ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Спеченные магниты из "Производство порошковых изделий " Метод литья менее экономичен, чем изготовление спеченных магнитов из порошков металлов или сплавов, если их масса мала (от долей грамма до 100 - 200 г), а форма достаточно сложна. В этом случае при литье слишком значительна относительная доля материала, расходуемого в литниковой системе, а затем и при станочной обработке, в связи с чем выход годного снижается до 10 - 20 % от массы жидкого металла. В то же время магнитные свойства сильно зависят от остаточной пористости, резко ухудшаясь с ее возрастанием, а получение беспористого материала остается в порошковой металлургии весьма сложной задачей. Важное значение имеет и химическая чистота исходных порошков, которая может быть ниже, чем у аналогичного литого материала. [c.207] Магнитно-мягкими являются ферромагнитные материалы (чистое железо и его сплавы с кремнием, никелем, кобальтом или алюминием, кремнием и алюминием, хромом и алюминием), отличительными чертами которых являются высокая магнитная проницаемость, низкая коэрцитивная сила (Н от десятых долей до 100- 150 А/м), малые потери на вихревые токи при перемагничивании, узкая и высокая петля гистерезиса, сравнительно большое электрическое сопротивление. Такие материалы быстро намагничиваются в магнитном поле, но так же быстро теряют свои магнитные свойства при его снятии. Свойства магнитно-мягких материалов сильно зависят от наличия дефектов, создаваемых загрязнениями, внутренними напряжениями и искажениями кристаллической решетки используемых металлов и сплавов. Примеси серы, фосфора, кремния и марганца, от которых не удается освободить литое железо даже при его вакуумной переплавке, существенно увеличивают потери на гистерезис. Использование высокочистых карбонильных или электролитических порошков железа и особенно его сплавов с никелем или кобальтом позволяет получать магнитные материалы, более точные по составу и с лучшими свойствами. Весьма эффективно производство спеченных магнитов из трудноде-формируемых сплавов например, при прокатке порошков в ленту толщиной до 30 мкм обеспечивается выход годного до 95 %, тогда как в случае получения такой же ленты из литого металла - 40 %. [c.207] Для чистого железа, обладающего низким электросопротивлением, характерны большие потери на вихревые токи. С целью снижения зтих потерь применяют различные сплавы железа с кремнием, с кремнием и алюминием или другими добавками. [c.208] Исследование магнитных свойств железа с различным количеством кремния показало, что лучшие свойства достигаются при его содержании около 6,5 %. Однако на практике содержание кремния обычно не превышает 4 %, так как сплавы с большим его содержанием отличаются высокой твердостью, повышенной хрупкостью и плохой обрабатываемостью. На рис. 64 показана для сплава Fe -t- 4 % Si зависимость максимальной магнитной проницаемостиц з , коэрцитивной силыНд и магнитной индукции S от пористости. [c.208] Из смеси карбонильных порошков железа и никеля, карбонильного или электролитического порошка железоникелевого сплава получают магнитные материалы типа пермаллоя заготовки прессуют при давлении 500-800 МПа, спекают в атмосфере водорода при 1200-1250°С и изотермической выдержке 1-1,5ч, а затем проводят гомогенизирующий отжиг при 850 - 1250 °С в течение 2 - 3 ч. Добавка к таким сплавам молибдена и меди повышает их магнитные свойства. [c.210] В табл. 30 приведены свойства некоторых из выпускаемых промышленностью спеченных магнитно-мягких материалов. [c.210] Себестоимость магнитно-мягких порошковых деталей на 30 - 60 % ниже себестоимости аналогичных деталей, полученных станочной обработкой литых сплавов. [c.210] Такие магнитные материалы, обладающие высокими коэрцитивной силой, остаточной индукцией и магнитной энергией, называют также магнитно-жесткими или постоянными магнитами. Если вначале (около 60 лет тому назад) переход к выпуску порошковых постоянных магнитов взамен литых обусловливался в основном достигаемыми при этом экономическими выгодами, то в середине 50-х - начале 60-х годов были созданы весьма эффективные магнитно-твердые материалы, получаемые исключительно из порошков, например высокой дисперсности или из сплавов кобальта с редкоземельными металлами. Для улучшения магнитных свойств необходимо обеспечить постоянным магнитам четко выраженную гетерогенную структуру, получаемую либо при наличии в исходной порошковой шихте нерастворимых при спекании компонентов, либо при выпадении фаз в случае дисперсно-упрочненных материалов. [c.210] Ниже рассмотрены условия изготовления наиболее распространенных магнитно-твердых материалов из сплавов на основе железа, меди, платины, серебра или молибдена, из тонких металлических порошков и из сплавов на основе редкоземельных элементов. [c.211] В качестве исходных используют чистые порошки железа, никеля, кобальта и меди, полученные электролизом, карбонильным методом или восстановлением водородом оксидов. Алюминий вводят в виде порошка железоалюминиевой или никельалюминиевой лигатуры с частицами размером 60 мкм, который получают размолом литого сплава в шаровой мельнице или распылением расплава. Лигатуры для введения алюминия в состав постоянных магнитов рекомендуется выплавлять с содержанием 48 - 53 % А1. [c.211] Такие лигатуры имеют температуру плав-ления 1100 - 1200 °С и при спекании дают жидкую фазу, исчезающую в процессе изотермической выдержки. [c.211] Порошки смешивают в барабанах в течение 16 - 24 ч и прессуют заготовки в стальных или твердосплавных пресс-формах на гидравлических или механических прессах при давлении до 10ОО - 1600 МПа. [c.211] В некоторых случаях, когда необходимо снизить остаточную пористость, применяют двукратное прессование и спекание. Однако при этом надо иметь в виду, что нормально спеченные железоникель-алюминиевые магниты хрупки и прессовать их вторично нельзя, поэтому первое спекание следует проводить при сравнительно низкой температуре (800 °С). Полученные таким способом магниты по остаточной индукции и магнитной энергии превосходят на 5-10% обычные магниты. Отметим, что при двукратном прессовании и спекании технологический процесс менее экономичен, чем в случае однократного прессования и спекания. [c.212] Технология порошковой металлургии облегчает производство постоянных магнитов из железоникельалюминиевых сплавов, прочно соединенных с железными полюсными наконечниками, В этом случае в одной пресс-форме прессуют смесь порошков, необходимых для получения магнитно-твердого сплава, и порошок железа полость матрицы специальной вставкой разделяют на отдельные секторы, заполняют их соответствующими порошками, вынимают вставку и осуществляют прессование. При спекании за счет диффузионны процессов происходит прочное соединение магнита и железного наконечника. [c.212] Добавка меди (до 4,5 %) и титана (0,5 -1 %) к материалу альни повышает его коэрцитивную силу и магнитную энергию. У альнико или магнико после термомагнитной обработки магнитная энергия больше, чем у альни соответственно на 15 - 50 % и в 2,5 - 5 раз. Медь (3,5 - 6 %) в этих сплавах подавляет неблагоприятное влияние кобальта (тормозящего распад твердого раствора) на их поведение при термообработке. [c.212] Спеченные марганецалюминиевые магниты сравнительно дешевы, устойчивы против коррозии, не содержат дефицитных материалов. Сначала из марганца марки Мп - О и алюминия марки А1 - 00 выплавляют исходный сплав, затем его гомогенизируют при 1100 С в течение 2-Зч, после чего производят закалку в масле, отпуск при 500°С в течение 3 ч, дробят и размалывают в порошок до получения частиц размером 5-10мкм. Магниты прессуют при 500 °С с выдержкой под давлением 15 мин. [c.213] В табл. 31 приведены свойства порошковых магнитно-твердых материалов. Хрупкость изделий (колец, пластин, втулок и др. для магнето, электроизмерительных приборов, электромашин, магнитных муфт и пр.) можно уменьшить армированием волокном вольфрама например, при введении в порошковую шихту 10-15% (обьемн.) вольфрамового волокна диаметром 300 мкм и длиной 6-10 мм ударная вязкость магнитного материала возрастает в 2,5-6 раз без ухудшения магнитных характеристик. [c.213] Магниты из гонких (высокодисперсных) порошков. Среди постоянных магнитов, изготовляемых методом порошковой металлургии, большой интерес представляют магниты, иногда называемые микропорошковы-ми, из тонкодисперсных порошков железа и железа с присадкой кобальта с частицами размером до 0,5 мкм. Такие магниты выпускают в промышленном масштабе во Франции, США, Англии. Их применяют в небольших электродвигателях, громкоговорителях, авиационных и автомобильных приборах и др. Плотность магнитов из тонких ферромагнитных порошков в 2 раза меньше, чем из литых сплавов, что делает их особенно пригодными для подвижных магнитов, когда большое значение имеет масса детали. [c.213] Вернуться к основной статье