×
26.11.2019
219.017.e6ab

Магнитотвердый изотропный сплав для гистерезисных двигателей и технология термической обработки

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при изготовлении роторов гистерезисных двигателей из магнитотвердых порошковых сплавов. Порошковый изотропный магнитотвердый материал системы железо-хром-кобальт содержит: 22,5 мас. % хрома, 15 мас. % кобальта, 1 мас. % кремния, 2-4 мас. % молибдена или 1,5-2 мас. % молибдена и 1,5-2 мас. % вольфрама, остальное - железо. Прессование проводят в закрытой стальной пресс-форме при 600 МПа, спекают при 1350°С в вакууме 10 Па в течение 2 часов. После спекания проводят закалку и ступенчатое старение при температурах 620°С, 580°С, 560°С, 540°С, 520°C с выдержкой 15-45 мин при каждой температуре и охлаждением в воде после каждой выдержки. Обеспечивается повышение магнитных гистерезисных характеристик магнитотвердых сплавов и сокращение продолжительности термической обработки. 2 н.п. ф-лы, 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области металлургии, и может быть использовано при изготовлении роторов гистерезисных двигателей (ГД) из магнитотвердых порошковых сплавов.

По литературным данным оптимальными сплавами считаются сплавы с химическим составом, близким к гребневому. При определенной термической обработке данные сплавы обладают упорядоченной структурой и высоким уровнем гистерезисных магнитных характеристик, которые обеспечивают требуемую работоспособность деталей.

Известен патент [Патент 2303644. Дисперсионно-твердеющий магнитотвердый сплав], в котором исследуемый магнитотвердый сплав легируют вольфрамом для достижения требуемого уровня гистерезисных и прочностных свойств. Недостатком данного изобретения является низкое значение коэрцитивной силы Нс=90-100 А/см и большая продолжительность процесса термической обработки материала.

Известен способ [Патент 2281339. Способ обработки магнитотвердых сплавов на основе системы железо-хром-кобальт], в котором магнитотвердый сплав 22Х15КСА дополнительно подвергают пластической деформации для получения высокого уровня магнитных свойств. К недостаткам способа можно отнести длительность изготовления материала с заданными свойствами, а также недостаточно высокое значение максимальной магнитной энергии (6,0-5,5 МГс*Э).

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению является материал и технология термообработки сплава 25X15КЮБ [Прецизионные сплавы. Справ, изд. под редакцией д.т.н., проф. Б.В. Молотилова. 2-е изд., переработ, и дополн. - М.: Металлургия, 1983. 439 с.], принятый за прототип (таблица 1). Исследуемый магнитотвердый сплав 25X15КЮБ в изотропном состоянии обладает следующими свойствами: 18<Нс<28 кА/м; 0,8<Вr<1,0 Тл; 7,0<(ВН)mах<8,0 кДж/м3. Недостатком данного материала является относительно невысокий комплекс магнитных свойств и длительный процесс изготовления, включающий деформацию, и продолжительное старение.

Технической задачей настоящего изобретения является сокращение продолжительности термической обработки и создание магнитов со свойствами в интервалах: 100<Нс<290 кА/м; 0,8<Вr<0,95 Тл; 9<(ВН)mах<12 кДж/м3, что соответствует требованиям конструкторской документации на активную часть ротора ГД по уровню магнитных гистерезисных характеристик. Превышение заданного уровня свойств, как и формирование низких магнитных свойств неприемлемо, так как приводит к перемагничиванию статора двигателя.

Поставленная задача решается выбором состава сплава 22,5X15КС легированного молибденом или молибденом и вольфрамом, в количествах, указанных в таблице 2, и подбором режимов термической обработки, обеспечивающей необходимый уровень свойств при относительно небольшой продолжительности процесса.

Сплавы получали методом порошковой металлургии: прессование заготовок в закрытых стальных пресс-формах при давлении 600 МПа, спекание при температуре 1350°С в вакууме 10-2 Па в течение 2 часов. В спеченном состоянии пористость образцов была не выше 2%. Далее магнитотвердые сплавы подвергали закалке и ступенчатому старению, таблица 3. Время выдержки при каждой ступени старения от 15 до 45 минут с охлаждением в воде после каждой выдержки. Введение легирующих компонентов (молибдена и вольфрама) позволило увеличить коэрцитивную силу, остаточную магнитную индукцию и максимальное значение магнитной энергии.

Дисперсность структуры, морфологию и количество фаз можно регулировать составом и термической обработкой - старением, что сказывается на магнитных свойствах сплавов. Авторами были исследованы сплавы, содержащие молибден в количестве 2-4% и молибден и вольфрам в количестве 1,5-2%. Установлено, что подобранное время выдержки и химический состав магнитотвердого материала обеспечивают требуемое значение свойств сплава 22,5X15К4МС (таблица 3). Магнитные свойства исследуемых образцов определяли на гистерезисографе Permagraph в диапазоне полей от -2500 кА/м до 2500 кА/м. Результаты измерений для каждого сплава после оптимального режима обработки приведены в таблице 3.

Новизна данного изобретения заключается в том, что подобраны способ производства, состав и технология термообработки, обеспечивающие высокие магнитные свойства за относительно короткий промежуток времени старения и изотропную структуру материала.

Существенное отличие заявляемого изобретения от прототипа заключается в том, что для получения необходимого уровня магнитных гистерезисных характеристик гребневых магнитотвердых сплавов (Fe-22,5%Cr-15%Co-1%Si-(2-4)%Мо и Fe-22,5%Cr-15%Co-1%Si-(l,5-2)%Mo-(1,5-2)%W) использовали методы порошковой металлургии (ПМ) и подобран оригинальный режим термической обработки.

Признаки изобретения, совпадающие с предлагаемым прототипом, - использование гребневого сплава с изотропной структурой в качестве материала для ГД.

Признаки заявляемого технического решения, отличительные от решения по прототипу, - оригинальный состав материала, полученного методом порошковой металлургии с оригинальными режимами термической обработки, формирующими комплекс свойств, необходимый для применения в качестве материала ротора ГД.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-3 of 3 items.
12.04.2023
№223.018.4758

Датчик угловой скорости

Изобретение относится к области оптических измерений, а именно к волоконно-оптическим устройствам для измерения угловой скорости с использованием датчиков, использующих эффект Саньяка. Волоконно-оптический датчик угловой скорости содержит источник лазерного излучения, чувствительный элемент с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002793727
Дата охранного документа: 05.04.2023
20.05.2023
№223.018.6778

Оптический датчик электрического напряжения с возможностью пассивной температурной компенсации

Изобретение относится к устройству для измерения электрических и магнитных величин. Оптический датчик электрического напряжений содержит два или более чувствительных элемента, размещенных в одинаковых температурных условиях, по меньшей мере один из которых подключен к источнику электрического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002794998
Дата охранного документа: 27.04.2023
22.05.2023
№223.018.6b31

Волоконно-оптический датчик угловой скорости

Изобретение относится к области оптических измерений, а именно, к волоконно-оптическим устройствам для измерения угловой скорости с использованием датчиков, использующих эффект Саньяка. Волоконно-оптический датчик угловой скорости содержит источник лазерного излучения, чувствительный элемент с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002795737
Дата охранного документа: 11.05.2023
Showing 1-10 of 15 items.
20.02.2014
№216.012.a26e

Стали со структурой пакетного мартенсита

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным низкоуглеродистым мартенситным свариваемым сталям, закаливающимся на воздухе, используемым для изготовления термически упрочненных сварных конструкций, крупногабаритных изделий, а также строительных конструкций и деталей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002507297
Дата охранного документа: 20.02.2014
20.03.2015
№216.013.3453

Твердотельный волновой гироскоп

Изобретение относится к гироскопии и может быть использовано в системах средней точности инерциального управления объектами бескарданного типа. Твердотельный волновой гироскоп содержит цилиндрический резонатор, смонтированный в корпусе, и расположенные на нижней пластине восемь пьезоэлементов,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002544870
Дата охранного документа: 20.03.2015
10.05.2015
№216.013.48dd

Устройство подвеса бока чувствительных элементов инерциально-навигационной системы на базе твердотельных волоконных гироскопов

Изобретение относится к гироскопии и может быть использовано для улучшения точностных и эксплуатационных характеристик твердотельных волновых гироскопов в составе бескарданных инерциально-навигационных систем. Устройство подвеса блока чувствительных элементов инерциально-навигационной системы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002550160
Дата охранного документа: 10.05.2015
10.07.2015
№216.013.5da6

Способ юстировки бесплатформенной инерциальной системы ориентации

Изобретение относится к области приборостроения и может найти применение в системах юстировки бесплатформенных инерциальных систем ориентации. Технический результат - повышение точности. Для этого определение котировочных углов рассогласования между измерительными осями бесплатформенной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002555515
Дата охранного документа: 10.07.2015
20.01.2016
№216.013.a031

Способ выставки морской бинс

Изобретение относится к области навигационного приборостроения и может найти применение в системах морской навигации. Технический результат - повышение быстродействия. Для этого выставку морской бесплатформенной инерциальной навигационной системы (БИНС), обеспечивающей уменьшение погрешностей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572651
Дата охранного документа: 20.01.2016
13.01.2017
№217.015.6a3e

Фундамент резервуара с улучшенными теплоизоляционными свойствами

Изобретение относится к области строительства и может быть использовано для устройства фундаментов резервуаров для хранения нефти и продуктов ее переработки в условиях сезоннопромерзающих и вечномерзлых грунтов крайнего севера. Фундамент резервуара представляет собой подготовленный грунт в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002592929
Дата охранного документа: 27.07.2016
13.01.2017
№217.015.9202

Способ повышения работоспособности контактной пары для электрических слаботочных скользящих контактов

Изобретение относится к области металлургии, в частности к термообработке сплавов на основе золота, и может быть использовано при производстве слаботочных скользящих контактов (ССК), применяемых в коллекторах приборов и систем. Способ включает нагрев контактной пары, состоящей из кольца и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002605724
Дата охранного документа: 27.12.2016
23.02.2019
№219.016.c71b

Высокоскоростной шариковый подшипник с устойчивым вращением сепаратора

Изобретение относится к гироскопическому машиностроению. Высокоскоростной шариковый подшипник содержит подвижное и неподвижное кольца, одно из которых является базирующим, шарики, установленные между кольцами и разделенные между собой сепаратором. При этом в конструкции подшипника обеспечивают...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002272941
Дата охранного документа: 27.03.2006
23.02.2019
№219.016.c762

Схема управления последовательным ключом на мдп-транзисторе

Изобретение относится к электротехнике для использования в импульсных вторичных источниках электропитания. Технический результат заключается в увеличении КПД и повышении быстродействия ключа на МДП-транзисторе. Схема управления содержит силовой МДП-транзистор (Т) (1), нагрузку (2), включенную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002312456
Дата охранного документа: 10.12.2007
01.03.2019
№219.016.c94e

Динамически настраиваемый гироскоп

Изобретение относится к гироскопам и может быть использовано в системах инерциального управления объектами. В основу работы гироскопа положен модуляционный принцип, с подвесом вращающейся части на газодинамических опорах (ГДО), шипы которых установлены на консоли по обе стороны вращающейся...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002282825
Дата охранного документа: 27.08.2006
+ добавить свой РИД