Спосіб отримання залізного порошку з нікель-фосфорним покриттям

Спосіб отримання залізного порошку із нікельфосфорним покриттям термохімічним методом з розчину солей, який відрізняється тим, що одночасно здійснюють осадження нікелю та фосфору на частинки залізного порошку фракції (320-200 мкм) в діапазоні температур 90-100 °С із кислих рН=4-5 та лужних рН=9-10 розчинів з наступним відпалюванням. (19) (21) u201105928 (22) 11.05.2011 (24) 26.12.2011 (46) 26.12.2011, Бюл.№ 24, 2011 р. (72) ПАНАСЮК ОЛЬГА ОЛЕКСАНДРІВНА, БОШИЦЬКА НАТАЛІЯ ВІТАЛІЇВНА, ВЛАСОВА ОКСАНА ВАСИЛІВНА, АПІНІНСЬКА ЛАРИСА МИХАЙЛІВНА (73) ІНСТИТУТ ПРОБЛЕМ МАТЕРІАЛОЗНАВСТВА ІМ. І.М. ФРАНЦЕВИЧА НАН УКРАЇНИ 3 66067 Залізний порошок марки ПЖРВ 3.200.28, фракція (320-200) витримують при температурі 90100 °С у розчині солі нікелю та гіпофосфіту натрію при цьому відбувається термохімічне відновлення нікелю та фосфору на частинки залізного порошку (фракція +200 мкм) відповідно до наступних реакцій: NiCl2+NaH2PO2+Н2О→Nі↓+NaH2PO3+2НСl+Р↓, NaH2PO3→2P↓+NaH2PO3+3H2O. Процес термохімічного відновлення вказаних реакцій має каталітичний характер, де каталізатором є залізо. Отримання нікель-фосфорного покриття на залізному порошку проводили у кислому середовищі при рН=4,0-5,0 а також у лужному середовищі при оптимальному значені рН=9,0-10,0. Для створення кислого середовища в розчин вводили лимоннокислий або оцтовокислий натрій. Для створення лужного середовища додавали хлористий амоній. Суть способу, що заявляється, ілюструють такі приклади: Приклад 1. Готували розчин, концентрація (г/л) сполук в якому була наступною: NiCl2 - 30, NaH2PO2 - 15, CH3COONa - 10. Розчин мав рН=5,0. Реакцію термохімічного осадження проводили протягом 60 хв. при температурі 100 °С. Отриманий порошок відфільтровувався, промивався спиртом та висушувався. Потім порошок відпалювали у водні при температурі 400 °С потягом 60 хв. Товщина покриття на частинках залізного порошку складала 15 мкм. Вміст нікелю та фосфору в покритті - 3,5 та 0,4 мас. % відповідно. Товщина покриття на частинках залізного порошку визначалася металографічно та по зміненню маси зразків еталонів і регулювалася в межах 3-18 мкм. 4 Приклад 2. Готували розчин, концентрація (г/л) сполук в якому була наступною: NiCl2 - 30, NaH2PO2 - 15 NH4Cl - 50-70. Розчин мав рН=10,0. Реакцію термохімічного осадження проводили протягом 60 хв. при температурі 90 °С. Отриманий порошок відфільтровувався, промивався спиртом та висушувався. Потім порошок відпалювали у водні при температурі 400 °С потягом 60 хв. Товщина покриття на частинках залізного порошку складала 8 мкм. Вміст нікелю та фосфору в покритті - 2,6 та 0,25 мас. % відповідно. При легуванні залізного порошку фосфором за рахунок отримання феромагнітної фази Fe3P збільшуються його магнітні властивості та електричний опір, що призводить до зменшення магнітних втрат і дозволяє використовувати цей матеріал у змінних магнітних полях. Для контролю магнітних характеристик та корозійних властивостей отриманого матеріалу виготовлялися контрольні зразки у вигляді кілець розміром 35255 мм, які пресувалися при 800 МПа та відпалювалися у середовищі водню при температурі 1200 °С з витримкою 120 хв. Визначення корозійної стійкості проводилось шляхом кількісного оцінювання за десятибальною шкалою за міжнародним стандартом ISO 11130:2010. Магнітні властивості визначали на ватметровій установці для вимірювання магнітних властивостей у змінних магнітних полях. В таблиці 1 приведено технологічні властивості залізних порошків з нікель-фосфорним покриттям. В таблиці 2 приведено магнітні і корозійні властивості контрольних зразків, виготовлених з залізних порошків з нікель-фосфорним покриттям. Таблиця 1 Вид порошку Fe (вихідне) Fe-Ni-P (1) Fe-Ni-P (2) Температура, °С 100 90 рН розчину 5 10 Товщина покриття, мкм 15 8 Текучість, с 55,5 42,0 50,3 Насипна щільність, 3 г/см 2,48 2,86 2,73 Таблиця 2 Вид порошку Fe вихідне Fe-Ni-P (1) Fe-Ni-P (2) Щільність, г/см 7,20 7,20 7,26 3 Бал корозійної стійкості 1 4 3 Таким чином, запропонований спосіб отримання залізного порошку з нікель-фосфорним покриттям дозволяє отримати магнітом'який матеріал з високими магнітними характеристиками та може Комп’ютерна верстка М. Ломалова Магнітна індукція, В2500, Тл 1,05 1,15 1,10 Магнітні втрати Р1,0/50, Вт/кг 38,0 13,6 17,5 бути рекомендований для виготовлення виробів (магнітопроводів, статорів та роторів) електротехнічного призначення, що працюють при високих та низьких частотах. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601