25.04.2019
219.017.3b97

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТЕРМОСТАБИЛЬНЫХ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МАГНИТОВ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению термостабильных редкоземельных магнитов. Магниты могут использоваться в системах автоматики, промышленном оборудовании, автомобилях. Осуществляют выплавку базового сплава на основе интерметаллического соединения NdFeB и сплава-добавки. В качестве сплава-добавки используют сплав следующего химического состава: P3M(CoCu), где РЗМ - один или несколько элементов из группы: Tb, Dy, Но, z=1-4; y=0.2-0.8. Оба сплава подвергают гидридному диспергированию. Гидридное диспергирование сплава-добавки осуществляют в интервале температур 500-700°С. Далее порошки обоих сплавов смешивают и подвергают тонкому помолу с последующим прессованием в магнитном поле. Прессовки спекают и термически обрабатывают, причем при нагреве перед спеканием в вакууме осуществляют выдержку при температуре 900-1000°С в течение 1-2 ч. Полученные магниты обладают высокими магнитными свойствами. 4 табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области электротехники, в частности к изготовлению редкоземельных постоянных магнитов.

Известен способ изготовления редкоземельных магнитов, включающий операции выплавки сплава с последующим его измельчением, прессования полученного порошка в магнитном поле, спекания и термическую обработку, включающую в себя выдержку при температуре 900°С (2 ч), с последующим медленным охлаждением со скоростью (1-2)°С/мин до температуры 500°С, выдержку при этой температуре в течение 1 часа с последующей закалкой (Глебов В.А., Лукин А.А. Нанокристаллические редкоземельные магнитотвердые материалы. М., ФГУП ВНИИНМ. 2007. С. 179).

Известен способ изготовления редкоземельных магнитов, включающий операции выплавки сплава с последующим его измельчением путем гидридного диспергирования, прессования полученного порошка в магнитном поле, спекания и термическую обработку (Патент РФ 1457277 B22F 1/00, 3/02, 3/12, H01F 1/08. 04.06.86.).

Известен способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов, включающий операции выплавки сплава с последующим его измельчением, прессования полученного порошка в магнитном поле, спекания и термическую обработку, включающую в себя выдержку при температуре 900°С (2 ч) с последующей закалкой (Патент РФ №2368969 Н01F 1/057).

Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов, включающий операции выплавки сплава, получения порошка, с последующим его прессованием в магнитном поле, спекания прессовок и термическую обработку, при этом перед операцией прессования порошка в магнитном поле, дополнительно проводят операции предварительного компактирования, предспекания при температуре на 30-100°С ниже температуры спекания, с последующим помолом заготовки после предспекания совместно с гидридом РЗМ (РЗМ редкоземельный элемент или их смесь) в количестве (0.5-2) масс.%. (Патент РФ №2493628 H01F 1/057). Недостатком способа являются относительно невысокие свойства при заданном обратимом температурном коэффициенте магнитной индукции.

Техническим результатом изобретения является увеличение магнитных свойств (индукции Br, коэрцитивной силы по намагниченности jHc и параметра прямоугольности петли гистерезиса Hk - поле, которое на кривой размагничивания соответствует 0.9 Br) при сохранении обратимого температурного коэффициенте магнитной индукции (ТКИ) (α (Br)), в интервале температур -60 -+100°С.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе изготовления термостабильных редкоземельных магнитов, включающем операции выплавки базового сплава и сплава-добавки, получения порошков обоих сплавов с использованием гидридного диспергирования, с последующим их смешением и прессованием в магнитном поле, спекания прессовок и термическую обработку, гидридное диспергирование сплава-добавки осуществляют при температуре 500-700°С, при нагреве в вакууме пресс-заготовок перед спеканием осуществляют выдержку при температуре 900-1000°С в течение 1-2 ч, при этом в качестве сплава-добавки используют сплав следующего химического состава (ат. %): P3Mz(Co1-yCuy), где РЗМ - один или несколько элементов из группы: Tb, Dy, Но, z=1-4; y=0.2-0.8.

Установлено с помощью растровой (РЭМ) и просвечивающей (ПРЭМ) электронной микроскопии, локального (разрешение 1 мкм) рентгеноспектрального анализа и локального (разрешение 1 нм) томографического зонда (LEAP), что магниты, полученные в соответствии с предложенным способом, имеют наногетерогенное (дисперность составляла 5-50 нм) распределение редкоземельных элементов в основной магнитной фазе типа PЗM2Fe14B. Немагнитные граничные фазы толщиной несколько нанометров, обогащенные РЗМ, содержащие также кобальт и медь, хорошо разделяют зерна основной магнитной фазе типа PЗM2Fe14B. Такая структура магнитов на основе сплавов типа РЗМ-Fe-B обусловливает высокие магнитные свойства ((ВН)max, Br, jHc, Hk) при сохранении обратимого температурного коэффициента магнитной индукции {α (Br)} на уровне -0.04%/°С.

Примеры реализации способа

Базовые сплавы и сплавы-добавки получают из исходных компонентов (РЗМ: Tb, Dy, Но, Nd, Pr; Fe, Со, Cu, Al, В) или их лигатур путем плавления в вакуумной индукционной печи в среде инертного газа (особо чистого аргона) с последующей закалкой в водоохлаждаемую изложницу. Контроль химического состава осуществляют с помощью эмиссионно-спектрального метода. Гидридное диспергирование (ГД) базовых сплавов и сплавов-добавок осуществляют в протоке сухого водорода в течение нескольких часов при температуре 200-400°С для базовых сплавов и 480-720°С с последующей пассивацией в среде газообразного азота. После охлаждения до комнатной температуры полученные порошки базового сплава и сплава-добавки подвергают тонкому помолу в вибрационной мельнице в среде изопропилового спирта в течение 50 мин до среднего размера частиц 3-4 мкм. После прессования и предварительного спекания базового сплава в интервале температур 1000-1040°С спеченные заготовки базового сплава подвергают ГД, смешивают с порошками сплава-добавки после ГД (на 95.0-98.5 массовых долей базового сплава приходилось 1.5-5.0 масс. % сплава-добавки) и подвергают совместному тонкому помолу в вибрационной мельнице в среде изопропилового спирта в течение 50 минут кс до среднего размера частиц 3-4 мкм. После повторного прессования в магнитном поле и окончательного спекания при Т = 1100°С (2 ч) с последующей обработкой по режиму: 900°С (2 ч) охлаждение со скоростью (0.01-0.03)°С/с + 500°С (2 ч)+закалка (в протоке газообразного азота). После механической шлифовки алмазным инструментом и намагничивания до насыщения образцы измеряют на гистериографе в замкнутой магнитной цепи в полях до 30 кЭ при комнатной температуре. После магнитных измерений для проведения структурных исследований образцы термически размагничивают в вакууме при 500°С, для восстановления исходного состояния.

В таблице 1 приведены свойства магнитов с выдержкой перед спеканием при температуре 950°С (1 ч) при различных режимах ГД сплава-добавки (Tb3Co0.6Cu0.4, 3 масс. %). Как следует из таблицы 1, оптимальным является интервал температур 500-700°С. При более низких температурах не происходит полное разложение сплава-добавки, что приводит затруднению процесса тонкого помола и снижению магнитных свойств. При температурах выше 700°С происходит подплавление сплава добавки, что также негативно сказывается на уровне магнитных свойств магнитов.

В таблице 2 приведены свойства магнитов при ГД при Т = 600°С при содержании сплава-добавки Tb3Co0.6Cu0.4 3 масс. % при различных параметрах выдержки перед спеканием. Как видно из таблицы 2, оптимальными являются интервал температур 900-1000°С в течение 1-2 ч. При температурах и времени выдержки ниже, соответственно, 900°С и 1 ч не успевают пройти процессы выделения водорода из сплава-добавки и диффузии редкоземельных элементов в основную магнитотвердую фазу типа PЗM2Fe14B. При температурах и времени выдержки выше, соответственно, 1000°С и 2 ч, отмеченные выше процессы проходят слишком интенсивно, что может приводить к неоднородности магнитов и разрушению прессовок в процессе последующего спекания.

В таблице 3 приведены свойства магнитов с различным химическим составом и количеством (масс. %) сплава-добавки при ее ГД при Т = 600°С и при выдержке прессовок перед спеканием по режимам: 950°С, 1.5 ч: {Tb3(Со1-yCuy), y=0.0, 0.1, 0.2*, 0.5*, 0.8*, 1.0; Tbz(Co0.6Cu0.4), z=0.5, 1.0*, 2.0*, 3.0*, 4.0*, 4.5}. Как видно из таблицы 3, экспериментальные данные подтверждают правильность заявленного выбора количества и химического состава сплава-добавки.

В таблице 4 приведены свойства магнитов с одинаковым результирующим химическим составом {(Nd0.2Pr0.5Tb0.3}15(Fe0.75Co0.25)77Al0.7Cu0.3B7, ат. %} при использовании (или отсутствии) различных по химическому составу сплавов-добавок при их ГД при Т = 600°С и при выдержке прессовок перед спеканием по режимам: 950°С, 1.5 ч (Tb3(Со0.6Cu0.4) - предложено в данной заявке, TbH2 - предложено в прототипе, а также при отсутствии сплава-добавки). При этом результирующий химический состав магнитов был одинаковым. Как видно из таблицы 4, магниты с использованием предложенного сплава-добавки обладают более высокими магнитными свойствами.

Предложенный способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов позволяет реализовать более высокие магнитные свойства, такие как (ВН)max, Br, jHc, Hk при сохранении обратимого температурного коэффициента магнитной индукции α (Br), обусловливающего повышенную температурную стабильность.

Применение предложенного способа позволяет повысить точность и стабильность работы навигационного оборудования и систем авиационной автоматики.

Примечание. В таблицах 1-4 примеры, помеченные звездочкой (*), соответствуют параметрам, изложенным в формуле изобретения.

Способ изготовления термостабильных редкоземельных магнитов, включающий операции выплавки базового сплава и сплава-добавки, получения порошков обоих сплавов с использованием гидридного диспергирования с последующим их смешением и прессованием в магнитном поле, спекания прессовок и термическую обработку, отличающийся тем, что гидридное диспергирование сплава-добавки осуществляют при температуре 500-700°С, при нагреве в вакууме пресс-заготовок перед спеканием осуществляют выдержку при температуре 900-1000°С в течение 1-2 ч, при этом в качестве сплава-добавки используют сплав следующего химического состава: PЗM(CoCu), где РЗМ - один или несколько элементов из группы: Tb, Dy, Но, z=1-4; y=0.2-0.8.
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 21-30 of 90 items.
27.07.2015
№216.013.66bb

Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес.%

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термической обработке магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт, используемых при производстве постоянных магнитов. Способ термической обработки магнитотвердых сплавов системы железо-хром-кобальт с содержанием кобальта 8 вес. %...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002557852
Дата охранного документа: 27.07.2015
27.07.2015
№216.013.67c9

Способ получения смешанного коагулянта из минерального сырья

Изобретение относится к химической промышленности. Смешанный коагулянт из минерального сырья получают путем растворения бемит-каолинитового боксита в автоклаве соляной кислотой концентрацией 220 г/л при соотношении Т:Ж=1:6 в течение 1-3 часов в интервале температур 150-180°C. Изобретение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002558122
Дата охранного документа: 27.07.2015
20.11.2015
№216.013.9278

Композиционный керамический материал и способ его получения

Изобретение относится к композиционным керамическим материалам конструкционного назначения и способу его получения. Материал может быть использован для изготовления высокопрочных изделий, преимущественно в медицинской области в качестве эндопротезов суставов. Техническим результатом изобретения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569113
Дата охранного документа: 20.11.2015
10.12.2015
№216.013.98a2

Керамический материал с низкой температурой спекания на основе кубического диоксида циркония

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе кубического диоксида циркония и может быть использовано в качестве износостойких изделий, а также в качестве твёрдого электролита. Керамический материал на основе кубического диоксида циркония, стабилизированного 8 мол.%...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002570694
Дата охранного документа: 10.12.2015
27.12.2016
№216.013.9e17

Керамический материал с низкой температурой спекания на основе диоксида циркония тетрагональной модификации

Изобретение относится к области получения высокоплотной керамики на основе тетрагонального диоксида циркония. Разработанные материалы могут быть использованы для получения износостойких изделий, режущего инструмента, керамических подшипников, медицинских нерезорбируемых имплантатов....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572101
Дата охранного документа: 27.12.2015
10.03.2016
№216.014.c0bc

Высокопрочная коррозионностойкая сталь переходного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным коррозионностойким сталям переходного класса, используемым для изготовления высоконагруженных деталей и конструкций в машиностроении и судостроении, работающих в условиях воздействия коррозионной среды. Сталь содержит в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576773
Дата охранного документа: 10.03.2016
27.03.2016
№216.014.c6cf

Способ получения пористой керамики из фосфатов кальция для лечения дефектов костной ткани

Изобретение относится к медицине, конкретно к способу получения пористой керамики, которая может использоваться в реконструктивно-пластической хирургии в качестве материала для замещения костных дефектов, в стоматологии. Пористую керамику из фосфатов кальция изготавливают, используя операции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002578435
Дата охранного документа: 27.03.2016
27.05.2016
№216.015.42be

Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия с контролируемым выходом лекарственного средства для малоинвазивной хирургии

Изобретение относится к медицине, а именно малоинвазивной медицине. Способ получения биодеградируемого полимерного покрытия для контролируемого выхода лекарственного средства включает растворение хитозана в кислотах, добавление лекарственного средства, окунание проволоки из никелида титана в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585576
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.4370

Композиционный материал на основе сплавов системы sn-sb-cu и способ его получения

Изобретение относится к области металлургии, а именно к композиционным материалам (КМ) на основе сплавов оловянных баббитов и способам их получения, и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения узлов трения в транспорте, турбиностроении, судостроении. Композиционный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585588
Дата охранного документа: 27.05.2016
27.05.2016
№216.015.443c

Способ получения кальцийфосфатного цемента для заполнения дефектов костной ткани

Изобретение относится к области медицины и касается способа получения цементных материалов для пластической реконструкции поврежденных костных тканей. Цементный материал получают смешением порошка трикальцийфосфата и затворяющей жидкости на основе водного раствора фосфатов магния и калия. После...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002585575
Дата охранного документа: 27.05.2016
Showing 11-13 of 13 items.
29.04.2019
№219.017.42af

Способ получения металлов

Изобретение относится к области электрохимии, в частности к электролитическому получению металлов из их сульфидов. Электролиз ведут с использованием раствора электролита и положительного электрода, содержащего сульфид получаемого металла, порошок вещества, являющегося акцептором атомов серы, и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002307202
Дата охранного документа: 27.09.2007
11.07.2019
№219.017.b29f

Устройство для измерения толщины и диэлектрической проницаемости тонких пленок

Изобретение относится к области оптического приборостроения и касается устройства для исследования толщины и диэлектрических свойств тонких пленок. Устройство включает в себя два лазера с различной длиной волны, делительный кубик, расширитель светового потока, линзу, два поляризатора,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002694167
Дата охранного документа: 09.07.2019
16.08.2019
№219.017.c0a8

Способ регистрации следовых количеств веществ в газовой среде

Изобретение относится к оптике и аналитической технике и может быть применено для определения наличия следовых количеств летучих веществ. Способ регистрации следовых количеств веществ в газовой среде, вызывающих поверхностную оптическую сенсибилизацию галоидного серебра под действием света в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002697477
Дата охранного документа: 14.08.2019

Похожие РИД в системе