192798. lajstromszámú szabadalom • Javított eljárás kiválással keményedő anizotróp állandómágnes ötvözetek hőkezelésére
3 192798 4 A találmány tárgya javított eljárás kiválással keményedő anizotrop állandómágnes ötvözetek hőkezelésére, amelynek során az anyagot az cc egyfázisú oldat hőmérséklettartományában: 1200-1300 °C-on homogenizáljuk, majd gyorsan lehűtjük mágneses térben és utána a megeresztést folyamatosan, hóntartási lépcsők beiktatása nélkül végezzük. Ismeretes, hogy a mágneses ötvözetek lemágnesezési görbéik alapján két csoportba oszthatók:- mágneses lágy ötvözetek és- mágnesesen kemény ötvözetek vagy állandó mágnesek. A leggyakrabban használatos, kiválással keményedő keménymágneses ötvözetek közé tartoznak az Alnico és a Ticonal néven ismert anyagok. Az ilyen Fe-Ni-Co-Al alapú állandómágnes ötvözetekben a legjobb mágneses tulajdonságokat eddig olyan hőkezeléssel lehetett biztosítani, amelynek során az anyagot 1200- -1300 °C hőmérsékleten, az oc egyfázisú oldat hőmérséklettartományában izzították levegőn vagy védógázban homogenizálás céljából, majd a fázis kiválásának elkerülése érdekében gyorsan hűtötték a szobahőmérsékletig, amelynek során a -g fázist már nem tartalmazó (Összetétel függő) hőmérséklettartományban mintegy 10 perces mágnesteres kezelést végeztek. A nagy kobalttartalmú ötvözeteken ezt a kezelést a mágneses térben állandó hőmérsékleten, kis kobalttartalmú ötvözeteknél egyszerűen mágneses térben végzik. Ezt követi azután a megeresztés hőmérsékletére történő felmelegítés, majd a kétlépcsős, höntartásos megeresztés. A mágnestérben végbemenő bomlás során az cc fázisból aci és 0:2 fázis alakul ki, amelyek közül a ferromágneses oci fázis a külső mágnestér irányába orientálódik. A hőkezelés utolsó fázisa a megeresztés, amely alatt rácsparaméter és mikroösszetétel változások mennek végbe az oci és oc2 fázisok között, a végső összetétel kialakulásáig. A megeresztést általában több lépcsőben végzik, mintegy 25-40 órán át. Az ismertetett hókezelési eljárás alapvető hátránya a rendkívül hosszú megeresztési idő, valamint az a tény, hogy minden ötvözet típushoz különböző megeresztési programot kell alkalmazni és ez a kemence hőfokszabályzását rendkívül bonyolulttá teszi. Ugyanakkor a mágneses tulajdonságok az esetek jelentős részében nem reprodukálhatók. A többlépcsős megeresztés első lépcsőjének hőmérsékletét ugyanis rendkívül pontosan kell betartani, mert néhány fok eltolódás mar a mágneses paraméterek eltolódását eredményezi. A 2 607 683 lajstromszámú NSZK-beli közrebocsájtási irat izotróp mágnesek előállításánál olyan eljárást ismertet, amelynél a magas hőmérsékleten történő homogenizálás után szabályzott hőmérséketű lehűtést végeznek a megeresztési höfoktartomány felső határáig. A megeresztés 650 °C-on és 550 °C-on kétlópcsőben történik, az egyes lépcsőkben többórás hőntartéssal. Ez az eljárás izotróp mágnesek előállítására szolgál, így nem alkalmaznak itt mágnestérben történő hűtést. Kísérleti munkánk célja az volt, hogy a mágneses térben történő hűtés és a megeresztés időtartamát lerövidítsük és emellett a termék mágneses tulajdonságainak romlását megakadályozzuk, sőt ezek javítását érjük el. Meglepő módon azt találtuk, ha az ötvözetet a megeresztési höfoktartomány felső határáig, 650-700 °C hőmérsékletig levegővel vagy védőgázzal hűtjük mágnestérben, 20- -150 °C/perc sebességgel és kívánt esetben eközben 800-850 °C-on 10-20 perces izotermikus kezelést alkalmazunk, majd a megeresztést folyamatosan, hőntartas nélkül végezzük 650-700 °C-ról 500 °C hőmérsékletre 20-50 °C/óra hűtési sebességgel, majd az ötvözetet 500 °C-ról szobahőmérsékletre 100- -120 °C/óra sebességgel hütjük - olyan anizotrop állandómágnest kapunk, amelynek mágneses tulajdonságai nem romlanak, sőt javulást mutatnak. Eljárásunk szerint a megeresztés időtartama lényegesen lerövidíthető, a hagyományos 25-40 óra helyett, 3-8 óra is elegendő. További előnyként azt említhetjük, meg hogy különböző kobalttartalmú ötvözetek megeresztése lényegileg azonos módon végezhető. így leegyszerűsíthető a kemence hőmérsékletszabályzása és a hőkezelési folyamat egyszerűbben, gazdaságosabban megvalósítható. A homogenizálási hőmérséklet és a megeresztés felső hőmérséklete között a hűtést 20-150 °C/perc sebességgel kell végezni. Ha izotermikus kezelést is végzünk, a hűtést a homogenizálási hőmérséklet és az izotermikus kezelés között 80-140 °C/perc sebességgel végezzük. Az izotermikus kezelés és a megeresztés felső határa között az anyag hűtési sebessége előnyösen 60-100 °C/perc. A megeresztés első hőmérséklete alatt a hűtési sebesség 100-120 °C/óra. A fenti módon a kiválásosan keményedő anizotrop állandómágnes ötvözetek megeresztése 3-8 óra alatt elvégezhető. Találmányunk szerint az ötvözetek nagy koercitív erejű állapotát meghatározó spinodális bomlás első stádiuma 650-700 °C-on, mágneses térben játszódik le és lehetővé vélik a megeresztési idő lerövidítése a bomlás második stádiumában. A homogenizálási hőmérsékletről a megeresztés felső hőmérsékletéig mágnestér egyidejű hatása mellett történik a hűtés, így nem szükséges a darabok egész térfogatában egyenletes hőmérséklet kialakulása a hőkezelés kezdetén, ezért az 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3
