Справочник по электротехническим материалам. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Том 3 (3-е изд., 1988) (1152098), страница 32
Текст из файла (страница 32)
5.12. В обозначении марок материалов буквы обозначают: К вЂ” кобальт, С вЂ” самарий, П— празеолим, А — улучшенная текстура, а цифры соответствуют среднему содержанию самария или среднему суммарному содержанию самария и празеодима. Изготовляют магниты, как правило, в форме дисков, колец, пластин. Технологический процесс изготовления магнитов из сплавов КСоь начинаегся с выплавки исходного сплава. Плавку производят (разя. 5! 1!2 Магнигогаердые материалы Таблица 5.12.
Магнитные свойства материалов магнитатвердых спеченных по ГОСТ 21559 — 78 в индукционных печах в атмосфере инертных газов (аргон, гелий). По вазможности предотвращают нли сокращают время соприкосновения расплава с тиглем, так как редкоземельные элементы взаимодействуют с оксидами обычных огнеупорных материалов, Ввиду летучести редкоземельного элемента плавку ведут с его избытком. Для получения однофазного состояния сплав охлаждают от температуры плавления со скоростью не менее 70 'С/мин и подвергают гомагенвзируюшему атжигу в инертной атмосфере при температуре 1200 'С в течение 4 ч.
Аналогичным образом выплавляется добавка, обогащенная самарием (60 % самария, 40 % кобальта) . Затем сплав подвергается помолу в вибромельннцах (до размера частиц менее 1О мкм). Помол желательно вести интенсивно, не допуская чрезмерного окисления. Лучший результат даетпомол в жидкихсредах,например в этиловом спирте. Перемол увеличивает дефектность частиц, что затрудняет последующее получение текстуры прессовки и необходимога фазоваго состава. На стадии помола добавляется саекающая добавка. Прессавание производят на гидравлических прессах при давлении 1000...1200 МПа в магнитном поле напряженностью более 800 кА/м. Лучшие результаты дает прессование в пале, перпендикулярном направлению прессования. Применяются также модификации изостатического прессования.
Плотность прессовок должна быть не ниже 80...85 %а. Спекание производится в атмосфере инертных газов при температуре 1!00...1!50 'С в течение 0,5...1 ч. Спекание сопровождается увеличением плотности до 95 % и более. Спеченные магниты обладают удовлетворительной прочностью, в частности, предел прочности на сжатие составляет З)0...600 МПа, предел прочности при изгибе — около 90 МПа, однако они очень твердые и хрупкие, поэтому подвергаются механической обработке только шлифованием. Чрезвычайно трудно шлифовать намагниченные магниты, поэтому все операции обработки выполняют до намагничивания.
При комнатной температуре состояние фазы )тСоз является метастабильным. Прн повышенных температурах начинаегся эвтектоидный распад с выделением визкокоэрцнтивной фазы КгСоп что приводит к снижению магнитных характеристик. Так, в результате структурных изменений индукцня магнитов марки КС37 прн выдержке их в течение ! 000 ч при температуре 200 'С изменяется на 6 %, при выдержке 1О 000 ч при температуре 150 'С вЂ” на 3 %. Температурный коэффициент коэрцитивной силы рассматриваемых материалов отрицателен и достаточна велик, составляет около — 0,25 %/К. Как следствие этого в зависимости ат положения рабочей точки магнита на кривой размагничивания могут наблюдаться значительные необратимые магнитные изменения.
Так, для дисковых магнитов марки КС37 диаметром 10Х1,5 и 10Х!0 мм необратимые магнитные изменения индукции при кратковременной выдержке прн !50 'С составляют 6,5 и 2,5% соответственно. Поэтому магниты из сплавов кобальта с редкоземельными элементами перед эксплуатацией подвергают термостабилизации при температуре на 50...70'С выше температуры эксплуатации. Применяют обычно зти магниты при температуре до !ОО 'С. Термостабилизированные магниты в рабочем диапазоне температур имеют лишь обратимые магнитные изменения, определяемые температурным коэффициентом индукции насыщения, равным — (0,045...0,062) %а/К.
Необходимо отметить, что в отличие ат других групп магнитотвердых материалов температурный коэффициент индукции насыщения рассматриваемых сплавов не является стабильным, он зависит аг технологических режимов изготовления. Высокая энергоемкость, очень большие значения коэрцитивной силы, способность рв- 113 ($5.12) Композиционные лолнигогаердаа материалы ботать в больших размагничивающих полях, независимость магнитных параметров от статических н динамических нагрузок, удовлетворительная стабильность магнитов из сплавов кобальта с редксаемельными элементами позволяют применять их в любых условиях и создают предпосылки для разработки новых устройств на постоянных магнитах. Однако дефицитность основных компонентов, высокая стоимость магнитов, хотя она и снизилась в несколько раз с момента начала нроизводства, ограничивают область применения этих магнитов системами специвзьного назначения.
В ближайшем будущем следует ожидать значительного расширения номенклатуры марок, появления магнитов с еше более высокими свойствами. В настоящее время интенсивна ведутся работы в следующих основных направлениях: повышение уровня основных магнитных параметров в результате разработки новых составов, в частности, замены части кобальта железом н смешения состава ближе к интерметаллиду )(эМм. На основе сложных много- компонентных сплавов уже получены лабораторные образцы с максимальной удельной магнитной энергией ло !28 кДж/и '; снижение стоимости магнитов за счет замены чистого редкоземельного элемента их смесью, так называемым мишметаллом, обогащенным одним из элементов; повышение структурной и магнитной стабильности, в том числе за счет создания комплексных сплавов с использованием легких и тяжелых редкоземельных элементов.
В частности, получены образцы магнитов на основе системы Зш~ Сд,Соз с температурным коэффициентом индукции насыщения менее 0,005 ~4/К при максимальной удельной магнитной энергии 56 кДж/м', разработка новых технологических приемов изготовления магнитов; в частности, пол)иены образцы пленочных магнитов, напыляемых с помощью плазмы иа подложку, с энергией более 60 кДж/м'. 5.12. КОМПОЗИЦИОННЫЕ МАГНИТОТВЕРДЫЕ МАТЕРИАЛЫ Как уже отмечалось, важнейшим нелостатком основных групп магнитотвердых материалов является их высокаи твердость и хрупкость. Применение же пластически деформируемых сплавов ограничено их высокой стоимостью.
Очень перспективны для массового применения композиционные магнитотвердые материалы — двухфазные композиции, в которых непрерывной фазой-матрицей служит связка, а дисперсией — дискретные частицы магнитного иацолнителя. В качестве связки используются различные аиды каучуков или полимеров-эластомеров (получаемые матерналы в этом случае называют магнитоэластами или магнитной резиной), а также термопластичные, реже термореактивные, полимеры (в этом случае их называют магнитопластами).
В качестве магнитного наполнителя наибольшее применение получили порошки ферритов бария и стронции, реже порошки сплавов кобальта с редкоземельными элементами. Использовавшиеся ранее наполнители из порошков сплавов ЮНДК в настоящее время почти не применяются.
Вследствие наличия в композиционных материалах значительного количества иемагиитной фазы их магнитные свойства заметно уступают свойствам соответствующих сплавов или ферритов. Однако их преимушества заключаются в технологичности и высокой производительности процесса изготовления, возможности использования в качестве сырья отходов при производстве магнитов, возможности изготовления магнитов любой сложной (в том числе длинномерной) формы, в легкости обработки, гибкости н т.
п. В настоящее время за рубежом выпускается большая номенклатура марок композиционных магнитотвердых материалов с различным сочетанием магнитных и механических свойств. Магниты из этих материалов широко применяются в щаговых и синхронных электродвигателях, в телевидении, в акустической аппаратуре (головные телефоны, микрофоны, звукоснимаюшие устройства, плоские динамики), для производства магнитных панелей, способных удерживать символы из магнитомягкого материала, для элементов прн макетном проектировании, в товарах культурно- бытового и хозяйственного обихода (магнитные уплотнения холодильников, замки, ключи, игры и т. и.).
В отечественной промышленности пока серийно выпускается тольхо магнитная резина на основе порошка феррита бария, изготовляемого специально для этих целей по ТУ 6-09-591 †. Магнитные параметры составляют: В, — 0,13 Тл; /( э — 84 кА/м; //„„~— 170 иА/и; В',„— 1,5 кДж/м '. Из такой магнитной резины изготовляются главным образом элементы уплотнения холодильников, многополюсные пластины, называемые магннтофорами, для мелициискнх целей. Появления более широкой номенклатуры композиционных магнитотвердых марок материалов следуеп ожидать в ближайшее время. Уже разработаны технологические процессы изготовления на основе ферритовых порошков магнитоэластов с (Р,„( 3 кДж/и ' н магни- (равд. 6) Магнитные материалы специального назначенца РАЗ/(ЕЛ 6 МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ СПЕЦИАЛЬНОГО НАЗНАЧЕНИЯ Е. Г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
