SU1772211A1 - Alloy for permanent magnet - Google Patents

Alloy for permanent magnet Download PDF

Info

Publication number
SU1772211A1
SU1772211A1 SU904891300A SU4891300A SU1772211A1 SU 1772211 A1 SU1772211 A1 SU 1772211A1 SU 904891300 A SU904891300 A SU 904891300A SU 4891300 A SU4891300 A SU 4891300A SU 1772211 A1 SU1772211 A1 SU 1772211A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
sulfur
niobium
manganese
carbon
alloy
Prior art date
Application number
SU904891300A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Igor V Belyaev
Original Assignee
Proizv Ob Magneton N
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 Proizv Ob Magneton N filed Critical Proizv Ob Magneton N
Priority to SU904891300A priority Critical patent/SU1772211A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1772211A1 publication Critical patent/SU1772211A1/en

Links

Landscapes

  • Hard Magnetic Materials (AREA)

Description

Изобретение относится к области металлургии, в частности к магнитотвердым сплавам на основе Fe-Co-NI-Af-Cu-Ti, исThe invention relates to the field of metallurgy, in particular to hard magnetic alloys based on Fe-Co-NI-Af-Cu-Ti, and

34.5- 35,534.5- 35.5

13.5- 14,513.5-14.5

3,0-4,0 до 1,0 6,5-7,5 4,0-5,0 остальное пользуемым для производства постоянных магнитов со столбчатой и монокристаллической структурой.3.0-4.0 to 1.0 6.5-7.5 4.0-5.0 the rest is used for the production of permanent magnets with a columnar and monocrystalline structure.

Известен магнито-твердый сплав, содержащий, мас.%:Known magnetic hard alloy containing, wt%:

кобальт никель медь ниобий алюминий титан железоCobalt Nickel Copper Niobium Aluminum Titanium Iron

Недостатком этого сплава является не высокий уровень коэрцитивной силы и магнитной энергии Нсв=110-120 кА/м, /ВН/макс=72,0-88,0 кДж/м3.The disadvantage of this alloy is not a high level of coercive force and magnetic energy Нсв = 110-120 kA / m, / ВН / max = 72.0-88.0 kJ / m 3 .

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является сплав на основеThe closest to the described invention in terms of the technical essence and the achieved effect is an alloy based on

Fe-Co-Ni-AI-Cu-TI следующего состава, мас.%:Fe-Co-Ni-AI-Cu-TI of the following composition, wt%:

кобальт cobalt 34,5-36,5 34.5-36.5 никель nickel 14,0-14,5 14.0-14.5 алюминий aluminum 6,8-7,2 6.8-7.2 медь copper 3,3-3,7 3.3-3.7 титан titanium 4.8-5,2 4.8-5.2 ниобий niobium 0,9-1,1 0.9-1.1 сера sulfur 0,4-0,5 0.4-0.5 углерод carbon 0,02-0,03 0.02-0.03 марганец manganese 0,2-0,4 0.2-0.4 кремний silicon 0,1-0,2 0.1-0.2 железо iron остальное rest Недостаток Flaw известного сплава - недо- known alloy - under-

1772211 А1 статочно высокий уровень коэрцитивной силы и магнитной энергии (соответственно 110-132 кА/м и 72-88 кДж/м3).1772211 A1 A fairly high level of coercive force and magnetic energy (respectively 110-132 kA / m and 72-88 kJ / m 3 ).

Цель изобретения - повышение коэрцитивной силы и магнитной энергии сплава.The purpose of the invention is to increase the coercive force and magnetic energy of the alloy.

Предлагаемый сплав имеет следующее соотношение компонентов, мас.%:The proposed alloy has the following ratio of components, wt%:

кобальт 34,5-35,5cobalt 34.5-35.5

никель nickel 14,0-14,5 14.0-14.5 алюминий aluminum 6,8-7,2 6.8-7.2 медь copper 3.3-3,7 3.3-3.7 титан titanium 4,8-5,2 4.8-5.2 ниобий niobium 0,9-1,1 0.9-1.1 сера sulfur 0,2-0,5 0.2-0.5 углерод carbon 0,02-0,03 0.02-0.03 марганец manganese 0.2-0,4 0.2-0.4 кремний silicon 0,1-0.2 0.1-0.2 По крайней мере один At least one компонент component

группы, содержащей цирконий, гафний, тантал 0,4-0,9. железо остальное,a group containing zirconium, hafnium, tantalum 0.4-0.9. iron rest,

Причины положительного влияния указанных добавок на магнитные свойства сплава заключаются в том. что все они уве- 15 личипают склонность сплава к образованию столбчатой и монокристаллической структуры в отливках и тем самым делают эту структуру более совершенной, а также способствуют более полному протеканию 20 высококоэрцитиввого распада.The reasons for the positive effect of these additives on the magnetic properties of the alloy are as follows. that all of them increase the tendency of the alloy to form a columnar and monocrystalline structure in castings and thereby make this structure more perfect, and also contribute to a more complete course of 20 high-coercive decay.

Выплавку предлагаемого сплава производят следующим образом.Smelting of the proposed alloy is carried out as follows.

Сначала расплавляют железо, кобальт, никель и медь, затем в расплав добавляют 25 углерод в виде лигатуры железо-углерод и производят выдержку в течение 1,0-1,5 мин. Далее элементы добавляют в следующей последовательности: кремний и марганец; ниобий, гафний и тантал; алюминий; тгтзн 30 и цирконий; сера. Серу добавляют в виде ферросеры. После введения серы температуру расплава доводят до 1680° С н пыдерживают расплав при этой температуре 2-3 мин, после чего производят разливку метал- 35 ла по формам.First, iron, cobalt, nickel and copper are melted, then 25 carbon is added to the melt in the form of an iron-carbon ligature and held for 1.0-1.5 minutes. Then the elements are added in the following sequence: silicon and manganese; niobium, hafnium and tantalum; aluminum; tgtzn 30 and zirconium; sulfur. Sulfur is added in the form of ferrosulfur. After the introduction of sulfur, the temperature of the melt is brought to 1680 ° C and the melt is held at this temperature for 2-3 minutes, after which the metal is poured into molds.

П р и ?.·< е ρ 1 Для получения магнитов со с тол б ча то й к р и стаял и ч е с к о й ст ру к ту р о й сплавы известного и предлагаемого составов выплавляли з открытой индукционной 40 печи ИСТ-016 с кислой футеровкой на воздухе. Порядок загрузки элементов описан выше. После введения а расплав кремния и марганца производили выдержку в течение 0,5 мин, после введения ниобия, гафния 45 и/или тантала - в течение 1,0,-1,5 мин. После полного расплавления всех элементов шихты температуру расплава доводили до 1680°С, производили выдержку при этой температуре в течение 2.5-3.0 мин, ь-туска- 59 ли расплав в графито-шамотовый ковш и заливали в предварительно нагретую до 1300°С керамическую форму без дна, установленную на медный водоохлэждаемый холодильник, высота отливок составляла 55 115 мм. Параллельно отливали стандартные образцы размерами 15x15x30 мм для замера магнитных свойств. Все отливки и стандартные образцы подвергали идентичной термомагнитной обработке: охлаждение сFor obtaining magnets with a crusty crust and melted structure, alloys of known and proposed compositions were melted from an open induction 40 furnace IST -016 with acidic lining in air. The order of loading elements is described above. After the introduction of a, the silicon and manganese melt was held for 0.5 min, after the introduction of niobium, hafnium 45 and / or tantalum - for 1.0, -1.5 min. After complete melting of all elements of the charge, the temperature of the melt was brought to 1680 ° C, held at this temperature for 2.5-3.0 min, the melt was quenched into a graphite-chamotte ladle and poured into a ceramic mold preheated to 1300 ° C without bottom, installed on a copper water-cooled cooler, the height of the castings was 55 115 mm. In parallel, standard samples with dimensions 15x15x30 mm were cast to measure the magnetic properties. All castings and standard samples were subjected to identical thermomagnetic treatment: cooling with

1250 до 800°С со скоростью не менее 150°С/мин и выдержка в изотермической ванне при 800-795°С в течение 10 мин в магнитном поле напряженностью не менее 240 кА/м, после чего следует отпуск: 640°С - 5 ч, 560°С - 20 ч.1250 to 800 ° C at a rate of at least 150 ° C / min and holding in an isothermal bath at 800-795 ° C for 10 minutes in a magnetic field of at least 240 kA / m, followed by a vacation: 640 ° C - 5 h, 560 ° C - 20 h.

Замер магнитных свойств производили при помощи информационно-измерительной системы У-5056 в замкнутой магнитной цепи.The measurement of the magnetic properties was carried out using the U-5056 information-measuring system in a closed magnetic circuit.

П р и м е р 2. Для получения магнитов с монокристаллической структурой те же самые сплавы известного и предлагаемого составов выплавляли в вакуумной индукционной печи УПЛФ-3 в тигле из окиси алюминия. Порядок плавки, был следующим: в тигель печи загружали железо, кобальт, никель, углерод в виде лигатуры железо-углерод и производили вакуумирование плавильной камеры печи до остаточного давления 5Ί0° мм рт.ст., затем включали нагрев и расплавляли загруженную шихту. Затем расплав вакуумировали в течение 15 мин и запускали в камеру аргон. Далее элементы вводили в следующей последовательности: кремний и марганец: ниобий, гафний и тантал в отдельности или в сочетании друг с. другом, выдержка 1,5-2,0 мин: алюминий; титан и цирконий: сера в виде ферросеры. После введения серы температуру расплава поднимали до 1680°С и выдерживали при этой температуре 2.5 мин, после чего расплав выливали в керамическую форму, где сн затвердевал в виде равноосных отливок цилиндрической формы. В дальнейшем эти отливки использовали в качестве шихты для выращивания монокристаллов. Выращивание производили в промышленной установке Кристаллизатор203” в атмосфере аргона. Полученные монокристаллы разрезали на заготовки диаметром 20 мм и высотой 30 мм и подвергали их стандарт: юй термомагнитной обработке· по режимам, приведенным в примере 1.PRI me R 2. To obtain magnets with a monocrystalline structure, the same alloys of known and proposed compositions were melted in an UPLF-3 vacuum induction furnace in an alumina crucible. The order of melting was as follows: iron, cobalt, nickel, carbon in the form of an iron-carbon ligature were loaded into the furnace crucible, and the furnace smelting chamber was evacuated to a residual pressure of 5 - 0 ° mm Hg, then heating was switched on and the charged charge was melted. Then the melt was evacuated for 15 min and argon was introduced into the chamber. Then the elements were introduced in the following sequence: silicon and manganese: niobium, hafnium and tantalum, individually or in combination with each other. other, exposure 1.5-2.0 min: aluminum; titanium and zirconium: sulfur in the form of ferrosulfur. After the introduction of sulfur, the temperature of the melt was raised to 1680 ° С and kept at this temperature for 2.5 min, after which the melt was poured into a ceramic mold, where cn solidified in the form of equiaxed cylindrical castings. Subsequently, these castings were used as a charge for growing single crystals. The cultivation was carried out in an industrial plant "Crystallizer 203" in an argon atmosphere. The obtained single crystals were cut into blanks with a diameter of 20 mm and a height of 30 mm and subjected to their standard thermomagnetic treatment according to the modes given in example 1.

Замер магнитных свойств производили : ί ρ и л омо щи и нфо рма цион но-изме рител ьной системы У-5056 в замкнутой магнитной цепи.Measurement of the magnetic properties was carried out: ί ρ and l of the washing and information-measuring system U-5056 in a closed magnetic circuit.

Химические составы известного и предлзгазмого сплавов, а также уровень их магнитных свойств приведены в таблице.The chemical compositions of the known and pre-gas alloys, as well as the level of their magnetic properties, are given in the table.

Claims (13)

Ф о р м у л а изобретенияClaim Сплав для постоянных магнитов, содержащий кобальт, никель, алюминий, медь, титан. ниобий, серу, углерод, марганец, кремний, и железо, о т л и ч д ю щ и й с я тем, что, с целью повышения коэрцитивной силы и магнитной энергии, он дополнительно содержит, по крайней мерщ один компонент из группы, содержащей цирконий, гафний, δPermanent magnet alloy containing cobalt, nickel, aluminum, copper, titanium. niobium, sulfur, carbon, manganese, silicon, and iron, which are carbonated by the fact that, in order to increase the coercive force and magnetic energy, it additionally contains at least one component from the group, containing zirconium, hafnium, δ тантал, при следующем соотношении эле- углерод 0,02-0,03 ментов, мас.%: марганец 0,2-0,4 кобальт 34,5-35,5 кремний 0,1-0,2 никель 14,0-14,5 по крайней мере один алюминий 6,8-7,2 5 компонент из группы, медь 3,3-3.7 содержащей цирконий, титан 4,8-5,2 гафний, тантал 0.4-0.9 ниобий ОтЭ-1,1 железо остальное.tantalum, next the ratio of ele- carbon 0.02-0.03 ment, wt%: manganese 0.2-0.4 cobalt 34.5-35.5 silicon 0.1-0.2 nickel 14.0-14.5 at least one aluminum 6.8-7.2 5 component from the group, copper 3.3-3.7 containing zirconium, titanium 4.8-5.2 hafnium, tantalum 0.4-0.9 niobium OTE-1.1 iron rest. сера 0,2-0,5sulfur 0.2-0.5 Результаты сравнительных испытаний магнитных свойств известного и предлагаемого сплавовResults of comparative tests of the magnetic properties of the known and proposed alloys Сплав Содержанке химических элементов, мас.% Магнитные свойстваAlloy Contents of chemical elements, wt% Magnetic properties Λΐ Си Ти tib s С tin si Та Ре Вг 1 т к Нсь ' Л/м (вн)м„ кйк/н’Λΐ Si Ti tib s C tin si Ta Re Br 1 t to Hs' L / m (ext) m 'kyk / n' Известный 35,0 16,5 7,0 3,5 5,0 ι,Ο 0,65 0,02 0,3 0,15 - - - Ост. 1,1/- 132/- 76,0/-Known 35.0 16.5 7.0 3.5 5.0 ι, Ο 0.65 0.02 0.3 0.15 - - - Ost. 1.1 / - 132 / - 76.0 / - Предлагаемым 1 зб, 2 13,7 6,6 3,1 6,5 o,s 0,1 0,15 0,15 0,1 0,3 То же 0,8/0,95 115/130 73,5/82,0The proposed 1 zb, 2 13.7 6.6 3.1 6.5 o, s 0.1 0.15 0.15 0.1 0.3 Also 0.8 / 0.95 115/130 73.5 / 82.0 2 36,5 14,1 6,8 3,2 6.7 С,'J 0,2 0, 02 0,05 0,15 0,4 1,08/1,1 136/136 76,8/91,22 36.5 14.1 6.8 3.2 6.7 C, 'j 0.2 0.02 0.05 0.15 0,4 1.08 / 1.1 136/136 76.8 / 91.2 3 34,9 'Μ 7,1 3,5 5,1 1 ,0 0,35 0,03 OJO 0,2 0,5 1,1/1,15 .137/160 85, 7/99,73 34.9 'Μ 7.1 3.5 5.1 ten 0.35 0.03 OJO 0.2 0.5 1.1 / 1.15 .137 / 160 85.7 / 99.7 4 35,3 14,6 7,3 3,7 5,0 1 ,1 0,5 0,02 0,60 0,15 0,9 1,1/1,15 139/165 В1,0/99,84 35.3 14.6 7.3 3.7 5.0 eleven 0.5 0.02 0.60 0.15 0.9 1.1 / 1.15 139/165 B1.0 / 99.8 5 , 35,9 16,7 7,6 3,8 5,2 1.2 0,6 0,05 0,50 0,3 1,0 1,02/1,09 136/160 79,6/91,65 , 35.9 16.7 7.6 3.8 5.2 1.2 0.6 0.05 0.50 0.3 1.0 1.02 / 1.09 136/160 79.6 / 91.6 6 36,Э 13, 7 6,6 3,1 6,5 0,8 0,1 0,15 0.15 0,1 0,1 0,2 _Н__ 0,85/0,91 120/132 75/836 36, E 13, 7 6.6 3.1 6.5 0.8 0.1 0.15 0.15 0.1 0.1 0.2 _Н__ 0.85 / 0.91 120/132 75/83 7 36,5 1*4,1 6,8 3,2 6,7 0,9 0,2 0,35 0,02 0,05 0,15 0,2 0,2 «.н» 1,06/1,t 135/136 78/90,07 36.5 1 * 4.1 6.8 3.2 6,7 0.9 0.2 0.35 0.02 0.05 0.15 0.2 0.2 ".N" 1.06 / 1, t 135/136 78 / 90.0 8 36,5 16,5 7,1 3,5 5,1 1,0 о.оз 0,30 0,2 0,2 0,4 0,3 1,1/1,13 162/16? 92/97eight 36.5 16.5 7.1 3.5 5.1 1.0 o.oz 0.30 0.2 0.2 0,4 0.3 1.1 / 1.13 162/16? 92/97 9 35,3 1 h , 6 7,3 3,7 5,0 1,1 0,5 0,02 0,60 0,15 θ,5 ..щ 1,1/1,15 165/149 82,0/98,5nine 35.3 1 h, 6 7.3 3.7 5.0 1.1 0.5 0.02 0.60 0.15 θ, 5 ..SCH 1.1 / 1.15 165/149 82.0 / 98.5 10 39,9 16,7 7,6 3,9 5,2 1.2 θ,6 0,05 С, 50 0,3 0,4 0,6 „И.. 1,09/1,12 165/149 80/97,0ten 39.9 16.7 7.6 3.9 5.2 1.2 θ, 6 0.05 C, 50 0.3 0,4 0.6 "AND.. 1.09 / 1.12 165/149 80 / 97.0 11 36,2 >3, ? 6,6 3.1 6,5 о,е 0,1 0.015 0,15 θ,ι 0,1 0,1 ο,ΐ .0,85/1,02 120/128 74/82,0eleven 36.2 > 3,? 6.6 3.1 6.5 oh e 0.1 0.015 0.15 θ, ι 0.1 0.1 ο, ΐ .0.85 / 1.02 120/128 74 / 82.0 12 36,5 l*f,1 6,8 3,2 6,7 0,9 0,2 0,02 0,05 0.15 o,1 0,1 0,2 1,05/1,1 135/137 78/92,012 36.5 l * f, 1 6.8 3.2 6,7 0.9 0.2 0.02 0.05 0.15 o, 1 0.1 0.2 1.05 / 1.1 135/137 78 / 92.0 13 36,9 16,5 7,1 3,5 5,1 1,0 9,35 Q. GJ 0.30 0,2 0,1 0,2 о,3 1,1/1,12 135/160 96/95,513 36.9 16.5 7.1 3.5 5.1 1.0 9.35 Q. GJ 0.30 0.2 0.1 0.2 oh, 3 1.1 / 1.12 135/160 96 / 95.5 1 If 35,3 16,6 7,3 3,7 5,0 1.1 0,5 0,02 0,60 0.15 0,3 0.2 0,4 1,1/1,15 140/146 97/99,81 If 35.3 16.6 7.3 3.7 5.0 1.1 0.5 0.02 0.60 0.15 0.3 0.2 0,4 1.1 / 1.15 140/146 97 / 99.8 15 35,9 16,7 7,6 3,8 5,2 1,2 0,6 0,05 0,50 0,3 0,3 0,3 0,5 1,1/1,15 138/143 84/9215 35.9 16.7 7.6 3.8 5.2 1,2 0.6 0.05 0.50 0.3 0.3 0.3 0.5 1.1 / 1.15 138/143 84/92 П р ·.. и м о н и е. В числителе приведен уровень магнитных свойств сплава для магнитов со столбчатой кристаллической структурой, е знаменателе - с монокристаллической структуройP p Составитель С. ДеркачеваCompiled by S. Derkacheva Редактор Техред М.Моргентал Корректор О. КравцоваEditor Techred M. Morgental Proofreader O. Kravtsova Заказ 3817 Тираж ПодписноеOrder 3817 Circulation Subscription ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5VNIIPI of the State Committee for Inventions and Discoveries under the USSR State Committee for Science and Technology 113035. Moscow, Zh-35, Raushskaya nab., 4/5 Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул.Гагарина, 101Production and Publishing Plant Patent, Uzhgorod, Gagarina str., 101
SU904891300A 1990-07-26 1990-07-26 Alloy for permanent magnet SU1772211A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904891300A SU1772211A1 (en) 1990-07-26 1990-07-26 Alloy for permanent magnet

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904891300A SU1772211A1 (en) 1990-07-26 1990-07-26 Alloy for permanent magnet

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1772211A1 true SU1772211A1 (en) 1992-10-30

Family

ID=21550237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904891300A SU1772211A1 (en) 1990-07-26 1990-07-26 Alloy for permanent magnet

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1772211A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510422C1 (en) * 2012-09-03 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Магнетон" Alloy for permanent magnets
RU2639889C1 (en) * 2016-12-23 2017-12-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of producing permanent magnets based on rare-earth metal alloys with iron and nitrogen
CN109778074A (en) * 2019-01-29 2019-05-21 重庆科技学院 A kind of high-coercive force alnico and preparation method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2510422C1 (en) * 2012-09-03 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Магнетон" Alloy for permanent magnets
RU2639889C1 (en) * 2016-12-23 2017-12-25 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС" Method of producing permanent magnets based on rare-earth metal alloys with iron and nitrogen
CN109778074A (en) * 2019-01-29 2019-05-21 重庆科技学院 A kind of high-coercive force alnico and preparation method thereof
CN109778074B (en) * 2019-01-29 2021-01-08 重庆科技学院 High-coercivity alnico permanent magnet alloy and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8486329B2 (en) Process for production of semisolidified slurry of iron-base alloy and process for production of cast iron castings by using a semisolidified slurry
ES2397636B1 (en) Alloy for casting of AlMgSi type
Shabestari et al. The effect of solidification condition and chemistry on the formation and morphology of complex intermetallic compounds in aluminium—silicon alloys
SU1772211A1 (en) Alloy for permanent magnet
US3850624A (en) Method of making superalloys
Wang et al. Self-modification in direct electrolytic Al–Si alloys (DEASA) and its structural inheritance
US4224064A (en) Method for reducing iron carbide formation in cast nodular iron
US3470936A (en) Method for producing high purity copper castings
NL8105076A (en) PERMANENT MAGNET WITH HIGH COERCITIVE POWER.
US3272623A (en) Inoculating alloys consisting of si-al-ca-ba-mn-zr-fe
US3689255A (en) Process for the production of cast iron with spherolites
US4131456A (en) Chill-free foundry iron
Colombini et al. In-house synthesis of CoCrFeNi ingots using an electric furnace
US4162159A (en) Cast iron modifier and method of application thereof
US3615916A (en) Manufacture of permanent magnets
RU2510422C1 (en) Alloy for permanent magnets
US3508914A (en) Methods of forming and purifying nickel-titanium containing alloys
GB2039301A (en) Slow fade inocculant and a process for the inocculation ofmolten cast iron
US2227946A (en) Manufacture of permanent magnets
SU1705395A1 (en) Cast iron
SU739124A1 (en) Modifier
US3189492A (en) Cast iron of high magnetic permeability
SU530923A1 (en) Modifier
RU1822441C (en) Process for manufacturing magnetically soft alloys
US2661283A (en) Lithium treated cast iron