×
10.07.2019
219.017.a9e3

Способ изготовления коррозионностойких постоянных магнитов

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к изготовлению постоянных магнитов на основе сплавов Nd-Fe-B. Способ включает прессование заготовок, их механическую обработку, нанесение на поверхность слоя алюминия толщиной 10-15 мкм холодным газодинамическим напылением и термообработку в расплаве солей с последующим охлаждением. Обеспечивается повышение коррозионной стойкости постоянных магнитов Nd-Fe-B. 1 табл., 1 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к способам изготовления постоянных магнитов из сплавов Nd-Fe-B.

Известен способ изготовления постоянных магнитов из сплавов системы редкоземельный металл (PЗM)-Fe-B, включающий смешивание сплавов с различным содержанием компонентов, их измельчение, прессование в магнитном поле, спекание и термообработку [пат.RU 2117349, кл. H01F 1/00, опубл. 10.08.1998].

Недостатком данного способа является низкая коррозионная стойкость получаемых постоянных магнитов.

Известен способ изготовления постоянных магнитов, включающий нанесение оксидного антикоррозионного покрытия на поверхность магнитов. После окончательной механической обработки заготовок магнитов их поверхность покрывают алкоголятом металла с его последующим термическим разложением, в результате чего на поверхности магнитов образуется антикоррозионный слой, [пат.JP В.4.2-37081, кл. H01F 41/02, опубл. 1962].

Недостатком данного способа является низкая коррозионная стойкость получаемых постоянных магнитов при относительной влажности воздуха равной 100% и в условиях солевого тумана, что связано с разрушением оксидного антикоррозионного покрытия в результате его взаимодействия с влагой воздуха.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому изобретению является способ изготовления постоянных магнитов, включающий прессование заготовок, их спекание, механическую обработку, выдержку в течение 5-10 минут в металлическом расплаве системы Al-Ga-Sn, термообработку в расплаве солей с одновременным нанесением оксидного антикоррозионного покрытия и последующим охлаждением [пат. RU 2115511, кл. B22F 3/24, H01F 1/057 опубл. 20.07.1998].

Недостатками данного способа являются:

- непродолжительная сопротивляемость коррозии (не более 50-60 часов) получаемых постоянных магнитов при относительной влажности воздуха равной 100% и в условиях солевого тумана. Это связано с тем, что единственный компонент металлического расплава (алюминий), служащий для образования промежуточных коррозионно-стойких фаз типа Fe2Al5, содержится в расплаве в небольших количествах (не более 5-10%). Остальные элементы расплава (галлий и олово) необходимы только для снижения температуры плавления и повышения вязкости расплава;

- высокая стоимость получаемых постоянных магнитов. Это объясняется необходимостью частого обновления дорогостоящего металлического расплава системы Al-Ga-Sn, поскольку в процессе выдержки в нем заготовок магнитов протекает реакция замещения неодима, что значительно повышает вязкость и температуру плавления расплава.

Технический результат предлагаемого изобретения направлен на повышение коррозионной стойкости постоянных магнитов из сплавов Nd-Fe-B за счет снижения площади коррозии на более 60% при и на более 60% в условиях солевого тумана.

Указанный технический результат достигается тем, что изготовление коррозионностойких постоянных магнитов производят способом, включающем прессование заготовок, их спекание, механическую обработку, нанесение на поверхность заготовок алюминия толщиной 10-15 мкм методом холодного газодинамического напыления, термообработку в расплаве солей с последующим охлаждением.

Высокая коррозионная стойкость постоянных магнитов, изготавливаемых по предложенному способу, достигается путем взаимодействия железа в составе сплава Nd-Fe-B (содержание Fe более 80 ат. %) и алюминия, нанесенного на поверхность заготовки методом холодного газодинамического напыления (далее - ХГДН). В результате данного взаимодействия на всей поверхности заготовки магнита происходит образование соединения Fe2Al5, которое при дальнейшей обработке в расплаве солей окисляется с образованием химически инертного соединения FeAl2O4, со структурой шпинели. Образующийся защитный слой шпинели химически связан с поверхностью заготовки магнита, что обеспечивает его механическую прочность и хорошую адгезию.

Необходимо отметить, что коррозионная стойкость магнитов напрямую зависит от содержания и распределения по поверхности заготовки образующейся шпинели Fe2AlO4. Низкая коррозионная стойкость постоянных магнитов, получаемых по способу, описанному в прототипе, объясняется недостаточным содержанием Fe2AlO4 на поверхности магнита после обработки в расплаве солей, что вызвано недостаточным покрытием поверхности заготовки алюминием, необходимым для образования промежуточной фазы Fe2Al5.

Образование шпинели (Fe2AlO4) на поверхности магнита равномерным слоем значительно повышает антикоррозионные свойства постоянных магнитов не только в атмосфере воздуха, но и в агрессивных средах (щелочные и кислотные испарения, солевой туман).

Таким образом, техническим результатом, достижение которого обеспечивается совокупностью существенных признаков, является повышение коррозионной стойкости постоянных магнитов, за счет создания на их поверхности защитного слоя шпинели FeAl2O4.

При этом метод ХГДН, основанный на диффузионном внедрении частиц порошка напыляемого материала, направляемого из распылителя на напыляемую поверхность потоком воздуха со сверхзвуковой скоростью, в отличие от обработки расплавом позволяет полностью покрыть поверхность заготовки тонким слоем алюминия, и как следствие, слоем соединения Fe2Al5. Неодим и бор, содержащиеся в сплаве, при этом окисляются, а образовавшиеся оксиды уносятся потоком воздуха. При обработке расплавом же происходит вымывание всех основных компонентов магнитного материала.

Не исключено, что при достаточно долгой обработке заготовок магнитов в металлическом расплаве по способу, описанному в прототипе, возможно полностью покрыть поверхность заготовки тонким слоем соединения Fe2Al5. Однако, уже после 10-15 минут выдержки заготовок магнитов в расплаве происходит увеличение вязкости расплава из-за образования в нем различных интерметаллидов вследствие растворения компонентов материала магнита в расплаве, что приводит к необходимости замены последнего.

Толщина напыляемого слоя алюминия определяется следующими факторами:

- при недостаточной толщине слоя алюминия его количества не хватит для протекания химического взаимодействия с образованием промежуточного соединения Fe2Al5 и последующего образования шпинели FeAl2O4,

- при избыточной толщине слоя алюминия будет протекать побочная реакция окисления алюминия с образованием на его внешней поверхности пористой и высокогигроскопичной γ-модификации оксида алюминия (γ-Al2O3), что приведет к снижению коррозионной стойкости магнитов за счет возможного контакта незащищенной антикоррозионным слоем поверхности магнита с влагой.

Важным достоинством данного способа изготовления коррозионностойких постоянных магнитов является то, что он не зависит от способов и режимов выполнения операций прессования заготовок, их спекания и механической обработки, поскольку, нанесение методом ХГДН слоя алюминия толщиной 10-15 мкм может быть произведено на любой образец спеченного магнитного материала на основе сплава Nd-Fe-B, который был механически обработан в необходимые размеры до операции термической обработки.

Пример практического осуществления:

Заготовки из сплава состава: 32% Nd, 2,5% Dy, 3% Со, 1,2% В, 0,4% Al, Fe -остат.прессовали в среде аргона на установке сухого прессования ЕАЖИ.55.175.00.000 в ориентирующем магнитном поле с напряженностью 1250 кА/м. при удельном давлении прессования 45 МПа. Размеры спрессованных заготовок составляли 24×24×8 мм.

Спрессованные заготовки спекались в вакуумной печи СНВЭ-2.4.2 при остаточном давлении не более 0,1 Па и температуре 1130°С в течении 40 минут.

Спеченные образцы шлифовали на плоскошлифовальном станках 3Е711 с использованием алмазного круга А2 28/20 для придания габаритных размеров 5×10×10 мм с отклонениями не более 0,1 мм. В качестве СОЖ использовалась 10%-ная водная эмульсия на основе эмульсола Т.

После механической обработки проводили подготовку к термообработке в расплаве солей по двум вариантам.

По первому варианту (известный способ) заготовки выдерживали в металлическом расплаве, содержащем 5% алюминия, 10% галлия и 75% олова, при температуре 580°С в течение 7 минут. Затем заготовки магнитов переносили в расплав двухромовокислого калия (К2Сr2О7), также находящийся при 580°С и выдерживали в нем 38 мин, после чего заготовки переносили в емкость с водой комнатной температуры для быстрого охлаждения. Весь процесс термообработки проводили в корундовых тиглях в печи ИСВ-0,04 на открытом воздухе. Общее время термообработки составляло 45 минут.

По второму варианту (предлагаемый способ) на заготовки методом ХГДН наносили слой алюминия толщиной от 5 до 20 мкм, величину которого контролировали толщиномером покрытий ТМ-4. Для нанесения слоя алюминия использовали установку "Димет - 405" и порошок алюминия А-20-11. Давление воздуха на входе в сопло установки составляло 3 атм. Затем покрытые алюминием заготовки магнитов помещали в расплав двухромовокислого калия (К2Сr2О7), находящийся при 580°С и выдерживали в нем 45 мин, после чего заготовки переносили в емкость с водой для быстрого охлаждения до комнатной температуры. Весь процесс термообработки проводили в корундовом тигле в печи ИСВ-0,04. на открытом воздухе. Общее время термообработки по второму варианту, как и по первому варианту, составляло 45 минут.

На термообработанных заготовках измеряли магнитные параметры и проводили определение фазового состава их поверхности. После этого магниты подвергали стандартным испытаниям на коррозионную стойкость при относительной влажности воздуха равной 100% и в условиях солевого тумана. Время выдержки заготовок магнитов составляло 100 ч. Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Из таблицы 1 видно, что постоянные магниты, изготовленные по предложенному способу, при практически идентичных магнитных параметрах имеют более высокую стойкостью к коррозии в сравнении с постоянными магнитами, полученных по способу, описанному в прототипе.

При этом оптимальная толщина наносимого слоя алюминия находится в интервале 5-10 мкм. При толщине слоя алюминия менее 5 мкм, количество образующейся шпинели недостаточно для создания сплошного покрытия на поверхности магнитов, что вызывает снижение их коррозионной стойкости. При толщине слоя алюминия более 15 мкм, поверхностный слой магнитов состоит из γ-модификации оксида алюминия (γ-Аl2О3), который аккумулирует атмосферную влагу на поверхности магнитов, что также снижает их коррозионную стойкость.

Способ изготовления коррозионностойких постоянных магнитов Nd-Fe-B, включающий прессование заготовок, их спекание, механическую обработку и термообработку в расплаве солей с последующим охлаждением, отличающийся тем, что перед термообработкой заготовок в расплаве солей на их поверхность наносят слой алюминия толщиной 10-15 мкм холодным газодинамическим напылением.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 322.
25.08.2017
№217.015.ba4a

Способ измельчения смеси карбоната бария и оксида железа в производстве гексаферритов бария

Изобретение относится к технологии магнитотвердых ферритов и может быть использовано при изготовлении гексаферритов бария. Технический результат - повышение коэрцитивной силы по намагниченности гексаферрита бария больше 230 кА/м и повышение активности при измельчении смеси исходных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615562
Дата охранного документа: 05.04.2017
25.08.2017
№217.015.bb9b

Способ двухлучевых термолинзовых измерений с обратной синхронизацией сигнала

Изобретение относится к области спектроскопии и касается способа проведения лазерноиндуцированных двухлучевых термолинзовых измерений. Способ включает в себя не менее двух циклов измерений, каждый из которых состоит из полуцикла нагрева исследуемого объекта индуцирующим лазерным лучом и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615912
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.bbd3

Способ нанесения покрытий на твердые сплавы

Изобретение относится к области металлообработки и может быть использовано для нанесения износостойких покрытий на режущий инструмент. Способ включает нанесение покрытия на поверхность пластины из твердого сплава в камере установки PVD, при этом на поверхность пластины наносят защитный слой из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002615941
Дата охранного документа: 11.04.2017
25.08.2017
№217.015.c1bb

Способ получения нетканых материалов с антибактериальными свойствами

Изобретение относится к технологии отделки волокнистых материалов и касается способа получения нетканых материалов с антибактериальными свойствами. Способ включает обработку материала раствором, содержащим наноструктурные частицы металла или оксида при температуре 20±5°С, и последующее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617744
Дата охранного документа: 26.04.2017
25.08.2017
№217.015.c284

Интегральная схема быстродействующего матричного приемника оптических излучений

Изобретение может быть использовано в современных системах дальнометрии, управления неподвижными и движущимися объектами, зондирования облачности, контроля рельефа местности и т.д. Интегральная схема быстродействующего матричного приемника оптических излучений содержит электрическую схему,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002617881
Дата охранного документа: 28.04.2017
25.08.2017
№217.015.c356

Способ управления процессом жидкофазного восстановления ромелт для переработки железосодержащих материалов высокой степени окисленности

Изобретение относится к производству жидкого чугуна процессом жидкофазного восстановления Ромелт при переработке железосодержащих материалов высокой степени окисленности. В шлаковую ванну печи Ромелт подают предварительно подготовленный в дополнительной печи расплав железосодержащих материалов...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618030
Дата охранного документа: 02.05.2017
25.08.2017
№217.015.c475

Способ производства чугуна процессом жидкофазного восстановления ромелт

Изобретение относится к производству жидкого углеродистого полупродукта и чугуна. В жидкую шлаковую ванну печи Ромелт через верхнее загрузочное отверстие одновременно загружают железосодержащие материалы, флюсы и фракции угля более 5 мм. Барботаж жидкой шлаковой ванны и инициирование неполного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618297
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c4a5

Способ получения слитков из бор-содержащего материала на основе алюминия

Изобретение относится к области металлургии, в частности к борсодержащим материалам на основе алюминия, получаемым в виде слитков и предназначено для получения листового проката, в том числе толщиной менее 0,3 мм, к которому предъявляются требования низкого удельного веса и повышенной прочности...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618300
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c4f6

Способ получения прекурсора для изготовления плакированного пеноалюминия

Изобретение относится к области порошковой металлургии, преимущественно к получению пористых изделий на основе пеноалюминия, и предназначено для изготовления деталей автомобилей, шумопоглащающих экранов, теплостойких демпфирующих материалов. Способ получения прекурсора для изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618299
Дата охранного документа: 03.05.2017
25.08.2017
№217.015.c584

Способ получения сорбента из хлорида аммония

Изобретение относится к способу получения пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил-метана, являющегося сорбентом при извлечении благородных металлов из растворов. Способ включает взаимодействие формальдегида, сульфида натрия и аминосоединения. В качестве аминосоединения используют кристаллический хлорид...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618295
Дата охранного документа: 03.05.2017
Показаны записи 21-23 из 23.
08.06.2019
№219.017.7586

Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов с редкоземельными металлами на основе системы nd-fe-b

Изобретение относится к производству сплавов для постоянных магнитов, может быть использовано для изготовления высокоэнергетических постоянных магнитов системы (Nd, Pr)-Fe-B. Шихта для получения термостабильных магнитных сплавов методом кальциетермического восстановления для получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002690867
Дата охранного документа: 06.06.2019
19.06.2019
№219.017.8af1

Способ вакуум-термического получения лития

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано для получения лития вакуум-термическим методом при использовании вакуумной шахтной электропечи сопротивления в режиме совмещенного процесса синтез-восстановление-конденсация. Исходную шихту брикетируют при следующем соотношении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002449034
Дата охранного документа: 27.04.2012
04.11.2019
№219.017.de7e

Способ получения металлургического глинозема кислотно-щелочным способом

Изобретение может быть использовано при переработке низкосортного высококремнистого алюмосодержащего сырья. Для получения металлургического глинозема каолиновые глины выщелачивают в автоклаве соляной кислотой в течение 60-180 мин при температуре 130-190°C. Пульпу после выщелачивания фильтруют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002705071
Дата охранного документа: 01.11.2019
+ добавить свой РИД