RU2003727C1 - Master alloy - Google Patents
Master alloyInfo
- Publication number
- RU2003727C1 RU2003727C1 SU5044083A RU2003727C1 RU 2003727 C1 RU2003727 C1 RU 2003727C1 SU 5044083 A SU5044083 A SU 5044083A RU 2003727 C1 RU2003727 C1 RU 2003727C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ligature
- magnetic
- composition
- alloy
- silicon
- Prior art date
Links
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 31
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims description 31
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 15
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000010955 niobium Substances 0.000 claims abstract description 14
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 13
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 12
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 11
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000010936 titanium Substances 0.000 claims abstract description 11
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims description 4
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 241000272470 Circus Species 0.000 claims 1
- SDXDHLDNCJPIJZ-UHFFFAOYSA-N [Zr].[Zr] Chemical compound [Zr].[Zr] SDXDHLDNCJPIJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 229910000484 niobium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N niobium(5+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Nb+5].[Nb+5] URLJKFSTXLNXLG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 26
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 19
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 14
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 14
- 229910001004 magnetic alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 5
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 5
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 3
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000828 alnico Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 2
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002772 conduction electron Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 125000004122 cyclic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000005294 ferromagnetic effect Effects 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 239000000320 mechanical mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 125000000369 oxido group Chemical group [*]=O 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 230000000171 quenching effect Effects 0.000 description 1
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N sulfanylidenemanganese Chemical compound [Mn]=S CADICXFYUNYKGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Abstract
Применение: дл производства посто нных магнитоа Сущность изобретени лигатура содержит , мас.%: ниобий 0,5 - 30; марганец 1-10; кремний 5 - 10; гафний 02 - 5; титан 1-40; цирконий остальное. Использование лигатуры повышает технологичность , магнитные и механические свойства Выход годных магнитов увеличиваетс до 90%. 2 табл.Application: for the production of permanent magnets. Summary of the invention, the ligature contains, wt.%: Niobium 0.5-30; manganese 1-10; silicon 5-10; hafnium 02 - 5; titanium 1-40; zirconium rest. The use of a ligature increases manufacturability, magnetic and mechanical properties. The yield of suitable magnets is increased up to 90%. 2 tab.
Description
Изобретение относитс к металлургии и может быть использовано при выплавке сплавов дл посто нных магнитов.The invention relates to metallurgy and can be used in the smelting of alloys for permanent magnets.
Известна лигатура следующего состава, мас.%Known ligature of the following composition, wt.%
Ниобий15-40Niobium 15-40
Титан25-40Titanium25-40
КремнийОстальное.Silicon Else.
Недостатком известой лигатуры вл етс то. что легированные данной лигатурой магнитные сплавы имеют относительно высокое содержание кислорода и азота, а также недостаточно высокий уровень магнитных и механических свойств.A disadvantage of the known ligature is that. that magnetic alloys doped with this ligature have a relatively high content of oxygen and nitrogen, as well as an insufficiently high level of magnetic and mechanical properties.
Близким прототипом к за вл емой ли- гатуре вл етс известна лигатура следующего состава, мас.%A close prototype of the claimed ligature is the known ligature of the following composition, wt.%
Цирконий2-30Zirconium 2-30
Титан15-40Titanium15-40
КремнийОстальное.Silicon Else.
Известна лигатура несмотр на р д преимуществ (более глубокое раскисление магнитных сплавов, довольно высокий уровень магнитных характеристик) обладает недостатком - ограниченной областью при- менени .A master alloy is known despite a number of advantages (a deeper deoxidation of magnetic alloys, a rather high level of magnetic characteristics) has a drawback - a limited area of application.
Известна лигатура 2 находит эффективное применение при производстве крупных магнитов - оптимальна скоро- сгь охлаждени которых не более 2-10 & минуту. При производстве литых магнитов, скорость охлаждени которых более 10° в минуту, использование известной лигатуры малоэффективно, так как оптимальна скорость не достигаетс (20-35° в минуту) и получить высокие магиитные характеристи- ки не удаетс .Known ligature 2 finds effective application in the production of large magnets - the optimum cooling rate of which is not more than 2-10 & a minute. In the manufacture of cast magnets, the cooling rate of which is more than 10 ° per minute, the use of the known ligature is ineffective, since the optimum speed is not achieved (20-35 ° per minute) and high magical characteristics cannot be obtained.
Наиболее близким прототипом вл етс известна лигатура 3, содержаща в своем составе, мас.%: The closest prototype is the known ligature 3, containing in its composition, wt.%:
Кремний15-25Silicon15-25
Марганец15-40Manganese 15-40
Ниобий15-30Niobium15-30
Гафний. ОстальноеHafnium. Rest
Магнитные сплавы, обработанные дан- ной лигатурой, несмотр на р д преимуществ по сравнению с ранее известными, уступают по р ду своих свойств. Магниты, обработанные за вл емой лигатурой, имеют преимущества: индукци возрастает с 13800 до 14700 гс; окалиностойкость - о 1 tOO до 1180°, увеличиваютс механические свойства; значительно увеличиваетс выход годных магнитов по механическим и магнитным свойствам., Magnetic alloys treated with this ligature, despite a number of advantages compared to previously known ones, are inferior in terms of their properties. Magnets processed by the claimed ligature have advantages: induction increases from 13800 to 14700 gs; scale resistance - about 1 tOO up to 1180 °, mechanical properties increase; significantly increases the yield of magnets in terms of mechanical and magnetic properties.,
Сущность изобретени заключаетс в том. что предлагаема лигатура содержит цирконий и титан при следующем соотношении компонентов, мас.%:SUMMARY OF THE INVENTION that the proposed ligature contains zirconium and titanium in the following ratio of components, wt.%:
0,5-300.5-30
1-401-40
1-101-10
5-105-10
0,2-50.2-5
ОстальноеRest
Магниты, полученные с использованием предлагаемой лигатуры, вл ютс более технологичными. Выход годных магнитов увеличиваетс с 50-55 до 90%.Magnets obtained using the proposed ligature are more technologically advanced. Useful magnets increase from 50-55 to 90%.
Пример. Магниты выплавл ли в открытой индукционной печи с объемом ванны 20 кг.Example. The magnets were melted in an open induction furnace with a bath volume of 20 kg.
Лигатуру вводили в расплавленный металл после предварительного раскислени алюминием. Присадка лигатуры без предварительного раскислени малоэффективна, т.к. происходит угар лигатуры и дополнительное загр знение металла окислами компонентов лигатуры.The ligature was introduced into the molten metal after preliminary oxidation with aluminum. The ligature additive without preliminary deoxidation is ineffective, because Ligature fumes occur and additional metal contamination with oxides of the ligature components.
В табл. 1 приведены сравнительные данные по выходу годных магнитов, выплавленных с предлагаемой лигатурой и без лигатуры .In the table. 1 shows comparative data on the yield of magnets melted with the proposed ligature and without ligature.
Из данных табл. 1 видно, что выход годных магнитов с использованием предлагав-, мой лигатуры увеличиваетс на 20% по сравнению с использованием известной лигатуры . Отбраковка магнитов по магнитным свойствам практически отсутствует. Уменьшаетс количество газовых раковин, трещин , сколов. Количество брака по спа м заметно уменьшаетс . Это св зано, в основном , с температурой металла подогреваемой формы, а также жйдкотекучестью металла.From the data table. It can be seen from Figure 1 that the yield of suitable magnets using the suggested, my ligature is increased by 20% compared to using the known ligature. The rejection of magnets by magnetic properties is practically absent. The number of gas shells, cracks, chips is reduced. The number of spam rejects is noticeably reduced. This is mainly due to the temperature of the metal of the heated mold, as well as the fluidity of the metal.
Как следует из табл. 1, обработка металла за вл емой лигатурой приводит к значительному снижению брака по магнитным свойствам. Снижение брака по магнитным свойствам св зано с тем, что введенный в состав лигатуры ниобий в присутствии компонентой лигатуры (SL Mn, Zr. Tl. Hf) расшир ет диапазон критической скорости, охлаждени с 5-10 до 20-50 град/мин. Варьиру составом лигатуры, можно регулировать оптимальную скорость охлаждени в диапазоне 5-50 град/мин.As follows from the table. 1, the processing of the metal behind the inventive ligature leads to a significant decrease in the defect in magnetic properties. The decrease in defect in magnetic properties is due to the fact that niobium introduced into the ligature in the presence of a ligature component (SL Mn, Zr. Tl. Hf) extends the range of critical speed, cooling from 5-10 to 20-50 deg / min. Varying the composition of the ligature, it is possible to adjust the optimum cooling rate in the range of 5-50 deg / min.
При обработке магнитных сплавов за вл емой лигатурой остаточные количества компонентов лигатуры в составе сплава благопри тно действуют на физические свойства магнитных сплавов. Действие это комплексное: мен етс фазовый состав сплава, мен етс состав окисной фазы, измен етс состав интерметаллических включений .In the treatment of magnetic alloys with an alloyed alloy, the residual amounts of ligature components in the alloy composition favorably affect the physical properties of magnetic alloys. This action is complex: the phase composition of the alloy changes, the composition of the oxide phase changes, and the composition of intermetallic inclusions changes.
Увеличение стабилизации твердого рас- jreopa по отношению к высокотемпературному а - а + у распаду позволили снизить температуру нагрева под закалку с 1230 до 900-950°С и повысить технологичность производства магнитов.An increase in the stabilization of solid solution with respect to the high-temperature a - a + decay made it possible to lower the quenching heating temperature from 1230 to 900–950 ° C and increase the manufacturability of magnet production.
Обнаружено, что присутствие в составе сплава остаточных количеств ниоби уменьшает активность таких элементов; как алюминий , цирконий, гафний, титан. Рассмотрение тепловых эффектов образований химических соединений, например, алюмини с железом - 13,66 ккал/моль, с ниобием (39,2 ккал/моль) позвол ет сделать вывод о том, что замена-части железа ниобием должна понижать активность алюмини , что непосредственно характеризуетс параметрами взаимодействи алюмини 1дГ--0.79.It was found that the presence of residual niobium in the alloy reduces the activity of such elements; like aluminum, zirconium, hafnium, titanium. Consideration of the thermal effects of the formation of chemical compounds, for example, aluminum with iron - 13.66 kcal / mol, with niobium (39.2 kcal / mol) allows us to conclude that the replacement of a part of iron with niobium should reduce the activity of aluminum, which directly characterized by the interaction parameters of aluminum 1dG - 0.79.
Уменьшение активности Al. Tl, Hf, SJ, Zr приводит к меньшему угару элементов-рас- кислителей, к снижению содержани неметаллических включений в газовых издели х и, как следствие, к повышению механических свойств, уменьшению количества брака по трещинам и сколам (смотри табл, 1, графа 9-10).Decreased Al activity. Tl, Hf, SJ, Zr leads to less burnout of deoxidizing elements, to a decrease in the content of nonmetallic inclusions in gas products and, as a result, to an increase in mechanical properties, a decrease in the number of scraps on cracks and chips (see table, 1, column 9-10).
Уменьшени дефектов по спа м (табл. 1, графа 8) можно объ снить увеличением жидкотекучести металла и возрастанием скорости заполнени формы металлом. Decreases in defects by spas (Table 1, column 8) can be explained by an increase in the fluidity of the metal and an increase in the rate of filling the mold with metal.
Известно, что легирование сплава ални- кониобием приводит к возрастанию эффективного числа электронов проводимости на пор док. Это приводит к упрощению решет- , ки сплава, период решетки твердого раство0It is known that alloying an alloy with alniconiobium leads to an increase in the effective number of conduction electrons by an order of magnitude. This leads to a simplification of the lattice of the alloy, the lattice period of the solid solution
ра при этом измен етс с 2,8760 А доwhile changing from 2.8760 A to
оabout
2.8807А , при достаточном содержании ниоби в магнитном сплаве 0,1-0,8%.2.8807A, with a sufficient niobium content in the magnetic alloy of 0.1-0.8%.
При обработке магнитных сплавов ал- нико за вл емой лигатурой общее содержание кислорода уменьшаетс с 0,007-0,01 до 0,003-0,006 мас.%. Содержание кислорода в сплаве определ етс не только содержанием используемой лигатуры, но и технологией выплавки. При использовании за вл емой лигатуры значительно измен етс состав окисной фазы. В окисной фазе по вл ютс сложные окиси, силикаты с сульфидной составл ющей марганца.When magnetic alloys are treated with an alloy of master alloy, the total oxygen content decreases from 0.007-0.01 to 0.003-0.006 wt.%. The oxygen content in the alloy is determined not only by the content of the ligature used, but also by the smelting technology. When using the inventive ligature, the composition of the oxide phase changes significantly. Complex oxides, silicates with a sulfide component of manganese appear in the oxide phase.
Неметаллические включени и металлическа матрица имеют разные коэффициенты линейного расширени и. в св зи с этим, восле неметаллического включени в процессе охлаждени после кристаллизации и термической обработки возникают термические напр жени . При этом максимальные напр жени (до 50 кгс/мм /вызывали включени корунда, минимальные (около 5 кгс/мм2) силикаты, модули упругостиNon-metallic inclusions and the metal matrix have different linear expansion coefficients and. in connection with this, after non-metallic inclusion in the cooling process after crystallization and heat treatment, thermal stresses arise. In this case, the maximum stresses (up to 50 kgf / mm / caused the inclusion of corundum, the minimum (about 5 kgf / mm2) silicates, elastic moduli
(кгс/мм2 ) у корунда 37,5-39,6; у силюмосиликатов ЗА120з 25Ю2 11,31; у сульфида марганца MnS 14.(kgf / mm2) for corundum 37.5-39.6; silica-silica ZA120z 25Yu2 11.31; Manganese sulfide MnS 14.
Проведенные исследовани показали, что неметаллические включени в литых магнитах вл ютс концентраторами напр жений , причем величина этих напр жений зависит от природы и размеров включений, состо ни металлической матрицы.Studies have shown that non-metallic inclusions in cast magnets are stress concentrators, the magnitude of these voltages depending on the nature and size of the inclusions, and the state of the metal matrix.
При исследовании образцов магнитов, обработанных за вл емой лигатурой и имеющих следующие неметаллические включени , алюмосиликаты, оксисульфы марганца, сложн ые комплексы оксидос, нитридов. ПриIn the study of magnet samples processed by the claimed ligature and having the following nonmetallic inclusions, aluminosilicates, manganese oxysulfs, complex complexes of oxidos, nitrides. At
циклическом нагружении (шлифовке) существует критический размер включений, не вызывающий образовани микротрещин в магните. Этот размер равен 2 3 мкм. Как следует из табл. 1, количество трещин и сколов у магнитов, обработанных за вл емой лигатурой, по сравнению с обработками, известными лигатурами значительно меньше.cyclic loading (grinding) there is a critical size of inclusions that does not cause microcracks in the magnet. This size is 2 3 microns. As follows from the table. 1, the number of cracks and chips in the magnets treated with the inventive ligature is much smaller compared to the treatments known by the ligatures.
Варьирование составом лигатуры позвол ет улучшить определенные параметры магнитов,Varying the composition of the ligature can improve certain parameters of the magnets,
Использование верхнего предела одного или нескольких элементов из группы цирконий , кремний, гафний позвол ет получатьThe use of the upper limit of one or more elements from the group of zirconium, silicon, hafnium allows to obtain
высокие значени остаточной индукции -до 14000 гаусс и выше (табл. 2, состав 8-9).high values of residual induction up to 14000 gauss and higher (Table 2, composition 8-9).
Использование верхнего предела одного или нескольких элементов из группы ниобий , гафний позвол ет получать образцыUsing the upper limit of one or more elements from the niobium group, hafnium allows obtaining samples
магнитов, стойкие к окислению на воздухе до температуры 1110°С и выше (до 1180°С) (табл. 1magnets resistant to oxidation in air to a temperature of 1110 ° C and above (up to 1180 ° C) (Table 1
Использование верхнего предела одного или нескольких элементов за вл емойUsing the upper limit of one or more elements of the claimed
лигатуры из р да Zr, Mn, Hf, стойких к тре- щинообразованию и сколам (табл. 1, сплав № 39-40).ligatures from the series Zr, Mn, Hf, resistant to cracking and chips (Table 1, alloy No. 39-40).
Уменьшение содержани ниоби в составе лигатуры менее 0,5 мас.% приводит кA decrease in the content of niobium in the composition of the ligature less than 0.5 wt.% Leads to
уменьшению стойкости сплавов к окислению с 1180 до 1000°С. Увеличение ниоби в составе лигатуры более 30 мас.% приводитreducing the oxidation resistance of alloys from 1180 to 1000 ° C. The increase in niobium in the composition of the ligature more than 30 wt.% Leads
к ухудшению магнитных и механическихto deterioration of magnetic and mechanical
свойств (табл. 1, сплав 72). Уменьшение содержани гафни менее 0,2 мас.% в составе лигатуры приводит к снижению окалино- стойкости с 1130 до 1000°С (табл. 1, состав 74). Увеличение содержани гафни более 5 мас.% не улучшает физических свойств, ноproperties (table. 1, alloy 72). A decrease in hafnium content of less than 0.2 wt.% In the composition of the ligature leads to a decrease in scale resistance from 1130 to 1000 ° C (Table 1, composition 74). An increase in hafnium content of more than 5 wt.% Does not improve physical properties, but
увеличивает стоимость лигатуры.increases the cost of ligature.
Снижение содержани кремни в лигатуре менее 5 мас,% приводит к ухудшению обрабатываемости сплава (табл. 1, составA decrease in the silicon content in the ligature of less than 5 wt.% Leads to a deterioration in the workability of the alloy (table. 1, composition
71), значительно увеличиваетс брак пр сколам и трещинам.71), cracking and cracking are greatly increased.
Увеличение содержани кремни в составе лигатуры более 10 мас.% приводит к снижению коэрцитивной силы.An increase in the silicon content in the ligature composition of more than 10 wt.% Leads to a decrease in coercive force.
При этом увеличиваетс отбраковка по магнитным свойствам, см. табл. 1, состав 75.This increases the rejection by magnetic properties, see table. 1, part 75.
Уменьшение содержани марганца менее 1 мас.% в лигатуре приводит к резкому снижению механических свойств и возра- станию отбраковки по трещинам и сколам (табл. 1, состав 76),A decrease in the manganese content of less than 1 wt.% In the ligature leads to a sharp decrease in mechanical properties and an increase in rejection by cracks and chips (Table 1, composition 76).
Увеличение содержани марганца более 10 мас.% в лигатуре приводит к снижению магнитных свойств (табл. 1, состав 77). An increase in the manganese content of more than 10 wt.% In the ligature leads to a decrease in magnetic properties (Table 1, composition 77).
Уменьшение содержани циркони в лигатуре менее 5 мас.% мало эффективно, а увеличение более 92,3 мас.% не рационально , т.к. не удаетс получить необходимого комплекса физических свойств на магнит- ных образцах. Уменьшение содержани титана в составе лигатуры менее 1 мас.% приводит к отсутствию его вли ни на магнитные и механические свойства, т.к. титан св зываетс в окисную и нитридные фазы. Увеличение содержани титана в составе лигатуры более 40% разко снижает механические свойства, значительно увеличиваетс отбраковка по трещинам и сколам (табл. ), состав 78). A decrease in the zirconium content in the ligature of less than 5 wt.% Is not very effective, and an increase of more than 92.3 wt.% Is not rational, because it is not possible to obtain the necessary complex of physical properties on magnetic samples. A decrease in the titanium content in the ligature composition of less than 1 wt.% Leads to the absence of its influence on the magnetic and mechanical properties, since titanium binds to the oxide and nitride phases. An increase in the titanium content in the composition of the ligature by more than 40% decreases the mechanical properties, the rejection by cracks and chips significantly increases (table), composition 78).
Пример. Лигатура выпл.авл лась в индукционной печи на воздухе и атмосфере аргока в тигле из окиси алюмини и циркони . При выплавке на воздухе, учитыва угар металла, гафни , циркони , титана да- ют на 10-13%, кремни , марганца на 5-8%, ниоби на 1-2% выше необходимого предела .Example. The ligature was made in an induction furnace in air and argoc atmosphere in a crucible of alumina and zirconium. When smelted in air, taking into account the burning of metal, hafnium, zirconium, titanium give 10-13%, silicon, manganese 5-8%, niobium 1-2% above the required limit.
При выплавке в защитной атмосфере в завалку дают гафни , циркони , марганца, титана на 4-6%, кремни на 3-4%, выше верхнего предела, ниобий - по шихте.When smelted in a protective atmosphere, hafnium, zirconium, manganese, titanium are fed into the filling by 4-6%, silicon by 3-4%, higher than the upper limit, and niobium by charge.
Возможно использование лигатуры и в виде механической смеси компонентов, вход щих в состав за вл емой лигатуры. При этом процесс сплавлени компонентов совмещаетс с процессом рафинировани , угар элементов значительно сокращаетс . Однако, это возможно в случае, когда лигатура используетс на заводе-изготовителе магнитов и нет необходимости поставл ть лигатуру заказчику.It is possible to use a ligature in the form of a mechanical mixture of the components that make up the claimed ligature. At the same time, the process of fusion of the components is combined with the refining process, the waste of the elements is significantly reduced. However, this is possible when the ligature is used at the magnet manufacturing plant and there is no need to supply the ligature to the customer.
Использование предложенной лигатуры дл раскислени и легировани сплавов дл посто нных магнитов приводит учению принципиально нового качества сплава, не окисл ющего в диапазоне температур от 500 до 1180. 1200°С, с зеркальной поверхностью, с остаточной индукцией более 1400 гаусс (табл. 2, составы 8-9).The use of the proposed ligature for the deoxidation and alloying of permanent magnet alloys leads to the study of a fundamentally new quality of an alloy that does not oxidize in the temperature range from 500 to 1180. 1200 ° C, with a mirror surface, with a residual induction of more than 1400 gauss (Table 2, compositions 8-9).
В состав предложенной лигатуры вход т самые сильные рзскислители дл сплавов на основе железа, кобальта, никел , а также сплавов алнико,The composition of the proposed ligature includes the strongest oxidizing agents for alloys based on iron, cobalt, nickel, as well as alnico alloys,
В табл. 2 приведен химический состав сплавов алнико, обработанных за вл емой лигатурой, и физические свойства сплавов. Количество растворенного кислорода и неметаллических включений в металле меньше , чем в плавках выплавленных с известной лигатурой (см. табл. 2).In the table. Figure 2 shows the chemical composition of alnico alloys processed by the claimed alloy and the physical properties of the alloys. The amount of dissolved oxygen and nonmetallic inclusions in the metal is less than in melts melted with a known ligature (see table. 2).
В табл. 2 приведено общее содержание кислорода, вход щего как в состав неметаллических включений, так и растворенного в металле.In the table. Figure 2 shows the total oxygen content, which is included in both nonmetallic inclusions and dissolved in metal.
В общем виде зависимость понижени магнитных свойств от степени загр знени металла неметаллическими включени ми можно объ снить следующим образом. Вс кие дефекты ферромагнитного кристалла (неметаллические включени , трещины, газовые пузыри и поры, границы зерен и границы блоков, химические и газовые неоднородности) привод т к местному замыканию магнитного потока, что в конечном счете уменьшает результирующую намагниченность насыщени , т.е. магнитные свойства снижаютс .In general terms, the dependence of the decrease in magnetic properties on the degree of contamination of the metal with non-metallic inclusions can be explained as follows. All defects of a ferromagnetic crystal (non-metallic inclusions, cracks, gas bubbles and pores, grain boundaries and block boundaries, chemical and gas inhomogeneities) lead to local closure of the magnetic flux, which ultimately reduces the resulting saturation magnetization, i.e. magnetic properties are reduced.
Отступление от состава за вл емой лигатуры приводит к понижению магнитных, механических и окалиностойких свойств.Deviation from the composition of the claimed ligature leads to a decrease in magnetic, mechanical, and scale resistant properties.
Способ введени лигатуры в обрабатываемый сплав зависит от примен емой технологии выплавки сплава, причем остаточные содержани элементов в магнитном сплаве не должны превышать: гафний - 0,3 мас.%, ниоби - 0,8 мас.%, кремни -0.4 мас.%, марганца - 1,5 мас.%, циркони - 0,3 мас.%.The method of introducing the ligature into the alloy being processed depends on the alloy smelting technology used, and the residual content of elements in the magnetic alloy should not exceed: hafnium - 0.3 wt.%, Niobium - 0.8 wt.%, Silicon - 0.4 wt.%, manganese - 1.5 wt.%, zirconium - 0.3 wt.%.
В результате применени предложенной лигатуры получают сплавы с повышенной окалиностойкостью, более чистые по кислороду и неметаллическим включени м, с повышенными механическими и магнитными свойствами.As a result of the application of the proposed ligature, alloys with increased scale resistance, more pure in oxygen and nonmetallic inclusions, with improved mechanical and magnetic properties are obtained.
(56) Дт. Роббит. Практика электроплавки. Металлургиздат, 1960, с. 217.(56) Dt. Robbit The practice of electric melting. Metallurgizdat, 1960, p. 217.
Авторское свидетельство СССР № 522255, кл. С 22 С 35/00. 1974.USSR copyright certificate No. 522255, cl. C 22 C 35/00. 1974.
Легирование ниобием магнитотвердых сплавов на основе Fe-Co-Ni-AI, В. М. Кузнецов , Извести АН СССР. - Металлы, 1977, ,c. 139-143.Niobium alloying of hard magnetic alloys based on Fe-Co-Ni-AI, V. M. Kuznetsov, Lime, Academy of Sciences of the USSR. - Metals, 1977,, c. 139-143.
смcm
отfrom
УAt
ss
с ю with y
(О(ABOUT
I1 2003727 &I1 2003727 &
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5044083 RU2003727C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Master alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU5044083 RU2003727C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Master alloy |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2003727C1 true RU2003727C1 (en) | 1993-11-30 |
Family
ID=21605178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU5044083 RU2003727C1 (en) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | Master alloy |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2003727C1 (en) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230132C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Соликамский магниевый завод" | A foundry alloy |
| RU2230816C2 (en) * | 2002-09-11 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "Соликамский магниевый завод" | Method of production of magnesium-zirconium foundry alloys |
| RU2247790C2 (en) * | 2002-04-15 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Соликамский магниевый завод" | Addition alloy |
| RU2287601C1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Method for preparing zirconium-containing master alloy |
| RU2313591C2 (en) * | 2005-12-19 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Method for producing zirconium-niobium master alloy |
| RU2796507C1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-05-24 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method for obtaining zirconium-niobium alloy |
| WO2023239254A1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method for producing a zirconium-niobium master alloy |
-
1992
- 1992-05-26 RU SU5044083 patent/RU2003727C1/en active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2230132C2 (en) * | 2002-04-15 | 2004-06-10 | Открытое акционерное общество "Соликамский магниевый завод" | A foundry alloy |
| RU2247790C2 (en) * | 2002-04-15 | 2005-03-10 | Открытое акционерное общество "Соликамский магниевый завод" | Addition alloy |
| RU2230816C2 (en) * | 2002-09-11 | 2004-06-20 | Открытое акционерное общество "Соликамский магниевый завод" | Method of production of magnesium-zirconium foundry alloys |
| RU2287601C1 (en) * | 2005-05-03 | 2006-11-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет)" | Method for preparing zirconium-containing master alloy |
| RU2313591C2 (en) * | 2005-12-19 | 2007-12-27 | Открытое акционерное общество "Чепецкий механический завод" (ОАО ЧМЗ) | Method for producing zirconium-niobium master alloy |
| RU2796507C1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-05-24 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method for obtaining zirconium-niobium alloy |
| WO2023239254A1 (en) * | 2022-06-08 | 2023-12-14 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Method for producing a zirconium-niobium master alloy |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4120704A (en) | Magnetic alloy and processing therefor | |
| RU2003727C1 (en) | Master alloy | |
| JPH04193706A (en) | Refining method for silicon | |
| CN102758096A (en) | Process for preparing nickel-based high-temperature alloy material for nuclear power plant flow restrictor | |
| CN110760764B (en) | Iron-nickel-based Al-containing high-strength constant-expansion alloy | |
| US3052576A (en) | Metal composition having improved oxidation- and corrosion-resistance and magnetic characteristics, and method of preparing same | |
| JPS6263626A (en) | Production of low oxygen ti alloy | |
| CN116949340A (en) | Rare earth cerium modified anisometric high-entropy alloy and preparation method thereof | |
| RU2035521C1 (en) | Method for production of heat-resistant cast nickel alloys and castings with directional and monocrystalline structure | |
| US5441578A (en) | Method for producing soft magnetic alloys with very high permeability and alloys resulting therefrom | |
| RU2061269C1 (en) | Alloy for permanent magnets and its production process | |
| US4375371A (en) | Method for induction melting | |
| KR102588732B1 (en) | Ti-15Zr manufacturing method with improved casting process applied | |
| JPH05295470A (en) | Method of deoxidizing titanium or titanium alloy | |
| JP3645821B2 (en) | Method for producing Fe-Ni permalloy alloy | |
| CN117305611B (en) | Nickel-copper alloy electroslag remelting method | |
| JPH04111962A (en) | Production of high-speed tool steel | |
| SU1746162A1 (en) | Working medium of magnetic refrigerating machine | |
| RU2690867C1 (en) | Mixture for producing thermostable magnetic alloys with rare-earth metals based on nd-fe-b system | |
| JPS62244561A (en) | Manufacturing method for low-oxygen hollow castings | |
| SU359278A1 (en) | METHOD FOR OBTAINING ALLOYS FOR PERMANENT MAGNETS | |
| SU1044653A1 (en) | Alloy for reducing, alloying and modifying steel | |
| SU1747527A1 (en) | Alloying additive for producing magnetically hard alloys | |
| RU1198974C (en) | Alloy | |
| RU2243280C1 (en) | Method of melting ferro-titanium of high purity in induction furnace |