×
13.02.2018
218.016.24b4

Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ МАГНИТОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Nd-Fe-B

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к области получения постоянных магнитов и может быть использовано при производстве высокоэнергетических постоянных магнитов на основе редкоземельных (РЗМ) сплавов и, в частности, на основе неодима, железа и бора (сплав Nd-Fe-B). Способ получения высококоэрцитивных магнитов из сплавов на основе Nd-Fe-B включает дробление базового сплава, смешивание сплава и добавки для коррекции состава сплава, прессование смеси порошков в магнитном поле, спекание заготовки и охлаждение, при этом добавкой для коррекции состава сплава являются гидриды лигатуры РЗМ-Fe, а спекание магнита производят в вакууме или при остаточном давлении в течение 1-2 ч. Изобретение позволяет увеличить коэрцитивную силу и остаточную индукцию получаемых магнитов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области получения постоянных магнитов и может быть использовано при производстве высокоэнергетических постоянных магнитов на основе редкоземельных (РЗМ) сплавов и, в частности, на основе неодима, железа и бора (сплав Nd-Fe-B).

Постоянные магниты (ПМ), изготовленные из тройных сплавов с содержанием неодима до (33-34) %, полученных по внепечной фторидной технологии, имеют относительно низкую коэрцитивную силу и высокие значения остаточной магнитной индукции.

Для получения высокоэнергоемких ПМ с высокими значениями коэрцитивной силы можно корректировать химический состав этих сплавов.

Известны постоянный магнит и способ его изготовления [RU 2458423, H01F 41/02, H01F 1/053, С01В 35/04, опубл. 10.08.2012], в котором раскрыт способ изготовления постоянного магнита с Dy или Tb, продиффундировавшими в кристаллическую зернограничную фазу спеченного магнита. Спеченный магнит на основе железа-бора-редкоземельного элемента располагают в рабочей камере, которую нагревают до определенной температуры, испаряя испаряющийся материал, который размещен в той же самой или другой рабочей камере и состоит из гидрида, содержащего по меньшей мере один из Dy и Tb. Испаренный испаряющийся материал сцепляется с поверхностью спеченного магнита, и атомы металла Dy и/или Tb в сцепляющемся испаряющемся материале диффундируют в кристаллическую зернограничную фазу спеченного магнита.

Недостатком предложенного способа корректирования состава сплава является то, что корректировка происходит только в поверхностных слоях магнита, кроме того, в результате испарения Dy и/или Тb пары этих металлов неизбежно будут оседать не только на поверхности магнита, но и на стенках рабочей камеры, что приведет к перерасходу дорогостоящих материалов.

Известен способ получения высококоэрцитивных магнитов из сплавов на основе Nd-Fe-B [RU 1243947, H01F 1/053, H01F 41/02, опубл. 27.02.2013]. Способ осуществляется путем диффузионного отжига спеченных магнитов при температуре 600-1000°С, поверхность которых контактирует с дисперсными порошками материалов-источников диффузии, на основе диспрозия и/или тербия. В качестве источников диффузии используются дисперсные порошки металлического диспрозия (Dy) или тербия (Tb), порошки гидридов Dy и/или Tb или порошки сплавов на основе интерметаллических соединений с низкой температурой плавления (500-1200°С). При этом диффузионный отжиг осуществляют в течение 0,5-20 часов при температуре 550-850°С с последующим проведением дополнительного отжига при температуре 550-600°С в течение 0,5-1,0 ч.

Недостатком предложенного способа корректирования состава сплава является то, что корректировка происходит только в поверхностных слоях магнита, кроме того, наличие в технологическом процессе нескольких продолжительных высокотемпературных переделов увеличивает энергозатраты на производство магнитов.

Наиболее близким по достигаемому эффекту является изобретение «Магнитный материал для постоянных магнитов и способ его изготовления» [RU 2136068, H01F 1/057, С22С 1/04, опубл. 27.08.1999], принятый за прототип. В изобретении описан способ изготовления магнитного материала, который включает дробление базового сплава и сплава-добавки, смешивание сплавов, прессование смеси порошков в магнитном поле, спекание заготовки и охлаждение.

Недостатком предложенного способа являются трудности при изготовлении мелкодисперсного порошка сплава-добавки, т.к. получаемые металлические порошки являются высокоактивными, пирофорными и должны храниться и использоваться исключительно в инертной атмосфере.

Задача, на решение которой направлено изобретение, заключается в получении постоянных магнитов с высокими магнитными свойствами за счет корректировки состава магнитного сплава, при простоте работы с порошкообразными добавками и относительно низких удельных энергозатратах.

Поставленная задача решается тем, что способ получения высококоэрцитивных магнитов из сплавов на основе Nd-Fe-B включает в себя дробление базового сплава, смешивание сплава и добавки для коррекции состава сплава, прессование смеси порошков в магнитном поле, спекание заготовки и охлаждение, при этом используется добавка (3-8) % мас. от массы сплава для корректировки состава сплава, которая представляет собой гидриды лигатуры РЗМ-Fe в виде (РЗМНx+Fe) с размерами частиц (0,5-1) мм, а спекание магнита проводят в вакууме или при остаточном давлении до 10 Па при температурах (1100-1250)°С в течение 1-2 ч.

На чертежах приведены следующие графики:

- фиг. 1. Кривые размагничивания магнитов, полученных ТФЛ металлическими лигатурами;

- фиг. 2. Кривые размагничивания магнитов, полученных ТФЛ гидридами лигатур.

Кривая «0» относится к базовому магнитному сплаву 32Nd-Fe-1,1 В, а кривые 1-4 - к магнитам с корректированным химическим составом добавками: 75Nd-Fe, 42Dy-Fe, 40Tb-Fe и 70Tb-Fe соответственно.

Основными этапами корректировки (твердофазного легирования) состава магнитов на основе Nd-Fe-B были следующие:

1) дробление и измельчение слитка магнитного сплава;

2) добавление на стадии измельчения гидрида лигатуры РЗМ-Fe в виде (РЗМНx+Fe) в количестве (3-8) % мас. от массы сплава;

3) прессование и спекание смеси при температуре (1100-1250)°С;

4) намагничивание спеченных образцов.

При прессовании и спекании смеси при температуре (1100-1250)°С происходит полное дегидрирование РЗМНx, водород удаляется из рабочего объема, а полученный дегидрированием РЗМ дополняет состав сплава и участвует в рекомбинации фазы Nd2Fe14B, в результате получается заготовка постоянного магнита необходимого состава.

Проведенные эксперименты показали, что добавки лигатур в металлическом виде на этапе тонкого помола магнитных сплавов влияют преимущественно на коэрцитивную силу магнитов. Значение остаточной магнитной индукции или уменьшается, или остается на том же уровне. Это подтверждается также кривыми размагничивания, представленными на фиг. 1. Видно, что произошло увеличение коэрцитивной силы в 1,5-3 раза, но вместе с тем уменьшилось значение остаточной индукции. Это произошло вследствие частичного окисления химически активной лигатуры, в результате чего она выполняла более роль межфазного балласта, чем строительного материала для магнитной фазы.

При твердофазном легировании порошками гидридов (фиг. 2) неокисленные, легкоизмельчаемые порошки гидридов увеличивают коэрцитивную силу и остаточную индукцию получаемых магнитов. Процесс изготовления магнитов с использованием твердофазного легирования (ТФЛ) сплавов Nd-Fe-B порошками РЗМ-содержащих лигатур, полученных механическим и гидридным измельчением, показал, что:

- использование механически измельченных порошков для ТФЛ приводит к возрастанию коэрцитивной силы магнитов, а остаточная магнитная индукция при этом или остается прежней, или незначительно снижается. В некоторых случаях, особенно при высоком содержании РЗМ в лигатурах (более 80%), в продуктах измельчения визуально наблюдался наклеп частиц;

- процесс ТФЛ порошками гидридов является эффективным способом повышения свойств магнитов и корректировки химического состава магнитных сплавов Nd-Fe-B.

Кроме того, предложенный способ отличает простота работы с порошками гидридов лигатуры по сравнению с металлическими порошками. Металлические порошки лигатур являются высокоактивными и пирофорными веществами, поэтому должны храниться и использоваться исключительно в инертной атмосфере. Порошки гидридов лишены этих недостатков и их достаточно хранить в сухой герметичной таре. Взвешивать, пересыпать, измельчать, смешивать и транспортировать их можно на открытом воздухе.

При корректировке состава сплава порошками гидридов лигатуры не требуется каких-либо дополнительных тепловых энергозатрат.


СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ МАГНИТОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Nd-Fe-B
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ МАГНИТОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Nd-Fe-B
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ МАГНИТОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Nd-Fe-B
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 41-43 of 43 items.
15.05.2023
№223.018.5c3b

Способ контроля технического состояния дизель-генератора при эксплуатации

Изобретение относится к технической диагностике, в частности к способам определения технического состояния объекта, преимущественно оборудования возвратно-поступательного действия, в том числе дизель-генераторов, и может быть использовано для контроля электроприводного оборудования и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002753156
Дата охранного документа: 12.08.2021
16.05.2023
№223.018.5ead

Способ контроля герметичности и обнаружения места течи в трубопроводе с запорным элементом

Изобретение относится к области технической диагностики, в частности к способам контроля герметичности трубопроводов, и может быть использовано для исследования трубопроводов на герметичность и обнаружения мест течи в трубопроводах атомных станций. Способ контроля герметичности и обнаружения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002754620
Дата охранного документа: 06.09.2021
19.06.2023
№223.018.8274

Устройство для электроимпульсного прессования порошковых материалов

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройствам электроимпульсного прессования порошковых материалов. Может использоваться при производстве изделий из порошковых материалов, в частности топливных таблеток для атомных реакторов, химической и других отраслях...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002797226
Дата охранного документа: 31.05.2023
Showing 31-36 of 36 items.
26.09.2018
№218.016.8b9d

Способ переработки монацитового сырья

Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из монацита. Способ переработки монацитового сырья включает вскрытие концентрата расплавленным бифторидом аммония при температуре 195-230°С...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002667932
Дата охранного документа: 25.09.2018
19.04.2019
№219.017.2e90

Установка для получения муллита

Изобретение относится к установкам высокотемпературной обработки топазового концентрата для получения муллита и может быть использовано в промышленности при производстве керамических, огнеупорных и строительных материалов, а также в химической промышленности. Установка для получения муллита...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002311393
Дата охранного документа: 27.11.2007
01.05.2019
№219.017.47f6

Плазмохимический способ получения порошка титаната и/или гафната диспрозия

Изобретение относится к плазмохимическому способу получения высокодисперсных порошков титаната и/или гафната диспрозия. Плазмохимический способ получения порошка титаната и/или гафната диспрозия заключается в том, что его получают путем подачи в прямоточный плазмохимический реактор смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686479
Дата охранного документа: 29.04.2019
29.05.2019
№219.017.65fb

Способ получения муллитовых изделий из топазового концентрата

Изобретение относится к области технологии силикатов и материаловедения. Технический результат изобретения - разработка способа получения муллитовых изделий сложной заданной формы при упрощении технологии. Способ получения муллитовых изделий из топазового концентрата включает предварительное...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002315739
Дата охранного документа: 27.01.2008
10.08.2019
№219.017.bd6e

Ротор электрической машины

Изобретение относится к области электромашиностроения и может быть использовано в электрических машинах с постоянными магнитами. Технический результат - увеличение магнитного потока и улучшение рабочих характеристик электрической машины. Ротор электрической машины содержит вал из магнитомягкого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002696852
Дата охранного документа: 07.08.2019
01.11.2019
№219.017.dc6f

Способ переработки монацита

Изобретение относится к технологии редких и радиоактивных элементов и может быть использовано для получения концентратов редких и редкоземельных элементов из монацита, в том числе монацитового концентрата, хранящегося в Красноуфимске. Переработка монацита включает гидрофторирование бифторидом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704677
Дата охранного документа: 30.10.2019
+ добавить свой РИД