Власова Оксана Василівна. Підвищення триботехнічних властивостей порошкових пермалоєвих сплавів легуванням інтерметалідами

Краткое описание

Власова Оксана Василівна. Підвищення триботехнічних властивостей порошкових пермалоєвих сплавів легуванням інтерметалідами : Дис... канд. наук: 05.16.06 2008

Власова О.В.Підвищення триботехнічних властивостей порошкових пермалоєвих сплавів легуванням інтерметалідами. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.16.06 Порошкова металургія та композиційні матеріали. Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича Національної Академії Наук України, Київ 2008.
Дисертація присвячена розробці нових порошкових магнітно-м’яких матеріалів з підвищеними триботехнічними характеристиками. В роботі обґрунтована та експериментально підтверджена ефективність використання інтерметалідів NiTi i FeTi для одержання порошкового пермалою з підвищеною зносостійкістю. Показано, що ведення легуючої добавки NiTі і FeTі в пермалоєвий сплав сприяє створенню гетерогенної структури в матеріалі, що зберігається і після високотемпературного спікання, і є одним з необхідних принципів забезпечення високої зносостійкості матеріалу. В результаті комплексного дослідження магнітних властивостей пермалоїв, легованих інтерметалідами у постійному та змінному магнітному полі промислової частоти, встановлено, що введення інтерметалідів (до 0,5 % мас.) незначно знижує магнітні властивості при суттєвому зменшенні у 10 разів зносостійкості у порівнянні з пермалоєм. На основі результатів досліджень виготовлена дослідна партія зразків магнітних головок з розроблених матеріалів та проведені стендові випробування на підприємстві порошкової металургії ТОВ «Інтер-Контакт-Пріор», які показали, що новий матеріал має високі експлуатаційні характеристики, а строк їх служби збільшився у 8-12 разів.

Розроблено процес отримання вихідних прецизійних порошків пермалоєвих сплавів методом спільного відновлення відповідних оксидів і солей у водні необхідної дисперсності. Показано, що процес відновлення характеризується автокаталітичним впливом нікелю. Рентгенофазовий аналіз отриманих пермалоєвих порошків, показав, що в обраних технологічних умовах проходить взаємне розчинення вихідних елементів з утворенням твердого розчину.
Обґрунтована та експериментально підтверджена ефективність використання інтерметалідів NiTi i FeTi для одержання магнітно-м’якого матеріалу на основі порошкового пермалою з підвищеними триботехнічними властивостями. Показано, що ведення легуючої добавки інтерметалідів залізотитан та нікельтитан в пермалоєвий сплав сприяє створенню гетерогенної структури в матеріалі, що є одним з необхідних принципів забезпечення високої зносостійкості матеріалу. Легування пермалою інтерметалідами забезпечує значне (більш ніж на порядок) підвищення його зносостійкості.
В результаті комплексного дослідження магнітних властивостей пермалоїв, легованих інтерметалідами у постійному та змінному магнітному полі промислової частоти, встановлено, що введення інтерметалідів (до 3,0 % мас.) знижує магнітну індукцію, магнітну проникність і коерцитивну силу матеріалу:

для сплаву 78Н: Вsз 0,85 до 0,8 Тл; з 10000 до 9000; Нсз 30 до 60 А/м;
для сплаву 79НМ: Вsз 0,7 до 0,6 Тл; з 20000 до 5000; Нсз 10 до 70 А/м.
Завдяки підвищенню електричного опору, знижуються питомі магнітні втрати матеріалу (Р0,5/50) з 1,14 до 0,7 Вт/кг для сплаву 78Н і з 1,0 до 0,5 Вт/кг для сплаву 79НМ. Зменшення товщини зразка з 3,4 до 1,6 мм знижує питомі магнітні втрати (Р0,5/50) з 1,0 до 0,7 Вт/кг.

Запропоновано та показано ефективність використання шаруватої конструкції виробів з розроблених матеріалів із щонайменше двох шарів, один з яких виконано з пермалою, а робочий шар з пермалою, легованого інтерметалідами. Показано, що така конструкція виробу забезпечує вищі магнітні характеристики зразків у порівнянні із зразками, обидва шари яких виконані з пермалою, легованого тією ж кількістю інтерметаліду.
В роботі розроблена експериментально-аналітична модель і побудовані математичні залежності основних магнітних та триботехнічних властивостей матеріалу в широкому діапазоні параметрів напруженості магнітного поля, вмісту інтерметаліду та конструктивних параметрів виробу (товщини феромагнітної складової, кількості прошарків). Отримані залежності були використані при розробці критерію оптимізаціїR(x), що має яскраво виражений екстремум (0,5 % мас. інтерметаліду) і дозволяє визначити хімічний склад матеріалу для забезпечення необхідних параметрів комплексу функціональних (магнітних та триботехнічних) характеристик виробу.
Виготовлена дослідна партія зразків виробів з розроблених матеріалів та проведені стендові випробування на підприємстві порошкової металургії ТОВ «Інтер-Контакт-Пріор», які показали, що новий матеріал має високі експлуатаційні характеристики, а строк їх служби збільшився у 8-12 разів.