемость и потери в сердечнике. Магнитная проницаемость материала является показателем его способности намагничиваться или его способности проводить магнитный поток. Проницаемость задается как отношение индуцированного магнитного потока к напряженности магнитного поля или напряженности поля. Когда магнитный материал подвергается воздействию магнитного поля, потери энергии, потери в сердечнике возникают вследствие потерь на гистерезис и потерь на вихревые токи. Гистерезисные потери создаются необходимыми затратами энергии на преодоление остаточных магнитных сил в компоненте железного сердечника и пропорциональны квадрату частоты переменного поля. Потери на вихревые токи создаются образованием электрических токов в компоненте железного сердечника, обусловленных изменением потока, вызванным переменным током (AC), и пропорциональны квадрату частоты переменного поля. В результате желательно иметь высокое электрическое удельное сопротивление, чтобы минимизировать вихревые токи, и оно особенно важно при работе на высоких частотах. Чтобы снизить гистерезисные потери и повысить магнитную проницаемость компонента сердечника для применений с использованием переменного тока, как правило, желательно подвергать термообработке прессованную часть.Two key characteristics of an iron core component are permeability and core loss. The magnetic permeability of a material is an indicator of its ability to magnetize or its ability to conduct magnetic flux. Permeability is defined as the ratio of induced magnetic flux to magnetic field strength or field strength. When a magnetic material is exposed to a magnetic field, energy losses, core losses occur due to hysteresis losses and eddy current losses. Hysteresis losses are created by the necessary energy expenditures to overcome the residual magnetic forces in the iron core component and are proportional to the square of the frequency of the alternating field. Losses due to eddy currents are generated by the formation of electric currents in the iron core component due to a change in flow caused by alternating current (AC) and are proportional to the square of the frequency of the alternating field. As a result, it is desirable to have a high electrical resistivity in order to minimize eddy currents, and it is especially important when operating at high frequencies. In order to reduce hysteresis losses and increase the magnetic permeability of the core component for AC applications, it is generally desirable to heat-treat the extruded part.

Исследования в металлургическом производстве порошка компонентов магнитного сердечника, связанные с использованием порошков на основе железа с покрытием, были направлены на разработку составов железных порошков, которые улучшают некоторые физические и магнитные свойства без отрицательного влияния на другие свойства конечного компонента. Требуемые свойства компонента включают в себя, например, высокую проницаемость по широкому частотному диапазону, низкие потери в сердечнике, высокую индукцию насыщения (высокую плотность) и высокую прочность. Обычно повышенная плотность компонента улучшает все указанные свойства.Research in the metallurgical production of powder of magnetic core components related to the use of coated iron-based powders was aimed at developing compositions of iron powders that improve some physical and magnetic properties without adversely affecting other properties of the final component. The required component properties include, for example, high permeability over a wide frequency range, low core loss, high saturation induction (high density) and high strength. Typically, increased component density improves all of these properties.

Требуемые свойства порошков включают в себя пригодность для методов формования под давлением, что означает, что порошок можно легко сформовать в высокоплотный компонент, который можно легко извлечь из формующего оборудования, и что компоненты имеют хорошее качество обработки поверхности.The required properties of the powders include suitability for injection molding methods, which means that the powder can be easily molded into a high-density component that can be easily removed from the molding equipment, and that the components have good surface finish.

Настоящее изобретение касается нового состава порошка, имеющего требуемые свойства порошка, а также использования состава порошка для приготовления мягких магнитных составных компонентов. Новый состав можно прессовать (и подвергать термообработке) до компонентов, имеющих требуемые свойства.The present invention relates to a new powder composition having the desired powder properties, as well as the use of the powder composition for the preparation of soft magnetic composite components. The new composition can be pressed (and subjected to heat treatment) to components having the desired properties.

Настоящее изобретение также касается способа для изготовления мягких магнитных компонентов на основе железа, имеющих превосходные свойства, а также мягкого магнитного компонента самого по себе.The present invention also relates to a method for manufacturing iron-based soft magnetic components having excellent properties, as well as a soft magnetic component per se.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION

Вкратце состав порошка согласно изобретению формируют посредством электрически изолированных частиц мягкого магнитного материала и смазочных материалов из амидов жирных кислот. Дополнительно в составе находится термопластичное связующее вещество. Способ согласно настоящему изобретению включает в себя смешивание, прессование и дополнительно термообработку полученного компонента, приводя в итоге к мягкому магнитному компоненту на основе железа, имеющему превосходные свойства.Briefly, the composition of the powder according to the invention is formed by electrically isolated particles of soft magnetic material and lubricants from fatty acid amides. Additionally, the composition contains a thermoplastic binder. The method according to the present invention includes mixing, pressing and further heat treating the obtained component, resulting in a soft magnetic component based on iron having excellent properties.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Порошок предпочтительно является по существу чистым водораспыляемым железным порошком или пористым железным порошком, имеющим частицы неправильной формы. В данном контексте термин "по существу чистый" означает, что порошок должен быть по существу свободным от включений, и что количества примесей O, C и N должны поддерживаться на минимуме. Средние размеры частиц, в основном, ниже 300 мкм и выше 10 мкм. Примерами таких порошков являются ABC 100,30; ASC 100,29; AT 40,29; ASC 200; ASC 300; NC 100,24; SC 100,26; MH 300; MH 40,28; MH 40,24, доступные от фирмы Hoganas AB, Швеция.The powder is preferably a substantially pure water-sprayed iron powder or porous iron powder having irregularly shaped particles. In this context, the term “substantially pure” means that the powder should be substantially free of inclusions, and that the amounts of impurities O, C and N should be kept to a minimum. The average particle sizes are generally below 300 microns and above 10 microns. Examples of such powders are ABC 100.30; ASC 100.29; AT 40.29; ASC 200; ASC 300; NC 100.24; SC 100.26; MH 300; MH 40.28; MH 40.24, available from Hoganas AB, Sweden.

Согласно одному варианту осуществления изобретения, используемые порошки имеют более грубые частицы, чем те, что являются нормальными в обычном прессовании в пресс-форме. На практике это означает, что порошки по существу не имеют тонкодисперсных частиц. Под термином "по существу без тонкодисперсных частиц" следует понимать приблизительно менее 10%, предпочтительно менее 5% частиц порошка имеют размер меньше 45 мкм, измеренный способом, описанным в SS-EN 24 497. Средний диаметр частиц обычно составляет величину между 106 и 425 мкм. Количество частиц размером выше 212 мкм обычно составляет выше 20%. Максимальный размер частицы может быть около 2 мм.According to one embodiment of the invention, the powders used have coarser particles than those that are normal in conventional compression molding. In practice, this means that the powders essentially do not have fine particles. The term "substantially free of fine particles" should be understood to be approximately less than 10%, preferably less than 5% of the powder particles have a size of less than 45 μm, measured by the method described in SS-EN 24 497. The average particle diameter is usually between 106 and 425 μm . The number of particles larger than 212 microns is usually above 20%. The maximum particle size can be about 2 mm.

Размер частиц на основе железа, обычно используемых в отрасли порошковой металлургии, PM, подчиняется закону нормального распределения со средним диаметром частиц в диапазоне от 30 до 100 мкм, и приблизительно 10-30% частиц имеют диаметр менее 45 мкм. Таким образом, порошки, используемые согласно настоящему изобретению, могут иметь распределение размеров частиц, отклоняющееся от обычно используемого. Эти грубые порошки могут быть получены путем удаления более тонкодисперсных фракций порошка или путем изготовления порошка, имеющего требуемое распределение размеров частиц. Однако изобретение не ограничивается грубыми порошками, но в настоящее изобретение также включаются все порошки, имеющие размеры частиц, обычно используемые для прессования в пресс-форме в PM отрасли.The particle size of iron-based particles commonly used in the powder metallurgy industry, PM, is subject to the normal distribution law with an average particle diameter in the range of 30 to 100 μm, and about 10-30% of the particles have a diameter of less than 45 μm. Thus, the powders used according to the present invention may have a particle size distribution deviating from that commonly used. These coarse powders can be obtained by removing finer particles of the powder or by making a powder having a desired particle size distribution. However, the invention is not limited to coarse powders, but all powders having particle sizes commonly used for compression molding in the PM industry are also included in the present invention.

Электрическая изоляция частиц порошка может быть сформирована из неорганического материала. Особенно подходящим является тип изоляции, раскрытый в патенте США 6348265 (который включен здесь ссылкой), который касается частиц сланцевого порошка, состоящего из почти чистого железа, имеющего кислород- и фосфорсодержащий изоляционный слой. Что касается покрытия, следует особенно отметить, что на свойства составного компонента может влиять толщина покрытия. Порошки, имеющие изолированные частицы, доступны под названием Somaloy™ 500 и 550 от фирмы Hoganas AB, Швеция.The electrical insulation of the powder particles can be formed from inorganic material. Particularly suitable is the type of insulation disclosed in US Pat. No. 6,348,265 (which is incorporated herein by reference), which relates to shale powder particles consisting of almost pure iron having an oxygen and phosphorus-containing insulating layer. As for the coating, it should be especially noted that the thickness of the coating can affect the properties of the composite component. Powders having isolated particles are available under the name Somaloy ™ 500 and 550 from Hoganas AB, Sweden.

Смазочный материал согласно изобретению выбирают из группы, состоящей из амидов жирных кислот. Особенно подходящими амидами являются первичные амиды насыщенной и ненасыщенной жирной кислоты, имеющей 12-24, предпочтительно 14-22 атомов углерода, и наиболее предпочтительно 18-22 атомов углерода. Смазочные материалы могут быть использованы в количествах менее 2% и предпочтительно менее чем 1,5 мас.% от состава. Особенно предпочтительными количествами смазочного материала являются 0,05-1%, предпочтительно 0,05-0,8%, более предпочтительно 0,1-0,8% и наиболее предпочтительно 0,1-0,5 мас.%, Особенно предпочтительными смазочными материалами являются амид стеариновой кислоты, амид олеиновой кислоты, амид бегеновой кислоты, амид эруковой кислоты, амид пальмитиновой кислоты, причем амид стеариновой кислоты является наиболее предпочтительным. В патенте США 6537389 амид стеариновой кислоты, по-видимому, в комбинации со сложным метиловым эфиром рапсового масла, упоминается как смазочный материал в соединении с термопластической смолой, полифталамидом в качестве связующего вещества для прессования мягких магнитных порошков.The lubricant according to the invention is selected from the group consisting of fatty acid amides. Particularly suitable amides are primary amides of a saturated and unsaturated fatty acid having 12-24, preferably 14-22 carbon atoms, and most preferably 18-22 carbon atoms. Lubricants can be used in amounts of less than 2% and preferably less than 1.5 wt.% Of the composition. Particularly preferred quantities of lubricant are 0.05-1%, preferably 0.05-0.8%, more preferably 0.1-0.8% and most preferably 0.1-0.5 wt.%, Particularly preferred lubricants the materials are stearic acid amide, oleic acid amide, behenic acid amide, erucic acid amide, palmitic acid amide, with stearic acid amide being most preferred. In US Pat. No. 6,537,389, stearic acid amide, apparently in combination with rapeseed oil methyl ester, is referred to as a lubricant in combination with a thermoplastic resin, polyphthalamide, as a binder for compressing soft magnetic powders.

Твердые смазочные материалы, в основном, имеют плотность приблизительно 1-2 г/см3, которая является очень низкой по сравнению с плотностью порошка на основе железа, которая равна приблизительно 7,8 г/см3. Как следствие, включения указанных менее плотных смазочных материалов в составах будут ниже теоретической плотности прессованного компонента. Поэтому, чтобы производить высокоплотные компоненты, важно поддерживать количество смазочного материала на низких уровнях. Однако низкие количества смазочных материалов имеют тенденцию создавать проблемы выталкивания. Неожиданно обнаружили, что тип вышеупомянутых смазочных материалов может быть использован при низких количествах без проблем выталкивания.Solid lubricants generally have a density of about 1-2 g / cm 3 , which is very low compared to a density of iron-based powder, which is about 7.8 g / cm 3 . As a result, the inclusion of these less dense lubricants in the compositions will be lower than the theoretical density of the pressed component. Therefore, in order to produce high density components, it is important to keep the amount of lubricant at low levels. However, low amounts of lubricants tend to create ejection problems. It has been unexpectedly discovered that the type of the aforementioned lubricants can be used at low amounts without ejection problems.

Заменяя внутренние смазочные материалы, то есть смазочные материалы, добавляемые в порошкообразную смесь на основе железа, на смазывание стенки пресс-формы, DWL, в комбинации с высокими давлениями прессования, можно достичь высоких плотностей свежепрессованных компонентов. Однако недостаток упомянутого известного способа при прессовании изолированного порошка на основе железа состоит в том, что его изоляция легко повреждается, приводя к высоким потерям в сердечнике на более высоких частотах. Более того, использование DWL дополнительно усложняет процесс и может увеличить времена цикла и уменьшить надежность производства.By replacing internal lubricants, that is, lubricants added to an iron-based powder mixture, with mold wall lubrication, DWL, in combination with high pressing pressures, high densities of freshly pressed components can be achieved. However, the disadvantage of the known known method when pressing an insulated iron-based powder is that its insulation is easily damaged, leading to high core losses at higher frequencies. Moreover, the use of DWL further complicates the process and can increase cycle times and reduce production reliability.

Согласно настоящему изобретению, амид жирной кислоты может быть использован только в качестве добавки к изолированному железному порошку или порошку на основе железа. Хотя для некоторых применений выгодно добавлять незначительные количества термопластической смолы, особенно сульфида полифенилена (PPS). Термин "незначительные количества" в данном контексте следует понимать как меньше 2, предпочтительно меньше 0,8, более предпочтительно меньше 0,6 и наиболее предпочтительно меньше 0,5 мас.% от состава. При количествах ниже 0,05 никаких эффектов не наблюдается. В частности, количество PPS может варьироваться между 0,1 и 0,5, и предпочтительно между 0,2 и 0,5 или 0,4 мас.%. Добавка PPS особенно интересна, когда требуется хорошая частотная стабильность.According to the present invention, a fatty acid amide can only be used as an additive to an isolated iron powder or iron-based powder. Although for some applications it is advantageous to add minor amounts of thermoplastic resin, especially polyphenylene sulfide (PPS). The term "minor amounts" in this context should be understood as less than 2, preferably less than 0.8, more preferably less than 0.6 and most preferably less than 0.5 wt.% From the composition. At amounts below 0.05, no effects are observed. In particular, the amount of PPS may vary between 0.1 and 0.5, and preferably between 0.2 and 0.5 or 0.4 wt.%. PPS is especially interesting when good frequency stability is required.

Комбинация PPS и стеариновой кислоты хорошо известна из патентного описания WO 01/22448. Примеры указанного описания раскрывают, что мягкий магнитный материал может быть получен смешиванием электрически изолированного порошка на основе железа с PPS и стеариновой кислоты. Смесь прессуют при повышенной температуре, и полученную прессованную часть подвергают термообработке при температуре 260°C в атмосфере азота, после чего следует вторая термообработка при температуре от 285 до 300°C. Неожиданно обнаружили, что, используя новый состав порошка, который включает в себя амид жирной кислоты, вместо соответствующей жирной кислоты, можно получить несколько преимуществ. Таким образом, обнаружили, что новый порошок имеет неожиданно улученные смазочные свойства, что приводит к тому, что необходима более низкая энергия для выталкивания прессованной части из пресс-формы, что позволяет получить более высокие плотности и лучший предел прочности при поперечном разрыве. Более того, шаг прессования может выполняться при температуре окружающей среды. Так же можно облегчить термообработку, так как первый шаг термообработки, который требуется согласно WO публикации, можно пропустить.The combination of PPS and stearic acid is well known from patent specification WO 01/22448. Examples of this description disclose that soft magnetic material can be obtained by mixing an electrically insulated iron-based powder with PPS and stearic acid. The mixture is pressed at elevated temperature, and the obtained pressed part is subjected to heat treatment at a temperature of 260 ° C in a nitrogen atmosphere, followed by a second heat treatment at a temperature of from 285 to 300 ° C. Surprisingly, it has been found that by using a new powder composition that includes a fatty acid amide instead of the corresponding fatty acid, several advantages can be obtained. Thus, it was found that the new powder has unexpectedly improved lubricating properties, which leads to the fact that lower energy is required to push the pressed part out of the mold, which allows to obtain higher densities and better tensile strength at transverse rupture. Moreover, the pressing step may be performed at ambient temperature. Heat treatment can also be facilitated since the first heat treatment step, which is required according to the WO publication, can be skipped.

Магнитные порошки на основе железа, имеющие изолированные частицы и объединяющиеся с термопластическими смолами, описываются в патентном описании США 2002/0084440. В противоположность частицам согласно настоящему изобретению подобные ранее известные частицы также включают в себя редкоземельный элемент. Кроме того, термопластическая смола используется в относительно больших количествах, а именно, по меньшей мере, 5 мас.%. Дополнительно размер частиц порошка на основе железа достаточно мал (3 мкм упоминается в качестве примера). Также может быть включен смазочный материал, выбранный из широкого разнообразия химических соединений. Считают, что указанные составы порошка полезны предпочтительно для инжекционного формования, экструзии, инжекционного компрессионного формования и инжекционного прессования для приготовления связанных постоянных электромагнитов, стойких к атмосферным воздействиям.Iron-based magnetic powders having isolated particles and combining with thermoplastic resins are described in US Pat. No. 2,002 / 0084440. In contrast to the particles of the present invention, similarly known particles also include a rare earth element. In addition, thermoplastic resin is used in relatively large quantities, namely at least 5 wt.%. Additionally, the particle size of the iron-based powder is small enough (3 μm is mentioned as an example). A lubricant selected from a wide variety of chemical compounds may also be included. It is believed that these powder compositions are preferably useful for injection molding, extrusion, injection compression molding and injection molding for the preparation of coupled permanent electromagnets that are resistant to atmospheric influences.

Чтобы приготовить составные компоненты согласно настоящему изобретению, состав порошка сначала соосно прессуют в пресс-форме, которую обычно не должны смазывать, хотя состав порошка можно также использовать в смазанных пресс-формах. Затем прессованный компонент выталкивают из пресс-формы и дополнительно подвергают термообработке.In order to prepare the constituent components of the present invention, the composition of the powder is first coaxially pressed into a mold, which usually should not be lubricated, although the composition of the powder can also be used in lubricated molds. Then the pressed component is pushed out of the mold and further subjected to heat treatment.

Прессование можно выполнять при температурах окружающей среды и при давлениях до 1500 МПа.Pressing can be performed at ambient temperatures and pressures up to 1500 MPa.

Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения прессование выполняют в умеренно нагретом инструменте, поскольку таким путем улучшается не только плотность свежепрессованных компонентов и поведение выталкивания, но также максимальная относительная проницаемость. При сравнении свойств компонентов, прессованных при повышенной температуре и при более низком давлении прессования, со свойствами компонентов, прессованных до такой же плотности свежепрессованных компонентов при температуре окружающей среды и при более высоком давлении прессования, компонент, прессованный при повышенной температуре, будет иметь более высокую проницаемость. Для более крупных компонентов, а также, чтобы достичь улучшений согласно изобретению, может оказаться необходимым повышать температуру порошка.According to a preferred embodiment of the present invention, the pressing is carried out in a moderately heated tool, since in this way not only the density of the freshly pressed components and the ejection behavior are improved, but also the maximum relative permeability. When comparing the properties of components pressed at an elevated temperature and at a lower pressing pressure with the properties of components pressed to the same density of freshly pressed components at ambient temperature and at a higher pressing pressure, the component pressed at an elevated temperature will have a higher permeability . For larger components, as well as to achieve improvements according to the invention, it may be necessary to increase the temperature of the powder.

Термообработка может быть выполнена в одну или несколько стадий. Рекомендованную одну стадию термообработки выполняют от 30 минут до 4 часов в кислородсодержащей атмосфере (воздух) при температуре между 250 и 550°C.Heat treatment can be performed in one or several stages. The recommended one heat treatment step is carried out from 30 minutes to 4 hours in an oxygen-containing atmosphere (air) at a temperature between 250 and 550 ° C.

Альтернативно можно выполнять термообработку при температуре 250-350°C в течение периода от 30 минут до 3 часов в воздухе или инертном газе, после чего следует термообработка от 15 минут до 2 часов в кислородсодержащей атмосфере (воздух) при температуре 350-550°C.Alternatively, heat treatment can be performed at a temperature of 250-350 ° C for a period of 30 minutes to 3 hours in air or an inert gas, followed by heat treatment from 15 minutes to 2 hours in an oxygen-containing atmosphere (air) at a temperature of 350-550 ° C.

Несколько отличная термообработка рекомендуется, когда в состав включается PPS. Таким образом, в этом случае термообработка может быть выполнена при температуре 250-350°C от 30 минут до 4 часов в кислородсодержащей атмосфере (воздух). Другая альтернатива состоит в том, чтобы выполнять термообработку при температуре 250-350°C от 30 минут до 3 часов в воздухе или инертном газе, после чего следует термообработка при температуре 300-500°C от 15 минут до 2 часов в кислородсодержащей атмосфере (воздух).Somewhat excellent heat treatment is recommended when PPS is included. Thus, in this case, the heat treatment can be performed at a temperature of 250-350 ° C from 30 minutes to 4 hours in an oxygen-containing atmosphere (air). Another alternative is to perform heat treatment at a temperature of 250-350 ° C from 30 minutes to 3 hours in air or an inert gas, followed by heat treatment at a temperature of 300-500 ° C from 15 minutes to 2 hours in an oxygen-containing atmosphere (air )

Возможность выполнения термообработки в различных атмосферах, при различных периодах времени и при различных температурах, чтобы получить конечный компонент, имеющий требуемые свойства, делает новый состав порошка особенно привлекательным.The possibility of performing heat treatment in various atmospheres, at different periods of time and at different temperatures, in order to obtain a final component having the required properties, makes the new powder composition particularly attractive.

Прессуя состав, содержащий изолированный порошок на основе железа, имеющий грубые частицы и смазочный материал, как описано выше, при высоких давлениях, например выше 800 МПа, после чего следует термообработка прессованного компонента, можно получить мягкие магнитные составные компоненты, имеющие плотность ≥7,5 г/см3, максимальную относительную проницаемость μмакс≥600, коэрцитивную силу Hc≤250 А/м и удельное сопротивление ρ≥20 мкОм·м. Такие компоненты могут представлять интерес для применений, требуемых, например, в компонентах статора или ротора в электрических машинах.By compressing a composition containing an insulated iron-based powder having coarse particles and a lubricant as described above at high pressures, for example above 800 MPa, followed by heat treatment of the pressed component, soft magnetic composite components having a density of ≥ 7.5 can be obtained g / cm 3 , maximum relative permeability μ max ≥600, coercive force Hc≤250 A / m and specific resistance ρ≥20 μOhm · m. Such components may be of interest for applications required, for example, in stator or rotor components in electrical machines.

Далее изобретение дополнительно иллюстрируется примерами.The invention is further illustrated by examples.

ПРИМЕР 1EXAMPLE 1

Использовали следующие материалы.Used the following materials.

В качестве исходного материала использовали водораспыляемый порошок на основе железа с частицами, имеющими неорганическое покрытие (Somaloy™ 500, доступный от фирмы Hoganas AB, Швеция).An iron-based water-dispersible powder with particles having an inorganic coating (Somaloy ™ 500, available from Hoganas AB, Sweden) was used as starting material.

Порошок PPS,PPS Powder

Порошок стеариновой кислоты, смазочный материал А.Stearic Acid Powder, Lubricant A.

Порошок амида стеариновой кислоты, смазочный материал B.Stearic Acid Amide Powder, Lubricant B.

3 кг базового порошка Somaloy™ 500 смешивали с PPS и амидом стеариновой кислоты или стеариновой кислотой, согласно таблице 1. 3 kg of Somaloy ™ 500 base powder was mixed with PPS and stearic acid amide or stearic acid, according to table 1.

Таблица 1
Порошкообразные смеси: смазочные материалы и PPS (мас.%)
Table 1
Powdered mixtures: lubricants and PPS (wt.%)
Номер образцаSample Number PPS - сульфид полифениленаPPS - Polyphenylene Sulfide Смазочный материалLubricant А1A1 0,60%0.60% 0,2% А0.2% A А2A2 0,50%0.50% 0,3% А0.3% A А3A3 0,50%0.50% 0,3% В0.3% B А4A4 0,30%0.30% 0,3% В0.3% B А5A5 0,30%0.30% 0,4% В0.4% B А6A6 0,30%0.30% 0,5% В0.5% B А7A7 0,1%0.1% 0,3% В0.3% B А8A8 0,2%0.2% 0,3% В0.3% B А9A9 -- 0,4% В0.4% B

Порошкообразные смеси прессовали в кольцеобразные образцы с внутренним диаметром 45 мм, внешним диаметром 55 мм и высотой 5 мм при давлении 800 МПа при температуре окружающей среды (комнатной). Также прессовали кольцеобразные образцы высотой 10 мм, и на этих образцах измеряли силу выталкивания. Энергия выталкивания показана в таблице 2. Результаты показывают, что значительно более низкую энергию выталкивания получают при использовании амидов жирных кислот.The powder mixtures were pressed into ring-shaped samples with an inner diameter of 45 mm, an outer diameter of 55 mm, and a height of 5 mm at a pressure of 800 MPa at ambient temperature (room temperature). Ring-shaped samples 10 mm high were also pressed, and the buoyancy was measured on these samples. The buoyancy energy is shown in Table 2. The results show that significantly lower buoyancy energy is obtained using fatty acid amides.

Таблица 2
Энергия выталкивания, измеренная на кольцеобразных образцах высотой h=10 мм
table 2
The ejection energy measured on ring-shaped samples with a height of h = 10 mm
Номер образцаSample Number PPSPPS Смазочный материалLubricant Энергия выталкивания (Дж/см2)Ejection Energy (J / cm 2 ) А1A1 0,60%0.60% 0,2% А0.2% A 5252 А2A2 0,50%0.50% 0,3% А0.3% A 4646 А3A3 0,50%0.50% 0,3% В0.3% B 3838 А4A4 0,30%0.30% 0,3% В0.3% B 3737 А5A5 0,30%0.30% 0,4% В0.4% B 3333 А6A6 0,30%0.30% 0,5% В0.5% B 30thirty А7A7 0,10%0.10% 0,3% В0.3% B 4141 А8A8 0,20%0.20% 0,3% В0.3% B 3939 А9A9 -- 0,4% В0.4% B 3535

После прессования части подвергали термообработке при температуре 290°C в течение 120 минут в воздухе. На полученные термообработанные кольца наматывали 25 витков. Относительную индукционную проницаемость на переменном токе измеряли LCR-метром (индуктивно-резистивно-емкостный) типа HP4284A согласно стандарту МЭК (IEC) 60404-6, 2-е издание 2003-06.After pressing, the parts were heat-treated at a temperature of 290 ° C for 120 minutes in air. 25 turns were wound on the obtained heat-treated rings. Relative induction permeability on alternating current was measured with an LCR meter (inductive-resistive-capacitive) type HP4284A according to standard IEC (IEC) 60404-6, 2nd edition 2003-06.

Падение исходной проницаемости (частотной стабильности) показано в таблицах 3 и 4. Падение исходной проницаемости выражается как разность между исходной проницаемостью при 10 и 100 кГц, деленную на исходную проницаемость на 10 кГц. Таблица 3 показывает, что увеличением количества амида жирных кислот от 0,3 до 0,5% можно получить лучшую частотную стабильность. Таблица 4 показывает, что использованием амида жирной кислоты вместо соответствующей жирной кислоты можно получить лучшую частотную стабильность. Более того, таблица 4 раскрывает, что без PPS получают большее падение частотной стабильности. Однако, оказалось, что исходная проницаемость на 1 кГц для A9 равна 95 по сравнению с 75 для A3. Для некоторых применений выгодна высокая исходная проницаемость на низких частотах.The fall in the initial permeability (frequency stability) is shown in Tables 3 and 4. The fall in the initial permeability is expressed as the difference between the initial permeability at 10 and 100 kHz divided by the initial permeability at 10 kHz. Table 3 shows that by increasing the amount of fatty acid amide from 0.3 to 0.5%, better frequency stability can be obtained. Table 4 shows that by using a fatty acid amide instead of the corresponding fatty acid, better frequency stability can be obtained. Moreover, Table 4 discloses that without PPS, a greater drop in frequency stability is obtained. However, it turned out that the initial 1 kHz permeability for A9 is 95 compared to 75 for A3. For some applications, high initial permeability at low frequencies is beneficial.

Таблица 3
Падение исходной проницаемости
Table 3
Drop in initial permeability
Dμ 10-100 кГц (%)Dμ 10-100 kHz (%) А4A4 7,47.4 А5A5 5,25.2 А6A6 4,24.2

Таблица 4
Падение исходной проницаемости
Table 4
Drop in initial permeability
Dμ 10-100 кГц (%)Dμ 10-100 kHz (%) А2A2 6,46.4 А3A3 3,93.9 А9A9 20,920.9

Удельное сопротивление измеряли по четырем точкам, результаты приведены в таблице 5. Из этой таблицы можно заключить, что путем использования амида жирной кислоты вместо соответствующей жирной кислоты, можно получить значительное более высокое электрическое удельное сопротивление.The resistivity was measured at four points, the results are shown in table 5. From this table it can be concluded that by using a fatty acid amide instead of the corresponding fatty acid, a significantly higher electrical resistivity can be obtained.

Таблица 5
Удельное сопротивление для кольцеобразных образцов
Table 5
Resistivity for ring-shaped samples
Номер образцаSample Number PPSPPS Смазочный материалLubricant Удельное электрическое сопротивление мкОм*мElectrical resistivity μOhm * m А2A2 0,50%0.50% 0,3% А0.3% A 316316 А3A3 0,50%0.50% 0,3% В0.3% B 400400

Также образцы испытывали на предел прочности при поперечном разрыве, TRS, после термообработки при 290°C в течение 120 минут в воздухе. Параметр TRS испытывали согласно стандарту МОС 3995. Предел TRS также испытывали на частях при температуре 200°C. Предел TRS также показан в таблице 6. Образец с 0,5% PPS и 0,3% амида жирной кислоты (A3) показал значительно более высокий предел TRS как при комнатной температуре (RT), так и при 200°C по сравнению с обоими образцами, образцом с 0,5% PPS и 0,3% стеариновой кислоты (A2) и образцом с 0,2% PPS+0,6% стеариновой кислоты (A1). Плотность выше для смеси с низким общим органическим содержанием, что приведет к более высокой индукции и проницаемости (μмакс).Samples were also tested for transverse tensile strength, TRS, after heat treatment at 290 ° C for 120 minutes in air. The TRS parameter was tested according to MOS 3995. The TRS limit was also tested in parts at a temperature of 200 ° C. The TRS limit is also shown in Table 6. A sample with 0.5% PPS and 0.3% fatty acid amide (A3) showed a significantly higher TRS limit both at room temperature (RT) and at 200 ° C compared to both samples, a sample with 0.5% PPS and 0.3% stearic acid (A2) and a sample with 0.2% PPS + 0.6% stearic acid (A1). The density is higher for a mixture with a low total organic content, which will lead to higher induction and permeability (μmax).

Таблица 6
Плотность и TRS при комнатной температуре и при 200°C
Table 6
Density and TRS at room temperature and at 200 ° C
Номер образцаSample Number PPSPPS Смазочный материалLubricant Плотность после термообработки, г/см3 Density after heat treatment, g / cm 3 TRS при комнатной температуре, МПаTRS at room temperature, MPa TRS при 200°C, МПаTRS at 200 ° C, MPa А1A1 0,60%0.60% 0,2% А0.2% A 7,187.18 6868 5151 А2A2 0,50%0.50% 0,3% А0.3% A 7,187.18 4646 30thirty А3A3 0,50%0.50% 0,3% В0.3% B 7,197.19 8181 6767 А4A4 0,30%0.30% 0,3% В0.3% B 7,277.27 8888 7373 А5A5 0,30%0.30% 0,4% В0.4% B 7,227.22 8787 7373 А6A6 0,30%0.30% 0,5% В0.5% B 7,177.17 5151 6868 А7A7 0,10%0.10% 0,3% В0.3% B 7,357.35 8585 7474 А8A8 0,20%0.20% 0,3% В0.3% B 7,317.31 8484 7171 А9A9 -- 0,4% В0.4% B 7,337.33 8787 7878

ПРИМЕР 2EXAMPLE 2

Использовали следующие материалы.Used the following materials.

В качестве исходного материала использовали водораспыляемый порошок на основе железа с частицами, имеющими тонкое фосфорсодержащее неорганическое покрытие (Somaloy™ 500, доступный от фирмы Hoganas AB, Швеция).An iron-based water-dispersible powder with particles having a thin phosphorus-containing inorganic coating (Somaloy ™ 500, available from Hoganas AB, Sweden) was used as starting material.

Порошок PPS,PPS Powder

Порошок стеариновой кислоты, смазочный материал А.Stearic Acid Powder, Lubricant A.

Порошок амида стеариновой кислоты, смазочный материал B.Stearic Acid Amide Powder, Lubricant B.

Порошок амида бегеновой кислоты, смазочный материал C.Behenic Acid Amide Powder, Lubricant C.

Порошок амида олеиновой кислоты, смазочный материал D Kenolube™.Oleic acid amide powder, D Kenolube ™ lubricant.

Базовый порошок Somaloy™ 500 смешивали с PPS и смазочными материалами, согласно следующей таблице 7. Somaloy ™ 500 Base Powder was mixed with PPS and lubricants according to the following table 7.

Таблица 7
Порошкообразные смеси: смазочные материалы и PPS (мас.%)
Table 7
Powdered mixtures: lubricants and PPS (wt.%)
Номер образцаSample Number PPSPPS Смазочный материалLubricant В1IN 1 0,50%0.50% 0,3% А0.3% A В2IN 2 0,50%0.50% 0,3% В0.3% B В3IN 3 0,50%0.50% 0,3% С0.3% C В4AT 4 0,50%0.50% 0,3% D0.3% D В5AT 5 0,30%0.30% 0,3% В0.3% B В6AT 6 -- 0,4% В0.4% B В7AT 7 -- 0,3% В0.3% B В8AT 8 0,1%0.1% 0,3% В0.3% B В9AT 9 0,2%0.2% 0,3% В0.3% B В10AT 10 -- 0,4% Kenolube™0.4% Kenolube ™

Порошкообразные смеси прессовали в испытательные стержни согласно стандарту МОС 3995 при давлении 800 МПа при температуре окружающей среды. После прессования части подвергали термообработке в двухстадийном процессе термообработки. Первую стадию проводили при температуре 290°C в течение 105 минут в инертной азотной среде. После этой стадии следовала вторая стадия термообработки при температуре 350°C в течение 60 минут в воздухе. Образцы испытывали на предел прочности при поперечном разрыве, TRS, согласно стандарту МОС 3995.Powdered mixtures were pressed into test rods according to MOS 3995 standard at a pressure of 800 MPa at ambient temperature. After pressing, the parts were heat treated in a two-stage heat treatment process. The first stage was carried out at a temperature of 290 ° C for 105 minutes in an inert nitrogen atmosphere. After this step, a second heat treatment step was followed at a temperature of 350 ° C. for 60 minutes in air. Samples were tested for transverse tensile strength, TRS, according to MOS 3995.

Результаты испытания на предел прочности при поперечном разрыве показаны в таблице 8. Как можно видеть из таблицы 8, образцы, приготовленные со смесью, включающей амид жирной кислоты, дают достаточные значения TRS. Достигается более высокая плотность после термообработки, что выгодно в выражении индукции и проницаемости. Если содержание PPS снижается до 0,3% или меньше, то TRS увеличивается до значений выше 80 МПа. Образцы без PPS и со смазочным материалом на основе амида стеариновой кислоты даже имеют значения TRS выше 100 МПа. Использование смазочного материала Kenolube™, который является минеральным, не приводит к требуемому пределу прочности при поперечном разрыве.The transverse tensile strength test results are shown in Table 8. As can be seen from Table 8, samples prepared with a mixture comprising a fatty acid amide give sufficient TRS values. A higher density is achieved after heat treatment, which is beneficial in terms of induction and permeability. If the PPS content decreases to 0.3% or less, then the TRS increases to values above 80 MPa. Samples without PPS and with stearic acid amide lubricant even have TRS values above 100 MPa. The use of Kenolube ™, a mineral lubricant, does not result in the required tensile strength at transverse rupture.

Таблица 8
Плотность и TRS при комнатной температуре
Table 8
Density and TRS at room temperature
Номера образцовSample numbers PPSPPS Смазочный материалLubricant Плотность после термообработки, г/см3 Density after heat treatment, g / cm 3 TRS при комнатной температуре, МПаTRS at room temperature, MPa В1IN 1 0,50%0.50% 0,3% А0.3% A 7,187.18 7373 В2IN 2 0,50%0.50% 0,3% В0.3% B 7,227.22 6868 В3IN 3 0,50%0.50% 0,3% С0.3% C 7,237.23 7373 В4AT 4 0,50%0.50% 0,3% D0.3% D 7,247.24 7474 В5AT 5 0,30%0.30% 0,3% В0.3% B 7,327.32 8383 В6AT 6 -- 0,4% В0.4% B 7,377.37 108108 В7AT 7 -- 0,3% В0.3% B 7,417.41 113113 В8AT 8 0,1%0.1% 0,3% В0.3% B 7,357.35 8888 В9AT 9 0,2%0.2% 0,3% В0.3% B 7,327.32 7979 В10AT 10 -- 0,4% Kenolube™0.4% Kenolube ™ 7,427.42 3232

ПРИМЕР 3EXAMPLE 3

Данный пример показывает, что по сравнению с традиционными смазочными материалами на основе стеарата цинка и амида стеариновой кислоты и этиленбисамида стеариновой кислоты получают низкие значения сил выталкивания во время выталкивания прессованных компонентов и совершенное качество обработки поверхности выталкиваемого компонента, когда смазочные материалы на основе амидов жирных кислот согласно изобретению используют в низких количествах в сочетании с грубыми порошками и при высоких давлениях прессования.This example shows that, compared with traditional lubricants based on zinc stearate and stearic acid amide and stearic acid ethylene bisamide, low ejection forces are obtained during extrusion of pressed components and an excellent surface finish of the ejected component when fatty acid amide based lubricants according to The invention is used in low amounts in combination with coarse powders and at high pressing pressures.

Два килограмма грубого мягкого магнитного порошка на основе железа, в котором частицы окружены неорганической изоляцией согласно патенту США 6348265, смешивали с 0,2 мас.% смазочных материалов согласно таблице 9. Распределение размеров частиц грубого порошка на основе железа показано в таблице 10. Смеси E и F являются сравнительными примерами, содержащими известные смазочные материалы. Two kilograms of iron-based coarse soft magnetic powder in which the particles are surrounded by inorganic insulation according to US Pat. and F are comparative examples containing known lubricants.

Таблица 9Table 9 СмесьMixture Смазочный материалLubricant AA Амид бегеновой кислотыBehenic Acid Amide BB Амид эруковой кислотыErucic acid amide CC Амид стеариновой кислотыStearic acid amide DD Амид олеиновой кислотыOleic acid amide EE Стеарат цинкаZinc stearate FF Этиленбисамид стеариновой кислотыStearic Acid Ethylene Bisamide

Таблица 10Table 10 Размер частиц (мкм)Particle size (μm) Масса, %Weight, % >425> 425 0,10.1 425-212425-212 64,264,2 212-150212-150 34,034.0 150-106150-106 1,11,1 106-75106-75 0,30.3 45-7545-75 0,20.2 <45<45 00

Полученные смеси переносили в пресс-форму и прессовали в цилиндрические опытные образцы (50 граммов) с диаметром 25 мм, при соосном движении пресса при давлении прессования 1100 МПа. Используемым материалом пресс-формы была обычная инструментальная сталь. Во время выталкивания прессованных образцов записывали силу выталкивания. Вычисляли параметр полная энергия выталкивания/площадь охвата, необходимый, чтобы выталкивать образцы. Следующая таблица 11 показывает энергию выталкивания, плотность свежепрессованных образцов и качество обработки поверхности.The resulting mixtures were transferred to a mold and pressed into cylindrical prototypes (50 grams) with a diameter of 25 mm, with a coaxial movement of the press at a pressing pressure of 1100 MPa. The mold material used was ordinary tool steel. During the ejection of the pressed samples, the ejection force was recorded. The total ejection energy / coverage area required to eject the samples was calculated. The following table 11 shows the ejection energy, the density of freshly pressed samples and the quality of the surface treatment.

Таблица 11Table 11 СмесьMixture Энергия выталкивания
(Дж/см2)
Ejection energy
(J / cm 2 )
Плотность свежепрессованных образцов
(г/см3)
Density of Freshly Pressed Samples
(g / cm 3 )
Качество обработки поверхностиSurface finish
AA 9090 7,647.64 СовершенноеPerfect BB 8383 7,657.65 СовершенноеPerfect CC 9393 7,637.63 СовершенноеPerfect DD 7070 7,677.67 ПриемлемоеAcceptable EE 117117 7,667.66 НеприемлемоеUnacceptable FF 113113 7,647.64 СовершенноеPerfect

ПРИМЕР 4EXAMPLE 4

Следующий пример иллюстрирует действие распределения размеров частиц мягкого магнитного порошка на основе железа на характер выталкивания и на плотность свежепрессованных образцов. Использовали "грубый" порошок согласно примеру 3. Распределение размеров частиц "тонкого" порошка дано в таблице 12. Смеси готовили, используя 0,2 мас.% амида стеариновой кислоты согласно процедуре примера 3. Смесь на основе "тонкого" порошка является помеченным образцом H, который сравнивали с образцом C. The following example illustrates the effect of the particle size distribution of an iron-based soft magnetic powder on the ejection pattern and on the density of freshly pressed samples. The coarse powder was used according to Example 3. The particle size distribution of the fine powder is given in Table 12. The mixtures were prepared using 0.2 wt.% Stearic acid amide according to the procedure of Example 3. The fine powder mixture is labeled as sample H , which was compared with sample C.

Таблица 12Table 12 Размер частиц (мкм)Particle size (μm) Масса, %Weight, % >425> 425 00 425-212425-212 00 212-150212-150 11,211,2 150-106150-106 25,025.0 106-75106-75 22,822.8 45-7545-75 26,726.7 <45<45 14,314.3

Смеси прессовали в цилиндрические образцы согласно процедуре, используемой в примере 3. Следующая таблица 13 показывает плотность свежепрессованных образцов и качество обработки поверхности.The mixture was pressed into cylindrical samples according to the procedure used in example 3. The following table 13 shows the density of the freshly pressed samples and the quality of the surface treatment.

Таблица 13Table 13 СмесьMixture Плотность свежепрессованных образцов (г/см3)The density of freshly pressed samples (g / cm 3 ) Качество обработки поверхностиSurface finish CC 7,637.63 СовершенноеPerfect HH 7,537.53 ПриемлемоеAcceptable

Как можно видеть из таблицы 13, состав, содержащий тонкий порошок, приводит к более низкой плотности свежепрессованных образцов и к ухудшенному качеству обработки поверхности.As can be seen from table 13, the composition containing the fine powder leads to a lower density of the freshly pressed samples and to a deteriorated surface finish.

ПРИМЕР 5EXAMPLE 5

Этот пример сравнивает известный смазочный материал, этиленбисамид стеариновой кислоты и пример смазочного материала на основе амида стеариновой кислоты, соответственно, согласно таблице 14. Образцы готовят согласно процедуре в примере 3. This example compares a known lubricant, stearic acid ethylene bisamide and an example of stearic acid amide lubricant, respectively, according to Table 14. Samples were prepared according to the procedure in Example 3.

Таблица 14Table 14 СмесьMixture EBS мас.%EBS wt.% Амид стеариновой кислоты мас.%Amide of stearic acid wt.% 1one 0,200.20 --- 22 0,300.30 --- 33 0,400.40 --- 4four 0,500.50 --- 55 --- 0,100.10 66 --- 0,200.20 77 --- 0,300.30

Порошкообразные смеси прессовали в кольца с внутренним диаметром 45 мм, внешним диаметром 55 мм и высотой 10 мм при давлении 1100 МПа. Во время выталкивания прессованных образцов вычисляли показатель полная энергия выталкивания/площадь охвата, необходимый, чтобы выталкивать образцы из пресс-формы. Следующая таблица 15 показывает вычисленный параметр энергия выталкивания/площадь охвата, плотность свежепрессованных образцов и качество обработки поверхности.The powder mixtures were pressed into rings with an inner diameter of 45 mm, an outer diameter of 55 mm, and a height of 10 mm at a pressure of 1100 MPa. During the ejection of the pressed samples, the total ejection energy / coverage area required to eject the samples from the mold was calculated. The following table 15 shows the calculated expulsion energy / coverage area, density of freshly pressed samples and surface finish.

Таблица 15
Энергия выталкивания, плотность свежепрессованных образцов, качество обработки поверхности
Table 15
Ejection energy, density of freshly pressed samples, surface finish
СмесьMixture Энергия выталкивания
(Дж/см2)
Ejection energy
(J / cm 2 )
Плотность свежепрессованных образцов
(г/см3)
Density of Freshly Pressed Samples
(g / cm 3 )
Качество обработки поверхностиSurface finish
1one 5454 7,657.65 НеприемлемоеUnacceptable 22 4040 7,617.61 ПриемлемоеAcceptable 33 3333 7,567.56 СовершенноеPerfect 4four 2828 7,517.51 СовершенноеPerfect 55 7373 7,677.67 ПриемлемоеAcceptable 66 3838 7,647.64 СовершенноеPerfect 77 3737 7,597.59 СовершенноеPerfect

Как можно видеть из таблицы 15, новый смазочный материал достаточно добавить в количестве всего 0,2% и по-прежнему получить совершенное качество обработки поверхности, тогда как для сравнительного смазочного материала, EBS, самая маленькая добавка, необходимая для получения совершенного качества обработки поверхности, составляет 0,4%.As can be seen from table 15, it is enough to add a new lubricant in an amount of only 0.2% and still get the perfect surface finish, whereas for a comparative lubricant, EBS, the smallest additive needed to get the perfect surface finish, is 0.4%.

ПРИМЕР 6EXAMPLE 6

Данный пример сравнивает магнитные свойства компонентов, изготовленных с минимальным количеством смазывающих компонентов на основе амида стеариновой кислоты и EBS, соответственно, чтобы достичь одинаковых значений энергии выталкивания. Компоненты, сделанные из смеси 2 и смеси 6 согласно примеру 5, сравнивали относительно магнитных свойств после термообработки.This example compares the magnetic properties of components made with a minimum amount of stearic acid amide and EBS lubricant components, respectively, to achieve the same ejection energy values. Components made from mixture 2 and mixture 6 according to example 5 were compared with respect to magnetic properties after heat treatment.

Прессовали кольцеобразные образцы согласно примеру 5, за исключением того, что высота была 5 мм. Свежепрессованные образцы подвергали термообработке при температуре 300°C в течение 60 минут в воздухе, после чего следовала вторая стадия термообработки при температуре 530°C в течение 30 минут в воздухе. Полученные термообработанные кольца обматывали 100 сигнальными и 100 возбуждающими витками и испытывали в гистерезисографе Brockhaus. Следующая таблица 16 показывает уровень индукции 10 кА/м, максимальную относительную проницаемость, коэрцитивную силу Hc и потери в сердечнике при индукции 1 Тл (Тесла) на частоте 400 Гц. Pressed ring-shaped samples according to example 5, except that the height was 5 mm Freshly pressed samples were heat treated at 300 ° C for 60 minutes in air, followed by a second heat treatment step at 530 ° C for 30 minutes in air. The obtained heat-treated rings were wrapped with 100 signal and 100 exciting turns and tested in a Brockhaus hysteresis device. The following table 16 shows the induction level of 10 kA / m, the maximum relative permeability, coercive force Hc and core loss upon induction of 1 T (Tesla) at a frequency of 400 Hz.

Таблица 16
Магнитомягкие свойства
Table 16
Soft magnetic properties
Образец 2Sample 2 Образец 6Sample 6 Максимальная проницаемостьMaximum permeability 480480 750750 B при 10000 А/м (витки)B at 10000 A / m (turns) 1,581,58 1,661,66 Hc (А/м)Hc (A / m) 218218 213213 Потери в сердечнике при 1Т на 400 Гц, (ватт/кг)Core loss at 1T at 400 Hz, (watts / kg) 78,478,4 42,142.1

Как можно видеть из таблицы 16, магнитомягкие свойства оказываются превосходными для компонентов настоящего изобретения.As can be seen from table 16, soft magnetic properties are excellent for the components of the present invention.

ПРИМЕР 7EXAMPLE 7

Следующий пример иллюстрирует влияние температуры на свойства выталкивания и плотность свежепрессованных образцов. В указанном примере первичный амид, амид стеариновой кислоты выбирали как смазочный материал на основе амида согласно изобретению. 0,2% амида стеариновой кислоты добавляли к 2 кг грубого мягкого магнитного электрически изолированного порошка на основе железа согласно процедуре примера 3.The following example illustrates the effect of temperature on the ejection properties and density of freshly pressed samples. In this example, the primary amide, stearic acid amide, was selected as the amide-based lubricant according to the invention. 0.2% stearic acid amide was added to 2 kg of a coarse soft magnetic electrically isolated iron-based powder according to the procedure of Example 3.

Порошкообразные смеси прессовали в кольца, имеющие внутренний диаметр 45 мм, внешний диаметр 55 мм и высоту 10 мм при давлении 1100 МПа. Во время выталкивания прессованных образцов записывали значения сил выталкивания. Вычисляли параметр - полную энергию выталкивания/площадь охвата, необходимый, чтобы выталкивать образцы из пресс-формы. Следующая таблица 17 показывает энергию выталкивания, плотность свежепрессованных образцов и качество обработки поверхности образцов, сравниваемые при различных температурах пресс-формы. The powder mixtures were pressed into rings having an inner diameter of 45 mm, an outer diameter of 55 mm and a height of 10 mm at a pressure of 1100 MPa. During the ejection of the pressed samples, the ejection forces were recorded. The parameter was calculated — the total ejection energy / coverage area necessary to eject the samples from the mold. The following table 17 shows the ejection energy, the density of the freshly pressed samples and the quality of the surface treatment of the samples, compared at different temperatures of the mold.

Таблица 17
Энергия выталкивания, плотность свежепрессованных образцов, качество обработки поверхности при различных температурах пресс-формы
Table 17
Ejection energy, density of freshly pressed samples, surface finish at various mold temperatures
Температура
(°C)
Temperature
(° C)
Энергия выталкивания
(Дж/см2)
Ejection energy
(J / cm 2 )
Плотность свежепрессованных образцов
(г/см3)
Density of Freshly Pressed Samples
(g / cm 3 )
Качество обработки поверхностиSurface finish
2525 38,438,4 7,647.64 СовершенноеPerfect 50fifty 31,531.5 7,667.66 СовершенноеPerfect 6060 30,630.6 7,677.67 СовершенноеPerfect 7070 29,329.3 7,677.67 СовершенноеPerfect 8080 27,527.5 7,697.69 СовершенноеPerfect

Как можно видеть из таблицы 17, на энергию выталкивания и на плотность свежепрессованных образцов положительно влияет повышение температуры пресс-формы.As can be seen from table 17, the push-out energy and the density of freshly pressed samples are positively affected by an increase in mold temperature.

ПРИМЕР 8EXAMPLE 8

Данный пример сравнивает свойства компонентов, изготовленных согласно настоящему изобретению, со свойствами компонентов, прессованных с помощью DWL. Как в примере изобретения, так и в сравнительном примере, использовали "грубый" порошок согласно примеру 3. В качестве смазочного материала в примере изобретения использовали 0,2 мас.% амида стеариновой кислоты, и полученный состав порошка прессовали при управляемой температуре пресс-формы 80°C в кольцеобразные образцы, имеющие плотность свежепрессованных образцов 7,6 г/см3. В сравнительном примере внутренний смазочный материал вообще не использовали, вместо этого наносили на DWL. Кольцеобразные образцы прессовали до плотности 7,6 г/см3 при температуре окружающей среды.This example compares the properties of components made according to the present invention with the properties of components pressed using DWL. As in the example of the invention and in the comparative example, a “coarse” powder was used according to example 3. As a lubricant in the example of the invention, 0.2 wt.% Stearic acid amide was used, and the obtained powder composition was pressed at a controlled temperature of the mold 80 ° C in ring-shaped samples having a density of freshly pressed samples of 7.6 g / cm 3 . In the comparative example, no internal lubricant was used at all; instead, it was applied to DWL. Ring-shaped samples were pressed to a density of 7.6 g / cm 3 at ambient temperature.

Кольцеобразные образцы имели внешний диаметр 55 мм, внутренний диаметр 45 мм и высоту 5 мм.The ring-shaped samples had an outer diameter of 55 mm, an inner diameter of 45 mm, and a height of 5 mm.

После прессования выполняли термообработку согласно таблице 18. Удельное сопротивление измеряли по четырем точкам. Перед магнитными измерениями в гистерезисографе, кольцеобразные образцы обматывали 100 возбуждающими и 100 сигнальными витками. Свойства по постоянному току, DC, собирали из контура при 10 кА/м. Потери в сердечнике измеряли при индукции 1 Тл (Тесла) на различных частотах. На фиг.1 представлен график потерь в сердечнике на цикл в зависимости от частоты. After pressing, heat treatment was performed according to table 18. The resistivity was measured at four points. Before magnetic measurements in a hysteresisograph, ring-shaped samples were wrapped with 100 exciting and 100 signal turns. DC properties, DC, were collected from the circuit at 10 kA / m. Losses in the core were measured by induction of 1 T (Tesla) at various frequencies. Figure 1 presents a graph of core losses per cycle versus frequency.

Таблица 18
Магнитные свойства
Table 18
Magnetic properties
ОбразецSample ТермообработкаHeat treatment B10кА/м B 10kA / m Hc
(А/м)
H c
(A / m)
ρ
(мкОм*м)
ρ
(μOhm * m)
Потери в сердечнике при 1 Тл на 400 Гц (ватт/кг)Core loss at 1 T at 400 Hz (watts / kg)
Настоящее изобретениеThe present invention 530°C, 30 мин
воздух
530 ° C, 30 min
air
1,651.65 192192 103103 4141
Способ DWLDWL Method нетno 1,661,66 305305 6060 6060 Способ DWLDWL Method 530°C, 30 мин
воздух
530 ° C, 30 min
air
1,661,66 189189 33 109109

Из таблицы 18 и фигуры 1 можно сделать вывод, что настоящее изобретение дает значительно более низкие потери в сердечнике в переменных полях благодаря более низкому значению Hc и более высокому удельному сопротивлению по сравнению со способом DWL.From table 18 and figure 1 it can be concluded that the present invention provides significantly lower core losses in alternating fields due to lower H c value and higher resistivity compared to the DWL method.

ПРИМЕР 9EXAMPLE 9

В этом примере показано, что посредством настоящего изобретения можно получить сердечники из железного порошка с превосходными магнитными свойствами. Также показано положительное действие повышенной температуры пресс-формы на максимальную относительную проницаемость.This example shows that by means of the present invention, it is possible to obtain iron powder cores with excellent magnetic properties. The positive effect of elevated mold temperature on maximum relative permeability is also shown.

"Грубый" порошок согласно примеру 3 смешивали со смазочными материалами различного содержания и типа. Как кольцеобразные образцы (внешний диаметр=55, внутренний диаметр=45, высота=5 мм), так и стрежни (30×12×6 мм) изготавливали с условиями процесса, данными в таблице 19.The "coarse" powder according to example 3 was mixed with lubricants of various contents and types. Both ring-shaped samples (outer diameter = 55, inner diameter = 45, height = 5 mm), and rods (30 × 12 × 6 mm) were made with the process conditions given in table 19.

Плотность определяли измерением массы и размеров кольцеобразных образцов. Удельное сопротивление измеряли по четырем точкам на кольцеобразных образцах. До магнитных измерений в гистерезисографе Brockhaus кольцеобразные образцы обматывали 100 возбуждающими и 100 сигнальными витками. Свойства по постоянному току, DC, такие как μмакс и Hc собирали из контура при 10 кА/м, тогда как потери в сердечнике измеряли при различных частотах при индукции 1 Тл на 400 Гц. Предел прочности при поперечном разрыве (TRS) частей, подверженных термообработке, определяли на опытных стрежнях способом изгиба по трем точкам.Density was determined by measuring the mass and size of the ring-shaped samples. The resistivity was measured at four points on the ring-shaped samples. Prior to magnetic measurements in a Brockhaus hysteresis, ring-shaped samples were wrapped with 100 exciting and 100 signal turns. DC properties, DC, such as μmax and H c were collected from the circuit at 10 kA / m, while core losses were measured at different frequencies with an induction of 1 T at 400 Hz. The tensile strength at transverse rupture (TRS) of the parts subjected to heat treatment was determined on experimental rods by the method of bending at three points.

Таблица 19
Условия процесса для кольцеобразных образцов
Table 19
Process conditions for ring-shaped samples
ОбразецSample Тип смазочного материалаType of lubricant Количество смазочного материала (мас.%)The amount of lubricant (wt.%) Давление прессования (МПа)Compression Pressure (MPa) Температура пресс-формы (°C)Mold Temperature (° C) ТермообработкаHeat treatment 1one Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,20.2 11001100 2525 300°С 45 мин, воздух+520°С*, воздух300 ° С 45 min, air + 520 ° С *, air 22 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,20.2 11001100 8080 300°С 45 мин, воздух+520°С*, воздух300 ° С 45 min, air + 520 ° С *, air 33 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,20.2 800800 8080 530°С, 30 мин, воздух530 ° C, 30 min, air 4four Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,20.2 11001100 2525 530°С, 30 мин, воздух530 ° C, 30 min, air 55 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,20.2 11001100 8080 530°С, 30 мин, воздух530 ° C, 30 min, air 66 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,10.1 11001100 8585 530°С, 30 мин, воздух530 ° C, 30 min, air 77 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,30.3 800800 2525 300°С, 1 ч, воздух+530°С, 30 мин, воздух300 ° С, 1 h, air + 530 ° С, 30 min, air 88 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,30.3 800800 8080 300°С, 1 ч, воздух+530°С, 30 мин, воздух300 ° С, 1 h, air + 530 ° С, 30 min, air 99 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,30.3 11001100 2525 300°С, 1 ч, воздух+530°С, 30 мин, воздух300 ° С, 1 h, air + 530 ° С, 30 min, air 1010 Амид стеариновой кислотыStearic acid amide 0,30.3 11001100 8080 300°С, 1 ч, воздух+530°С, 30 мин, воздух300 ° С, 1 h, air + 530 ° С, 30 min, air 11eleven Амид эруковой кислотыErucic acid amide 0,20.2 11001100 2525 330°С, 2 ч, воздух+530°С, 30 мин, воздух330 ° С, 2 h, air + 530 ° С, 30 min, air 1212 Амид эруковой кислотыErucic acid amide 0,20.2 11001100 2525 340°С, 2 ч, N2+530°C, 30 мин, воздух340 ° C, 2 h, N 2 + 530 ° C, 30 min, air * - повышение температуры со скоростью приблизительно 4°C/мин в компоненте до 520°C* - temperature increase at a rate of approximately 4 ° C / min in the component up to 520 ° C

Таблица 20
Измерения свойств компонентов
Table 20
Component Property Measurements
ОбразецSample Плотность (г/см3)Density (g / cm 3 ) μмаксμmax Hc (А/м)H c (A / m) Удельное сопротивление (мкОм*м)Specific Resistance (μOhm * m) Потери в сердечнике при индукции
1 Тл на частоте 400 Гц (ватт/кг)
Induction core loss
1 T at 400 Hz (watts / kg)
TRS (МПа)TRS (MPa)
1one 7,627.62 754754 209209 473473 4242 9393 22 7,637.63 852852 204204 230230 4040 9797 33 7,607.60 718718 208208 103103 4343 н.о.but. 4four 7,627.62 602602 198198 591591 3939 5959 55 7,657.65 861861 178178 9898 3737 6868 66 7,717.71 918918 177177 6666 3838 7878 77 7,497.49 669669 228228 574574 4646 7070 88 7,537.53 880880 202202 3333 4848 8181 99 7,567.56 672672 224224 515515 4444 6767 1010 7,627.62 860860 203203 6464 4343 7676 11eleven 7,627.62 633633 192192 414414 3838 5454 1212 7,687.68 738738 205205 614614 3939 6767

Claims (21)

1. Порошковая композиция, содержащая магнитно-мягкий порошок железа или порошок на основе железа, частицы которого покрыты электроизолирующим слоем, и 0,05-2 мас.% смазочного материала, выбранного из группы, включающей первичные амиды насыщенных или ненасыщенных линейных жирных кислот, имеющих 12-24 атомов углерода.1. A powder composition containing a soft magnetic iron powder or iron-based powder, the particles of which are coated with an electrically insulating layer, and 0.05-2 wt.% A lubricant selected from the group consisting of primary amides of saturated or unsaturated linear fatty acids having 12-24 carbon atoms. 2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что жирная кислота имеет 14-22 атомов углерода.2. The composition according to claim 1, characterized in that the fatty acid has 14-22 carbon atoms. 3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что амид жирной кислоты выбран из группы, включающей амид стеариновой кислоты, амид олеиновой кислоты, амид бегеновой кислоты, амид эруковой кислоты и амид пальмитиновой кислоты.3. The composition according to claim 1, characterized in that the fatty acid amide is selected from the group consisting of stearic acid amide, oleic acid amide, behenic acid amide, erucic acid amide and palmitic amide. 4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит сульфид полифенилена.4. The composition according to claim 1, characterized in that it further comprises polyphenylene sulfide. 5. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что она содержит 0,05-2,0 мас.% сульфида полифенилена.5. The composition according to claim 4, characterized in that it contains 0.05-2.0 wt.% Polyphenylene sulfide. 6. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что она содержит 0,05-1 мас.% амида жирной кислоты.6. The composition according to claim 3, characterized in that it contains 0.05-1 wt.% Fatty acid amide. 7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что электроизолирующий слой выполнен из неорганического материала.7. The composition according to claim 1, characterized in that the insulating layer is made of inorganic material. 8. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что порошок на основе железа по существу состоит из чистого железа.8. The composition according to claim 1, characterized in that the iron-based powder essentially consists of pure iron. 9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что менее 10 мас.% частиц магнитно-мягкого порошка имеют размер меньше 45 мкм.9. The composition according to claim 1, characterized in that less than 10 wt.% Particles of soft magnetic powder have a size of less than 45 microns. 10. Композиция по п.9, отличающаяся тем, что менее 5 мас.% частиц магнитно-мягкого порошка имеют размер меньше 45 мкм.10. The composition according to claim 9, characterized in that less than 5 wt.% Particles of soft magnetic powder have a size of less than 45 microns. 11. Композиция по п.10, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, 20 мас.% частиц магнитно-мягкого порошка имеют размер выше 212 мкм.11. The composition of claim 10, characterized in that at least 20 wt.% Particles of soft magnetic powder have a size above 212 microns. 12. Способ изготовления магнитно-мягких деталей, включающий приготовление порошковой композиции путем смешивания магнитно-мягкого порошка железа или порошка на основе железа, частицы которого окружают электроизолирующим слоем, и 0,05-2 мас.% смазочного материала, выбранного из группы, содержащей первичные амиды насыщенных или ненасыщенных сильных жирных кислот, имеющих 12-24 атомов углерода; прессование полученной композиции и, при необходимости, термообработку полученной детали.12. A method of manufacturing soft magnetic parts, comprising preparing a powder composition by mixing a soft magnetic iron powder or iron-based powder, the particles of which are surrounded by an electrically insulating layer, and 0.05-2 wt.% Of a lubricant selected from the group consisting of primary amides of saturated or unsaturated strong fatty acids having 12-24 carbon atoms; pressing the resulting composition and, if necessary, heat treating the resulting part. 13. Способ по п.12, в котором прессование выполняют при повышенной температуре.13. The method according to item 12, in which the pressing is performed at elevated temperature. 14. Способ по п.12, в котором прессование выполняют при давлении прессования выше 800 МПа.14. The method according to item 12, in which the pressing is performed at a pressing pressure above 800 MPa. 15. Способ по п.12, в котором термообработку выполняют при температуре между 250 и 550°С.15. The method according to item 12, in which the heat treatment is performed at a temperature between 250 and 550 ° C. 16. Способ по п.12, в котором термообработку выполняют в две стадии, причем на первой стадии при температуре до 350°С, а на второй при температуре до 550°С.16. The method according to item 12, in which the heat treatment is performed in two stages, and in the first stage at temperatures up to 350 ° C, and in the second at temperatures up to 550 ° C. 17. Способ по п.12, в котором термообработку выполняют в токе воздуха или в инертной среде.17. The method according to item 12, in which the heat treatment is performed in a stream of air or in an inert environment. 18. Магнитно-мягкая композиционная деталь, полученная путем прессования порошковой композиции по п.1 и последующей термообработки, которая имеет плотность ≥7,5 г/см, максимальную относительную проницаемость μмакс≥600, коэрцитивную силу Нс≤250 А/м, удельное сопротивление ρ≥20 мкОм·м.18. The soft magnetic composite part obtained by pressing the powder composition according to claim 1 and subsequent heat treatment, which has a density of ≥7.5 g / cm, maximum relative permeability μ max ≥600, coercive force Hs≤250 A / m, specific resistance ρ≥20 μOhm · m. 19. Деталь по п.18, отличающаяся тем, что она имеет плотность ≥7,6 г/см3.19. The item according to p. 18, characterized in that it has a density of ≥7.6 g / cm 3 . 20. Деталь по п.18, отличающаяся тем, что она имеет удельное сопротивление ρ≥100 мкОм·м.20. The item according to p. 18, characterized in that it has a resistivity of ρ≥100 μΩ · m 21. Деталь по п.18, отличающаяся тем, что она имеет максимальную относительную проницаемость μмакс≥700.21. A component according to claim 18, characterized in that it has a maximum relative permeability μ max ≥700.
RU2006127438/02A 2003-12-29 2004-12-15 Composition of powder, method for manufacture of soft magnetic components and soft magnetic constituent RU2326461C2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE0303580A SE0303580D0 (en) 2003-12-29 2003-12-29 Composition for producing soft magnetic composites by powder metallurgy
SE0303580-5 2003-12-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006127438A RU2006127438A (en) 2008-02-10
RU2326461C2 true RU2326461C2 (en) 2008-06-10

Family

ID=30768888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006127438/02A RU2326461C2 (en) 2003-12-29 2004-12-15 Composition of powder, method for manufacture of soft magnetic components and soft magnetic constituent

Country Status (16)

Country Link
EP (1) EP1700319B1 (en)
JP (2) JP5138227B2 (en)
KR (1) KR100775179B1 (en)
CN (1) CN100533610C (en)
AU (1) AU2004309770B2 (en)
BR (1) BRPI0418274A (en)
CA (1) CA2552142C (en)
DK (1) DK1700319T3 (en)
ES (1) ES2655322T3 (en)
PL (1) PL1700319T3 (en)
RU (1) RU2326461C2 (en)
SE (1) SE0303580D0 (en)
TW (1) TWI394178B (en)
UA (1) UA78954C2 (en)
WO (1) WO2005064621A1 (en)
ZA (1) ZA200605385B (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2469430C1 (en) * 2011-09-13 2012-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Soft magnetic composite material
RU2549904C2 (en) * 2009-09-18 2015-05-10 Хеганес Аб Ferromagnetic powder composition and method of obtaining thereof
RU2801452C2 (en) * 2018-11-14 2023-08-08 ВАН, Цзяхао Method for processing soft magnetic metal materials
US12071695B2 (en) 2018-11-14 2024-08-27 Jingran WANG Method for increasing magnetic induction intensity of soft magnetic metallic materials

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2459687C2 (en) 2007-03-21 2012-08-27 Хеганес Аб (Пабл) Metallurgical powder metal-polymer composites
JP5363081B2 (en) * 2008-11-28 2013-12-11 住友電気工業株式会社 Metallurgical powder, dust core, metallurgical powder manufacturing method and dust core manufacturing method
JP5650928B2 (en) * 2009-06-30 2015-01-07 住友電気工業株式会社 SOFT MAGNETIC MATERIAL, MOLDED BODY, DUST CORE, ELECTRONIC COMPONENT, SOFT MAGNETIC MATERIAL MANUFACTURING METHOD, AND DUST CORE MANUFACTURING METHOD
WO2013101561A1 (en) 2011-12-30 2013-07-04 Scoperta, Inc. Coating compositions
DE102013200229B4 (en) * 2013-01-10 2024-06-06 Robert Bosch Gmbh Process for producing a soft magnetic composite material
NL2011129C2 (en) * 2013-07-09 2015-01-12 Eco Logical Entpr B V COMPACT ELECTRICAL DEVICE AND ELECTRODYNAMIC LOUDSPEAKER, ELECTRIC MOTOR, SCREENER AND ADJUSTABLE COUPLING BASED ON THEM.
JP2015070077A (en) * 2013-09-27 2015-04-13 住友電気工業株式会社 Powder-compact magnetic core, producing method thereof, and coil part
GB201409250D0 (en) * 2014-05-23 2014-07-09 H Gan S Ab Publ New product
JP6423629B2 (en) * 2014-06-30 2018-11-14 住友電気工業株式会社 Powder core and coil parts
KR101664603B1 (en) * 2014-11-27 2016-10-11 현대자동차주식회사 Powder metallurgical method
JP6999081B2 (en) 2015-09-04 2022-01-18 エリコン メテコ(ユーエス)インコーポレイテッド Non-chromium and low chrome wear resistant alloys
CN105458249A (en) * 2015-11-26 2016-04-06 扬州海昌粉末冶金有限公司 Method for manufacturing high-magnetic-conductivity sintered iron-based soft magnetism product
CN113195759B (en) 2018-10-26 2023-09-19 欧瑞康美科(美国)公司 Corrosion and wear resistant nickel base alloy
EP3962693A1 (en) 2019-05-03 2022-03-09 Oerlikon Metco (US) Inc. Powder feedstock for wear resistant bulk welding configured to optimize manufacturability
JP6882375B2 (en) * 2019-06-06 2021-06-02 株式会社神戸製鋼所 Mixed powder for dust core and powder magnetic core

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB682897A (en) 1950-04-27 1952-11-19 Gen Aniline & Film Corp Improved magnetic powders and method of making the same
JPS61250825A (en) * 1985-04-30 1986-11-07 Sony Corp Magnetic recording medium
EP0276273A1 (en) * 1986-08-02 1988-08-03 FISONS plc Use of certain polysaccharides for the treatment of hepatic or renal failure
JPH04319515A (en) * 1991-04-18 1992-11-10 Fuji Photo Film Co Ltd Magnetic recording medium
JP2710152B2 (en) * 1993-03-08 1998-02-10 株式会社神戸製鋼所 High frequency dust core and manufacturing method thereof
SE9401392D0 (en) * 1994-04-25 1994-04-25 Hoeganaes Ab Heat-treating or iron powders
JPH08236332A (en) * 1995-02-22 1996-09-13 Kobe Steel Ltd High-frequency dust core and its manufacture
JPH0974011A (en) * 1995-09-07 1997-03-18 Tdk Corp Dust core and manufacture thereof
ES2203784T3 (en) * 1996-02-23 2004-04-16 Hoganas Ab IRON POWDER COVERED BY PHOSPHATE AND METHOD FOR MANUFACTURING.
US6203753B1 (en) * 1996-05-13 2001-03-20 The Presmet Corporation Method for preparing high performance ferrous materials
SE9702744D0 (en) * 1997-07-18 1997-07-18 Hoeganaes Ab Soft magnetic composites
DE19735271C2 (en) * 1997-08-14 2000-05-04 Bosch Gmbh Robert Soft magnetic, mouldable composite material and process for its production
JP3421944B2 (en) * 1998-06-10 2003-06-30 株式会社日立製作所 Method and apparatus for manufacturing dust core
JP2000232014A (en) * 1999-02-12 2000-08-22 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of composite magnetic material
DE19945619A1 (en) * 1999-09-23 2001-04-19 Bosch Gmbh Robert Press compound and method for producing a soft magnetic composite material with the press compound
JP3882545B2 (en) * 2000-11-13 2007-02-21 住友金属鉱山株式会社 High weather-resistant magnet powder and magnet using the same
JP2003303711A (en) * 2001-03-27 2003-10-24 Jfe Steel Kk Iron base powder and dust core using the same, and method of manufacturing iron base powder
JP4078512B2 (en) * 2001-04-20 2008-04-23 Jfeスチール株式会社 Highly compressible iron powder
JP3656958B2 (en) * 2001-04-27 2005-06-08 株式会社豊田中央研究所 Powder magnetic core and manufacturing method thereof
JP2003317224A (en) * 2002-04-25 2003-11-07 Hitachi Maxell Ltd Magnetic tape

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2549904C2 (en) * 2009-09-18 2015-05-10 Хеганес Аб Ferromagnetic powder composition and method of obtaining thereof
RU2469430C1 (en) * 2011-09-13 2012-12-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" Soft magnetic composite material
RU2801452C2 (en) * 2018-11-14 2023-08-08 ВАН, Цзяхао Method for processing soft magnetic metal materials
US12071695B2 (en) 2018-11-14 2024-08-27 Jingran WANG Method for increasing magnetic induction intensity of soft magnetic metallic materials

Also Published As

Publication number Publication date
ES2655322T3 (en) 2018-02-19
EP1700319B1 (en) 2017-10-18
CA2552142C (en) 2011-09-20
CN100533610C (en) 2009-08-26
KR100775179B1 (en) 2007-11-12
ZA200605385B (en) 2007-11-28
AU2004309770B2 (en) 2008-05-22
EP1700319A1 (en) 2006-09-13
KR20060103539A (en) 2006-10-02
UA78954C2 (en) 2007-04-25
RU2006127438A (en) 2008-02-10
PL1700319T3 (en) 2018-05-30
BRPI0418274A (en) 2007-05-02
JP2010028131A (en) 2010-02-04
JP5138227B2 (en) 2013-02-06
CN1902719A (en) 2007-01-24
SE0303580D0 (en) 2003-12-29
JP2007535134A (en) 2007-11-29
WO2005064621A1 (en) 2005-07-14
TW200534298A (en) 2005-10-16
TWI394178B (en) 2013-04-21
DK1700319T3 (en) 2018-01-02
CA2552142A1 (en) 2005-07-14
AU2004309770A1 (en) 2005-07-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2326461C2 (en) Composition of powder, method for manufacture of soft magnetic components and soft magnetic constituent
US8092615B2 (en) Composition for producing soft magnetic composites by powder metallurgy
US5198137A (en) Thermoplastic coated magnetic powder compositions and methods of making same
JP5896590B2 (en) Soft magnetic powder
US5225459A (en) Method of making an iron/polymer powder composition
EP2458601B1 (en) Soft magnetic powdered core and method for producing same
US5306524A (en) Thermoplastic coated magnetic powder compositions and methods of making same
US5767426A (en) Ferromagnetic powder compositions formulated with thermoplastic materials and fluoric resins and compacted articles made from the same
US6689183B2 (en) Ferrite powder coating insulating layer for molding a powder metal core
US6331270B1 (en) Manufacturing soft magnetic components using a ferrous powder and a lubricant
JP2005133148A (en) Method for manufacturing compound soft magnetic material having high strength and high specific resistance
US6419877B1 (en) Compressed soft magnetic materials
MXPA06007461A (en) Powder composition, method for making soft magnetic components and soft magnetic composite component

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201216