Содержание к диссертации
Введение
1. Состояние и тенденции развития технологий производства порошковых изделий из магнитотвердых материалов 8
1.1- История и состояние производства порошков и изделий из магнитотвердых материалов 8
1-1.1. Способ производство магнитов в Европе 12
1.1.2. Способ производство магнитов в США и Японии 20
1.1.3. Технологии производства магнитных порошков, спеченных магнитов и магните пластов в России 24
1.2. Выводы, цель и задачи исследований 30
2 Исследование процессов формования заготовок изделий из магнитопластов, выбор технологической оснастки и оборудования 33
2.1. Магнитные сплавы Nd-Fe-B, выпускаемые в России 33
2.2. Подготовка исходных материалов: 33
2.3. Смешивание порошков сплавов Nd-Fe-B с различными связками 35
2.3.1. Определение рационального содержания связок в смесях 35
2.3.2. Исследование процесса прессования заготовок, технологических свойств смесей и образцов изделий 39
2.4. Определение содержания фракций в порошках сплавов Nd-Fe-B установление насыпной и истинной плотности порошков и смесей 45
2.4.1. Определение содержания фракций в порошках сплавов Nd-Fe-B 45
2.4.2. Установление насыпной и истинной плотности порошков Nd-Fe-B и смесей со смолой 47
2.5. Связующие для магнитопластов из сплавов Nd-Fe-B 48
2.5.1. Известные типы полимерных связующих 48
2.6. Конструкция устройств для исследования формования образцов и параметров трения при их прессовании и выталкивании 50
2.6.1. Конструкция пресс-формы для исследования прессования заготовок типа таблеток и цилиндров 50
2.6.2. Конструкция устройств и иссследование трения при прессовании и выталкивании порошковых заготовок 52
2.7. Оборудование и технология для приготовления смеси и формования изделий 60
2.7.1. Оборудование и технология для измельчения исходного материала 60
2.7.2. Оборудование и технология для сепарации порошка 62
2.7.3. Смесительное оборудование и технология 63
2.7.4. Устройства и технология для прессования изделий типа втулок и полых цилиндров 64
2.7.5. Оборудование и технология прокатки плоских заготовок из порошковых пластичных масс 66
2.8. Выводы по главе 66
3. Математическое моделирование процессов прессования и прокатки порошковых смесей из магнитных материалов 69
3.1. Анализ известных теоретических решений по прессованию втулок из порошковых материалов в закрытых пресс-формах 69
3 2. Математическое моделирование процесса прессования из делий типа втулок из порошковых магнитных материалов 72
3.2.1. Основные уравнения : 72
3,2.2. Математическая модель
3.2.3. Реализация математической модели процесса прессова-
ния изделий типа втулок 77
3.2.4. Компьютерное прогнозирвоание свойств порошковых магнитов из смесей сплавов Nd-Fe-B со смолой 78
3.3, Математическое моделирование процесса плоской прокатки пластичных порошковых смесей на основе сплавов Nd-Fe-B 83
3.3.1. Анализ известных теоретических решений по плоской прокатке порошковых заготовок 84
3.3.2. Модель пластической деформации плоских заготовок прокаткой пластифицированной массы в двух гладких валках.,. 84
3.4. Выводы по главе 89
4, Разработка эффективных технологий, новой оснастки и оборудования для производства тонких изделий из магнитопластов 92
4.1 Анализ известных в мире технологий, оснастки и оборудвоания для формования порошковых изделий 92
4.2. Разработка эффективной технологии прессования тонких изделий типа таблеток и втулок 98
4.2.1. Совершенствование технологии прессования и разработка новой технологической оснастки 98
4.2.2. Термообработка заготовок и проверка их качества 105
1 S
4.3. Разработка новых конструкций пресс-форм для прессования 109
4.4. Разработка эффективной технологии и оборудования для прокатки тонких изделий типа пластин 117
4.4.1. Известные, опытная технология и оборудование для прокатки порошковых заготовок типа тонких пластин с органической связкой 117
4.4.2. Новые технология и оборудование для прокатки листовых заготовок типа тонких пластин из магнитопластов с полимерной связкой 119
4.5. Внедрение результатов работы 122
4.5.1. Разработка временной технологической инструкции изготовления изделий из магнитопластов 122
4.5.2. Разработка новой конструкции двигателя с магнитами из смеси сплава Nd-Fe-B со смолой 122
4.5.3. Разработка технологии получения изделий из магнитопластов типа сегментов для двигателя постоянного тока 124
4.6. Выводы по главе 127
Заключение 129
Список использованных источников
- Способ производство магнитов в США и Японии
- Смешивание порошков сплавов Nd-Fe-B с различными связками
- Математическое моделирование процесса прессования из делий типа втулок из порошковых магнитных материалов
- Совершенствование технологии прессования и разработка новой технологической оснастки
Введение к работе
Магнитотвердые материалы, как источники постоянного магнитного поля, в настоящее время находят самое широкое применение во многих отраслях техники, прежде всего, в гистерезисных двигателях, устройствах магнитной записи и приборах магнитоэлектроники.
Магнитотвердые материалы, из которых получают различные по форме и энергетическому уровню постоянные магниты, нашли широкое применение еще в начале XX века. Использование их в изделиях позволяет снизить расход электроэнергии, уменьшить размеры самих изделий, повысить их надежность, эффективность работы и расширить области применения.
Традиционные технологии получения постоянных магнитов включают использование способов литья мартенситных и дисперси-онно-твердеющих сталей, способов пластической деформации сплавов типа кунифе (Cu-Ni-Fe), кунико (Cu-Ni-Co), викаллой (Fe-Co-V) и других. В начале 50-х годов XX века была разработана технология получения бариевых (BaFei20i9), а позднее и стронциевых (SrFei2Oig) ферритов.
В 60-е годы были исследованы, а затем и разработаны новые порошковые технологии получения высокоэнергетических постоянных магнитов из сплавов кобальта с редкоземельными металлами (Sm, Рг).
В настоящее время за рубежом такие магниты выпускаются многими фирмами. Основную долю занимают спеченные редкоземельные магниты на основе самария-кобальта (Sm-Co). Их максимальное энергетическое произведение (BHJm0x изменяется от 120 до 240 кДж/м3. Лидером в области разработок и промышленного освоения постоянных магнитов с РЗМ является Япония.
В промышленности Японии, США и стран Европы освоены технологии изготовления порошковых спеченных магнитов составов SmCo5 и Sm2Coi7
В 80-е годы в Японии разработаны высокоэнергетические магнитотвердые материалы на основе неодима-железа-бора (Nd-Fe-B), состава Nd2Fe14B.
Главное их преимущество — применение менее дефицитных и более дешевых, чем самарий и кобальт .неодима, железа и бора.
Одной из новых разработок конца 80-х годов является технология производства композиционных магнитопластов на основе ферритов и РЗМ. Магнитные свойства этих магнитов ниже, чем у спеченных магнитов, но они имеют по сравнению со спеченными более высокую механическую прочность и эластичны, что позволяет применять их в автоматизированных сборочных производствах магнитоэлектроники и другой техники.
Магнитопласты изготовляют на основе сравнительно дешевых и технологичных связующих, как правило, термопластичных смол или полимеров, которые в нагретом состоянии обладают высокой пластичностью, а в охлажденном — достаточной прочностью и эластичностью. Это полиэтилен, полипропилен, полистирол и разнообразные полимерные композиции на их основе [1].
Связующие другой группы — термореактивные полимеры (фе-ноло-формальдегидные, эпоксидные и т.п.) — отличаются тем, что при повышенной температуре в них идут химические реакции, приводящие к необратимому отверждению композиции [1].
Достоинством термопластов является легкость переработки, в том числе вторичной, возможность подготовки композиционного маг-нитотвердого материала в виде полуфабриката перед формованием. В то же время термореактивные связки обеспечивают большую термопрочность изделий из композиционных магнитотвердых материалов [1].
Технология производства магнитопластов отличается меньшей энерго- и трудоемкостью изготовления, поскольку отсутствует операция спекания.
Такие магниты производятся в Японии, США, Германии и некоторых других развитых странах.
В России до настоящего времени отсутствует выпуск таких магнитов в промышленных масштабах, хотя разработаны опытные технологии и имеется производство на уровне опытно-промышленных образцов и партий изделий.
Однако, стремление российской промышленности зарекомендовать себя производителем магнитов на мировом рынке электронной, электротехнической и другой продукции обуславливают необходимость проведения теоретических и экспериментальных научных исследований и технологических разработок в области производства магнитопластов.
Для осуществления поставленной задачи на кафедре "Машины и технология обработки материалов давлением» Южно-Уральского государственного университета выполнены комплексные теоретические, экспериментальные и технологические исследования, разработана технология производства изделий из композиций магнитного порошка Nd-Fe-B и полимерных связующих и созданы конструкции устройств для получения изделий плоской, фасонной и кольцевой формы. Спроектирован, изготовлен и испытан в промышленных условиях электродвигатель с магнитами из Nd-Fe-B.
Способ производство магнитов в США и Японии
Заготовки магнитов получают прессованием, прокаткой и инжек-ционным формованием. Прессованием и инжекционным формованием получают магни-топласты, а прокаткой магнитоэлласты (связкой служит полиэтилен или вулканит).
Сообщение в 1983 году японской фирмой SSM об уникальных магнитных характеристиках спеченных магнитов из Nd-Fe-B положило начало интенсивным исследованиям и промышленному освоению нового класса магнитотвердых материалов. Продажа лицензий на технологию изготовления спеченных магнитов на основе Nd-Fe-B целому ряду фирм мира способствовала расширению объемов их производства [30—32].
За период до 1987 года фирмой SSM разработан ряд новых магнитных композиций, каждая из которых обладает своими особенностями. Магниты торговой марки NEOMAX (Nd2Fe14B)-— это изобретение фирмы, которое выполнено в 1984 году. В 1990 году выпуск магнитов марки NEOMAX составлял уже 600 т в год. Все другие фирмы мира выпускают такие магниты по лицензии SSM. Ниже перечислены наиболее и известные промышленные марки этих магнитов: 41,36, 33, 30, 37Н, 32Н, 27Н, 30SH, 25VH, 46, 40, 37, 35, 41Н, 35Н, ЗОН, 33SH. При производстве магнитопластов ча основе Nd-Fe-B в качестве связок применяют в основном эпоксидную смолу и акрилат. Для поли меризации эпоксидной смолы магниты нагревают, для затвердевания акрилата магниты подвергают ультрафиолетовому облучению [33].
Магниты марки NECOPEX производят также фирмы "TDK ELECTRONICS CO.", а аналоги марок фирмы SSM (35Н, 40Н) — "CHINETSU CHEMICAL". В период освоения технологии производства магнитов из Nd-Fe-B их широкое применение сдерживалось низкой коррозионной стойкостью. Для увеличения коррозионной стойкости на магниты стали наносить эпоксидное покрытие [31] (марки NEOMAX 35, NEOMAX ЗОН фирмы SSM), а при использовании магнитов в агрессивной среде делать покрытия из коррозионностойких металлов. Для повышения работоспособности магнитов при повышенной температуре разработаны сплавы, в которых 10...20% железа заменяют кобальтом. Известен также процесс, при котором на частицы порошка наносят покрытие Ni химическим способом [34].
Так же как в Европе и США, технология и технологическая оснастка получения магнитных изделий, используемых фирмами изготовителями магнитных изделий Японии, позволяет получать тонкие по высоте магниты только при помощи дополнительных операций резки и шлифования, что увеличивает трудоемкость их производства и приводит к большим потерям дорогостоящих материалов.
Поскольку магниты на основе Nd-Fe-B обладают высокой (в десятки раз большей) магнитной энергией по сравнению с магнитами из сплавов на основе железа, а технология их производства считается «Высокой технологией» (Height Technology), то информация о ней и технологической оснастке в зарубежной технической литературе полностью отсутствует. Лицензии на эту технологию японская фирма SSM (разработчик технологии) продает только некоторым европейским фирмам. Именно по этой причине критический обзор применяемых фирмами Европы, США и Японии технологии получения заготовок из магнитопластов на основе Nd-Fe-B довольно краткий.
Известно, что первые магнитопласты из смеси порошка железа с фенольной смолой в России были получены в период второй мировой войны. Технология их получения описана в монографии М.Ю. Баль-шина [35]. Затем появились публикации об изготовлении магнитов из порошковых материалов альни, альнико и ферритов [36—37]. Но, практически отсутствуют опубликованные материалы об основных производителях и технологии производства постоянных магнитов и магнитопластов из Nd-Fe-B. Сведения об этих магнитах, применявшихся в основном в космической технике, до последнего времени относились к разряду секретных. В связи с указанным, выполнить пол ный анализ технологии производства магнитных порошков, спеченных магнитов и магнито пластов невозможно. Наибольшее количество опубликованных сведений имеется в области производства порошков, спеченных магнитов и магнитопластов из альни, альнико и ферритов. Так, к специализированным предприятиям, производившим в бывшем СССР магнитные порошки, спеченные магниты из порошковых материалов альни, альнико, ферритов и Sm-Co, относятся: ПО "Магнит" (г. Новочеркасск), НПО "Магнетон" (г. Владимир), завод "Магнит" (г. Владикавказ), опытный завод при Конструкторском бюро постоянных магнитов (г. Москва), Кусинский завод точных технических камней (КЗТТК, ныне ЗАО «Каменный пояс», г. Куса, Челябинской обл.) и др. Имелось в бывшем СССР достаточно большое количество специализированных участков по производству постоянных магнитов из Sm-Co на предприятиях часовой, электронной и электротехнической, авиационной и оборонной промышленностей. Технологические мощности таких участков и цехов, как правило, малы, номенклатура выпускаемых порошковых магнитов включает в основном магниты из ферритов бария и стронция, а выпуск магнитов из Sm-Co и Nd-Fe-B составляет незначительные объемы [2, 3, 6, 37, 38 и др.].
На Кусинском заводе точных технических камней с 1961 года освоен выпуск постоянных магнитов для часовой промышленности и электротехнической промышленности. В основном это магниты из порошков феррита бария и стронция. В 1980 году заводом было закуплено оборудование и лицензия на производство спеченных высокоэнергетических магнитов из сплава Sm-Co у Японской фирмы "SEICO-SEIKI" [39].
Выпуск же спеченных магнитов в России на основе Nd-Fe-B в промышленных масштабах так и не был организован. Не производились в России и магнитопласты на основе РЗМ.
В последние годы заметны положительные сдвиги в области организации опытного производства магнитопластов на основе Nd-Fe-B.
Так, Ашинским металлургическим заводам освоен выпуск порошков быстрозакаленных магнитных сплавов Nd-Fe-B в промышленных масштабах. Магнитные свойства порошка двух сплавов приведены в табл.11.
Смешивание порошков сплавов Nd-Fe-B с различными связками
Экспериментальным путем была определена текучесть порошковой смеси (металлический порошок - полимерный материал). По той же методике, что и определение текучести металлического порошка, текучесть смесей определялась при помощи воронки по ГОСТ 20899-75. Было установлено, что феноло-формальдегидное связующие марок СФ-342А и ПЭП-534 не ухудшили текучесть исходного порошка без связки и при проверке смеси на текучесть, она составила Зс.
Использование в качестве связующего фоторезиста марки ФН-5ТВ приводит к образованию пластической вязкой массы, которая не имеет текучести.
Поэтому, использование фоторезиста в качестве связующего для изготовления магнитопластов прессованием, перед процессом формования требуется дополнительная операция, которая бы привела к возникновению текучести порошка. Эта операция известна, как операция грануляции.
В ходе специальных экспериментов было установлено1, что если пропустить вязкую массу магнитного порошка смешанного с ФН-5ТВ после предварительной сушки в течение 5 мин при температуре 30С в сушильном шкафу, через сито с протиром, то получается однородная порошковая смесь с текучестью равной 5с.
Из представленных в табл.20 результатов можно сделать вывод, что гранулированная смесь магнитного порошка с фоторезистом марки ФН-5ТВ обладает наилучшей уплотняемостью, поскольку плотность прессовок выше в среднем на 9,5% по сравнению с прессовками, в которых были использованы связки марок СФ-342А и ПЭП-534. ь лнотйсі
Рассмотрим на примере прессовок с фоторезистом марки ФН-5ТВ, как изменяются магнитные параметры в зависимости от значения плотности. Данные представлены в табл.21. Графики зависимости магнитных параметров от плотности представлены на рис,5.
Из графиков видно, что значения магнитных параметров: Вг, НСМ] Нсв и (ВН)тах существенно зависят от плотности прессовок, т,е. чем выше плотность, тем выше значения магнитных параметров (см. рис 7, а, б, в и г).
Плотность прессовок определяли по ГОСТ 267-73, Этот ГОСТ устанавливает гидростатический, пикнометрический и ускоренный методы определения плотности. В данной работе был использован гидростатический метод определения плотности. Сущность этого метода заключается в определении плотности отношением массы испытуемого образца, взвешенного на воздухе, к массе вытесненной жидкости известной плотности (в качестве жидкости была использована вода).
Выполнены исследования по уплотняемости смесей с различным содержанием связующего марки СФ-342А. Результаты исследования представлены в табл.22. Удельное давление прессования варьировалось от 5 до 15 т/см2.
Для сравнения величины магнитных параметров прессовок с одинаковыми значениями содержания связующих и полученных при одинаковых удельных давлениях прессования (табл. 23) выполнены специальные исследования. Результаты этих исследований пред-ставлены в табл. 24, из которой следует, что наибольшие значения параметров дают магнитопласты со связкой из фоторезиста марки ФН-5ТВ.
Следует отметить, что эксперимент проводился и для процентного содержания в смеси связующего и более 10%, но т.к, у этих прессовок очень низкие магнитные показатели, то результаты этих экспериментов не приводятся.
Анализом результатов эксперимента установлено, что оптимальное содержание связующих в смесях должно находится в интервале 4...6% (по массе). Этим значениям содержания связки соответствуют повышенные значения плотности прессовок.
Определение содержания фракций в порошках сплавов Nd-Fe-B, установление насыпной и истинной плотности порошков и смесей Определение содержания фракций в порошках сплавов Nd-Fe-B Выполнены также исследования по содержанию каждой фракции в 100 г порошка после измельчения (исследования выполнены в соответствии с ГОСТ 18318-73).
Результаты массового и процентного содержания каждой фракции в навеске порошка массой 100г представлены в табл. 25.
Математическое моделирование процесса прессования из делий типа втулок из порошковых магнитных материалов
Ортогональным центральным композиционным планированием второго порядка построены функциональные зависимости основных магнитных характеристик магнитопластов от фракционного состава (рис. 18).
Компьютерная обработка экспериментально полученных данных позволила установить области рациональных технологических параметров процесса прессования магнитопластов из Nd-Fe-B. Так, для магнитопластов кольцевого типа, используемых в часовой промышленности, наилучшие магнитные характеристики имеют магнитопла-сты содержащие 5 % связки из феноло-формальдегидной смолы при прессовании с удельным давлением в интервале 600—800 МПа, для магнитопластов в виде сегментов для двигателей постоянного тока наружный радиус которых не превышает 15—20 мм, а внутренний 10-15 мм, оптимальные характеристики достигаются при содержании связки не превышающей 4 % и удельном давлении прессования в интервале 500—700 МПа.
В работе установлена область рациональных технологических параметров процесса прессования магнитопластов для используемого ряда типоразмеров в шаговых двигателях, часовой промышленности и малогабаритных электроприводах.
Как следует из сводного каталога "Постоянные магниты" [70] на предприятиях России, имеющих возможность производить магнито-пласты на основе Nd-Fe-B, разработана нормативно-техническая документация на два типоразмера изделий: изделие типа втулки и изделия в виде прямоугольных пластин. наиболее дешевым и высокопроизводительным способом получения пластин из пластичной массы на основе Nd-Fe-B является процесс прокатки, хотя можно использовать процесс прессования в закрытых пресс-формах [35] и процесс изостатического прессования [19], Пластификация смеси Nd-Fe-B с феноло-формальдегидным порошком достигается добавлением жидкой феноло-формальдегидной смеси, клея на основе модифицированных смол или фоторезиста
Исследованию плоской прокатки металлических пластифицированных смесей на разных основах посвящен целый ряд работ. К числу первых теоретических исследований, посвященных плоской прокатке металлических порошков, можно отнести работы Аксенова ПИ. [85], Николаева А.Н. [86], Виноградова ГА и Семенова Ю.Н. [87] и др. В этих работах заложены основы теории прокатки плоских изделий из металлических порошков.
В более поздних работах, например Виноградова Г.А. и Ката-шинского В.П. [88], Стеланенко А.В, и Исаевича ЛА [76] и др., разработаны на основе метода равновесия сил математические модели для определения геометрических, кинематических и энергосиловых параметров прокатки плоского проката из металлических порошков.
В работах [60, 89 и др.] металлические и неметаллические (керамические) основы пластифицируются связкой на основе кислот, щелочей, стеоратов металлов, каучука (вулканитовая связка) и других связующих. В указанных работах описываются математические модели, основанные на методе равновесия сил при прокатке.
Указанный метод, как известно [58], имеет ограниченные возможности и недостаточную точность при определении параметров процессов прокатки. Поэтому в последнее время все большее распространение получают энергетические методы расчета параметров процесса прокатки пористых материалов и пластифицированных порошков [90—92].
Суть предлагаемой математической модели заключается в том, что в качестве основных уравнений используются: основное энергетическое уравнение и вариационное уравнение, основанное на принципе минимума полной энергии деформации [92]. Действительное деформированное состояние в зоне пластического течения, а также действительные кинематические и динамические условия в зоне контакта материала с валками рассматриваются как предельные при решении основных уравнений методом последовательных приближений. Для решения задачи и реализации построенной модели требуется задать кинематически возможное поле скоростей пластического течения материала. В качестве начального приближения при использовании ме S4 тода последовательных приближений используется стадия процесса прокатки без поперечного течения материала, когда геометрические параметры проката известны.
Совершенствование технологии прессования и разработка новой технологической оснастки
Из полученных экспериментальных данных следует, что рациональным диапазоном удельных давлений прессования магнитопла-стов на основе Nd-Fe-B является диапазон 6.„9 т/см2. При прессовании с удельным давлением менее 6 т/см2, магнитные свойства прессовок значительно ухудшаются, а при прессовании с давлением более 9 т/см2 возникают проблемы с прочность пресс-формы (начинается разрушение), а также как было показано раннее, прессовки расслаиваются, возникают дефекты при выпрессовке. При исследованиях пресс-форма устанавливалась на гидравлических прессах общего назначения. Так, большая часть исследований выполнена на прессе марки П3228 усилием 630 кН.
При массовом производстве изделий из магнитопластов на основе Nd-Fe-B целесообразно использовать современные пресса-автоматы [44, 110, 111 и др.].
Были выполнены исследования по влиянию скорости прессования и времени выдержки прессовки под давлением. Как видно из табл. 40, это влияние на параметры ВГ] Нсн и (ВН)тах незначительно и им можно пренебречь, хотя скорость прессования менялась от 20 до 100 мм/с, т.е, в 5 раз, а время еыдержки от 1 до 6 с, т.е. в 6 раз.
Таким образом, выполненный анализ известных технологий ведущих зарубежных фирм SSM (Япония), GM (США), KRUPP WID1A (Германия) и др., результаты опытных и опытно-промышленных исследований, выполненных в лабораториях ЮУрГУ и на промышленных предприятиях (ОАО "Росси" , г. Челябинск, КХТТК, г. Куса Челябинской области и др,), позволили разработать эффективную технологию формования и выталкивания из пресс-форм таблеток, втулок малой высоты (до 0,5 мм), также прокатки плоских заготовок высотой до 0,3 мм, из которых вырубкой или резкой можно получать таблетки, втулки, квадратнее, прямоугольные и фасонные изделия
Разработанная технология включает следующие основные операции: — быструю закалку расплава на специальной установке с температурой выше 1100С для получения порошковых полуфабрикатов {выполняется на металлургическом заводе, г. Аша); — определение магнитных свойств исходного материала после термической обработки при нагреве в вакуумной печи до 500,., 800С и выдержки в течение 20...120 мин; — измельчение в шаровой вибромельнице марки М-10-3 до фракций не менее 100 мкм; — классификация на механическом вибросите марки ВС-2; — приготовление смеси из порошка Nd-Fe-B и феноло-формальдегидной смолы марки СФ-342А в барабанном смесителе типа "пьяная бочка"; — прессование смеси в заготовки типа таблеток и втулок в закрытой пресс-форме; - прокатка пластифицированной массы в листовые заготовки; — получение из листовых заготовок прямоугольных или квадратных полуфабрикатов; — термообработка заготовок для получения готовых изделий; — контроль геометрических размеров и качества изделий,
После прессования заготовки складывались в один ряд, чтобы исключить их слипание между собой, на металлический поддон и помещались в сушильный шкаф, где происходил процесс их термообработки (полимеризации). Температура полимеризации заготовок — 150 С, время полимеризации — 20...40 мин, в зависимости от геометрических размеров магнитопласта. Следует отметить, что заготовки, помещенные в сушильный шкаф, разогреваются до температуры 150 С вместе с ним, а время полимеризации считается, как время выдержки при данной температуре.
На рис. 26 представлены результаты экспериментальных данных по определению времени полимеризации магнитопластов цилиндрической формы. Сплошной линией на рисунке изображены магнитные характеристики цилиндрических магнитопластов с геометрическими параметрами: диаметр — 15 мм, высота — 5 мм, а пунктирной —диаметр — 20 мм, высота —11 мм.
Из результатов исследований можно сделать предположение, что при полной полимеризации, изделие получает максимальные значения магнитных характеристик.
Для образцов, с геометрическими размерами: диаметр —15 мм, высота — 5 мм, время полимеризации составляет 30 мин, а для образцов диаметром 20 мм и высотой 11 мм — 40 мин.
Так как магнитные характеристики магнитопластов, хотя и незначительно, но меняют свои параметры в процессе нагрева, то можно отметить, что при нагреве происходит не только полимеризация связующего, но и окончательное формирование магнитных характеристик изделий.
Для термической обработки прессовок магнитопластов рекомендуется использовать стандартное оборудование. Так как температура полимеризации, выбранных связующих материалов, относительно низкая, то для термической обработки прессовок более всего подходят сушильные шкафы или сушильные камеры.
В табл. 41 приводятся марки и эксплуатационные характеристики термического оборудования предлагаемого к использованию для термообработки прессовок магнитопластов.
Контроль геометрических размеров образцов (наружного диаметра, диаметра отверстия, допуска на овальность отверстия) выполнялась на измерительном проекторе марки К-65 с увеличением от 50 до 100 крат. Погрешность измерения проектора находится в пределах от 0,003 до 0,004 мм.
В настоящее время в России, отсутствует серийное промышленное производство магнитопластов и не существует единой нормативно-технической документации (НТД) для проведения контроля качества этих изделий. Поэтому в ходе эксперимента была использована для этих целей НТД для спеченных постоянных магнитов, а для контроля геометрических размеров магнитопластов был использован ГОСТ 15.001-73.
Допуск наружного диаметра и овальности отверстия магнитопла-ста не должен быть более 0,015 мм.
Контроль магнитопластов по высоте проверялся с помощью индикатора часового типа. Предел измерений индикатора часового типа находился в пределах от 0 до 10 мм. Цена деления прибора равнялась 0,01 мм.
Контроль допуска параллельности торцевых поверхностей маг-нитопласта проверялся также при помощи индикатора часового типа. Допуск параллельности торцевых поверхностей магнитопласта не должен превышать 0,015 мм.
При определении шероховатости поверхности магнитопласта был использован бинокулярный стереоскопический микроскоп марки МБС-9. Увеличение бинокулярного стереоскопического микроскопа марки МБС-9 изменяется от 3,5 до 64 крат. При определении шероховатости поверхности магнитопласта увеличение составляло 8 крат. Контроль шероховатости велся методом сравнения с образцом шероховатости поверхности по ГОСТ 9378-75.
