13.02.2018
218.016.24b4

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОКОЭРЦИТИВНЫХ МАГНИТОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ Nd-Fe-B

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
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.
Реферат Свернуть Развернуть

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

Показаны записи 1-10 из 38.
20.07.2013
№216.012.5676

Десублимационный аппарат

Изобретение относится к оборудованию для переработки сублимирующихся материалов, в частности для проведения процесса десублимации-сублимации тетрафторида кремния или гексафторида урана. Десублимационный аппарат содержит цилиндрический теплоизолированный обогреваемый корпус, соосную с ним камеру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487742
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.10.2013
№216.012.73e0

Испаритель криогенной жидкости

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус с камерами подвода и выдачи хладагента, теплообменные элементы, содержащие камеру жидкого хладагента и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495321
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.04.2014
№216.012.b797

Способ очистки тетрафторида циркония от примесей

Изобретение относится к металлургии. Способ очистки тетрафторида циркония от примесей включает сублимацию тетрафторида циркония в смеси с 8-30 мас.% металлического циркония и десублимацию образующихся паров. В качестве металлического циркония могут быть использованы измельченные отходы в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512726
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.05.2014
№216.012.caad

Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм

Изобретение относится к экстракционной очистке нитратных растворов, содержащих редкоземельные металлы (РЗМ), от примесей, в частности от Fe, Al, Ca, Mg и радиоактивных примесей, в том числе от тория. Способ включает многоступенчатую противоточную экстракцию примесей из водного азотнокислого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517651
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.07.2014
№216.012.e4fa

Способ футерования реторт для получения металлов и сплавов металлотермической восстановительной плавкой

Изобретение относится к способу футерования реторт для получения металлов и сплавов металлотермической восстановительной плавкой. Способ включает установку съемной вставки в реторту с зазором между стенкой реторты и вставкой, загрузку материала футеровки в зазор между вставкой и стенкой реторты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524408
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.08.2014
№216.012.e63d

Сублимационный аппарат для глубокой очистки веществ

Изобретение предназначено для получения веществ высокой степени чистоты и может быть использовано в химической промышленности для получения цветных, редких и рассеянных элементов, в том числе циркония и гафния. Сублимационный аппарат для глубокой очистки веществ содержит теплоизолированную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524734
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.11.2014
№216.013.0564

Аппарат для металлотермического получения металлов и сплавов в непрерывном режиме

Изобретение относится к металлургии для получения редких и редкоземельных металлов методом кальцийтермического восстановления, в частности к аппарату для металлотермического получения металлов и сплавов. Аппарат имеет корпус, тигель с выпускным каналом и металлоприемник, при этом тигель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532778
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.02.2015
№216.013.264f

Керметная композиция

Изобретение относится к области металлургии, а именно к керметным композициям для изготовления деталей, подвергающихся воздействию эрозии и коррозии при высокой температуре. Керметная композиция, выраженная формулой (PQ)(RS), включает связующую фазу (RS) и распределенную в ней в виде частиц...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541260
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d86

Способ переработки упорных урановых руд, содержащих браннерит

Изобретение относится к способу переработки труднообогатимых упорных урановых руд, содержащих браннерит. Способ заключается в том, что измельченную до крупности минус 0,3 мм руду обрабатывают 1-40% раствором бифторида аммония при соотношении Т:Ж=1:(1-5) и температуре 50-80°C в течение 1-4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543122
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.03.2015
№216.013.35d9

Магнитная передача

Изобретение относится к магнитным редукторным передачам и может быть использовано в различных отраслях. Магнитная передача содержит ведущие и ведомые элементы, магнитопроводы, постоянные магниты и экран. Ведомые элементы установлены между магнитопроводом и экраном. Ведомые элементы и экран...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545269
Дата охранного документа: 27.03.2015
Показаны записи 1-10 из 36.
20.07.2013
№216.012.5676

Десублимационный аппарат

Изобретение относится к оборудованию для переработки сублимирующихся материалов, в частности для проведения процесса десублимации-сублимации тетрафторида кремния или гексафторида урана. Десублимационный аппарат содержит цилиндрический теплоизолированный обогреваемый корпус, соосную с ним камеру...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487742
Дата охранного документа: 20.07.2013
10.10.2013
№216.012.73e0

Испаритель криогенной жидкости

Изобретение относится к криогенной технике, а именно к испарителям криогенной жидкости, и может быть использовано в газификационных установках. Испаритель криогенной жидкости содержит корпус с камерами подвода и выдачи хладагента, теплообменные элементы, содержащие камеру жидкого хладагента и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002495321
Дата охранного документа: 10.10.2013
10.04.2014
№216.012.b797

Способ очистки тетрафторида циркония от примесей

Изобретение относится к металлургии. Способ очистки тетрафторида циркония от примесей включает сублимацию тетрафторида циркония в смеси с 8-30 мас.% металлического циркония и десублимацию образующихся паров. В качестве металлического циркония могут быть использованы измельченные отходы в виде...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512726
Дата охранного документа: 10.04.2014
27.05.2014
№216.012.caad

Способ экстракционной очистки нитратных растворов, содержащих рзм

Изобретение относится к экстракционной очистке нитратных растворов, содержащих редкоземельные металлы (РЗМ), от примесей, в частности от Fe, Al, Ca, Mg и радиоактивных примесей, в том числе от тория. Способ включает многоступенчатую противоточную экстракцию примесей из водного азотнокислого...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002517651
Дата охранного документа: 27.05.2014
27.07.2014
№216.012.e4fa

Способ футерования реторт для получения металлов и сплавов металлотермической восстановительной плавкой

Изобретение относится к способу футерования реторт для получения металлов и сплавов металлотермической восстановительной плавкой. Способ включает установку съемной вставки в реторту с зазором между стенкой реторты и вставкой, загрузку материала футеровки в зазор между вставкой и стенкой реторты...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524408
Дата охранного документа: 27.07.2014
10.08.2014
№216.012.e63d

Сублимационный аппарат для глубокой очистки веществ

Изобретение предназначено для получения веществ высокой степени чистоты и может быть использовано в химической промышленности для получения цветных, редких и рассеянных элементов, в том числе циркония и гафния. Сублимационный аппарат для глубокой очистки веществ содержит теплоизолированную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524734
Дата охранного документа: 10.08.2014
10.11.2014
№216.013.0564

Аппарат для металлотермического получения металлов и сплавов в непрерывном режиме

Изобретение относится к металлургии для получения редких и редкоземельных металлов методом кальцийтермического восстановления, в частности к аппарату для металлотермического получения металлов и сплавов. Аппарат имеет корпус, тигель с выпускным каналом и металлоприемник, при этом тигель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532778
Дата охранного документа: 10.11.2014
10.02.2015
№216.013.264f

Керметная композиция

Изобретение относится к области металлургии, а именно к керметным композициям для изготовления деталей, подвергающихся воздействию эрозии и коррозии при высокой температуре. Керметная композиция, выраженная формулой (PQ)(RS), включает связующую фазу (RS) и распределенную в ней в виде частиц...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002541260
Дата охранного документа: 10.02.2015
27.02.2015
№216.013.2d86

Способ переработки упорных урановых руд, содержащих браннерит

Изобретение относится к способу переработки труднообогатимых упорных урановых руд, содержащих браннерит. Способ заключается в том, что измельченную до крупности минус 0,3 мм руду обрабатывают 1-40% раствором бифторида аммония при соотношении Т:Ж=1:(1-5) и температуре 50-80°C в течение 1-4...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002543122
Дата охранного документа: 27.02.2015
27.03.2015
№216.013.35d9

Магнитная передача

Изобретение относится к магнитным редукторным передачам и может быть использовано в различных отраслях. Магнитная передача содержит ведущие и ведомые элементы, магнитопроводы, постоянные магниты и экран. Ведомые элементы установлены между магнитопроводом и экраном. Ведомые элементы и экран...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002545269
Дата охранного документа: 27.03.2015

Похожие РИД в системе