Przedmiotem wynalazku jest sposób obróbki cieplnej utwardzanych w trakcie wydzie¬ lania anizotropowyeh stopów trwalych magnetycznie, w którym material homogenizuje sie w zakresie temperatury roztworu jednofazowego, w przedziale od 1200 do 1300°C, a nastepnie szybko ochladza i odpuszcza, przy czym ewentualnie pomiedzy homogenizacja i odpuszczaniem stosuje sie w przedziale od 800 do 850°C izotermiczna obróbke cieplna w polu magnetycznymi Wiadomo, ze stopy magnetyczne mozna podzielic na podstawie krzywych rozmagnesowa¬ nia na dwie grupy: stopy magnetycznie miekkie i stopy magnetycznie twarde, czyli magnesy trwale. Do stosowanych najczesciej, utwardzanych przez wydzielanie twardych stopów magne¬ tycznych naleza materialy znane pod nazwami Almico i Ticonali W tego rodzaju stopach do magnesów trwalych, opartych na podstawie Fe-Ni-Co-Al, mozna uzyskac obecnie najlepsze wlasnosci magnetyczne za pomoca obróbki cieplnej, w czasie której material w przedziale temperatur od 1200 do 1300°C odpowiadajacym roztworowi jedno¬ fazowemu (faza oC ) wyzarza sie celem homogenizacji w atmosferze powietrza lub gazu ochron¬ nego, a nastepnie w celu unikniecia wydzielenia fazy /'szybko ochladza sie do temperatury pokojowej, przy czym w zakresie temperatur, zaleznym od skladu materialu, w którym nie wy¬ stepuje jeszcze faza X stosuje sie trwajaca okolo 10 minut obróbke polem magnetycznymi Przy wysokiej zawartosci kobaltu w stopie obróbka ta odbywa sie w stalej temperaturze, a przy niskiej zawartosci kobaltu w postaci chlodzenia w polu magnetycznym* W trakcie rozpadu nastepujacego w polu magnetycznym z fazyoc tworza sie fazy oC. i0^21 z których ferromagnetyczna faza oC^ ustawia sie w kierunku zewnetrznego pola magne- tycznegoi Ostatnia operacja obróbki cieplnej jest odpuszczanie, które prowadzi sie az do koncowych zmian skladu parametrów siatki i mikroskladu faz o<1 i o£2i\ s 2 ¦ 140 537 i I Odpuszczanie prowadzi sie na ogól wielostopniowo, w ciaga od 25 do 40 godzin* Podstawowa wada opisanego sposobu obróbki cieplnej jest niezwykle dlugi czas odpuszczania, orac koniecznosc stosowania odpowiednio do róznych skladów stopów róznych programów odpusz¬ czania, co bardzo utrudnia regulacje temperatury pieca* Równoczesnie wlasnosci magnetycz¬ ne sa niepowtarzalne dla znacznej liczby przypadków* Temperatura bowiem pierwszego stopnia W wielostopniowym odpuszczeniu musi byc niezwykle dokladnie utrzymywana, poniewaz odchylki kilkustopniowe powoduja juz przesuniecie parametrów magnetycznych* Celem wynalazku jest usuniecie wymienionych wad poprzez opracowanie technologii obróbki cieplnej dajacej wyniki szybciej, prosciej i bardziej ekonomicznie oraz pozwalaja¬ cej na uzyskanie powtarzalnosci wyników, upraszczajacych regulacje pieca i ujednolicenie oraz poprawe parametrów magnetycznych* Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze odpuszczanie wykonuje sie w trakcie chlo¬ dzenia od temperatury homogenizacji w sposób ciagly, obnizajac temperature w piecu od 650- -700°C do temperatury 500* C z predkoscia od 20 do 50°C na godzine, przy czym chlodzenie od temperatury homogenizacji do górnej granicy przedzialu temperatur odpuszczania przeprowadza sie za pomoca powietrza lub gazu ochronnego w polu magnetycznym* Korzystnie, nagrzewa sie uprzednio material do temperatury homogenizacji wraz z piecem* Proces cieplny mozna prowadzic w atmosferze powietrza lub gazu ochronnego* Czas nagrzewania ustala sie w zaleznosci od rozmiaru wyrobów lub próbek* Chlodzenie od tempe¬ ratury homogenizacji do górnej granicy przedzialu temperatur odpuszczania korzystnie pro¬ wadzi sie z predkoscia od 20 do 150°C na minute* Jesli stosuje sie równiez obróbke izotermiczna, to chlodzenie od temperatury ho¬ mogenizacji do temperatury tej obróbki prowadzi sie z predkoscia od 80 do 140°C na minute* Korzystnie predkosc chlodzenia od temperatury obróbki izotermlcznej do górnej granicy prze¬ dzialu temperatur odpuszczania wynosi od 60 do 100°C na minute* Ponizej dolnej granicy prze¬ dzialu temperatur odpuszczania predkosc chlodzenia wynosi od 100 do 120°C na minute* Wedlug wynalazku mozna wiec odpuszczac poprzez wydzielenie, utwardzalnyeh anizotro¬ powych stopowych magnesów trwalych, wykonac w ciagu od 3 do 8 godzin* Wynalazek opiera sie na odkryciu, ze w przypadku gdy rozpad nastepujacy w pierwszym stadium odpuszczania zachodzi w polu magnetycznym w temperaturze w przedziale od 650 do 700°C przy predkosci chlodzenia wynoszacej 60°C na minute, to jest mozliwe skrócenie czasu odpuszczania w drugim stadium rozpadu* Chlodzenie od temperatury homogenizacji do górnej granicy przedzialu temperatur odpuszczania przebiega pod równoczesnym dzialaniem pola magne¬ tycznego tak, ze nie jest niezbedne uzyskanie jednorodnosci rozkladu temperatur w calej objetosci wyrobów na poczatku obróbki cieplnej, skutkiem czego mozna uniknac stosowania w czasie obróbki izotermiczno-magnetycznej stosowania kapieli w soli lub metalu* Wynalazek wyjasniono blizej w przykladach wykonania i na zalaczonym rysunku, na którym przedstawiono na fig* 1 wykres obróbki cieplnej wedlug wynalazku, w zastosowaniu do stopu ALNICO, na fig* 2 - wykres znanej obróbki cieplnej stopu wedlug fig* 1, fig* 3 - wy¬ kres obróbki cieplnej wedlug wynalazku w zastosowaniu do stopu ALNICO wytworzonego techno¬ logia proszkowa, fig* 4 - wykres znanej obróbki cieplnej stopu wedlug fig* 3» figi 5 - wy¬ kres obróbki cieplnej stopu TICONAL sposobem wedlug wynalazku, fig* 6 - wykres znanej obrób¬ ki cieplnej stopu wedlug fig* 5f fig* 7 - wykres obróbki cieplnej stopu TICONAL wytworzone¬ go technologia proszkowa, fig* 8 zas - wykres znanej obróbki cieplnej stopu wedlug fig* 7* Wykresy wykonano w ukladzie temperatura (°C) - czas (h)* Przyklad I* Brzygotowano stop o malej zawartosci kobaltu (ALNICO) o nast^ pujacym skladzie: glin - 8%, kobalt - 24#, miedz - 3#f niob - 1£, zelazo reszta* Wsad sto¬ piono w piecu indukcyjnym, po sciagnieciu zuzla i dodatkowym odltenlaniu, odlano*140 537 3 W celu homogenizacji próbki poddano dzialaniu temperatury 1300°C przez 30 minutt w atmosferze powietrza* Nastepnie chlodzono próbki w polu magnetycznym przeplywem powietrza z predkoscia 50°C na minute do temperatury 650°C* Nastepnie prowadzono odpuszczanie w spo¬ sób ciagly przy chlodzeniu od temperatury 650°C do temperatury 500°C* Predkosc chlodzenia wynosila 30°C na godzine* Od temperatury 500°C material chlodzono w piecu z predkoscia 100°C na minute do temperatury pokojowej. Proces cieplny ilustruje wykres na fig* 1* Przecietna energia magnetyczna tak uzyskanego materialu wyniosla 42,4 kj/m .Przyklad II* Przygotowano próbki technologia i o skladzie wedlug przykla¬ du If jednak poddano je obróbce cieplnej wedlug dotychczas znanego sposobu. Homogenizacje prowadzono w temperaturze 1300°C w ciagu 30 minut, a nastepnie material chlodzono w prze¬ dziale temperatur od 900 do 600°C w polu magnetycznym, po czym ochlodzono do temperatury pokojowej* Nastepnie przeprowadzono wielostopniowe odpuszczanie* W pierwszym stadium odpusz¬ czania material przetrzymano w ciagu 6 godzin w temperaturze 650°C* Nastepnie w drugim sta¬ dium przetrzymano material przez 24 godziny w temperaturze 550°C i ochlodzono do tempera¬ tury pokojowej* Chlodzenie nastapilo razem z piecem* Przecietna energia magnetyczna uzyska¬ nego materialu wynosila 40,4 kj/nr * Przebieg obróbki cieplnej przedstawiono na wykresie na fig. 2* Przyklad III* Material wedlug przykladów I i II wykonany technologia prosz¬ kowa homogenizowano w temperaturze 1300°C przez 30 minut w atmosferze gazu ochronnego, a nastepnie ochlodzono w polu magnetycznym i atmosferze gazu ochrórmego do temperatury 650°C z predkoscia 50°C na minute. Nastepnie przeprowadzono w sposób ciagly odpuszczanie do tem¬ peratury 500°C z predkoscia 50° na minute* Ochlodzenie do temperatury pokojowej przeprowadzono razem z piecem z predkoscia 100°C na godzine* Sposób i rodzaj obróbki cieplnej uwidoczniono na wykresie na fig* 3* Przecietna energia magnetyczna otrzymanego stopu wyniosla 41,6 kj/nr.Przyklad IV* Przygotowano próbki o skladzie i technologii wedlug przykladu III* Próbki poddano obróbce cieplnej wedlug znanej technologii, przy czym homogenizacje przeprowadzono w temperaturze 1300°C przez 30 minut* Nastepnie, jak w przykladzie II, ochlo¬ dzono material do temperatury pokojowej i w dalszym ciagu przeprowadzono wielostopniowe odpuszczanie* W czasie odpuszczania material w ciagu pierwszych 6 godzin utrzymywano w tem¬ peraturze 650°C, a nastepnie 24 godziny w temperaturze 550°C i ochlodzono razem z piecem do temperatury pokojowej. Przebieg obróbki cieplnej uwidoczniono na wykresie na fig. 4* Przecietna energia magnetyczna tak otrzymanego materialu wyniosla 38,4 kj/nr • Przyklad V# Przygotowano stop o wysokiej zawartosci kobaltu (TICONAL) o na¬ stepujacym skladzie: glin - 7,596, kobalt - 3596, miedz - 3,596, niob - 0,596, nikiel - 1596,- zelazo - reszta* Wsad przetopiono technologia wedlug przykladu I, odlano próbki i poddano je obróbce sposobem wedlug wynalazku.Temperatura homogenizacji wynosila 1250°C, a czas trwania 30 minut. Nastepnie ma¬ terial schlodzono w strumieniu powietrza 1 w polu magnetycznym z predkoscia 100°C na minute do temperatury 810°C* W temperaturze 810°C przetrzymano material w polu magnetycznym przez 10 minut, a nastepnie kontynuowano chlodzenie w polu magnetycznym do temperatury 650 C z predkoscia 80°C na minute* Od tej temperatury poczawszy przeprowadzono odpuszczanie w sposób ciagly, obnizajac temperature do 500°C z predkoscia 30°C na minute* Od temperatury 500°C material razem z piecem chlodzono do temperatury otoczenia z predkoscia 100°C na godzine* Przebieg obróbki cieplnej uwidoczniono na wykresie na fig* 5.Przecietna energia magnetyczna tak otrzymanego materialu wyniosla 46,4 kj/nr.4 140 557 Przyklad Vii Wytworzono próbki technologia i o skladzie wedlug przykladu V, które poddano obróbce cieplnej wedlug znanego sposobu, o przebiegu wedlug fig* 6* Homogenizacje przeprowadzono w ciagu 30 mizmt w temperaturze 1250°C, nastepnie ochlo¬ dzono material w strumieniu powietrza do temperatury 850°C i zanurzono w kapieli z soli o tem¬ peraturze 810°Cf przetrzymujac przez 10 minut w polu magnetycznym* Po wyjeciu z kapieli sol¬ nej próbki ochlodzono do temperatury pokojowej w atmosferze powietrza i nastepnie ogrzano do pierwszej temperatury odpuszczania* W pierwszym stadium, obróbka cieplna przebiegala przez 2 godziny w temperaturze 650°C, nastepnie w drugim stadium w temperaturze 600°C 4 godziny i w trzecim stadium w temperaturze 550°C - 24 godziny. Nastepnie material ponownie w kapieli solnej ochlodzono do temperatury pokojowej* Przecietna energia magnetyczna materialu wynio¬ sla 40 kj/m3.Przyklad VII* Próbki o skladzie wedlug przykladu V wykonano technologia prosz¬ kowa* Obróbke cieplna wedlug wynalazku przedstawiono w postaci wykresu na fig* 7* Homogenizacje przeprowadzono w temperaturze 1250°C w ciagu 30 minut, a nastepnie material chlodzono w polu magnetycznym i strumieniu powietrza z predkoscia 130°C na minute do temperatury 800°C* W tej temperaturze przetrzymano material w ciagu 10 minut w polu mag¬ netycznym i nastepnie material w piecu chlodzono w polu magnetycznym do temperatury 670°C, z predkoscia 90°C na minute* Ciagle odpuszczanie rozpoczeto w temperaturze 650°C i prowadzo¬ no chlodzac z predkoscia 40°C na godzine do temperatury 500°C* Po odpuszczeniu ochlodzono material razem z piecem do temperatury pokojowej z predkoscia 110°C na godzine* Przecietna magnetyczna energia materialu wynosi po opisanym procesie cieplnym 43,2 kJ/m • Przyklad VIII* Próbki wykonane wedlug technologii i o skladzie zgodnie z przykladem VII, poddano obróbce cieplnej wedlug znanej technologii, zgodnie z która prze¬ prowadzono poczatkowo homogenizacje w temperaturze 1250°C i w czasie 30 minut* Ochlodzenie do temperatury 850°C przeprowadzono Za pomoca strumienia powietrza, a nastepujace utrzymy¬ wanie w temperaturze stalej przez 10 minut wykonano przez zanurzenie w kapieli solnej, w polu magnetycznym* Nastepnie ochlodzono material do temperatury pokojowej w powietrzu atmos¬ ferycznym* Odpuszczenie wykonano zgodnie z przykladem VI* Efcrebieg obróbki cieplnej przed¬ stawiono na wykresie na fig* 8* Przecietna wartosc energii magnetycznej tak otrzymanego materialu wyniosla 39,4 kj/nr. Na rysunku obróbke magnetyczna przedstawiono za pomoca pod¬ wójnej kreski* Z przedstawionych wywodów wynika, ze sposób wedlug wynalazku pozwala na uzyskanie lepszych niz dotychczas rezultatów, przy czym technologia jest istotnie uproszczona, krót¬ sza 1 bardziej ekonomiczna* W czasie izotermicznej obróbki cieplnej w polu magnetycznym nie jest potrzebna kapiel solna lub metalowa, co równiez upraszcza technologie* Sposobem wedlug wynalazku mozna w sposób niezawodny uzyskiwac powtarzalnosc wyni¬ ków, regulowac i poprawiac wlasciwosci magnetyczne* Dla ilustracji powyzszego zestawiono nizej w tabeli wyniki uzyskane w przykladacht TICONAL , ALNICO (BLtaaac/kj/iir/) odpuszczanie wielo- | ciagle stopniowe odpuszczanie wielo- | ciagle stopniowe material odlewany material z techno¬ logii proszkowej 40 39,4 46,4 *3,2 40,4 38,4 42,4 41,6140 537 5 Inna zaleta sposobu wedlug wynalazku jest to9 ze odpuszczanie dla materialów o róz¬ nych zawartosciach kobaltu prowadzi sie zasadniczo w ten sam sposób, co oznacza, ze mozna uproscic regulacje temperatury pieca i podniesc w ten sposób ekonomicznosc sposobu* Zastrzezenia patentowe 1. Sposób obróbki cieplnej utwardzanych w trakcie wydzielania anizotropowych stopów trwalych magnetycznie9 w którym material homogenizuje sie w zakresie temperatury roztworu jednofazowego w przedziale od 1200 do 1300°C9 a nastepnie szybko ochladza i odpuszcza, przy czym pomiedzy homogenizacja i odpuszczaniem ewentualnie stosuje sie w przedziale od 800 do 850°C izotermiczna obróbke cieplna w polu magnetycznym, znamienny tym, ze odpuszczanie wykonuje sie w trakcie chlodzenia od temperatury homogenizacji w sposób ciagly obnizajac temperature w piecu od 650«t700°C do temperatury 500QC z predkoscia od 20 do 50°C na godzine, przy czym chlodzenie od temperatury homogenizacji do górnej granicy przedzialu temperatur odpuszczania przeprowadza sie za pomoca powietrza lub g&zu ochronnego w polu magnetycznym* 2. Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze chlodzenie od tempera¬ tury homogenizacji do górnej granicy przedzialu temperatur odpuszczania prowadzi sie z predkoscia od 20 do 150°C na minute* 3* Sposób wedlug zastrz* 2, znamienny tym, ze chlodzenie od tempera¬ tury homogenizacji do temperatury obróbki lzotermicznej prowadzi sie z predkoscia od 80 do 140°C na minute. 4* Sposób wedlug zastrz* 3» znamienny tym, ze chlodzenie od tempera¬ tury obróbki lzotermicznej do górnej granicy przedzialu temperatur odpuszczania prowadzi sie z predkoscia od 60 do 100°C na minute* 5* Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze chlodzenie ponizej dolnej granicy przedzialu temperatur odpuszczania prowadzi sie z predkoscia od 100 do 120°C na godzine* 6* Sposób wedlug zastrz* 1, znamienny tym, ze odpuszczanie prowadzi sie w ciagu od 3 do 8 godzin* 7* Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze homogenizacje i/lub chlodzenie prowadzi sie w atmosferze gazu ochronnego lub za pomoca gazu ochronnego*1*0 537 Fig. I Fig.3 V -j—¦ i i i i iSt—r- 10 3A 35 Fig.2 Fig. 5 Fig.7 10 1112 35 36 37 10 1112 35 36 37 Fig.6 Fig. 8 Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 100 egz Cena 220 zl PL