178071. lajstromszámú szabadalom • Eljárás öntött anizotróp mágnes előállítására
5 178071 6 Ezek az eljárások mind megkövetelik azt, hogy a forma körülbelül 1000 °C-on legyen előmelegítve, és az olvadék beöntése után olyan hőmérsékletre kerüljön, amely hőmérsékleten még kristály csírák nem képződhetnek. Ez a követelmény azonban 5 kizáqa az egyszerű és olcsó héjforma alkalmazását. A jelen találmánnyal olyan eljárás kidolgozása a célunk, amely lehetővé teszi öntött anizotrop mágnesek előállítását az öntőforma melegítése nélkül, és amelynek segítségével az előállított 10 mágnesek irányítottan dermedő térfogathányada jelentős mértékben megnövelhető. A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldjuk meg, hogy a formába öntött olvadékot a majdani mágnestér irányára merőleges két szemben-15 fekvő felületen, egyidőben hűtjük úgy, hogy ezeken a felületeken a hőelvonás lényegesen erősebb legyen, mint a többi felületen. A két egymással szembenfekvő oldalról történő hőelvonás két oldalról indítja el a krisztallitok 20 növekedését, de mindkét irányból nőve is, például a már említett ALNICO ötvözet esetén, az <100> irányukkal helyezkednek el a krisztallitok a hőelvonás irányában, és ez a mágnesezés szempontjából teljesen egyenragúvá teszi az ellenkező oldalról 25 növő krisztallitokat. Megoldásunkkal az öntvény két felületén lehetséges „jó” hőelvonási viszonyokat biztosítani, azaz lényegesen csökkenteni lehet - az egyoldalon történő hőelvonással szemben — azoknak a felü- 30 leteknek a viszonylagos arányát, melyeken a hőelvonás irányát vagy nagyságát tekintve nem megfelelő. Tehát, ha ezeken a „rossz” felületeken nem is csökkentjük — valamilyen bonyolult, drága módszerrel - a hőelvonás nagyságát, a „jó” felü- 35 leteken induló helyes irányú krisztallitokat tartalmazó anyagrész térfogataránya jelentősen megnő. Ez a térfogatarány nem csak szimmetria okok miatt növekszik, hanem azért is, mert a szilárd olvadék fázishatáron a kristályosodás egész ideje 40 alatt nagyobb hőmérsékletgradiens alakul ki, mint ha ugyanezt az öntvényt csak egy oldalról hűtjük. Az eljárás szerinti hűtést végezhetjük az öntőforma vízszintes vagy függőleges oldalain. Bizonyos 45 esetekben a függőleges oldalak mentén történő hűtés előnyösebb, mert a formába áramló fémolvadék egyidejűleg kerül érintkezésbe mindkét hűtött felülettel. Az eljárás szerinti hűtés lehetővé teszi a fémol- 50 vadék oldalról való bevezetését a formába. Egyoldalú hűtés esetén az oldalról történő bevezetés hatására a hőcentrum aszimmetrikus helyzetbe kerül, s ezáltal az oszloposán növekvő krisztallitok egy része nem a kívánt irányba nő. Ez a 55 körülmény az oldalról történő fémbevezetést, és ezáltal a fürtben történő öntést, nem teszi lehetővé a mágneses tulajdonságok romlása nélkül. A kétoldali erélyes hűtés ezt a hatást nagymértékben csökkenti, és ezzel lehetővé teszi a gazdasá- 60 gosabb és technológiailag előnyösebb fürtben öntést. A fémolvadékot általában hűtetlen felületek egyikén vezetjük be. Nincs azonban akadálya annak sem, hogy az olvadék bevezetés egyidejűleg 65 több felületen át történjék. Bevezethető a fémolvadék akár a hűtött felületeken át is. Minthogy a találmány szerinti eljárás foganatosításához forma előmelegítésére nincs szükség, alkalmazhatók olyan olcsó megoldások is (például héjformázás), amelyek előmelegítés esetén nem használhatók. (A héjformák ugyanis nem bírják ki a melegítést.) Ha az öntést maggal végezzük és az öntőmag a két hűtött felület között helyezkedik el, biztosítani kell, hogy a maggázok eltávozhassanak. A hagyományos megoldásnál az öntőmag mindenképpen érintkezett a forma valamely nem fémből készült oldalával, így ilyen probléma nem jelentkezett. A találmány szerinti eljárás alkalmazásakor ilyen esetben a maggázok eltávozásának biztosítása érdekében a hűtőlapot át kell fúrni. Célszerűen a furaton át perforált csövet vezetünk a mag belsejébe, amelyen át a gázok távozhatnak. A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti eljárás foganatosítását mutatja be két oldalról hűtött héjformában, a 2. ábra vázlat a maggázok elvezetését szolgáló megoldásra, a 3. ábrán egy két oldalról hűtött öntvény töret felülete látható, a 4. ábra a hagyományos eljárással készített mágnes öntvény, az 5. ábra pedig a találmány szerint öntött mágnes oszlopkristályos térfogathányadát mutatja. Az 1. ábrán látható berendezésben középen furattal ellátott, négyzet keresztmetszetű lapos mágnesöntvényt állítottunk elő. A mágnes anyaga Alnico 5 jelű ötvözet volt. Az ötvözetet nagyfrekvenciás indukciós kemencében, nagytisztaságú színfémekből olvasztottuk. Az öntési hőmérséklet 1550 °C volt. A fenti öntvényeket elkészítettük a hagyományosabb, egy oldalról történő hűtéssel is, vízhűtéses acéllapra helyezett héjformával. A kétoldalú hűtést ugyanennek a héjformának felhasználásával valósítottuk meg. A forma felső részét eltávolítottuk, s csak az oldalfalak maradtak héjból. Az így kapott 1 héjformát 7 öntőlapra helyeztük. Erre alulról a 9 hűtőtáska volt hegesztve. A 2 magtámasz az öntőlapra volt erősítve. Erre húztuk a 3 magot. A formát felülről a 8 hűtőtáskával zártuk le. A hűtővizet az 5 bevezetőkön a hűtendő felületre merőlegesen vezettük be és a ó elvezetőkön el. Az olvadékot a formába a 10 tölcsér és 11 beömlőn keresztül vezettük be. A beömlőrendszert 4 furángyantás homokkal rögzítettük. Minthogy a találmány szerinti eljárás foganatosításakor az öntőformába helyezett magot mindkét végénél fémlap határolja, biztosítani kell az öntés során keletkező maggázok elvezetését. Míg a hagyományos megoldásoknál a gázok az öntőhomokon keresztül eltávozhatnak, a találmány szerinti két hűtőlap alkalmazása esetén a gázbuborékok csak a fémolvadék felé tudnának kiszabadulni, ami nyilvánvalóan az öntvény minőségének romlását 3
