6. Технология измельчения и прессования сплавов магнитов SmCo5.

Не сильно зависит от размера отдельных частиц. Соединения РЗМ с кобальтом очень хрупки, поэтому порошок из них получают путем механического дробления в различных мельницах: шаровых, вибрационных и механических ступах. Вид измельчения определяет оптимальное время измельчения и окончательные магнитные свойства. При грубых интенсивных режимах размола Нс порошка достигает своих максимальных значений после нескольких минут размола. Более мягкие режимы, например в шаровых мельницах, требуют размола в течение нескольких часов, при этом легче контролировать качество порошка в процессе размола. Для предотвращения окисления порошка при дроблении размол ведут в жидких средах (спирте, бензоле, толуоле), при этом улучшается остаточная намагниченность и прямоугольность петли гистерезиса порошка.

При длительном времени дробления наблюдается явление «перемола», когда Нс порошка↓ с ↑ продолжительности дробления. Явление «перемола» связывают с увеличением доли поверхностных слоев с повышенной плотностью дефектов при сильном измельчении порошка. Для частичного восстановления магнитных свойств такого порошка его обрабатывают в слабокислых растворах (рН ~4,5-5,0). В результате такой обработки происходит стравливание поверхностных искаженных слоев и удаление окислов. Для защиты поверхности частиц порошка от окисления наносят на поверхность тонкий слой металла, что позволяет увеличить Нс порошка.

Получение текстуры осуществляется путем прессования порошка в магнитном поле.

1. прямое прессование в металлической матрице

а) направление прессования перпендикулярно магнитному полю (рис. 220, а); Приложенное усилие при прессовании и магнитное поле взаимно перпендикулярны. В этом случае цепочки частиц, выстроившиеся вдоль поля, не разрушаются при механическом воздействии, что позволяет увеличить степень текстуры А до 0,9.

б ) направление прессования совпадает с направлением ориентирующего магнитного поля (рис в) направление прессования совпадает с направлением магнитного поля степень, текстуры А не превышает 0,8. Это связано с тем, что под действием магнитного поля порошинки выстраиваются своими осями легкого намагничивания по полю, образуя цепочки частиц. Однако, приложенное в этом же направлении усилие, приводит к нарушению ориентировки частиц и к ухудшению текстуры

2 изостатическое прессование в магнитном поле. (рис б)

Получены самые хорошие результаты, когда магнитное поле совпадает по направлению с действием усилий при прессовании.

Технология: Прессуемый порошок помещается не в саму пресс-форму, а в специальную эластичную втулку 6. Происходит прессование, усилие передается вдоль оси пресс-формы и через эластичную втулку по радиусам. Прессуемый порошок находится как бы в условиях всестороннего сжатия. Цепочки порошинок, выстраивающиеся под влиянием магнитного поля, не разрушаются, так как на них действует боковой подпор, передаваемый через эластичную втулку. В таких условиях прессования в магнитном поле 2400 кА/м и при давлениях около 3,0 ГПа удается получать степень текстуры до 0,96—0,98. Полученная текстурованная заготовка со степенью текстуры более 0,95 обладает, низкой ρотносит= 0,65—0,70. Её увеличивают методом всестороннего обжатия. Полученная после текстурования заготовка помещается в специальный контейнер, заполненный жидкой средой. Внутри контейнера создается давление. В результате всестороннего сжатия происходит уплотнение заготовки. Прессованный материал предохраняют от проникновения внутрь него сжимающей жидкости. При таком методе уплотнения путем всестороннего сжатия требуются очень высокие давления. Чтобы повысить относительную плотность от 0,7 до 0,85, необходимо приложить давление около 3,0 ГПа. При дальнейшем увеличении давления возрастание относительной плотности замедляется.

Лучший результат дает видоизмененный способ уплотнения, который можно назвать деформацией в условиях всестороннего сжатия. Схема, как и в первом случае уплотнения, текстурованная заготовка помещается в специальный гидростат. В результате перемещения пуансона в жидкости создается давление. Конструкция и размеры гидростата подбираются такими, чтобы к моменту создания давления внутри жидкости около 2,0 ГПа пуансон коснулся поверхности уплотняемой заготовки. При дальнейшем увеличении нагрузки одновременно с увеличением всестороннего обжатия происходит деформация (осадка) заготовки под непосредственным действием опускающегося пуансона. Происходит деформация заготовки в условиях увеличивающегося по мере увеличения степени деформации всестороннего сжатия. Таким способом при осадке заготовки на 25—30% в процессе приложения нагрузки до 3,5 ГПа можно увеличить относительную плотность от 0,7 до 0,95—0,98. На порошковых магнитах из SmCo₅ после изостатического прессования в магнитном поле и уплотнения путем деформации в условиях всестороннего сжатия были получены высокие магнитные свойства: максимальная магнитная энергия (BН)max около 190 кДж/м³, остаточная индукция 0,93—0,95 Тл и коэрцитивная сила 620—640 кА/м.

Недостатком прессованных магнитов является сложность технологии прессования для получения высокой плотности. Кроме того, прессованные магниты обладают низким уровнем стабильности магнитных свойств при повышении температуры их эксплуатации. Например, магнитная энергия прессованных магнитов из SmCo₅ за 30 ч при температуре около 150С снижается почти вдвое.

Рис. 220. Схема текстуровапия порошковых магнитов: а — усилие прессования Р перпендикулярно магнитному полю Н: 6 — прессование в эластичной втулке; е — усилие Р параллельно полю Н (1 — полюса электромагнита; 2 — подвижной пуансон; 3 — металлическая матрица; 4 — магнит; 5 — неподвижный пуансон); 6 — эластичная втулка