RU2707116C1 - Магнитотвердый изотропный сплав для гистерезисных двигателей и технология термической обработки - Google Patents
Магнитотвердый изотропный сплав для гистерезисных двигателей и технология термической обработки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2707116C1 RU2707116C1 RU2018139238A RU2018139238A RU2707116C1 RU 2707116 C1 RU2707116 C1 RU 2707116C1 RU 2018139238 A RU2018139238 A RU 2018139238A RU 2018139238 A RU2018139238 A RU 2018139238A RU 2707116 C1 RU2707116 C1 RU 2707116C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat treatment
- molybdenum
- magnetically hard
- iron
- alloys
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/24—After-treatment of workpieces or articles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/02—Hardening by precipitation
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении роторов гистерезисных двигателей из магнитотвердых порошковых сплавов. Порошковый изотропный магнитотвердый материал системы железо-хром-кобальт содержит: 22,5 мас. % хрома, 15 мас. % кобальта, 1 мас. % кремния, 2-4 мас. % молибдена или 1,5-2 мас. % молибдена и 1,5-2 мас. % вольфрама, остальное - железо. Прессование проводят в закрытой стальной пресс-форме при 600 МПа, спекают при 1350°С в вакууме 10-2 Па в течение 2 часов. После спекания проводят закалку и ступенчатое старение при температурах 620°С, 580°С, 560°С, 540°С, 520°C с выдержкой 15-45 мин при каждой температуре и охлаждением в воде после каждой выдержки. Обеспечивается повышение магнитных гистерезисных характеристик магнитотвердых сплавов и сокращение продолжительности термической обработки. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии, и может быть использовано при изготовлении роторов гистерезисных двигателей (ГД) из магнитотвердых порошковых сплавов.
По литературным данным оптимальными сплавами считаются сплавы с химическим составом, близким к гребневому. При определенной термической обработке данные сплавы обладают упорядоченной структурой и высоким уровнем гистерезисных магнитных характеристик, которые обеспечивают требуемую работоспособность деталей.
Известен патент [Патент 2303644. Дисперсионно-твердеющий магнитотвердый сплав], в котором исследуемый магнитотвердый сплав легируют вольфрамом для достижения требуемого уровня гистерезисных и прочностных свойств. Недостатком данного изобретения является низкое значение коэрцитивной силы Нс=90-100 А/см и большая продолжительность процесса термической обработки материала.
Известен способ [Патент 2281339. Способ обработки магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт], в котором магнитотвердый сплав 22Х15КСА дополнительно подвергают пластической деформации для получения высокого уровня магнитных свойств. К недостаткам способа можно отнести длительность изготовления материала с заданными свойствами, а также недостаточно высокое значение максимальной магнитной энергии (6,0-5,5 МГс*Э).
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является материал и технология термообработки сплава 25X15КЮБ [Прецизионные сплавы. Справ, изд. под редакцией д.т.н., проф. Б.В. Молотилова. 2-е изд., переработ, и дополн. - М.: Металлургия, 1983. 439 с.], принятый за прототип (таблица 1). Исследуемый магнитотвердый сплав 25X15КЮБ в изотропном состоянии обладает следующими свойствами: 18<Нс<28 кА/м; 0,8<Вr<1,0 Тл; 7,0<(ВН)mах<8,0 кДж/м3. Недостатком данного материала является относительно невысокий комплекс магнитных свойств и длительный процесс изготовления, включающий деформацию, и продолжительное старение.
Технической задачей настоящего изобретения является сокращение продолжительности термической обработки и создание магнитов со свойствами в интервалах: 100<Нс<290 кА/м; 0,8<Вr<0,95 Тл; 9<(ВН)mах<12 кДж/м3, что соответствует требованиям конструкторской документации на активную часть ротора ГД по уровню магнитных гистерезисных характеристик. Превышение заданного уровня свойств, как и формирование низких магнитных свойств неприемлемо, так как приводит к перемагничиванию статора двигателя.
Поставленная задача решается выбором состава сплава 22,5X15КС легированного молибденом или молибденом и вольфрамом, в количествах, указанных в таблице 2, и подбором режимов термической обработки, обеспечивающей необходимый уровень свойств при относительно небольшой продолжительности процесса.
Сплавы получали методом порошковой металлургии: прессование заготовок в закрытых стальных пресс-формах при давлении 600 МПа, спекание при температуре 1350°С в вакууме 10-2 Па в течение 2 часов. В спеченном состоянии пористость образцов была не выше 2%. Далее магнитотвердые сплавы подвергали закалке и ступенчатому старению, таблица 3. Время выдержки при каждой ступени старения от 15 до 45 минут с охлаждением в воде после каждой выдержки. Введение легирующих компонентов (молибдена и вольфрама) позволило увеличить коэрцитивную силу, остаточную магнитную индукцию и максимальное значение магнитной энергии.
Дисперсность структуры, морфологию и количество фаз можно регулировать составом и термической обработкой - старением, что сказывается на магнитных свойствах сплавов. Авторами были исследованы сплавы, содержащие молибден в количестве 2-4% и молибден и вольфрам в количестве 1,5-2%. Установлено, что подобранное время выдержки и химический состав магнитотвердого материала обеспечивают требуемое значение свойств сплава 22,5X15К4МС (таблица 3). Магнитные свойства исследуемых образцов определяли на гистерезисографе Permagraph в диапазоне полей от -2500 кА/м до 2500 кА/м. Результаты измерений для каждого сплава после оптимального режима обработки приведены в таблице 3.
Новизна данного изобретения заключается в том, что подобраны способ производства, состав и технология термообработки, обеспечивающие высокие магнитные свойства за относительно короткий промежуток времени старения и изотропную структуру материала.
Существенное отличие заявляемого изобретения от прототипа заключается в том, что для получения необходимого уровня магнитных гистерезисных характеристик гребневых магнитотвердых сплавов (Fe-22,5%Cr-15%Co-1%Si-(2-4)%Мо и Fe-22,5%Cr-15%Co-1%Si-(l,5-2)%Mo-(1,5-2)%W) использовали методы порошковой металлургии (ПМ) и подобран оригинальный режим термической обработки.
Признаки изобретения, совпадающие с предлагаемым прототипом, - использование гребневого сплава с изотропной структурой в качестве материала для ГД.
Признаки заявляемого технического решения, отличительные от решения по прототипу, - оригинальный состав материала, полученного методом порошковой металлургии с оригинальными режимами термической обработки, формирующими комплекс свойств, необходимый для применения в качестве материала ротора ГД.
Claims (2)
1. Способ изготовления порошкового изотропного магнитотвердого материала системы железо-хром-кобальт, включающий прессование, спекание и термообработку, отличающийся тем, что в материал дополнительно вводят 2-4 мас. % молибдена или 1,5-2 мас. % молибдена и 1,5-2 мас. % вольфрама, прессование проводят в закрытой стальной пресс-форме при 600 МПа, спекают при 1350°С в вакууме 10-2 Па в течение 2 часов, после чего проводят закалку и ступенчатое старение при температурах 620°С, 580°С, 560°С, 540°С, 520°C с выдержкой 15-45 мин при каждой температуре и охлаждением в воде после каждой выдержки.
2. Порошковый изотропный магнитотвердый материал системы железо-хром-кобальт, характеризующийся тем, что он получен способом по п. 1 и содержит: 22,5 мас. % хрома, 15 мас. % кобальта, 1 мас. % кремния, 2-4 мас. % молибдена или 1,5-2 мас. % молибдена и 1,5-2 мас. % вольфрама, остальное - железо.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139238A RU2707116C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Магнитотвердый изотропный сплав для гистерезисных двигателей и технология термической обработки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018139238A RU2707116C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Магнитотвердый изотропный сплав для гистерезисных двигателей и технология термической обработки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2707116C1 true RU2707116C1 (ru) | 2019-11-22 |
Family
ID=68653159
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018139238A RU2707116C1 (ru) | 2018-11-06 | 2018-11-06 | Магнитотвердый изотропный сплав для гистерезисных двигателей и технология термической обработки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2707116C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751498C1 (ru) * | 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") | Способ получения порошковых магнитотвердых сплавов на основе системы fe-cr-co |
RU2790847C1 (ru) * | 2022-02-25 | 2023-02-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОРОШКОВОГО МАГНИТОТВЁРДОГО СПЛАВА Fe-30Cr-16Co-0,5Sm |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8211246B2 (en) * | 2010-09-24 | 2012-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and motor and generator using the same |
US20130076184A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and manufacturing method thereof, and motor and generator using the same |
RU2533068C1 (ru) * | 2013-05-06 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ получения порошковых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт |
RU2534473C1 (ru) * | 2013-09-11 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук | Способ получения спечённых магнитотвёрдых сплавов системы железо-хром-кобальт |
RU2607074C1 (ru) * | 2015-06-22 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в системы железо-хром-кобальт |
US9774234B2 (en) * | 2010-03-30 | 2017-09-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and method for manufacturing the same, and motor and power generator using the same |
-
2018
- 2018-11-06 RU RU2018139238A patent/RU2707116C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9774234B2 (en) * | 2010-03-30 | 2017-09-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and method for manufacturing the same, and motor and power generator using the same |
US8211246B2 (en) * | 2010-09-24 | 2012-07-03 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and motor and generator using the same |
US20130076184A1 (en) * | 2011-09-27 | 2013-03-28 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and manufacturing method thereof, and motor and generator using the same |
US9653198B2 (en) * | 2011-09-27 | 2017-05-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Permanent magnet and manufacturing method thereof, and motor and generator using the same |
RU2533068C1 (ru) * | 2013-05-06 | 2014-11-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ получения порошковых магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт |
RU2534473C1 (ru) * | 2013-09-11 | 2014-11-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук | Способ получения спечённых магнитотвёрдых сплавов системы железо-хром-кобальт |
RU2607074C1 (ru) * | 2015-06-22 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в системы железо-хром-кобальт |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2751498C1 (ru) * | 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") | Способ получения порошковых магнитотвердых сплавов на основе системы fe-cr-co |
RU2790847C1 (ru) * | 2022-02-25 | 2023-02-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук (ИМЕТ РАН) | СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ПОРОШКОВОГО МАГНИТОТВЁРДОГО СПЛАВА Fe-30Cr-16Co-0,5Sm |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6330813B2 (ja) | R−t−b系焼結磁石、および、モータ | |
JP6274216B2 (ja) | R−t−b系焼結磁石、および、モータ | |
JP5504233B2 (ja) | 永久磁石とその製造方法、およびそれを用いたモータおよび発電機 | |
JP5455056B2 (ja) | 希土類永久磁石材料の製造方法 | |
JP6257890B2 (ja) | 永久磁石とそれを用いたモータおよび発電機 | |
JP2019511133A (ja) | 焼結磁性合金及びそれから誘導される組成物の粒界工学 | |
JP6091957B2 (ja) | 永久磁石とそれを用いたモータおよび発電機 | |
CN104798150B (zh) | 稀土类磁铁及其制造方法 | |
JP6076705B2 (ja) | 永久磁石とそれを用いたモータおよび発電機 | |
JP2014060183A (ja) | 軟磁性体及びその製造方法 | |
EP3124641A1 (en) | PRODUCTION METHOD FOR Ni ALLOY COMPONENT | |
RU2707116C1 (ru) | Магнитотвердый изотропный сплав для гистерезисных двигателей и технология термической обработки | |
JPWO2016121790A1 (ja) | R−t−b系焼結磁石の製造方法 | |
JP2015088529A (ja) | 圧粉磁心、磁心用粉末およびそれらの製造方法 | |
JP5710818B2 (ja) | 永久磁石、ならびにそれを用いたモータおよび発電機 | |
JP6189524B2 (ja) | 永久磁石とそれを用いたモータおよび発電機 | |
US10058919B2 (en) | Manufacturing method for sintered compact | |
JP2018029108A (ja) | R−t−b系焼結磁石の製造方法 | |
RU2607074C1 (ru) | Способ получения порошкового магнитотвёрдого сплава 30х20к2м2в системы железо-хром-кобальт | |
JP6313202B2 (ja) | 希土類磁石の製造方法 | |
JP6562993B2 (ja) | 永久磁石とそれを用いたモータ、発電機、及び自動車 | |
WO2016151622A1 (ja) | 永久磁石、モータ、および発電機 | |
KR101661602B1 (ko) | 연자성 요크의 제조방법 | |
JP6448675B2 (ja) | 永久磁石、モータ、発電機、及び車 | |
JP2002356703A (ja) | 長尺異方性磁石材料の製造方法 |