RU2533068C1 - Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders - Google Patents

Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders Download PDF

Info

Publication number
RU2533068C1
RU2533068C1 RU2013120187/02A RU2013120187A RU2533068C1 RU 2533068 C1 RU2533068 C1 RU 2533068C1 RU 2013120187/02 A RU2013120187/02 A RU 2013120187/02A RU 2013120187 A RU2013120187 A RU 2013120187A RU 2533068 C1 RU2533068 C1 RU 2533068C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
chromium
iron
cobalt
hours
sintering
Prior art date
Application number
RU2013120187/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013120187A (en
Inventor
Михаил Иванович Алымов
Игорь Матвеевич Миляев
Владимир Сабитович Юсупов
Виктор Александрович Зеленский
Алексей Борисович Анкудинов
Александр Игоревич Миляев
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН)
Priority to RU2013120187/02A priority Critical patent/RU2533068C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2013120187A publication Critical patent/RU2013120187A/en
Publication of RU2533068C1 publication Critical patent/RU2533068C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: mix containing powders of iron, chromium, cobalt; alloying additives and up to 15 wt % of iron, chromium, cobalt nanopowders are formed to get the billets. The latter are sintered and heat treated including thermo magnetic processing.
EFFECT: lower sintering temperature and accelerated sintering.
1 tbl

Description

Изобретение относится к области порошковой металлургии в части технологии получения постоянных магнитов из магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт методами порошковой металлургии.The invention relates to the field of powder metallurgy in terms of technology for producing permanent magnets from hard alloys of the iron-chromium-cobalt system by powder metallurgy methods.

Известны способы получения магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт методами порошковой металлургии, включающими смешение порошков железа, хрома, кобальта и легирующих добавок, формование для получения порошковых заготовок постоянных магнитов, их спекание в вакууме (или в защитной атмосфере) при температурах 1350-1420°С, термическую обработку, включая термомагнитную, для получения окончательных магнитных гистерезисных свойств.Known methods for producing magnetically hard alloys of the iron-chromium-cobalt system by powder metallurgy methods, including mixing powders of iron, chromium, cobalt and alloying additives, molding to obtain powder blanks of permanent magnets, their sintering in vacuum (or in a protective atmosphere) at temperatures 1350-1420 ° C, heat treatment, including thermomagnetic, to obtain the final magnetic hysteresis properties.

Способ патента США №4401482 (1983 г.) "Fe-Cr-Co magnets by powder metallurgy processing" включает использование органических связующих определенного класса (поверхностно-активные вещества) в количестве 1-3%, которые затем удаляются при температурах до 600°С в процессе спекания отформованных заготовок. Недостатком этого способа получения порошковых магнитотвердых материалов системы Fe-Cr-Co является само использование органических связующих добавок, которые при использовании механоактивации порошков шихты загрязняют сплав углеродом, являющимся сильным γ-образующим элементом, приводящим к резкому уменьшению остаточной индукции и максимального энергетического произведения магнитотвердых FeCrCo сплавов.The method of US patent No. 4401482 (1983) "Fe-Cr-Co magnets by powder metallurgy processing" includes the use of organic binders of a certain class (surfactants) in an amount of 1-3%, which are then removed at temperatures up to 600 ° C in the process of sintering the molded billets. The disadvantage of this method of producing powder magnetically hard materials of the Fe-Cr-Co system is the very use of organic binders, which, when mechanically activated, charge the pollutants of the alloy with carbon, which is a strong γ-forming element, leading to a sharp decrease in the residual induction and the maximum energy product of magnetically hard FeCrCo alloys .

Известен патент Российской Федерации №2334589 С2 (2008 г.) «Способ изготовления магнитов из порошковых материалов на основе системы железо-хром-кобальт», который основан на использовании порошков ферросплавов легирующих элементов (ферросилиция и ферромолибдена), обеспечивающих жидкофазное спекание и тем самым повышающих плотность получаемых постоянных магнитов. К сожалению, этот способ изготовления магнитов из порошковых материалов на основе системы железо-хром-кобальт не обеспечивает снижения температуры спекания отформованных порошковых заготовок и тем самым не позволяет снизить энергозатраты на производство постоянных магнитов.Known patent of the Russian Federation No. 2334589 C2 (2008) "A method of manufacturing magnets from powder materials based on the iron-chromium-cobalt system", which is based on the use of powders of ferroalloys of alloying elements (ferrosilicon and ferromolybdenum), providing liquid-phase sintering and thereby increasing density of the obtained permanent magnets. Unfortunately, this method of manufacturing magnets from powder materials based on an iron-chromium-cobalt system does not provide a reduction in the sintering temperature of the molded powder preforms and thus does not reduce the energy consumption for the production of permanent magnets.

Технология получения постоянных магнитов из порошковых магнитотвердых сплавов системы Fe-Cr-Co, подробно описанная в статье M.L. Green, R.C. Sherwood and С.С. Wong "Powder metallurgy processing of CrCoFe permanent magnet alloy containing 5-25 wt. % Co" (J. Appl. Phys. 1982, v. 53, №3, pp.2398-2400), свидетельствует, что оптимальной температурой спекания является температура 1400-1420°С, которая достаточно высока для спекания металлических сплавов и требует наличия специализированного оборудования.The technology for producing permanent magnets from magnetically solid powder alloys of the Fe-Cr-Co system, described in detail in M.L. Green, R.C. Sherwood and S.S. Wong "Powder metallurgy processing of CrCOFe permanent magnet alloy containing 5-25 wt.% Co" (J. Appl. Phys. 1982, v. 53, No. 3, pp. 2398-2400), indicates that the optimum sintering temperature is 1400-1420 ° C, which is high enough for sintering metal alloys and requires specialized equipment.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ получения спеченных порошковых магнитотвердых FeCrCo сплавов патента США №4601876 (1986 г.) "Sintered Fe-Cr-Co type magnetic alloy and method for producing article made thereof, сущность которого состоит в том, что для интенсификации процесса спекания проводят мехактивацию как исходных порошков шихты, так и порошков сплавов прекурсоров, вводимых в шихту. К недостаткам этого способа получения порошковых постоянных магнитов следует отнести необходимость использования порошков прекурсоров высокохромистых и высококобальтовых FeCrCo сплавов, обработанных на сигму-фазу, что существенно усложняет весь технологический процесс получения порошковых магнитов.The closest to the described invention in technical essence and the achieved result is a method for producing sintered magnetically hard FeCrCo powder alloys of US patent No. 4601876 (1986) "Sintered Fe-Cr-Co type magnetic alloy and method for producing article made thereof, the essence of which is the fact that in order to intensify the sintering process, both the initial charge powders and the precursor alloy powders introduced into the charge are mechanically activated. The disadvantages of this method for producing permanent magnet powders include the need to use Cove precursors and high-chromium alloys vysokokobaltovyh FeCrCo treated for sigma phase, which significantly complicates the entire process for producing the magnet powder.

Задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, заключается в создании способа получения порошковых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт.The problem to which the present invention is directed, is to create a method for producing powder magnetic hard alloys based on the iron-chromium-cobalt system.

Техническим результатом изобретения является снижение времени и температуры спекания.The technical result of the invention is to reduce the time and temperature of sintering.

Технический результат изобретения достигается тем, что в способе получения порошковых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт, включающем приготовление шихты, содержащей порошки железа, хрома, кобальта и легирующих элементов, формование полученной шихты, спекание, термообработку, включая термомагнитную, согласно изобретению в состав используемой шихты вводят нанодисперсные порошки железа, хрома и/или кобальта в количестве до 15 масс.%.The technical result of the invention is achieved by the fact that in the method for producing powder hard magnetic alloys based on the iron-chromium-cobalt system, including the preparation of a mixture containing powders of iron, chromium, cobalt and alloying elements, molding the resulting mixture, sintering, heat treatment, including thermomagnetic, according to the invention up to 15 wt.% nanodispersed powders of iron, chromium and / or cobalt are introduced into the composition of the charge used.

Сущность настоящего изобретения заключается в том, что аналогичная интенсификация процесса спекания FeCrCo сплавов достигается путем введения в исходную порошковую шихту нанопорошков железа, кобальта и/или хрома в количестве до 15 масс.%. При введении нанопорошков не только снижается время спекания в 1,5-2 раза, но и снижается оптимальная температура спекания на 100-150°С за счет более развитой поверхности спекаемых порошков. В таблице 1 представлены магнитные гистерезисные свойства порошкового магнитотвердого сплава Fe-22Cr-15Co-1Ti (22Х15КА по ГОСТ 24897-81) в зависимости от содержания нанопорошка в исходной порошковой шихте, времени и температуры спекания. Из таблицы 1 видно, что введение нанопорошков исходных элементов шихты в количестве более 15 масс.% не приводит к дальнейшему снижению температуры и времени спекания, а приводит только к удорожанию производимой продукции.The essence of the present invention lies in the fact that a similar intensification of the sintering process of FeCrCo alloys is achieved by introducing into the initial powder mixture nanopowders of iron, cobalt and / or chromium in an amount of up to 15 wt.%. With the introduction of nanopowders, not only does the sintering time decrease by 1.5–2 times, but the optimal sintering temperature also decreases by 100–150 ° С due to the more developed surface of the sintering powders. Table 1 shows the magnetic hysteresis properties of the Fe-22Cr-15Co-1Ti magnetically hard alloy powder (22X15KA according to GOST 24897-81) depending on the nanopowder content in the initial powder mixture, sintering time and temperature. From table 1 it is seen that the introduction of nanopowders of the initial elements of the mixture in an amount of more than 15 wt.% Does not lead to a further decrease in temperature and sintering time, but only leads to a rise in the cost of manufactured products.

Таблица 1Table 1 Содержание нанопорошка в исходной порошковой шихтеThe content of nanopowder in the original powder mixture Температура и время спеканияSintering temperature and time Остаточная индукция Br, ТлResidual induction B r , T Коэрцитивная сила HcB, кА/мCoercive force H cB , kA / m Макс. энерг. произведение (ВН)макс, кДж/м3 Max. energy product (HV) max , kJ / m 3 0 масс.%0 wt.% 1400°С (3 часа)1400 ° C (3 hours) 1,381.38 49,549.5 37,837.8 1430°С (4 часа)1430 ° C (4 hours) 1,351.35 39,639.6 25,725.7 1370°С (4 часа)1370 ° C (4 hours) 1,061.06 40,940.9 19,519.5 5 масс.%5 wt.% 1400°С (3 часа)1400 ° C (3 hours) 1,361.36 46,246.2 35,035.0 1400°С (2 часа)1400 ° C (2 hours) 1,371.37 49,649.6 38,038,0 1370°С (4 часа)1370 ° C (4 hours) 1,301.30 44,044.0 30,030,0 10 масс.%10 wt.% 1400°С (2 часа)1400 ° C (2 hours) 1,361.36 48,048.0 36,036.0 1370°С (2 часа)1370 ° C (2 hours) 1,391.39 49,049.0 38,738.7 1350°С (4 часа)1350 ° C (4 hours) 1,321.32 43,543.5 32,632.6 1320°С (4 часа)1320 ° C (4 hours) 1,301.30 40,340.3 29,029.0 15 масс.%15 wt.% 1370°С (2 часа)1370 ° C (2 hours) 1,391.39 47,047.0 37,537.5 1350°С (4 часа)1350 ° C (4 hours) 1,401.40 48,348.3 40,240,2 1350°С (2 часа)1350 ° C (2 hours) 1,411.41 48,848.8 41,241.2 1300°С (4 часа)1300 ° C (4 hours) 1,421.42 48,648.6 43,443,4 1300°С (2 часа)1300 ° C (2 hours) 1,441.44 48,448,4 45,045.0 1270°С (4 часа)1270 ° C (4 hours) 1,351.35 44,244,2 36,036.0 20 масс.%20 wt.% 1300°С (2 часа)1300 ° C (2 hours) 1,451.45 48,048.0 44,944.9 1270°С (6 часов)1270 ° C (6 hours) 1,361.36 45,245,2 37,437,4 1270°С (4 часа)1270 ° C (4 hours) 1,341.34 44,444,4 36,036.0

Claims (1)

Способ получения порошковых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт, включающий приготовление исходной порошковой шихты, содержащей железо, хром, кобальт и легирующие элементы, формование полученной шихты, спекание, термообработку, включая термомагнитную, отличающийся тем, что при приготовлении исходной шихты вводят нанодисперсные порошки железа, хрома и кобальта в количестве до 15 мас.%. A method for producing powder magnetic hard alloys based on an iron-chromium-cobalt system, including preparing an initial powder mixture containing iron, chromium, cobalt and alloying elements, molding the resulting mixture, sintering, heat treatment, including thermomagnetic, characterized in that the preparation of the initial mixture is introduced nanodispersed powders of iron, chromium and cobalt in an amount up to 15 wt.%.
RU2013120187/02A 2013-05-06 2013-05-06 Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders RU2533068C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013120187/02A RU2533068C1 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013120187/02A RU2533068C1 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013120187A RU2013120187A (en) 2014-11-20
RU2533068C1 true RU2533068C1 (en) 2014-11-20

Family

ID=53380824

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013120187/02A RU2533068C1 (en) 2013-05-06 2013-05-06 Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2533068C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707116C1 (en) * 2018-11-06 2019-11-22 Публичное акционерное общество "Пермская научно-производственная приборостроительная компания" Magnetically hard isotropic alloy for hysteresis motors and heat treatment technology
RU2751498C1 (en) * 2020-10-30 2021-07-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") Method for producing powder magnetic hard alloys based on fe-cr-co system

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1981000643A1 (en) * 1979-08-24 1981-03-05 Western Electric Co Magnetic alloys containing fe-cr-co
US4601876A (en) * 1981-08-31 1986-07-22 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Sintered Fe-Cr-Co type magnetic alloy and method for producing article made thereof
SU1759554A1 (en) * 1990-02-15 1992-09-07 Новочеркасское производственное объединение "Магнит" Method of manufacturing magnets from iron-chromium-cobalt alloys
RU2334589C2 (en) * 2006-10-11 2008-09-27 ООО "Прецизионные сплавы" Method of fabrication of magnets out of powder material on base of iron-chromium-cobalt system

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1981000643A1 (en) * 1979-08-24 1981-03-05 Western Electric Co Magnetic alloys containing fe-cr-co
US4601876A (en) * 1981-08-31 1986-07-22 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Sintered Fe-Cr-Co type magnetic alloy and method for producing article made thereof
SU1759554A1 (en) * 1990-02-15 1992-09-07 Новочеркасское производственное объединение "Магнит" Method of manufacturing magnets from iron-chromium-cobalt alloys
RU2334589C2 (en) * 2006-10-11 2008-09-27 ООО "Прецизионные сплавы" Method of fabrication of magnets out of powder material on base of iron-chromium-cobalt system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2707116C1 (en) * 2018-11-06 2019-11-22 Публичное акционерное общество "Пермская научно-производственная приборостроительная компания" Magnetically hard isotropic alloy for hysteresis motors and heat treatment technology
RU2751498C1 (en) * 2020-10-30 2021-07-14 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" имени И.В. Горынина Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ЦНИИ КМ "Прометей") Method for producing powder magnetic hard alloys based on fe-cr-co system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013120187A (en) 2014-11-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2017024927A1 (en) Rare earth permanent magnet and method for preparing same
CN101770862B (en) Method for preparing radiation oriental magnetic ring and radiation multipolar magnetic ring
CN108154988B (en) R-T-B permanent magnet
CN109935432A (en) R-T-B system permanent magnet
JP2018093202A (en) R-t-b based permanent magnet
Lee et al. Coercivity enhancement of hot-deformed NdFeB magnets by doping R80Ga20 (R= Pr, Dy, Tb) alloys
CN108695033B (en) R-T-B sintered magnet
Saito Production of Sm–Fe–N bulk magnets by spark plasma sintering method
CN104321838A (en) Neodymium-based rare-earth permanent magnet and process for producing same
RU2533068C1 (en) Production of iron-chromium-cobalt-system-based magnetically hard alloy powders
Saito et al. Production of Sm–Fe–N bulk magnets by the spark plasma sintering method with dynamic compression
JP2000234151A (en) Rare earth-iron-boron system rare earth permanent magnet material
RU2534473C1 (en) Manufacturing method of sintered hard-magnetic alloys based on iron-chrome-cobalt system
Tang et al. New alnico magnets fabricated from pre-alloyed gas-atomized powder through diverse consolidation techniques
CN108831653A (en) The neodymium iron boron preparation method of the low heavy rare earth of high-residual magnetism high-coercive force
KR101568383B1 (en) Method for manufacturing high strength alloy for metal injection molding
RU2607074C1 (en) Method of producing powdered magnetically hard alloy 30h20k2m2v of iron-chrome-cobalt system
US20190156976A1 (en) Dust core and method for producing same
Cha et al. Anisotropic consolidation behavior of isotropic Nd–Fe–B HDDR powders during hot-deformation
CN105632673B (en) The preparation method and permanent-magnet material of permanent-magnet material
RU2675417C2 (en) Manganese antimonide doped with boron as a useful material of a permanent magnet
KR101878078B1 (en) MAGNETIC SUBSTANCES BASED ON Fe-Mn-Bi, FABRICATION METHOD THEREOF, SINTERED MAGNET BASED ON Fe-Mn-Bi AND ITS FABRICATION METHOD
CN106158212B (en) A kind of sintered Nd-Fe-B permanent magnetic material and preparation method thereof
Morimoto et al. Preparation of fully dense Nd–Fe–B magnets using semi-processed HDDR powders
Hu et al. Effect of Dy Addition on the Magnetic and Mechanical Properties of Sintered Nd–Fe–B Magnets Prepared by Double-Alloy Powder Mixed Method