Магнитотвердые сплавы на основе системы Fe – Cr – Co.

Сплавы на основе Fe – Cr – Co явились логическим развитием высококоэрцитивных сплавов с анизотропией полей рассеяния, какими были сплавы на основе Fe – Ni – Al – Co. Главное их достоинство – пластичность.

Марка сплава	Магнитные свойства
	Br , Тл	BHc		(BH)max
		КА/м	Э	кДж/м3	МГс Э
Сплав с изотропным эффектом ТМО
15Co-22Cr-1Ti	1,56	52	650	66,4	8,3
Сплав с анизотропным эффектом ТМО
25Co-30Cr-3Mo	1,15	72	800	40,0	5,0
Сплав с кристаллической и магнитной текстурой
15Co-24Cr-3Mo-1,5Ti	1,54	68	850	76	9,5
Сплав после деформационного старения
16Co-33Cr-2Cu	1,27	72	900	64	8,0
20Co-33Cr-2Cu	1,30	80	1000	88	11,0

Кристаллическую текстуру в сплавах Fe-Cr-Co можно получить несколькими способами: выращивание монокристаллов, поликристаллические магниты со столбчатой структурой, многослойные магниты из быстрозакаленных лент и вторичная рекристаллизация в условиях фазового наклепа. Первые два способа хорошо известны и широко применяются для сплавов на основе Fe-Ni-Al-Co. Третий и четвертый способы были опробованы только для сплавов Fe-Cr-Co. Постоянные магниты со слоистой структурой из сплавов Fe-Co-Cr-Мо после быстрой закалки из жидкого состояния, последующего компактирования тонкой ленты и создания кристаллической и магнитной текстуры могут обладать очень высокими магнитными свойствами (B_r = 1,65-1,78 Тл, Н_c = 160-176 кА/м и (ВН)_max = 114-119 кДж/м³).

Магнитотвердые материалы на основе соединений редкоземельных металлов 3d-переходных металлов.

Трудно переценить тот революционный скачек в области магнитотвердых материалов, который произошел при появлении новых материалов для постоянных магнитов на основе соединений редкоземельных и 3d-переходных металлов. В 70-х годах К.Стрнатом была запатентована технология получения спрессованных порошковых магнитов из соединения SmCo₅. По предлагаемой технологии сплав стехиометрического состава измельчался до среднего размера частиц около 5мкм (практически монокристаллического), что приводило к значениям коэрцитивной силы до 15 кЭ (в 5-10 раз более ранее достигнутых). Затем порошок уплотнялся в присутствии магнитного поля для получения кристаллической текстуры, позволяющей получить остаточную индукцию 9-10 кГс. Максимальная магнитная энергия достигла значения 18 МГсЭ.

Спеченные постоянные магниты на основе соединения SmCo₅

Получение сплава возможно или выплавкой в вакуумных индукционных печах их чистых компонентов или методом прямого восстановления из окислов. При обоих методах получения порошок перед прессованием промывается и просушивается. Средний размер частиц порошка 1-5 мкм. Порошок текстуруется в магнитном поле с дополнительным уплотнением в режиме всестороннего сжатия. Спекание заготовок проводится при температуре 1120-1180^оС в течение 30-60 минут. Возможны комбинации смесей порошка для проведения жидкофазного или твердофазного спекания. Термическая обработка заключается в охлаждении заготовок с температуры спекания до 850-950^оС со скоростью 1,5^оС/мин, выдержки 15-30 мин и дальнейшего охлаждения со скоростью выше 150^оС/мин. Режим термообработки обусловлен метастабильностью соединения SmCo₅. Спекание и термообработку проводят в среде инертного газа. В качестве легирующих элементов используется лантан, вводимый как раскислитель.

Таблица 4

Магнитные характеристики сплавов на основе РЗМ

Состав,% Br, Тл _BHc, кА/м (BH)_max,Дж/м³

Sm Sm+Pr

КС37 36,0-38,5 0,77 540 110

КС37А 35,0-38,5 0,82 560 130

КСП37 36,0-38,5 0,85 520 130

КСП37А 36,0-38,5 0,90 500 145