Спосіб виготовлення постійних магнітів на основі сплавів системи dd-fe-b

1 Спосіб виготовлення постійних магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B, який включає диспергування сплаву, орієнтацію в магнітному полі, пресування, спікання та термообробку, який відрізняється тим, що диспергування проводять у вібромлині у водні в одну стадію, а для подальших процесів використовують гідрид сплаву, який утворюється при диспергуванні 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що час диспергування у водні триває 90 -150хв Винахід стосується сталих магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B, де Dd - природна суміш кількох рідкісноземельних металів неодиму, празеодиму, лантану, церію, диспрозію та тербію оригінального складу та може бути застосованим для виробництва сталих магнітів та магнітних порошків на основі сплавів рідкісноземельних металів, перехідних металів та бору Частина заліза в даних сплавах може бути заміщена на ІНШІ перехідні та неперехідні метали Відомий та вибраний прототипом спосіб виготовлення сталих магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B [1], у якому сплав диспергують на гідравлічному пресі, потім на щоковій дробарці, після чого проводять тонке диспергування у кульовому вібромлині Сталі магніти одержують пресуванням порошку у магнітному полі та спіканням у вакуумній електропечі з наступним відпалом Проте диспергування у цьому способі, яке проходить у три стадії трудоємке і вимагає значних енерговитрат Крім того, в отриманих таким чином сталих магнітах, міститься значна КІЛЬКІСТЬ згубного для службових характеристик кисню В основу винаходу поставлене завдання спростити спосіб виготовлення сталих магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B та підвищити їх службові характеристики Поставлене завдання вирішується тим, що у способі виготовлення сталих магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B, який включає диспергування сплаву, орієнтацію в магнітному полі, пресування, спікання та термообробку, згідно з винаходом диспергування проводять у вібромлині у водні в одну стадію, а для подальших процесів використовують гідрид сплаву, який утворюється при диспергуванні Поставлене завдання вирішується ще й тим, що час диспергування у водні триває 90 -150хв Отримання порошків сплавів пропонується проводити у вібромлині у водні без їх наступного дегідрування Це дозволяє отримати порошок необхідної дисперсності в одну стадію і запобігти його окисленню, а отже спростити технологію виготовлення сталих магнітів на основі сплавів DdFe-B та підвищити характеристики сталих магнітів Сплав поглинає водень, утворюючи гідрид Взаємодія сплаву з воднем супроводжується проникненням його атомів у пустоти кристалічної ґратки феромагнітної фази складу Dd2Fei4B і и розширенням При цьому виникають механічні напруження, які приводять до виникнення тріщин у сплавів і його механічного руйнування Отримання порошку оптимальної, з точки зору магнітних характеристик дисперсності, вимагає певного часу диспергування Встановлено залежність залишкової намагніченості Вг, коерцитивної сили |Нс та магнітної енергії (ВН) т а х від часу диспергування та дисперсності сплавів системи DdFe-B На фіг1, 2, 3, 5, 6 приведені криві розмагнічування сталих магнітів на основі сплавів системи Dd-Fe-B з різним часом диспергування за запропонованим способом у порівнянні з прототипом, на фіг 4 - залежність характеристик сталих магнітів від часу диспергування Спосіб здійснюють наступним чином CO сч Ю 51234 Злиток сплаву системи Dd-Fe-B поміщають у герметичну камеру вібромлина разом із мелючими тілами у певному співвідношенні між масою сплаву та масою мелючих тіл Крім того, підбирають мелючі тіла різного розміру також у певній пропорції Камеру вакуумують до тиску в кілька сотень паскаль і подають водень до тиску 0,1 - О.ЗМПа Після завершення поглинання сплавом водню камеру вібрують Мелючі тіла завдають ударів по окрихченому гідриду вихідного сплаву і приводять до його руйнування у порошок Сталі магніти одержують пресуванням порошку у магнітному полі, та спіканням у вакуумній електропечі з наступним відпалом Змінюючи час диспергування у вібромлині у водні сплаву Е-18 встановлено залежність його магнітних властивостей та визначено оптимальні умови для отримання магнітів із характеристиками, які перевищують аналогічні величини прототипу (фіг 4) Час диспергування мінявся в межах від 90 до ЗбОхв із п'ятьма значеннями 90, 120, 150, 240 та ЗбОхв Диспергування під час 90 - 150хв дозволяє отримати магніти, характеристики яких перевищують ВІДПОВІДНІ величини порівняно з прототипом Зростає залишкова намагніченість та магнітна енергіяпри деякому падінні коерцитивної сили Зменшення часу диспергування від нижньої вказаної межі не дозволяє отримати порошок, придатний для отримання магніту із задовільними властивостями через недостатню його дисперсність Збільшення часу диспергування приводить до отримання порошків з надто високою дисперсністю, що також супроводжується падінням службових характеристик, виготовлених із них магнітів ХІМІЧНИЙ склад сплавів М-83, Е-14 та Е-18 системи Dd-Fe-B, які піддавали диспергуванню у вібромлині у водні приведено утабл 1 Таблиця 1 № зливка М-83 Е-14 Е-18 ХІМІЧНИЙ склад, мас % Dd 36,0 37,6 34,9 АІ 0,5 0,6 0,4 Nb Си 0,4 0,05 Fe 62,6 60,7 63 В 1,20 1,10 1,25 Для сталих магнітів із сплаву Е-18 після диспергування у вібромлині у водні досягнуто суттєвого покращення форми кривої розмагнічування (фіг 5) Після обробки сплаву М-83 у водні підвищується прямокутність кривої розмагнічення (фіг 1 3) Диспергування сплаву Е-14 у вібромлині у водні забезпечує суттєве покращення всіх магнітних характеристик (табл 2) Таблиця 2 Час помолу, хв 135 195 240 Прототип Залишкова Коерцитивна намагнічуність Вг, Тл сила |Нс, кЕ 1,05 1,04 1,05 0,99 7,50 7,60 8,25 5,50 Магнітна енергія (BH)max, МГсЕ 25,0 25,0 24,0 20,0 Приклад 1 Куски злитків сплаву М-83 помістили у герметичну камеру вібромлина разом із мелючими тілами, камеру провакуумували, подали водень до тиску кілька атмосфер Після завершення поглинання водню включено вібратор на 90 хвилин Потім вібратор виключено, порошок вивантажено із камери і відділено від мелючих тіл Подальше виготовлення магнітів виконано, як описано у винаході Крива розмагнічування отриманих магнітів приведена на фіг 1 Приклад 2 Порошок сплаву М-83 отримано аналогічно, як у прикладі 1 Час диспергування 120хв Крива розмагнічування отриманих магнітів приведена на фіг 2 Приклад 3 Порошок сплаву М-83 отримано аналогічно, як у прикладі 1 Час диспергування 150хв Крива розмагнічування отриманих магнітів приведена на фіг З Приклад 4 Порошок сплаву Е-18 отримано аналогічно, як у прикладі 1 Час диспергування 90 - ЗбОхв Характеристики отриманих магнітів та криві розмагнічування приведені на фіг 4 і 5 Приклад 5 Порошок сплаву Е-14 отримано аналогічно, як у прикладі 1 Час диспергування 135, 195 та 240хв Криві розмагнічування приведені на фіг 6, значення залишкової намагніченості Вк, коерцитивної сили |Нс та магнітної енергії (ВН)МАХ у табл 2 Джерела інформації 1 Патент України № 37108 А, Кл H01F1/04, H01F1/08, публ 2001 р 51234 14 13 12 11 10 9 в 7 6 5 4 3 2 1 прототип після обробки у водні І 2 Фіг.1 1 —^— м -•1 м 1 " Бг,Тл ——^ \ 2 1,1 1,0 - 0,9 / // 1 кЕ 1 14 13 ч Ді ' -o,s 0,4 • 0,3 2 0,2 і і 12 11 10 9 8 1 7 6 прототип після обробки у водт Фіг.2 І 5 4 1 2 1 3 1 2 1 1 51234 В р Тл 1 X ґ , — • — 1,1 — 1,0 ґ 2 0,9 0,8 / 0,7 0,6 0,5 0,4 \ огз 0,2 0,1 І і 1 4 1 3 1 2 1 1 " І І 1 0 9 8 7 І 6 5 прототип після обробки у водш . . . . . 1 4 3 2 . . . J 1 1 2 Фіг.З №. Л й 24 . - 25 H ffl 2 •~ 2 0 1 , 6 1 . Z 0 , 8 50 1D0 150 200 250 300 с в і т л і символи - апастирості прсФЗФипу символи - з а данин вшаазюдон ФІГ.4 360 d( t / KB 51234 10 -0,1 14 13 12 11 10 9 8 1 прототип після обробки у водні Фіг.5 14 13 12 11 10 9 Й 7 6 прототип після обробки у водні ФІГ.6 5 4 1 2 11 51234 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 12