199904. lajstromszámú szabadalom • Eljárás javított minőségű, ritkaföldfém-kobalt alapú ötvözetporok előállítására
1 HU 199904 B 2 A találmány szerinti eljárás során a fémek ötvözését vákuumindukciós olvasztókemencében végezzük. A mágnesötvözet előállításához 50 kg-os vákuumindukciós kemencére van szükség döngölt dolomit vagy nagy MgO tartalmú tégellyel. A kemence fűtőtekercsének szigeteknek kell lennie, mivel a ritkaföldfémek párolgása miatt a hideg helyeken lecsapódó fémgőzök a tekercsben zárlatot hozhatnak létre. Betétanyagként alkalmazott fémtiszta lemezes vagy darabos kobaltot és legfeljebb 200 mm-es méretű ritkaföldfém öntecs felületét darabolás előtt drótkefével fémtisztára letisztítjuk. Zsír és olajnyomokat perklórsavas maratással távolítjuk el. A ritkaföldfémek vágását vízmentesen, védőszemüvegben kell végezni. Az ily módon előkészített kobalt és ritkaföldfém darabokat jól összekeverve helyezzük a hideg tégelybe. A kemence vákuumozása után 99,99%-os argon védőatmoszférában 500 — 800 mbar nyomáson végezzük a beolvasztást. Öntés előtt a betét hőmérsékletét 10 — 20 °C-al emeljük az olvadáspont fölé. Az oxigéntartalom alacsony szinten tartása érdekében az adag beolvasztását viszonylag gyorsan: 10-30 perc alatt végezzük. A mikroötvözők nemcsak az alacsony (kb. 0,01%) oxigénatartalmat biztosítják, hanem az egyenletes, kisméretű, azonosan orientált krisztallitokból álló szövetszerkezetet is. A fenti mikroötvözök segítségével előállított ötvözetporból készült mágnesek jellemzői mindezek hatására lényegesen felülmúlják az eddigi mágnesek jellemzőit. A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük. 1. Példa Mágnesanyag előállításához fém szamáriumot és kobaltot 37,3% arányban vákuum-indukciós kemencébe argon védőatmoszférában megolvasztottunk. Mikroötvözőként 0,0025 tömeg% vanádiumot és 0,0025 tömeg% magnéziumot alkalmaztunk, összesen 0,005 tömeg% mennyiségben. Az adag beolvasztását 15 perc alatt, az öntést 10 — 20 °C-al az olvadáspontnál magasabb hőmérsékletről végeztük. Kokillaként 40 mm falvastagságú öntöttvas tepsit használtunk, amelybe az anyagot 10 mm vastag rétegben öntöttük. Az öntecs oxigéntartalma rendkívül alacsony, 0,006 tömeg% lett. Az öntecset először pofás tőrön, majd dezintegrátorban és Jet malomban 3 — 4 ^m-os szemcsenagyságra őröltük. A porból 4.102Pa/cm2 fajlagos nyomással tömböket sajtoltunk, amelyeket 1100 °C-on 2 órás hőntartással zsogrítottunk és 890 *C-on 14 óráig temperáltuk. Az így nyert mágnes jellemzői a következők lettek: (BH(majl - 216kJ/m3 Bf- 1T Bhc - 800 kA/m 2. Példa Az 1. példában leírt összetételű mágnest mik* roötvözők nélkül készítettük el. A feldolgozás technológiája azonos volt az 1. példában leírtakkal, a zsugorítást azonban 1120 °C hőmérsékleten kellett végezni, mert a por szemcséi nagyobbak voltak, mint egy domain, így interkrisztallin törési felületek jöttek létre. Az oxigéntartalom 0,3 tömeg% volt. Az így nyert mágnes jellemzői a következők leitek* (BH)max - 146 kJ/m3 Bf = 0,85 T B"c = 640 kA/m Látható, hogy ebben az esetben a mágneses értékek lényegesen kedvezőtlenebbek, mint az 1. példa szerint. 3. Példa Az 1. példában leírt összetételű ötvözetet 0,2 tömeg% Mg és 0,2 tömeg% V mikroötvözőkkel készítettük el. A feldolgozás technológiája azonos volt az 1. példában leírtakkal, attól eltekintve, hogy az alapanyag 10%-át gyártási hulladékból állítottuk össze és 25 mm falvastagságú kokillát használtunk. Az öntött réteg vastagsága 20 mm volt. Az így nyert mágnes jellemzői a következők: (BH)max = 176 kJ/m3 Bf = 0,9 T B"c = 720 kA/m Látható, hogy az eredmények kedvezőbbek a mikroötvözők nélküli, a 2. példában bemutatott adatoknál, de nem érik el az 1. pédlában elért értékeket. 4. Példa A (Sm0 65Pr0,35) C05 összetételű adag előállításához 12 tömeg% Pr, 23,9 tömeg% Sm-t és a maradékban kobaltot használtunk. Mikroötvözőként 0,0025 tömeg% V és 0,0025 tömeg% Mgt alkalmaztunk. A technológia azonos volt az 1. példában leírtakkal Az így nyert mágnes jellemzői a következők: (BH)max = 200 U/m3 B. = 1T B"c = 760 kA/m A bemutatott példákból látható, hogy a találmány szerinti eljárással készített mágnesek jellemzői lényegesen kedvezőbbek a kalciothermikus eljárással készült porból nyerhető mágnesekéinél és megközelítik az elméletileg elérhető értékeket. Az eljárás ugyanakkor egyszerűbb a hagyományos megoldásnál, nem igényel különleges berendezéseket és költséges technológiai lépéseket. Szabadalmi igénypontok 1. Eljárás javított minőségű ritkaföldfém-kobalt alapú ötvözetporok előállítására, elsősorban permanens mágnesek gyártásához, amelynek során az alapanyagot védőatmoszférában megolvasztjuk és kokillába öntjük, majd lehűtjük és 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
