Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Отпуск 630'С вЂ” 2 ч. 580'С вЂ” В ч Охлаждение ат 1250 С в магнитном пале напряженностью )200 кА/м до 900'С со скоростью 200'С/мин и до 600'С со скоростью 20...40'С/мин. Отпуск: 640 С в течение 2 ч, 500'С вЂ” 8 ч ЮНДКЗ4Т5, ЮНДКЗВТ5Б Охлаждение от 1250 до 800 'С со скоростью ) 150 'С/мин, выдержка в изотермической ванне при 795~5 'С а течение 10 мин в магнитном поле напряженностью )240 кА/м. Отпуск: 640 'С в течение 5 ч, 560 'С вЂ” 20 ч ЮНДКЗБТ5, ЮНДК35Т5БА, ЮНДКЗВТ5АА Охлаждение от 1230 да 900 С со скоростью ~ )250 'С/мин и выдержна в изотермической ванне при 815~5 'С в течение 10...15 мин в магнитном поле напряженностью )280 кА/м.
Отпуск: 675 'С в течение 0,5 ч, 650 'С вЂ” 2 ч, 580 'С вЂ” !6 ч, 550 'С вЂ” 20 ч ЮНДКЗВТ7 Охлаждение от 12!О до 900 'С со скоростью )250 'С/мин, выдержка в изотермической ванне при 830 "С в течение 10...15 мин в магнитном поле напряженностью )280 кА/м. Отпуск: 675 С в течение 0,5 ч, 650'С вЂ” 2 ч, 590 С вЂ” 16 ч, 550 'С вЂ” 20 ч ЮНДК40ТВ, ЮНДК40ТВАА энергии (до 200 кдж/мз) . И хотя впоследствии были разработаны другие модели, в частности некагереитного перемагничивания, достаточно хорошо об"ьясняюшие фактически достигнутые параметры, многочисленные исследования привели к разработке сплавов с двойной текстурой и монакристаллических с невиданными ранее свойствами: )Р „,м40 нДж/м', коэрцитивная сила ) 145 кА/м (лабораторные образцы )Р )53 кДж/мз и Н,) 170 кА/и).
В-третьих, сплавы ЮНДК являются самыми стабильными среди магнитотвердых материалов, способными работать при самой высокой температуре. Так, при испытаниях в течение года при температуре 500 "С структурных изиенений не наблюдается. После специальной структурной и магнитной стабилизации магниты из сплава ЮНДКЗВТ5 способны работать нс менее 2000 ч при 600 'С и 80 ч при 650 'С. Обшее старение магнитов за это время не превышает 1 ою Сплавы имеют также минимальные обратимые магнитные изменения: температурный коэффициент остаточной магнитной индуиции составляет — 0,02 уха/К, а коэрцитивной силы +0,02...0,04 ~4/К.
Используя разный знак температурных коэффициентов остаточной индукции и коэрцитивной силы и пересечение кривых размагинчиаания вблизи точки (ВН),„„„, можно в отдельных случаях в определенном температурном диапазоне сконструировать магнитную систему почти с нулевым температурным коэффициентом магнитной индукции в зазоре системы. Таким образом, несмотря на появление более энергоемких и более высококаэрцитивных магнитотвердых материалов и вы~сопение [равд. 5] Нй Мазнитогвероьм материалы сплавов ЮНДК из некоторых областей применения, несмотря на дефицитность кобальта и достаточно высокую стоимость магнитов из этих сплавов, они остаются одними из важнейших магнитотвердых материалов, незаменимыми при конструировании магнитных систем замкнутого типа, в первую очередь, в точном приборостроении.
В табл. 5.4 приведен химический состав, в табл. 5.5 — основные магнитные параметры, а в табл. 5.6 — рекоменлуемые режимы термической и термомагнитной обработки сплавов ЮНДК по ГОСТ !7809 — 72. Как уже указывалось, высокоиоэрцитивное состояние сплавов ЮНДК обусловливается распадом равновесного при высокой температуре твердого раствора на две фазы— сильномагнитную, близкую в бескобальтовых сплавах к железу, а в сплавах, содержащих кобальт, близкую к раствору кобальта в железе, и слабомагнитную, близкую к интерметаллиду никель — алюминий. Этот распад имеет важнейшие признаки спинодального распада — отсутствие неразложившегося твердого раствора, постоянное количественное соотношение фаз при распаде, непрерывное возрастание гетерогенности, самопроизвольное распространение процесса по всему объему образца.
Главная особенность спинодального распада — неустойчивость системы к бесконечно малым флуктуациям состава, что неизбежно приводит к строгой периодичности получаемой структуры. Для получения высококоэрцитивного состояния распад прерывается на стадии когерентной связи выделений с матрицей. В этих условиях, как показали теоретические и экспериментальные исследования, вследствие различия параметров кристаллических решеток выделений и матрицы, т. е. вследствие возникающих упругих напряжений, образуется двухмерная периодическая структура вытянутых по одной из осей типа [100] игольчатых выделений сильномагнитиой фазы. Следовательно, в пределах одного кристалла не может быть хаотичности в направленности выделений, напротив, существуют области, в пределах которых выделения однонаправленные, т.
е, самопроизвольно реализуется как бы группа высокоиоэрцитивиых сильномагнитных вытянутых вдоль одного направления частиц. ' Однако такое высококоэрцитивное сосгонние реализуется только при размерах выделений, соответствующих критическому размеру однодоменносги, в рассматриваемом случае при диаметре выдехений около 200 А.
Такие размеры выделений обеспечиваются при распаде в две стадии: охлаждение от высокой температуры с определенной скоростью и по- следующий ступенчатый отпуск. Сиорость охлаждения ие должна быть слишком большой, чтобы успел произойти распад по всему объему, и не должна быть слишком малой, чтобы выделения ие выросли до размеров, превышающих размер однодоменности. Конкретные режимы охлаждения, ступени отпуска зависят ог химического состава сплава. Из изложенного следует, что тщательное соблюдение режимов нагрева, охлаждения и отпуска является необходимым условием получения оптимальных магнитных свойств. Описанный механизм магнитного твердения прямым образом относится к сплавам от ЮНД4 до ЮНДК18.
Области с анизотропией формы выделений ориентированы по объему образца хаотично, в целом материал получается магнитно-изогропным. С увеличением содержания кобальта в сплаве происходит два процесса: снижается температура начала высококоэрцитивного распада [от 950 'С в бескобальтоаом сплаве до 800 'С в сплаве с 24 95 кобальта), повышается температура Кюри сильномагнитной фазы [соответственно от 730 до 850 'С) .
Таким образом, при определенном содержании кобальта в сплаве сильномагнитная фаза в начале распада является ферромагнитной, т. е. появляется возможность ориентирования длинных осей выделений внешним магнитным полем. Поэтому, начиная со сплава ЮНДК18С, все сплавы подвергают не термической, а термомагнитной обработке. для придания им магнитной анизотропии или текстуры вдоль желаемого направления. Следует отметить, что силы упругости, ответственные ва анизотропию формы выделений, существенно больше магнитных сил, поэтому выделения ориентируются длинными осями не вдоль магнитного поля, а вдоль крнсталлографнческих осей типа [100], ближайших к направлению поля.
Воэможность дальнейшего улучшения свойств связана с совмещением одного из направлений (100] с направлением поля по всему объему образца. С этой целью разработана технология изготовления сплавов с так называемой столбчатой кристаллической структурой: образец состоит из сравнительно небольшого количества кристаллов столбчатой формы, пронизывающих объем образца на всю его высоту. Поперечные размеры кристаллов — 0,5...5 мм, а одно из направлений [100] ориентировано по длине кристалла. Пес.
ле термомагнитной обработки вдоль длинных осей кристаллов такие материалы имеют двойную текстуру: кристаллическую и магнитную. В настоящее время разработано и применяется два метода получения заготовок маг- (4 5.8) Дпффузиоино-гаардеюигие сплавы — сплавы системы ЮНДК питон с кристаллической текстурой. Метод печной кристаллизации заключается в заливке расплава в форму, выполненную, например, в виде кварцевой трубки и помещенную в электропечи Форма располагаегся на холодильнике, который может быть выполнен.
например, в виде медного пустотелого сосуда с водяным охлаждением. Поверхность холодильника предохраияется от воздействия расплава сменной пластинкой из никеля. Низ формы герметизируется огнеупорной обмазкой. Перед заливкой бюрму прогревают до 1400...1450 С, т. е. выше температуры затвердевания сплава, что исключает кристаллизацию с боновой поверхности. После заливки расплава в форму в месте соприкосновения с холодильником образуется твердый слой сплава, а затем начинают медленно (со сиоростыо, равной приблизительно 5 мм/мин) опускать холодильник с формой, выводя ее из зоны электропечи.
Получепаая таким способом отливка имеет крисгал лическую текстуру, направленную по оси формы. Вместо кварцевой трубки применяются также «оболочкоаьге» формы, применяемые для литья по выплавляемым моделям. Этот способ позволяет получать образцы длиной 250 ..300 мм со столбчатой структурой по асей длине отливки. Недостатками метода являются прежде всего низкая производительность и относительная его сложность, что препятствует его широкому применению.
Производительнее и дешевле метод внепечной кристаллизации. В этом методе расплав завивают в предварительно разогретую до 1300...1350 'С многогнездную огнеупорную (например, шамотную) форму с тонкими перемычками, обеспечивающими взаимный обогрев отливок в процессе кристаллизации. Непосредственно перед заливкой разогретая форма устанавливается на массивный стальной холодильник, дополнительно теплоизолируется пескам и оборудуется заливочным отверстием в виде воронки, При этом методе одновременно получают 10...100 заготовок магнитов (по числу гнезд в форме а зависимости от поперечных размеров), имеющих длину сголбчзтых кристаллов 10..
80 мм. Сплавы со столбчатой кристаллической структурой в обозначении марки помечены буквой «А» (см. табл. 5.4...5.6). Эти сплавы имеют почти одинаковую коэрцитивную силу по сравнению со сплавами такого же состава, ио только с магнитной текстурой. Однако остаточная нндукция,максимальная удельная магнитная энергия, коэффициент выпуклости кривой размагничивания существенно выше. Еще более совершенная структура, а следовательно, и несколько более высокие магнитные свойства, получаются в монокристал- лических сплавах (в обозначении марки помечены буквами «АА»).
Монокристаллические образцы выращивают методом зонной плавки на затравках в спепиальиых установках в вакууме или в защитной среде. Высокая стоимость технологического процесса и его малая производительность обусловливают весьма ограниченный выпуск монокрисгаллических сплавов в промыпгленности. Следу«т отметить, что монокрисгаллическим, строго говоря, сплав является только при высокой температуре; в термообработанном состоянии структура являегса гетерогенной и соответствует мелкодиспсрсному, описанному выше высококозрцитивному состоянию с анизотропией вдоль одной нз осей типа (100). Различие сплавов изотропных, с магнитной текстурой, с двойной кристаллической и магнитной текстурой, монокристаклических наглядно иллюстрируется на рис.
5.10, 5.!1, на которых привсдсиы кривыс размагничивания наиболее типичных марок сплавов. Необходимо отметить важность тщательного контроля химического состава сплавов и процессе производства. Эти составы разработаны в результате длительных экспериментальных исследований. Только заданное сочетание элементов обеспечивает необходимую технологичносггч необходимую кинетику высококоэрцитивного распада, способность сплава к столбчатой кристаллизации и т.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
