RU2510422C1 - Сплав для постоянных магнитов - Google Patents
Сплав для постоянных магнитов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2510422C1 RU2510422C1 RU2012137550/02A RU2012137550A RU2510422C1 RU 2510422 C1 RU2510422 C1 RU 2510422C1 RU 2012137550/02 A RU2012137550/02 A RU 2012137550/02A RU 2012137550 A RU2012137550 A RU 2012137550A RU 2510422 C1 RU2510422 C1 RU 2510422C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- alloy
- hafnium
- magnetic
- tin
- permanent magnets
- Prior art date
Links
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии, в частности к сплавам для постоянных магнитов. Сплав для постоянных магнитов содержит, масс.%: кобальт 34,5-35,5, никель 14,0-14,5, медь 3,8-4,2, алюминий 7,0-7,5, титан 5,0-5,5, сера 0,15-0,25, олово 0,1-0,2, гафний 1,0-2,0, железо - остальное. Сплав характеризуется повышенными магнитными характеристиками и низким температурным коэффициентом индукции. 1 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к магнитотвердым сплавам на основе системы Fe-Co-Ni-Al-Cu-Ti, используемым для производства постоянных магнитов с монокристаллической структурой.
Известен магнитотвердый сплав, по ГОСТ 17809-72, содержащий, масс.%:
Кобальт | 34,5-35,5 |
Никель | 13,5-14,5 |
Медь | 2,5-3,0 |
Алюминий | 7,0-7,5 |
Титан | 5,0-5,5 |
Железо | остальное |
Недостатком этого сплава является невысокий уровень коэрцитивной силы (НСВ) 110-120 кА/м и магнитной энергии (ВН)МАХ 80-88 кДж/м3. С другой стороны, его температурный коэффициент магнитной индукции (ТКИ) составляет - 0,01%/°С, что достигается не за счет легирования термостабильными добавками, а за счет более совершенной монокристаллической микроструктуры, не искаженной тяжелыми металлами.
Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сплав на основе системы Fe-Co-Ni-Al-Cu-Ti следующего состава, масс.% (патент Р.Ф. №1772211):
Кобальт | 34,5-35,5 |
Никель | 14,0-14,5 |
Алюминий | 6,8-7,2 |
Медь | 3,3-3,7 |
Титан | 4,8-5,2 |
Ниобий | 0,9-1,1 |
Сера | 0,2-0,5 |
Углерод | 0,02-0,03 |
Марганец | 0,2-0,4 |
Кремний | 0,1-0,2 |
Гафний | 0,4-0,9 |
Железо | остальное |
Недостаток известного сплава - при высоких магнитных параметрах (коэрцитивная сила (НСВ) 134-140 кА/м, магнитная энергия (ВН)МАХ 79,6-91,8 кДж/м3, остаточная магнитная индукция (Br) 1,02-1,09 Тл) он имеет высокий температурный коэффициент магнитной индукции (ТКИ) до - 0,03%/°С, что приводит к значительному падению реальной магнитной индукции (до 0,99-1,06 Тл) при рабочих температурах выше 100°С.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение основных магнитных (Br, HCB и (ВН)MAX) параметров и главное - снижение температурного коэффициента магнитной индукции. Поставленная задача решается за счет введения от 1,0 до 2,0% гафния, образующего в сплаве термостабильные фазы, с одновременным введением от 0,1 до 0,2% олова, позволяющего компенсировать вредное влияние большего количества гафния на совершенство монокристаллической структуры.
При этом, за счет отказа от введения добавок Mn - С и Mb - S, содержащих атомы пяти-, шести-, и семивалентных элементов удается значительно повысить качество микроструктуры монокристаллов данного сплава и, как следствие, значительно уменьшить температурный коэффициент индукции (ТКИ). Кроме того, уменьшение ТКИ происходит и за счет введения в сплав значительного количества Hf (до 2%).
Положительное влияние добавки гафния в присутствии олова на магнитные и эксплуатационные свойства сплава заключаются в том, что гафний делает монокристаллическую структуру даже в отсутствии кремния максимально совершенной за счет полного протекания высокоэрцитивного распада с образованием температурностабильных магнитных фаз. Введение олова (вместо кремния) позволяет увеличить содержания гафния в сплаве до 2% без потери основных магнитных параметров (Br, HCB, (ВН)max), поскольку кремний в небольших количествах (до 0,2%) способен компенсировать отрицательное влияние не более 0,9% гафния, а при увеличении содержания кремния в сплаве резко падают основные магнитные характеристики (Br, HCB, (ВН)max).
Выбор граничных пределов дополнительно введенных в состав сплава олова и гафния обусловлен следующими факторами:
- гафний увеличивает склонность сплава к образованию монокристаллической структуры и к высокоэрцитивному распаду, с образованием термостабильных магнитных фаз (сплавы 2, 3, 4 таблицы);
- с другой стороны с ростом содержания тяжелых атомов гафния снижается интенсивность диффузионных процессов при затвердевании сплава, что увеличивает количество дефектов в структуре сплава и снижает магнитные параметры, особенно коэрцитивную силу (сплав 6 таблицы);
- введение более активных и подвижных атомов олова позволяет повысить интенсивность диффузионных процессов и тем самым регулировать отрицательное воздействие большого содержания гафния на магнитные свойства сплава. При этом сплав не должен содержать кремния с целью предотвращения образования силицида олова, являющегося паразитной парамагнитной фазой;
- при низком содержании олова (менее 0,1%), его концентрации не хватает для компенсирования вредного влияния больших концентраций гафния (сплав 1 таблицы);
- при содержании олова более 0,2% (сплав 2 таблицы), за счет значительного ускорения диффузионных процессов при затвердевании нарушается совершенство магнитной структуры сплава, и как следствие снижаются магнитные параметры магнитного сплава;
- при содержании олова 0,1-0,2% и низком содержании гафния (менее 1%, известный сплав) температурный коэффициент индукции увеличивается очень незначительно, и не достигается решение основной задачи изобретения;
- при содержании гафния более 2% (сплав 6 таблицы) происходит значительное снижение магнитных параметров сплава, особенно коэрцитивной силы в результате роста числа дефектов структуры.
Кроме того, в данном сплаве необходимо присутствие небольшого количества серы (до 0,25%), для улучшения обрабатываемости (шлифуемости) магнитов. В известном сплаве сера в количестве до 0,5% вводится и для улучшения обрабатываемости и для повышения активности ниобия.
Содержание остальных элементов (Со, Mi, Ti, Al, Cu) являются стандартными для литых монокристаллических сплавов.
Содержание углерода (до 0,02%), снижает только примесное состояние Fe, Co, Ni и не служит для повышения активности атомов Mn, как в известном сплаве и является не магнитообразующей примесью.
Для получения магнитов с монокристаллической структурой известный и предлагаемый сплавы выплавляли в вакуумной индукционной печи ИСВ - 0,016 в тигле из оксида алюминия. Порядок плавки был следующий: в тигель печи загружали железо, кобальт, никель. В дозатор загружали медь, титан, сернистое железо, алюминий, олово и гафний. Производили вакуумирование плавильной камеры печи до остаточного давления не более 5×10-3 мм рт.ст., затем включали нагрев и производили дегазацию (основных элементов загруженных в тигель) до полного прекращения падения разреженности среды в камере печи. Запускали аргон высокой частоты с небольшим избыточным давлением. Расплавляли металл в тигле и производили дозирование из дозатора остальных элементов. Поднимали температуру до 1620-1650°С делали выдержку 20-40 секунд после чего расплав выливали в керамическую форму, где он затвердевал в виде равноосных отливок цилиндрической формы. В дальнейшем эти отливки использовали в качестве шихты для выращивания монокристаллов. Выращивание производили в высокочастотной установке Кристаллизатор-203 в атмосфере аргона. Выращенные монокристаллические заготовки подвергали механической обработке, для получения магнитов ⌀20×20 мм и ⌀10×15 мм. Подвергали их стандартной термомагнитной обработке: охлаждение с 1250°С до 760° со скоростью не менее 150-200°С/мин. и выдержка в изотермической ванне при 805±2°С в течении 12 минут в магнитном поле напряженностью не менее 240 кА/м, после чего следует отпуск: 640°С - 5 часов, 560°С - 20 часов.
Замер магнитных свойств производили на установке PERMAGRAPH С-300, путем снятия с магнитов кривой размагничивания.
Химический состав известного и предлагаемого сплавов, а также их магнитные и эксплуатационные характеристики приведены в таблице.
Claims (1)
- Сплав для постоянных магнитов, содержащий кобальт, никель, алюминий, медь, титан, серу и железо, отличающийся тем, что он дополнительно содержит олово и гафний при следующем соотношении элементов, мас.%:
Кобальт 34,5-35,5 Никель 14,0-14,5 Медь 3,8-4,2 Алюминий 7,0-7,5 Титан 5,0-5,5 Сера 0,15-0,25 Олово 0,1-0,2 Гафний 1,0-2,0 Железо Остальное
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137550/02A RU2510422C1 (ru) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Сплав для постоянных магнитов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012137550/02A RU2510422C1 (ru) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Сплав для постоянных магнитов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012137550A RU2012137550A (ru) | 2014-03-10 |
RU2510422C1 true RU2510422C1 (ru) | 2014-03-27 |
Family
ID=50191482
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012137550/02A RU2510422C1 (ru) | 2012-09-03 | 2012-09-03 | Сплав для постоянных магнитов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2510422C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639889C1 (ru) * | 2016-12-23 | 2017-12-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54132422A (en) * | 1978-04-06 | 1979-10-15 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Permanent magnet |
SU1772211A1 (en) * | 1990-07-26 | 1992-10-30 | Proizv Ob Magneton N | Alloy for permanent magnet |
RU2008736C1 (ru) * | 1990-11-15 | 1994-02-28 | Научно-исследовательский институт санитарной техники | Магнитный сплав |
US20110256417A1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | Southwest Research Institute | Oxidation Resistant Nanocrystalline MCrAl(Y) Coatings And Methods of Forming Such Coatings |
-
2012
- 2012-09-03 RU RU2012137550/02A patent/RU2510422C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54132422A (en) * | 1978-04-06 | 1979-10-15 | Seiko Instr & Electronics Ltd | Permanent magnet |
SU1772211A1 (en) * | 1990-07-26 | 1992-10-30 | Proizv Ob Magneton N | Alloy for permanent magnet |
RU2008736C1 (ru) * | 1990-11-15 | 1994-02-28 | Научно-исследовательский институт санитарной техники | Магнитный сплав |
US20110256417A1 (en) * | 2010-04-15 | 2011-10-20 | Southwest Research Institute | Oxidation Resistant Nanocrystalline MCrAl(Y) Coatings And Methods of Forming Such Coatings |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2639889C1 (ru) * | 2016-12-23 | 2017-12-25 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" | Способ получения постоянных магнитов на основе сплавов редкоземельных металлов с железом и азотом |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012137550A (ru) | 2014-03-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101708583B1 (ko) | 구상 흑연 주철의 용탕의 구상화 처리 방법 | |
Koltygin et al. | Development of a magnesium alloy with good casting characteristics on the basis of Mg–Al–Ca–Mn system, having Mg–Al2Ca structure | |
CN107447144B (zh) | 一种耐热稀土铝合金及其制备方法 | |
CN108559896B (zh) | 铸造高阻尼锰铜合金材料及其制造方法 | |
CN107240470A (zh) | 一种低失重烧结钕铁硼磁体及制作方法 | |
WO2022268034A1 (zh) | 高强铸造镁合金及其制备方法和应用 | |
CN108642357B (zh) | 一种含Nd的铸造超轻高强镁锂合金及其制备方法 | |
RU2510422C1 (ru) | Сплав для постоянных магнитов | |
EP2980233B1 (en) | Method for refining ti-based inclusions in maraging steel by vacuum arc remelting | |
CN109536798A (zh) | 一种阻燃镁合金及其制备方法和应用 | |
CN103911534B (zh) | 一种稀土镁合金及其制备方法 | |
RU2682266C1 (ru) | Способ производства жаропрочных сплавов на основе никеля (варианты) | |
RU2353688C1 (ru) | Способ выплавки безуглеродистых литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе | |
CN108950307A (zh) | 一种镍钙中间合金及其制备方法与应用 | |
CN109402473B (zh) | 一种具有高Fe含量的Al-Si-Cu-Mn耐热铝合金及其制备方法 | |
RU2392338C1 (ru) | Способ получения литейных жаропрочных сплавов на никелевой основе | |
Zhu et al. | Revealing the Removal Mechanism of Vanadium Addition on Nitrogen Pores in 30Cr15Mo1N High‐Nitrogen Steel Ingot | |
CN110846525B (zh) | 一种铝-硅-镁铸造合金力学性能的改善方法 | |
CN113718132A (zh) | 一种利用溶质交互作用细化晶粒的Ni合金及其制备方法 | |
CN108913923B (zh) | 一种医用可降解Mg-Nd-Ag三元合金材料及其制备方法 | |
KR20180024286A (ko) | 합금강 제조방법 | |
SU1772211A1 (en) | Alloy for permanent magnet | |
CN113293269B (zh) | 一种h13模具钢的两级均匀化处理工艺 | |
RU2557438C1 (ru) | Жаропрочный сплав на основе хрома и способ выплавки сплава на основе хрома | |
CN104152765B (zh) | 一种镁-锂-铝-钕合金 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
PD4A | Correction of name of patent owner |