книги из ГПНТБ / Лившиц Б.Г. Высококоэрцитивные сплавы на железоникельалюминиевой основе

Спекаемые магниты загружают в печь на специальных лодоч­ ках. Лодочки изготовляют из графита или путем сварки двух­ слойных пластин, полученных металлокерамическим способом из порошка железа и смеси порошка железа с окисью алюминия [115], причем железный слой образует внутреннюю поверхность лодочек, а слой с окисью алюминия — наружный. Такие лодочки

имеют довольно продолжительный срок службы и удобны в экс­

плуатации, так как совершенно не привариваются друг к другу и к поду печи. Лодочки со опекаемыми магнитами постепенно продвигаются через горячую зону печи и по окончании процесса спекания выдаются в зону с контролируемым охлаждением. Ско­

рость охлаждения в этой зоне должна обеспечить оптимальные магнитные свойства спеченных магнитов. Однако имеются выс­ казывания [118], что при такой технологии трудно получить оди­ наковые магнитные свойства у всех магнитов и рекомендуется производить окончательную термическую обработку, отдельно

после спекания.

Несмотря на отмеченные недостатки металлокерамического способа, последний является значительно более экономичным по сравнению с литейным способом при массовом производстве мел­ ких магнитов, особенно при весе магнитов от долей грамма до 30—40 а. С увеличением веса магнитов это преимущество быстро уменьшается, но согласно работе [118], металлокерамический способ уже может конкурировать с литейным способом при весе магнитов до 500 г.

Развитие производства магнитов металлокерамическим спо­

собом и его экономическая эффективность в основном зависят от

уровня развития производства металлических порошков и их стоимости, а также от дальнейшего усовершенствования техно­ логии.

Наряду с металлокерамическим способом для производства

мелких магнитов получает все большее применение металлоплас­ тический способ. Металлопластические магниты или пресс-магни- ты изготовляют путем прессования смеси мелко раздробленного

магнитного сплава с небольшим количеством полимеризующейся

смолы при температуре ее полимеризации. В качестве связки при изготовлении этих магнитов, кроме смолы, можно применять так­ же цементы,, жидкое стекло и т. п. Для этой же цели можно вос­ пользоваться предварительным омеднением порошка магнитного сплава химическим путем. В СССР металлопластический спо­ соб впервые предложен А. С. Займовским с сотрудника­ ми [119].

В технологическом отношении металлопластические магниты так же, как и металлокерамические, имеют большие преиму­ щества перед литыми магнитами: отпадает необходимость фор­ мовки по моделям сложных форм, устраняются литейные пороки (усадочные раковины, рыхлость, пузыри, трещины), исключает­ ся механическая обработка, возможна запрессовка арматуры,

149

однородность продукции по физическим и механическим свой­

ствам, высокий процент выхода годного.

Главным недостатком металлопластических магнитов являет­ ся сравнительно низкая остаточная индукция, составляющая 45-—65% от остаточной индукции литого сплава и еще более низ­ кая удельная максимальная магнитная энергия, так как, кроме снижения остаточной индукции, на этой характеристике отрица­ тельно сказывается меньшая выпуклость кривой размагничива­ ния у пресс-магнитов по сравнению с литыми и металлокерами­ ческими магнитами.

Несмотря на эти недостатки, применение мепаллопластических магнитов в ряде случаев оказывается значительно выгоднее литых и отчасти металлокерамических магнитов. Основным преи­ муществом пресс-магнитов перед спеченными магнитами явля­

ется значительно меньшая стоимость сырья (можно использовать

даже отходы при производстве литых магнитов) и гораздо бо­ лее простая технология их изготовления.

В работе [119] подробно изложено исследование влияния раз­ мера частиц порошков сплава, количества связывающей смолы

идавления при прессовании на получаемые магнитные характе­

ристики пресс-магнитов. С увеличением давления прессования заметно растет плотность и остаточная индукция пресс-магнитов.

Коэрцитивная сила не зависит ни от количества смолы, ни от давления при прессовании. Существенное влияние на плотность

ина остаточную индукцию оказывает размер частиц порошка

сплава.

На основании этих данных авторы в качестве оптимальных условий принимают размер частиц порошка сплава в пределах 8G0—250 мк, содержание смолы 7—10% в зависимости от крупно­ сти порошка и требований к поверхности магнитов, давление должно обеспечить плотность 5,0—5,2 г/см3. При этих условиях

можно получить у магнита из сплава алии В г — 3500 гс Н с =

Значительное снижение остаточной индукции по сравнению слитыми магнитами авторы объясняют уменьшением до 70% ак­ тивного поперечного сечения магнита за счет неферромагнитной части (смола, поры) и наличием большого внутреннего размаг­ ничивающего фактора у частиц сплава, разобщенных неферро­ магнитными прослойками. Этот фактор также является причиной заметного уменьшения выпуклости кривой размагничивания. Не­ большое снижение коэрцитивной силы (менее 10%), по их мне­ нию, связано со снятием некоторой части напряжений при дроб­ лении в порошки.

Аналогичные данные получены также в работе [120]. Здесь же была исследована зависимость магнитных свойств пресс-магни­ тов из сплавов алии и алниси от содержания магнитномягкой фа­ зы. Получены интересные данные о величине магнитных свойств

150

в том случае, когда пресс-магниты изготовлены из смеси порош­ ков сплавов, сильно различающихся по остаточной индукции и

коэрцитивной силе. В зависимости от соотношения магнитнотвер­ дых фаз в пресс-магните, величина остаточной индукции возрас­ тает или падает по закону прямой линии, и поэтому легко может быть подсчитана, если известен состав смеси и остаточная индук­ ция сплавов, входящих в смесь. Коэрцитивная сила снижается с увеличением содержания фазы с меньшей Нс, но в этом случае зависимость не является прямолинейной.

Интересной особенностью мегаллопластических магнитов яв­ ляется то, что при их изготовлении более выгодно применять сплавы с большой коэрцитивной силой даже в том случае, если

они имеют пониженную остаточную индукцию [121]. Это объяс­ няется тем, что у сплавов с большой коэрцитивной силой меньше сказывается размагничивающее действие полюсов частиц сплава

на уменьшение остаточной индукции.

Метод экспериментального определения коэффициента внут­ реннего размагничения Nt разработан Л. Ш. Казарновским

[122]. Им же определена зависимость этого коэффициента от со­ держания ферромагнитной фазы в металлопластическом магни­ те и дана методика построения полного гистерезисного цикла.

В качестве связующей добавки при изготовлении металло­ пластических магнитов наиболее часто применяется бакелитовая смола. Давление при прессовании выбирается от 5 до 10 т!см2 в

зависимости от состава смеси, а также от формы и размеров маг­ нита [113]. Недостаточное давление приводит к уменьшению плотности и ухудшению магнитных и механических свойств. Дав­ ление более 10 т!см\ хотя и дает некоторое улучшение свойств, приводит к большому износу пресс-форм.

С увеличением крупности порошков сплавов магнитные свой­ ства металлопластических магнитов повышаются, но при этом за­

метно уменьшается их механическая прочность. Поэтому размер частиц следует выбирать так, чтобы обеспечить сочетание хоро­ ших магнитных свойств с достаточной механической прочностью.

Рекомендуется [121] для изготовления крупных магнитов приме­ нять порошки с размером частиц 500—800 мк, а для изготовле­ ния мелких магнитов 100—250 мк.

Прессование производится при ~160°, при этом одновремен­ но происходит и полимеризация смолы. Поверхность металло­ пластических магнитов получается гладкой и блестящей и не требует механической обработки. По прочности они в несколько раз превосходят литые магниты. Предел прочности на сжатие

составляет 12—15 кг/мм2, а на разрыв—около 12 кг!мм2, в то

время как у литых магнитов предел прочности на разрыв состав,

ляет только 3—6 кг!мм2. Это позволяет применять металлоплас-

тические магниты в быстровращающихся системах. Последнее об­

легчается также возможностью запрессовки осей и другой арма­ туры в процессе изготовления металлопластических магнитов.

151

Магнитные свойства металлопластических магнитов по дан­

ным [113] приведены в табл. 24.

Применение металлопластических магнитов наиболее целесо­

Депре, подвижные дисковые магниты спидометров и электроиз­

мерительных приборов. Применение их также весьма целесооб­ разно в тех случаях, когда на постоянное поле, создаваемое маг­

нитом, накладывается переменное магнитное поле, так как ме­

152

ЛИТЕРАТУРА

1.J. Mishima. Ohm, Juli, 19, 353, 1932.

2.Б. Г. Лившиц. Конференция по постоянным магнитам и унистоляр-

;ным машинам. Сборник докладов, Энергоиздат, 1940, стр. 153.

3.Б. Г. Л и в ш и ц и М. Н. Раевская. Прецизионные сплавы. Сбор­ ник трудов ЦНИИЧМ, вьип. 15, 1956, стр. 360.

4.J. A. Rabbit а. Т. Fuj u а г a. The Far. Eastern Review, v. 28, 451,

1932.

5.В. С. Меськин, Б. Е. Сомин и Ю. М. М а р г о л ин. Сообщения

института металлов, Л., 1934, № 16, стр. 60.

6. А. С. 3 а й м о вс к и й и Б. Г. Лившиц. Качественная сталь, 1933,

№5—6, 42.

7.W. Koster. Stahl und Eisen, Bd. 53, 849, 1933.

8.А С. Займовский и Б. Г. Лившиц. Качественная сталь, 1935,

№2, 28.

9.В. С. Меськин и Б. Е. Сомин. Качественная сталь, 1935, № 2,

стр. 20—28.

10.W. Koster. «Arch. Eisenhiittenwes.», Bd. 7, 1933, 19—34, № 4, S. 257.

11.J. S n о e k. Physica, VI, 321, 1939.

12.Б. Г. Лившиц и Д. А. Гринта уз. Качественная сталь, № 10,

Н. Я. Дроздов. Электричество, 1937, № 20, стр. 22.

15. Б. Г. Л и в ш и ц. Высококоэрцитивные сплавы, Металлургиздат, 1945. 46. Б. Г. Л ив ш и ц. Сталь, 1941, № 6, стр. 40.

17. К. Honda. Sci. Rep. Tohoku Univ., 23, p. 119, 1934.

18. A С. 3 а й мювс1ки й и П. И. Д e н и с ов. Качественная сталь, 1936,

.№ 10, стр. 31—38.

19.E. Watson. The Engineer, 1924, № 118, p. 274—276, 302—304.

20.Б. Г. Л и в ш и ц и Л. А. Ч у дн о в с к а я. Качественная сталь, 1938,

№3, стр. 42—46.

21.А. С. Займовский, П. И. Д е н и с о в и В. С. В о л ь .к ен ш т е й я.

Сталь, 1938. № 5, стр. 60—-64.

22. W. Bet t eridge. Journ. Iron and Steel Inst., 1939, v. CXXXIX, ■стр. 187—210.

23.Б. Г. Лившиц и Л. Е. Конторович. Сталь, 1939, № 8, стр. 26.

24.D. А. О I i v е г a. J. W. S h е d d е n. Nature, July, 30, 1938.

25.F. Kayser. The Engineer., 20, 9, 1940.

26.А. С. Займовский и Л. M. Львова. Сталь, 1945, № 4.

27. Б. Г. Л и вш иц и А. Б. Л а п у к. Сталь, 1946, № 9—10, 584.

28.Я. М. Д о в г а л ев с ки й. Литейное производство, 1954, № 6.

29.Я. М. До в г а л ев с к и й. Сплавы для постоянных магнитов, Металлургиздат, 1954.

30.D. G. Ebeling a. A. A. Burr. Journ. of Metals, 1953, v. 5, № 4,

•стр. 537.

31. D. G. E b e 1 i n g. U. S. Patent 2.295.082 (Appl. January, 10, 1948). 32. A. J. Bradley a. A. Taylor. Proc. Roy. Soc., 1938 (A), 166, 353.

155

33.A. J. Bradley. Journ. Iron a. Steel Inst., 1946, 163, 2, 19.

34.О. С. Иванов. ДАН СССР, 78, 1157, 1951.

35.A. Bradley a. J. Rodgers. Proc. Roy Soc. 1934, A. 144, p. 340.

36.Б. Г. Лившиц и В. С. Львов. Труды Моск, института стали,

об. XXXIII, Металлургиадат, 1955, стр. 75.

37.Н. Н. Буйнов и Р. М. Л ер иямая. ДАН СССР, 79, № 1, 1951.

38.Н. Н. Буйнов и В. В. Клюшин. ДАН СССР, 80, № 5, 1951.

39.Н. Н. Буйнов и В. В. Клюшин. Изв. АН СССР, серия физ., 16,

№6, 1952.

40.R. D. Heidenreich а. Е. A. Nesbitt. Journ. Appl. Phys., 1952, v. 23, № 3.

41.В. И. Дрожжина, М. Г. Луж1инская, Я. С. Шур. ЖТФ, 19,

1, 1949, 45.

42.Б. Г. Лившиц. ЖТФ, 10, 1940, 1981.

45.K. Becker u. F. Ebert. Z. Physik, 16, 165, 1923.

46.P. M erica. Tr. Am. Soc. Steel Treat, 881, 1929.

47. W. Such smith. Proc. Roy. Soc., 1939 (A), 171, 525.

48. A. J. В r a d 1 e у a. A. T о у 1 о г. Journ. Inst. Metals Met. Abstracts, 1940, 66, 2, 53.

49.H. Lipson a. A. Taylor. Proc. Roy. Soc., 1939 (A), 173, 953, 232.

50.С. T. К о н о б e e в с ки й. Известия сектора физ.-хим. анализа, т. 16, 1943, стр. 19.

51.Н. Jones. Proc. Roy. Soc., A. 1934, v. 144, p. 225, v. 147, p. 396.

52.S. T. Konobejwsky. Annalen der Physik, 26, 2, 1936, 97.

53.Syuity Kiuti. Rep. Aeronaut. Research. Inst., Tokyo Imp. Univ.,

1938, 13, 553.

54.А. И. Ком a p и Д. M. Тарасов. ЖТФ, 10, 745, 1940.

55.О. С. (Иванов. АН СССР, Изв. сект. физ.-хим. анализа, 19, 503,

1949.

56.Ю. А. С каков. ДАН СССР, 79, 1951, 77.

57.Б. Г. Лившиц и В. С. Львов. Физика металлов и металловеде­

ние, т. 1, вып. 1, 455, 1955.

58.A. J. Bradley. Journ. Iron a. Steel Inst., 168, 3, 1951. 233.

59.A. J. Bradley. Journ. Iron a. Steel Inst., 171., 1, 1952, 41.

60.W. Dann oh 1. Arch. Eisenhiittenwes., 7, 1942, 324.

тротехнике, Энергоиздат, 1949.

63.R. G 1 о с к е г, К. Р f i s t е г u. Р. Wiest. Arch. Eisenhiittenwesen,

Bd 8. 1935, 561.

68.Б. Г. Лившиц и Л. Львова. ЖТФ, 7, 1937, 498.

69. Merica Scient. Papers Bur. Standards, 15, 105, 1919.

70.Davenport a. Bain. Am. Inst. Met. Eng. Iron—Steel Divis., 1930,-

71. Б. Г. Лившиц и А. Г. P a x ш т а д т. ЖТФ, № 11—12, 1941.

72.G. М a s i n g. Probleme d. techn. Magnetisierungskurve, 1938, 127.

73. С. T. Конобеевский. ЖЭТФ, 13, 1943, 418.

74.E. И. Кон д орский. ЖЭТФ, 7, 1937, 1117.

75.E. И. Кондо рек ий. ЖЭТФ, 10, 1940, 420. ДАН СССР, 70, 215,

1950; 74, 1950, 213, 80, 197, 1951; 82, 1952, 365.

76 Н. Н. Булгаков и Е. И. Конторский. ДАН СССР, 69, № 3,

1949.

77. A. Geisler. Trans, of Americ. Soc. Metals, 1951, 43.

156

78.F. Nabarro. Proceedings Phys. Soc., 52,-1940, 289.

79.H. H. Сирота. Труды НТО черной металлургии, т. VI, Металлург-

издат, стр. 152, 1955.

80.О. С. Иванов, Ю. М. Казимиров и О. А. Новикова. ДАН

СССР, 81, № 2, 1951.

81.Г. В. Акимов. Основы учения о коррозии и защите металлов, Me-

таллурпиздат, 1946.

82.Gulbransen a. Hickman. Ind. a. Eng. Chemistry, 1946, v. 18,

№6.

83.С. T. Конобеевский. ЖЭТФ, 13, 1943, 418.

84.H. Г. Сушкин. Электронный микроскоп, Гостехтеоретиздат, М.—Л.,

1949.

85. R. М. В о z о rth a. J. F. D eh 1 i n g e r.Phycies, 1935, 6, 279, 285

86.Л. А. Шубина и Я. С. Шур. ЖТФ, 19, 1949, 88.

87.С. Kittel, Е. Nesbitt, W. Shockley. Phys. Rev., 1950, 77, 739.

88.В. Jones a. Emden. Phil. Techn. Rev., 1941, 6, 8.

■89. P. Бозорт. Ферромагнетизм, ИЛ., 1956.

90. E. A. Nesbitt a. R. D. H e i d e п r e i c h. Journ. Appl. Physics., v. 23, № 3, 1952, 366.

91.F. Edwin Cone. Metals and alloys, 1939, № 10, 293—297.

92. В a i г s t o. Roy Aeronautical Society, 1940, II, v. 44, № 350, p. 75. 93. H. Г. Шульга, Ю. А. С к а к о в, В. С. Львов. Научные записки

Львовского политехнического института, Изд. Львовского политехнического института, 1955, в. 31, серия машиностроительная, № 7, стр. 13—20.

96.J.Н. Goss. Metals and Alloys, 1942, v. 15, p. 576.

97.В.И. Фундатор. Литниковые системы и заливкаметаллов, Маш-

гиз, 1951.

98.Д. С. Соек.ин. Труды конференции по литью в металлические фор­ мы, Машгиз, 1953.

99.Engineering, 1956, 181, № 4709.

100.Я. М. Д о в г а л е в с к и й. ЖТФ, 1952, т. XXII, вып. 1.

101.Г Ф. Голов ин и А. А. Ш е к а л о в. ЖТФ, 1954, т. XXIV, вып. 8.

102.Я. М. Д о в га л е в с к и й. Промышленная энергетика, 1952, № 8.

103.Левинсон. Электроискровая обработка металлов, Лениздат, 1957.

104.F. Polzgutter. Nickel—Berichte, 1933, № 1.

105.А. А. Кузнецов. Металлург, 1938, № 7—8.

106.Л. M. Львова. Электричество, 1944, № 4.

107.А. С. Займовский и Л. А. Чудновская. Магнитные мате­

риалы, Госэнергоиздат, 1957.

108. К. Kronnenberg. Arch. Eisenhiittenwesen, 1953, Bd 24, № 9,

S.441.

109.L. Neel. Journ. Phys. Rad., 1950, № 11, p. 49, 1951, № 12, p. 338

НО. А. С. Кантер. Электричество, 1936, № 18, стр. 24.

111.W. Hot op. Stahl u. Eisen, 1941, H, 49, S. 1105.

112.В. В. Усов. Электричество, 1944, № 1.

113.А. Б. Альтман. Труды Первой Всесоюзной конференции техно­

логии предприятий Министерства производства средств связи (МПСС). Тех­ нологическая и инструментальная секция. Изд. БТИ, МПСС СССР, М.,

1948.

114.А. Б. Альтман. Электричество, 1954, № 6, стр. 65.

115.G. Howe. Iron Age, 1940, v. 145, № 2, p. 27.

116.Fahlenbrach. Arch. Eisenhiittenwes., 1949, 20, S. 301.

117.Iron Coal Trades Rev., 1947, v. 154, p. 928.

118. W. Z u m b u s c h. Stahl und Eisen, 1940, Bd 60, 889.

119. А. С. Займовский, Л. Ш. Казарновский и И. И. Кифер. Вестник электропромышленности, 1947, № 5, стр. 19.

157