Структурообразование и свойства магнитно-мягкого композиционного материала на основе порошков железа, покрытых силикатом натрия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.16.06, кандидат наук Богачёв Валентин Олегович

• Богачёв Валентин Олегович
• кандидат наук
• 2020

Оглавление диссертации кандидат наук Богачёв Валентин Олегович

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные характеристики магнитно-мягких материалов, влияние состава и структуры на их свойства

1.2. Магнитно-мягкие композиционные материалы

1.3. Состав, структура и свойства МММ, применяемых при производстве магнитопроводов и сердечников

1.4. Диэлектрики, применяемые для получения ММКМ

1.5. Основные выводы, постановка цели и задач исследования

Глава 2. МАТЕРИАЛЫ, ОБОРУДОВАНИЕ, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ

ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Материалы, используемые для проведения эксперимента

2.2. Оснастка, оборудование и методика получения образцов исследуемого материала

2.3. Методы исследования структуры и свойств материалов

2.4. Погрешности экспериментов и их оценка

2.5. Планирование эксперимента и обработка результатов

Глава 3. ВЛИЯНИЕ СОСТАВА И ТЕХНОЛОГИИ НАНЕСЕНИЯ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОКРЫТИЯ НА СВОЙСТВА МАГНИТНО-МЯГКОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПОРОШКОВ ЖЕЛЕЗА

3.1. Зависимость магнитных свойств ММКМ от содержания и технологии нанесения стеклоэмали на частицы порошков железа

3.2. Кинетика формирования диэлектрического покрытия из силиката натрия на порошки железа

3.3. Влияние концентрации силиката натрия на магнитные свойства ММКМ, из порошков железа

Глава 4. ЗАВИСИМОСТЬ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ММКМ ИЗ ПОРОШКА ЖЕЛЕЗА, ПОКРЫТЫХ СИЛИКАТОМ НАТРИЯ, ОТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ

4.1. Влияние давления прессования на плотность и структуру ММКМ из порошков железа, покрытых силикатом натрия

4.2. Влияние режима спекания на магнитные свойства ММКМ с силикатным покрытием частиц железа

4.3. Кинетика структурообразования и свойства ММКМ из порошка железа с силикатным покрытием

4.4. Механические свойства ММКМ на основе порошков железа, покрытых силикатом натрия

Глава 5. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА МАГНИТОПРОВОДОВ ИЗ ММКМ НА ОСНОВЕ ПОРОШКОВ ЖЕЛЕЗА, ПОКРЫТЫХ СИЛИКАТОМ НАТРИЯ

5.1. Технологическая схема производства магнитопроводов электрических машин малой мощности из ММКМ на основе порошков железа, покрытых силикатом натрия

5.2. Проектирование прессовой оснастки и принцип работы пресс-блока прессавтомата КА8130

5.3. Оценка экономической эффективности

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЕ

172

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Структурообразование и свойства магнитно-мягкого композиционного материала на основе порошков железа, покрытых силикатом натрия»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Широкое внедрение автоматики и робототехники в различных отраслях народного хозяйства обусловили интенсивный рост производства электрических машин малой мощности. В связи с высоким удельным расходом магнитных материалов при производстве микромашин, весьма перспективным направлением является разработка безотходной технологии изготовления магнитопроводов и сердечников методами порошковой металлургии [1 - 3]. Использование магнитно-мягких материалов (МММ), полученных методами порошковой металлургии, позволяет снизить потери электротехнической стали до 60% и исключить многие трудоемкие операции, автоматизировать технологический процесс и обеспечить необходимую точность размеров деталей, исключающих дальнейшую чистовую механическую обработку [4]. Технологии порошковой металлургии позволяют производить более сложные по конфигурации магнитопроводы, при этом, не уступающие по некоторым магнитным характеристикам магнитопроводам, изготовленных из шихтованных пластин электротехнической стали.

Благодаря повышенному интересу к магнитно-мягким композиционным материалам (ММКМ), во всем мире ведутся работы по улучшению магнитных характеристик, а также расширению возможностей использования этих материалов. Для достижения этих целей непрерывно разрабатываются новые порошки, добавки и технологии получения ММКМ [5 - 11].

Анализ публикаций отечественных и зарубежных исследований показал, что основное внимание уделяют изучению влияния диэлектрического покрытия и технологических режимов на физико-механические свойства ММКМ [3, 5, 6, 12 -14]. Практически отсутствуют работы, посвященные изучению магнитных, механических и технологических свойств ММКМ, из порошков железа, покрытых диэлектрическим силикатсодержащим покрытием.

Степень разработанности проблемы. Исследованию структуры и свойств и разработке технологии получения порошковых магнитно-мягких материалов

посвящено множество работ как отечественных (Аксенов А.И., Альтман А.Б., Бабец А.В., Гасанов Б.Г., Дорофеев Ю.Г., Катрус О.А., Кем А.Ю., Минаев А.М., Михайлов В.В., Орехов Ю.П., Панасюк О.А., Радомысельский И.Д., Тимофеев И.А., Федорченко И.М. и др.) так и зарубежных авторов (Говор Г.А., Satomi Sato, Enescu E, Björn Scorman, Zhou Ye, Patricia Jansson, Zhou Ye и др.). Созданию теории и технологии нанесения покрытий различными методами на металлические и полимерные материалы, порошки металлов и изделия из них, огромный вклад внесли: Антонова Н.М., Бабичев А.П., Берлин А.А., Воюцкий С.С., Дерягин Б.В., Иванов В.В., Слонимский Г.Л. и др. Основная часть их работ посвящена исследованию влияния легирования порошков железа различными элементами, повышению функциональных свойств конструкционных, инструментальных сталей и сплавов и специальных материалов [15 - 17], а также исследованию влияния диэлектрического покрытия и технологических режимов на физико-механические свойства магнитно-мягких материалов. В качестве основных легирующих элементов используют кремний, фосфор, алюминий и бор [18]. В качестве диэлектрической составляющей применяют различные искусственные органические смолы типа бакелита, полистирола, аминопласта, казеина, шеллак, эпоксидные или полиэфирные смолы [19], а также неорганическое связующее -жидкое стекло. Перспективным в настоящее время является разработка новых ММКМ на основе чистых порошков железа, покрытых различного рода неорганическими диэлектриками, в частности, стеклоэмалями и различного рода силикатами [20, 21]. В настоящее время основательно изучены ММКМ с неорганическими диэлектриками на основе фосфора и практически не изучены ММКМ с диэлектриками на основе растворимых силикатов.

Цель и задачи работы. Целью данной работы является исследование структурообразования и свойств ММКМ из порошков железа, покрытых силикатом натрия и разработка технологии получения композиционного магнитно-мягкого материала с заданными магнитными и механическими характеристиками для производства микроэлектродвигателей.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Изучены особенности формирования структуры и свойств ММКМ из порошков железа с различным составом диэлектрических покрытий;

2. Исследовано влияние способа нанесения покрытий из силиката натрия на порошки железа разных марок и влияние концентрации диэлектрика на структурообразование, магнитные и технологические свойства ММКМ на их основе;

3. Установлена зависимость магнитных и механических свойств от режима прессования и спекания ММКМ, полученных из порошков железа по разработанной технологии;

4. Составлены рекомендации по освоению технологии изготовления магнитопроводов микроэлектродвигателей из разработанного ММКМ.

Объект диссертационного исследования - магнитно-мягкий композиционный материал, представляющий собой порошок железа с низким содержанием примесей, покрытый электроизолирующим силикатсодержащим неорганическим диэлектриком, в качестве которого использован высокомодульный раствор силиката № с модулем 2,8.

Предмет исследования - влияние технологических параметров на магнитные и механические характеристики ММКМ из порошков железа, покрытых силикатом натрия.

Положения, выносимые на защиту:

1. Кинетические особенности структурообразования магнитно-мягкого композиционного материала из порошков железа, покрытых силикатом натрия, на всех стадиях технологического процесса;

2. Механизм физико-химических процессов нанесения диэлектрических покрытий на железные порошки разных производителей;

3. Технология и способ получения нового магнитно-мягкого композиционного материала из порошков железа, покрытых силикатом натрия, и магнитопроводов для микроэлектродвигателей на их основе;

4. Результаты экспериментальных исследований структурообразования магнитно-мягкого композиционного материала с добавками стеклоэмалей и влияние на технологические параметры их магнитные свойства.

Научная новизна диссертации:

1. Выявлена физическая природа формирования диэлектрического покрытия из силиката натрия на порошках железа разных марок, заключающаяся в том, что качество и толщина покрытия зависят не только от химического состава силиката натрия и концентрации его в водном растворе, но и от размера и морфологии частиц порошков железа.

2. Впервые установлено, что отличительной особенностью уплотнения порошков железа с покрытием из силиката натрия толщиной в пределах 20-60 нм является преобладание структурной деформации при прессовании, что позволяет повысить плотность формовок без применения пластификатора и уменьшить плотность дефектов кристаллической структуры металла частиц порошков.

3. Установлен механизм физико-химических процессов, протекающих на границах частиц железа, покрытия и пор при спекании ММКМ на основе порошков железа, покрытых силикатом натрия, заключающийся в том, что кремний, образующийся в результате деструкций силиката натрия, реагирует с кислородом, адсорбированным на поверхности частиц порошка, и (или) восстанавливает оксиды железа, образуя диоксид SiO2, как на межчастичных границах порошков, так и на их свободной поверхности, влияющий на стойкость и диэлектрические свойства покрытия.

Теоретическая и практическая значимость работы:

1. Показано влияние концентрации силиката натрия в растворе на толщину покрытия, удельную поверхность, смачиваемость и распределение компонентов на границах частиц железа и силиката натрия, на магнитные и механические свойства ММКМ;

2. Теоретически и экспериментально обоснована эффективность применения водного раствора силиката натрия для получения диэлектрического покрытия при производстве ММКМ из распыленных порошков железа и

установлено, что на химический состав и структурообразование покрытий влияют гранулометрический состав и морфология распыленных порошков железа, концентрация (№20-БЮ2) в водном растворе и параметры технологии нанесения покрытий;

3. Установлено, что на магнитные и механические свойства ММКМ из порошков железа, покрытых силикатом натрия, влияет не только химический состав и толщина диэлектрика, но и физико-химические процессы, протекающие на границах частиц железа и диэлектрика;

4. Установлено, что отличительной особенностью уплотнения порошков железа с покрытием из силиката натрия является преобладание структурной деформации;

5. Разработан новый магнитно-мягкий композиционный материал, представляющий собой порошок железа с низким содержанием примесей, покрытый электроизолирующим силикатсодержащим неорганическим диэлектриком с толщиной не более 20-60 нм, для производства сердечников и магнитопроводов электрических машин малой мощности.

6. Составлены практические рекомендации по выбору диэлектрика и режима нанесения покрытия на порошки железа в водном растворе силиката натрия, прессования и спекания, позволяющие разработать технологию получения сердечников микроэлектродвигателей и других устройств.

7. Разработана технология изготовления статора микроэлектродвигателя УЛ 062 и обоснована экономическая эффективность применения разработанного материала для производства цельнопрессованных статоров сложной формы для микроэлектродвигателей. Экономический эффект от внедрения технологии изготовления статора электродвигателя УЛ 062 из ММКМ на основе порошка железа АВС 100.30, покрытого силикатом натрия, составляет 250813,7 руб. на 1000 деталей (в ценах по состоянию на 1-е декабря 2019 г.).

8. По результатам заводских испытаний магнитных и механических характеристик в условиях научно-производственного предприятия ООО НПП «ЭЛЕКТРОМАШ», г. Новочеркасск, разработанный ММКМ на основе порошка

железа, покрытого силикатом натрия, подтвердил заявленные характеристики и принят к внедрению на предприятии для производства статоров микроэлектродвигателей.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности. Диссертационная работа представляет собой решение актуальной научной технической задачи разработки новых магнитно-мягких материалов с заданными физико-механическими характеристиками для производства магнитопроводов микроэлектродвигателей. Содержание исследований соответствует специальности 05.16.06 - Порошковая металлургия и композиционные материалы, охватывая следующие области:

- теоретические и экспериментальные исследования физико-химических процессов нанесения покрытий из силиката натрия на порошки железа;

- изучение структуры и свойств магнитно-мягких композиционных материалов и изделий из них на всех стадиях технологического процесса, полученных методом прессования и спекания.

Методология и методы исследования. Для оценки смачиваемости водного раствора с различной концентрацией силиката натрия определяли краевой угол смачивания на плоской поверхности методом, основанном на измерении основных размеров капель жидкости, нанесенных на твердые поверхности, используя микроскоп МБС - 10.

Холодное прессование проводили на гидравлическом прессе НРМ - 60L в стальных пресс-формах. Испытания механических характеристик проводились по стандартным методикам в соответствии с требованием ГОСТ.

Спекание проводили в муфельных печах фирмы SNOL (E5CN) с нихромовыми нагревателями без защитной среды. Скорость нагрева составляла 10°С/мин.

Микроструктуру исследовали на всех этапах технологии изготовления образцов на металлографических микроскопах «NEOPFOT - 21» и АИат1, а также на растровом электронном микроскопе (РЭМ) «EDAX».

Рентгенографические исследования проводили на рентгеновском порошковом дифрактометре ARL X'TRA. Качественный фазовый анализ проводили путём сравнения полученных дифрактограмм с эталонами из базы данных ICDD PDF-2 2012. Концентрации фаз в многофазных образцах определяли без стандартных калибровочных образцов в автоматическом режиме, методом корундовых чисел. Расчёт характеристик пиков проводился при помощи программного комплекса WinXRD 2.0.8. Модельная функция - Pearson7, количество итераций - 30.

Удельную поверхность железных порошков различных марок до и после смешивания с водным раствором силиката Na и сушки, определяли методом БЭТ на адсорбционном анализаторе Micromeritics ChemiSorb 2750.

Химический и фазовый состав поверхности частиц порошка железа с диэлектрическим покрытием на основе расплава силиката Na проводили на растровом электронном микроскопе Tescan Vega LMU.

Элементное картирование образцов проводили после спекания с использованием энергодисперсионного микроанализатора INCA Enerdy 450.

Для измерения магнитных свойств на кольцевые образцы с размерами 35^25x5 мм наматывали измерительные и намагничивающие обмотки. Основные динамические характеристики (магнитная проницаемость, индукция и удельные магнитные потери) определяли способом амперметра, вольтметра и ваттметра.

Степень достоверности и апробация результатов диссертации. В настоящей работе приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований, проведенных автором, и при его участии в ФГБОУ ВО ЮРГПУ (НПИ) при выполнении госбюджетных НИР, в рамках научного направления ЮРГПУ (НПИ) «Порошковые, композиционные материалы и изделия из них» и в соответствии с приоритетным направлением развития науки, технологии и техники РФ «Индустрия наносистем» и критической технологии РФ «Технология получения и обработки функциональных наноматериалов».

Достоверность результатов исследований обеспечивается использованием фундаментальных положений теории и практики химико-термической обработки

материалов, большим объемом экспериментов, выполненных с привлечением современных методов исследований и опытно-промышленными испытаниями.

Интерпретация полученных в ходе исследования результатов проведена на высоком методическом уровне, научные положения и выводы вполне обоснованы и надежно подтверждены результатами вычислительных экспериментов и расчетных оценок.

Достоверность исследований подтверждается многократной повторяемостью экспериментальных данных, полученных с использованием современных методов исследований, а также согласованностью теоретических данных с результатами экспериментов.

Основное содержание работы отражено в 15 печатных работах, из них 7 работ опубликованы в изданиях, входящих в список ВАК РФ. Также, получен один патент на изобретение. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 2 международных конференциях:

- V Международной научно-практической конференции «Новые материалы и технологии их получения» (г. Новочеркасск, ЮРГТУ (НПИ), 2011 г.);

- мiжнародноi науково-технiчноi конференцп 6-7 квггня 2012 року «Технолопя - 2012» (Сэвэродонецьк, Технолопчний шститут СНУ iм. В. Даля, 2012 р.)

Автор выражает благодарность научному руководителю, профессору, д.т.н., Гасанову Б.Г. и коллегам по работе.

Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР И ПОСТАНОВКА ЦЕЛИ И ЗАДАЧ

ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Основные характеристики магнитно-мягких материалов, влияние

состава и структуры на их свойства

К магнитно-мягким материалам относятся ферро- и ферримагнетики, обладающие низкой коэрцитивной силой, высокими значениями начальной и максимальной магнитной проницаемости, и малыми потерями на перемагничивание в постоянном и переменном поле [1, 18, 21 - 25]. В зависимости от характеристик приборов, электрических машин и других устройств к МММ предъявляют следующие требования:

- должны иметь однофазную и однородную структуру с минимальной концентрацией одно- и двумерных дефектов;

- обладать низкой энергией магнитной анизотропии, влияющей на площадь петли гистерезиса и магнитную проницаемость материала;

- обладать высокими значениями индукции насыщения, позволяющими повысить плотность магнитного потока в магнитопроводе;

- иметь относительно высокое удельное электросопротивление, влияющее на удельные потери на перемагничивание, связанных с потерями на вихревые токи;

- минимальной пористостью и минимальным содержанием неметаллических или инородных включений.

Основные понятия о ферромагнетизме и магнитных характеристиках многих материалов и сплавов наиболее подробно описаны в публикациях Бозорта Р. [26], Вонсовского С.В. [27, 28], Дорфмана Я. Г. [29], Хека К [30].

Для оценки основных характеристик магнитно-мягких материалов строят петлю гистерезиса. Она представляет собой замкнутую кривую, выражающую зависимость магнитной индукции материала от напряженности поля при периодическом изменении последнего.

Тангенс угла наклона а0 к оси абсцисс касательной к кривой намагничивания в начальной точке называется начальной магнитной проницаемостью ¡¡н и определяется по формуле:

в

VН = 1}т—^ = г%ао, (1.1)

где В - индукция, Тл; Н - напряженность поля, А/м; ^ = 4кх 10"7, Гн/м -магнитная постоянная.

А тангенс максимального угла наклона атах к оси абсцисс касательной к кривой намагничивания называется максимальной магнитной проницаемостью ¡лтах. Остаточная магнитная индукция Вг определяется по кривой намагничивания и численно равна индукции после снижения напряженности магнитного поля до нуля. Коэрцитивная сила Нс - величина, равная напряженности магнитного поля, необходимого для уменьшения индукции от максимального значения до нуля.

Площадь петли соответствует потерям на гистерезис, которые определяют по выражению [18]:

Рг=-& ШВ,Вт/кг, (1.2)

У •Г

где f - частота перемагничивания, Гц; у - плотность материала, кг/м3.

Потери на вихревые токи вычисляют по формуле:

р = 164^2/2, Вт/кг, (1.3)

в УР

где р - удельное электрическое сопротивление, Ом-м; d - толщина листа, м; Втах -амплитуда магнитной индукции, Тл.

Магнитные свойства, в частности, магнитная проницаемость ¡л, коэрцитивная сила Нс, являются структурно-чувствительными характеристиками [18, 23 - 25]. Это объясняется тем, что намагничивание и размагничивание в постоянном и переменном полях большей частью происходит за счет смещения междоменных границ. Наличие в железе и его сплавах большого количества неметаллических включений, дефектов кристаллической решетки, пор и других дефектов способствует снижению л и повышению Нс. Это объясняется тем, что согласно теории напряжений и включений Е.И. Кондорского, М. Керстена, Л. Нееля границы

доменов при намагничивании и размагничивании прикрепляются к дефектам. Поры и микропоры, также, как и точечные дефекты, стабилизируют междоменные границы ферромагнетика, что приводит к потерям энергии на создание дополнительных магнитных полей [1, 22, 23, 31] и уменьшает магнитною проницаемость и повышает коэрцитивную силу. Заметное влияние на эти характеристики оказывают форма, размер, вид включений и пор [32 - 34]. Сферическая форма неметаллических включений и пор в меньшей степени снижает магнитные свойства, чем включения и поры вытянутой, разветвленной и пластинчатой формы [35]. Включения, расположенные на границах зерен, оказывают большее влияние на движение доменных границ, чем включения, расположенные внутри. В связи с этим разрабатываемые технологии получения порошковых магнитно-мягких материалов должны обеспечить минимальную пористость изделий и протекание сфероидизации пор и коагуляции включений.

В работе [36] изучено влияние размера частиц на свойства магнитно-мягкого материала «железо-смола». По результатам исследований механических и электрических свойств, а также плотности полученных образцов в зависимости от размера частиц, сделаны следующие выводы: твердость, также как и плотность увеличиваются с увеличением размера частиц; максимальные значения механических свойств могут быть достигнуты, используя размер частиц 100 мкм, большие частицы вызывают уменьшение плотности и механические свойства изученных соединений; уменьшение удельного сопротивления с увеличением размера частиц наиболее выражено для частиц размером до 100 мкм; физические свойства изученных соединений сильно связаны с площадью удельной поверхности используемых частиц; коэрцитивная сила уменьшается с увеличением размера частиц.

Так же была предложена технология изготовления изделий из железного порошка, позволяющая получать требуемые магнитные характеристики: прессование изделий при давлении 0,4 - 0,5 ГПа, спекание в защитной среде при температуре 1150 °С, повторное прессование при давлении 1,0 - 1,5 ГПа и

высокотемпературный отжиг при температуре 1150 - 1300 °С в восстановительной среде или в вакууме.

Для магнитных материалов из железного порошка изучена зависимость магнитных и электрических свойств от пористости изделия. Показано, что магнитные свойства образцов из железного порошка в сильной степени зависят от количества пор в материале: максимальная магнитная проницаемость резко падает, коэрцитивная сила возрастает.

Влияние пористости на Нс материалов из железного порошка исследовано в работе [23], где предложена эмпирическая зависимость для определения коэрцитивной силы как функции от пористости. В этой работе не изучено влияние формы пор на коэрцитивную силу. Авторами [23] установлено, что меньшее количество крупных пор сферической формы предпочтительнее, чем большое количество пор вытянутой формы. Влиянием этих и других, характерных для порошковой металлургии, факторов объясняет разброс магнитных свойств порошковых магнитопроводов в зависимости от способов получения порошков, их химического и гранулометрического составов, технологии получения и дальнейшей термической обработки [4].

Перспективными в 70 - 80 годах прошлого столетия для применения в переменных полях считались чешуйчатые порошки железа, представляющие собой конгломераты из спрессованных плоских частиц металла [37].

Чешуйчатые материалы были разработаны с целью замены обычно применяемых трансформаторных сталей. Чешуйчатые материалы в случае ориентации частиц в них вдоль действующего магнитного поля имеют небольшой размагничивающий фактор и более высокую проницаемость в предпочтительном направлении [38]. В работе [19] установлено, что чешуйки железа и некоторых его сплавом толщиной примерно 25 мкм, спрессованные с применением связующего вещества и уложенные с учетом обеспечения минимального размагничивающего фактора в направлении, перпендикулярном приложению давления прессования, имеют удельные потери при частоте 50 Гц лишь немного выше, чем для шихтованных сердечников из железокремниевой стали при сохранении достаточно

высокого значения проницаемости. На основании приведенных данных по исследованию чешуйчатого железного порошка авторами работы [19] был разработан технологический процесс получения магнитопроводов для маломощных трансформаторов и дросселей. Показано, что оптимальное содержание диэлектрика в чешуйчатом материале составляет 0,5 - 0,6%; при большем содержании диэлектрика полные потери на перемагничивание на частоте 50 Гц растут за счет увеличения потерь на гистерезис, т.к. авторами не обнаружена в чешуйчатом железном порошке и спрессованных из него образцах кристаллографическая структура. Авторы объясняют улучшение магнитных свойств меньшим размагничивающим полем вытянутых чешуйчатых частиц по сравнению с равноосным порошком.

Возможности дальнейшего улучшения свойств изделий из чешуйчатого порошка можно осуществить за счет выбора оптимальной геометрии чешуек, уменьшения количества связующего наполнителя, а также более совершенной ориентации чешуек в готовом изделии - вдоль направления силовых линий действующего магнитного поля [39].

Выполненные в работе [3] опыты с порошками типа ПЖ показали, что удельное электрическое сопротивление в зависимости от продольного и поперечного расположения чешуек по отношению ко внешнему магнитному полю, соответственно, составило: 40 1 06 Ом ■ м и 800 106 Ом ■ м.

Чешуйчатые порошки не получили дальнейшего распространения в связи с разработкой карбонильных и электролитических порошков, а также распыленных порошков железа с минимальным содержанием примесей [18, 19]. По литературным данным [34], наиболее высокими значениями магнитных свойств обладают порошки, получаемые распылением расплавов азотом, в которых оксиды концентрируются на поверхности частиц.

В работе [37] исследованы свойства образцов, изготовленных из железных порошков, полученных восстановлением, электролизом, вихревым размолом и распылением. Изучено влияние исходного состояния порошка, условий

прессования, режимов спекания и термической обработки на магнитные характеристики железных образцов.

Таким образом, основой магнитно-мягких материалов является чистое железо. Для улучшения эксплуатационных свойств в магнитно-мягкие материалы на основе порошка железа вводят кремний, фосфор, алюминий, никель, кобальт и другие элементы [21 - 25].

Помимо магнитных свойств большое значение имеют высокие механические свойства. В этом отношении многообещающие результаты показала паровая обработка прессованного композиционного тела [40]. Согласно данному патенту [40] было обнаружено, что паровая обработка может дать неожиданно высокие результаты не только в отношении механических, но также и магнитных свойств, при условии, что выполняются определенные условия, касающиеся типа порошков, смазок и параметров процесса. Также было обнаружено, что смазка, используемая в подлежащей прессованию железной композиции или композиции на основе железа, должна иметь органическую природу и должна испаряться, не оставляя каких-либо остатков в прессованном теле перед паровой обработкой.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Богачёв Валентин Олегович, 2020 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Корицкий Ю.В. Справочник по электротехническим материалам / Ю.В. Корицкий, В. В. Пасынков, Б.М. Тареев. - Ленинград: Энергоатомиздат, 1988. - 728 с.

2. Тимофеев И.А. Технология производства магнитных материалов и изделий / И.А. Тимофеев - М: Изд-во МЭИ (ТУ), 2004. - 176 с.

3. Троицкий В.А. Магнитодиэлектрики в силовой электротехнике / В.А. Троицкий, А.И. Ролик, А.И. Яковлев - К.: Техшка, 1983. - 207 с.

4. Францевич И.Н. Магнитно-мягкие металлокерамические материалы / И.Н. Францевич, А.И. Гунченко, О.А. Панасюк // В сб. Электротехнические металлокерамические изделия ЦИНТИ электропром. - М., «Энергия», 1962. -157 с.

5. Dougan M.J. High Performance Sintered Soft Magnetic Materials [Электронный ресурс] / M.J. Dougan // World PM2010 Proceedings: PM Functional Materials, 2010. - Режим доступа: https://www.epma.com/publications/euro-pm-proceedings/product/world-pm2010-pm-functional-materials.

6. GUO You Guang. Application of Soft Magnetic Composite Materials in Electrical Machines: A Review [Электронный ресурс] / You Guang GUO., Jian Guo ZHU // Australian Journal of Electrical and Electronics Engineering 3, 2006. - Р. 37-46 -Режим доступа: https://opus.lib.uts.edu.au/bitstream/10453/4194/3/2006005080.pdf.

7. Bayramli E. Powder metal development for electrical motor applications / E. Bayramli, O. Olgelioglu, H.B. Ertan // J. Mater. Process. Technol 161, 2005. - Р. 83-88.

8. Zhong J.J. Characteristics of soft magnetic composite material under rotating magnetic fluxes [Электронный ресурс] / J.J. Zhong, Y.G. Guo, J.G. Zhu, Z.W. Lin // J. Magn. Magn. Mater. 299, 2006. - Р. 29-34 - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/222868954

9. Maeda T. Development of super low iron-loss P/M soft magnetic materials / T. Maeda, H. Tyoda, N. Igarashi // Tech. Rev. 60, 2005. - Р. 3-90.

10. Gay D.E. Soft magnetic composite materials for AC electrical applications / D.E. Gay // Metal Powder Rep. 52, 1997. - Р. 42-45.

11. Kordecki A. Development and Applications of Soft Magnetic PM Materials [Электронный ресурс] / A. Kordecki, B. Weglinski // Journal Powder Metallurgy. 33, 1990. - Р. 151-155. - Режим доступа: https://doi.org/10.1179/pom.1990.33.2.151.

12. Власова О.В. Порошковые магнитомягкие материалы для электротехнической промышленности / О.В. Власова, О.А. Панасюк, А.В. Миницкий, Л. М. Апининская, Н. М. Вергелес, В. Г. Затовский, А. Н. Грипачевский, В. Я. Куровский // Электрические контакты и электроды. №11, 2012. - C.101-107.

13. Shokrollahi H. Different annealing treatments for improvement of magnetic and electrical properties of soft magnetic composites [Электронный ресурс] / H. Shokrollahi, K. Janghorban // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 317, 2007. - P. 61-67. - Режим доступа: https://doi.org/10.1016/jjmmm.2007.04.0n

14. Enescu E. The effect of processing conditions on magnetic and electric properties of composite materials used used in nonconventional magnetic circuits [Электронный ресурс] / E. Enescu, P. Lungu, S. Marinescu, P. Dragoi // J. Optoelectron. Adv. Mater. 8, 2006. - Р. 745-748. - Режим доступа: https: //www. researchgate. net/publication/237207834

15. Antonova N. M. The Mechanikal Properties of a Composite Coating with a Polimer Matriks Based on Sodium Carboxymethylcellulose and Aluminum Powder / Antonova N. M. // Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2009. - Vol. 50, N° 4. - P. 419423.

16. Бабичев А.П. О возможности замены цветных металлов черными за счет вибрационной обработки и вибрационного механохимического покрытия некоторых деталей газонагревательных приборов / А.П. Бабичев, Ф.З. Хачатурян, В.В. Иванов и др. // Вестник рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева, 2015. - № 3 (34). - С.82-86..

17. Иванов В.В. Вибрационное механохимическое цинкование крепёжных деталей автомобиля / В.В. Иванов, Г.А. Гальченко // Автомобильная промышленность, 2016. - № 9/ 02. - С.30-32.

18. Godec M. Development of Fe-Si-B powders for soft magnetic applications / M. Godec. // Mater. Technol. 35, 2001. - Р. 325-330.

19. Ритсо А. Чешуйчатые магнитодиэлектрики для магнитопроводов электрических машин / А. Ритсо, А. Лаансоо // В кн.: Исследование, разработка и внедрение магнитодиэлектриков в электропромышленность. - Харьков: 1974. - С. 56-62.

20. Каюк В. Г., Панасюк О. А., Миницкий А. В. Взаимодействие магнитомягких материалов на основе железа со стеклоэмалями / В. Г. Каюк, О. А. Панасюк, А. В. Миницкий // Порош. металлургия (Украина). 2004, №2 11-12. - С. 8792.

21. Guo You Guang. Applications of soft magnetic composite materials in electrical machines: A review [Электронный ресурс] / You Guang Guo, J.G. Zhu // Articlein Australian Journal of Electrical and Electronics Engineering 3, 2006. - Р. 3746. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/287005438.

22. Kubzdela S. Magnetodielectrics in induction motors with disk rotor [Электронный ресурс] / S. Kubzdela, B. Weglinski // IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS. 24. №1, 1988. - Режим доступа: https://pdfslide.net/documents/magnetodielectrics-in-induction-motors-with-disk-rotor.html.

23. Францевич И.Н. Металлокерамические магнитные материалы. / И.Н. Францевич, А.И. Гунченко, О.А. Панасюк. // В сб. Электротехнические металлокерамические изделия ЦИНТИЭПП. М., «Энергия», 1959. - С.91.

24. Рейнбот Г. Магнитные материалы и их применение / Г. Рейнбот. - М.: Энергия, 1974. - 380 с.

25. Кекало И.Б. Физическое металловедение прецизионных сплавов. Сплавы с особыми магнитными свойствами / И.Б. Кекало, Б.А. Самарин. // Учебник для вузов. - Металлургия. 1989. - С. 496.

26. Бозорт Р. Ферромагнетизм / Р. Бозорт. - М.: Ил., 1956. - 784 с.

27. Вонсовский С.В. Ферромагнетизм / С.В. Вонсовский, Я.С. Шур - М.-Л.: ОГИЗ, 1948. - 816 с.

28. Вонсовский С. В. Современное учение о магнетизме / С.В. Вонсовский. - М., ГИТТЛ, 1952. - 422 с.

29. Дорфман Я.Г. Магнитные свойства и строение вещества / Я.Г. Дорфман. - М., Гостехиздат, 1955. - 377 с.

30. Хек К. Магнитные материалы и их техническое применение / К. Хек. -М., Энергия, 1973. - 299 с.

31. Zhu J. G. Power losses of soft magnetic composite materials under two-dimensional excitation [Электронный ресурс] / J. G. Zhu, J. J. Zhong, V. S. Ramsden, and Y. G. Guo. // Journal of Applied Physics. 115, 2014. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/261015177.

32. Панасюк O.A. Влияние добавок фосфора на магнитные свойства изделий из железного порошка / O.A. Панасюк, И.Д. Радомысельский // Порошковая металлургия, №3, 1973. - С.23.

33. Панасюк О.А., Радомысельский И.Д. / Порошковая металлургия, №4, 1973. - С. 29.

34. Панасюк О.А. Порошковые магнитомягкие материалы для работы в постоянных и переменных полях / О.А. Панасюк // В кн.: Порошковые магнитные материалы. - Киев: Изд. ИПМ АН УССР, 1987. - С. 108-121.

35. Бабич В.К. ФММ / Бабич В.К. и др. // т.24, №2, 1967- 227 с.

36. Bures Radovan. The Influence of Particles Size on Properties of Fe/Resin Soft Magnetic Composite / Radovan Bures, Maria Faberova, Zuzana Biroakova, Jan Fuzer, Peter Kollar // Euro PM2013 - Functional Materials, 2013. - P. 41-46.

37. Панасюк О.А. Порошковые магнитомягкие материалы. В кн.: Порошковые магнитные материалы / О.А. Панасюк. - Киев: Изд. ИПМ АН УССР, 1984. - С. 90-110.

38. Ритсо А. Якоря микроэлектродвигателей постоянного тока, спрессованные из железного порошка / А. Ритсо, А. Лаансоо // В кн.: Электротехническая промышленность. Сер. Электрические материалы, вып. 6,1971. - С. 10-12.

39. Орехов Ю.П. Получение металлокерамических железо-кремниевых магнитопроводов с плоскими диэлектрическими прослойками / Ю.П. Орехов, П.С. Маринин // Труды КуАИ, вып, 23, 1966. - С. 150-151.

40. Патент №2389099 РФ, МПК H01F1/24. Магнитно-мягкие композиционные материалы / Е Чжоу, Скорман Бьерн, Янссон Патрисия - Заявлено 15.06.2006; опубл. 10.05.2010.

41. Enescu E. The effect of processing conditions on magnetic and electric properties of composite materials used in nonconventional magnetic circuits / E. Enescu, P. Lungu, S. Marinescu, P. Dragoi // Journal of Optoelectronics and Advanced Materials. 8, №2, 2006. - P. 745 - 748.

42. T. McLyman. Transformer and Inductor Design Handbook. Chapter 2. Magnetic Materials and Their Characteristics. [Электронный ресурс] / McLyman T. // CRC Press, 2004. - 556 Р. - Режим доступа: https://coefs.uncc.edu/mnoras/files/2013/03/Transformer-and-Inductor-Design-Handbook_Chapter_2.pdf.

43. Shokrollahi H. Soft magnetic composite materials (SMCs) [Электронный ресурс] / H. Shokrollahi, K. Janghorban. // Journal of Materials Processing Technology. 189, Issues 1-3, 2007. - P. 1-12 - Режим доступа: https://doi.org/10.1016/jjmatprotec.2007.02.034.

44. ГОСТ 23618-79. Изделия из ферритов и магнитодиэлектриков. Термины и определения. - М.: Стандартинформ, 2005. - 256 с.

45. Ритсо А.Э. Влияние способа изолирования частиц на характеристики магнитомягких композиционных материалов / А.Э. Ритсо, В.Я. Летман, Р.А. Сетмар, А.А. Лаансоо // Труды Таллинского политехнического ин-та, 1984. № 506.

- C. 22-26.

46. Szczyglowski J. Influence of eddy currents on magnetic hysteresis loops in soft magnetic materials / J. Szczyglowski // J. Magn. Magn. Mater. 223, 2001. - Р. 97102.

47. Guo Y.G. 3D Vector magnetic properties of soft magnetic composite material / Y.G. Guo, J.G. Zhu, Z.W. Lin, J.J. Zhong // J. Magn. Magn. Mater. 302, 2006.

- Р. 511-516.

48. Igarashi Naoto. Pure Iron Based Soft Magnetic Composite Core That Enables Downsizing Automotive Reactors [Электронный ресурс] / Naoto Igarashi,

Masato Uozumi, Toshiyuki Kosuge, Atsushi Sato, Kazushi Kusawake and Koji Yamaguchi // Industrial Materials, 2015. - Режим доступа: https://global-sei.com/technology/tr/bn80/pdf/80-20.pdf.

49. Karthikeyan R. Performance Analysis of a Soft Magnetic Composite Switched Reluctance Generator [Электронный ресурс] / R. Karthikeyan, K. Vijayakumar, R. Arumugam // International Journal of Scientific Research in Science, Engineering and Technology, 2012. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/289062929.

50. Karthikeyan R. Soft Magnetic Composite Switched Reluctance Generator -Fabrication and Analysis [Электронный ресурс] / R. Karthikeyan, K. Vijayakumar, R. Arumugam // Advanced Materials Research. 383-390, 2011. - Р. 5516-5521. - Режим доступа: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.383-390.5516.

51. Chen Y. Axial-flux PM wind generator with a soft magnetic composite core [Электронный ресурс] / Y. Chen, P. Pillay // Fourtieth IAS Annual Meeting. Conference Record of the 2005 Industry Applications Conference, 2005. - Р. 231 - 237. - Режим доступа: https://ieeexplore.ieee.org/document/1518315.

52. Guo Y. G. Development of a permanent magnet claw pole motor with soft magnetic composite core [Электронный ресурс] / Y. G. Guo, J.G. Zhu, P.A. Watterson, W. Wu // Journal Australian Journal of Electrical and Electronics Engineering. 2, 2005.

- Р. 21-30. - Режим доступа: https://www.tandfonline.com/doi/abs/10.1080/1448837X. 2005.11464111

53. Cros Jerome. A New Structure of Universal Motor Using Soft Magnetic Composites [Электронный ресурс] / Jerome Cros, Philippe Viarouge, Member, IEEE, Yvon Chalifour, Jose Figueroa // IEEE Transactions on Industry Applications 40, 2004.

- Р. 550 - 557. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/3171746

54. Magnussen F. Analysis of a PM machine with soft magnetic composites core [Электронный ресурс] / F. Magnussen, D. Svechkarenko, P. Thelin, C. Sadarangani // KTH-Royal Institute of Technology, Sweden, 2004. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/239575849

55. Hamler A. The use of soft magnetic composite materials in synchronous electric motor / A. Hamler, V. Gorican, B. Sustarsic, A. Sirc // J. Magn. Magn. Mater.304, 2006. - Р. 816-819.

56. Paterson J.H. Complex permeability of soft magnetic ferrite/polyester resin composites at frequencies above 1 MHz / J.H. Paterson, R. Devine // J. Magn. Magn. Mater. 196-197, 1999. - Р. 394-396.

57. Jansson P. Soft Magnetic Materials for Ac applications [Электронный ресурс] / P. Jansson // Journal Powder Metallurgy. 35, 1992. - P. 63-66. - Режим доступа: https: //doi. org/10.1179/pom.1992.35.1.63.

58. Qu R. Split-phase claw-pole induction machines with soft magnetic composite cores [Электронный ресурс] / R. Qu, G.B. Kliman, R. Carl // Conference Record of the 2004 IEEE Industry Applications Conference, 2004. - Режим доступа: https://ieeexplore.ieee.org/document/1348828.

59. Преображенский А.А. Магнитные материалы / А.А. Преображенский. - М.: Высшая школа, 1965. - 235 с.

60. Nguyen Vinh Quang. Morphing Soft Magnetic Composites [Электронный ресурс] / Vinh Quang Nguyen, Anansa S. Ahmed, and Raju V. Ramanujan // Adv. Mater. 2012. - 12 р. - Режим доступа: https://www.ntu.edu.sg/home/ramanujan/reprints/ Adv%20Mat%20Paper. pdf.

61. Laurent P. Effect of the magnetic fraction on the complex susceptibility of soft magnetic composite materials / P. Laurent, G. Viau // J. Magn. Magn. Mater. 160, 1996. - Р. 63-64.

62. Докшицкая А.И., Леванто М.А. Физико-химические основы металлургических процессов [сборник] / А.И. Докшицкая, М.А. Леванто. - М., «Металлургия», 1964. - 364 с.

63. Шаповалов А.П., Климаншин П.С. / Сталь. №9, 1968. - 842 с.

64. Yamamoto S. Fabrication of high-permeability ferrite by spark-plasma-sintering method / S. Yamamoto, S. Horie, N. Tanamachi // J. Magn. Magn. Mater. 235, 2001. - Р. 218-222.

65. Wang Y. Liquid phase sintering of NiCuZn ferrite and its magnetic properties / Y. Wang, S. Wang // Int. J. Inorg. Mater. 3, 2001. - Р. 1189-1192.

66. Патент №6312531 США, МПК 7 C 22 C 33/02, H 01 F 1/047. Magnetic composite article and manufacturing method of the same and soft magnetic powder of Fe-Al-Si system alloy used in the composite article / Matsutani Nobuya, Mido Yuji, Onishi Kazuaki // Matsushita Electric Ind. Co., Ltd. № 09/217587 - заявл. 22.12.1998; опубл. 06.11.2001.

67. Nurten P. D.The development of an injection mouldable soft magnetic material using atomised powders / P. D. Nurten, M. C. Wells, P. Woods, D. Thomson, T. Abbott // Adv. Powder Met. and Particul. Mater.: Proc. Int. Conf. and Exhib. Powder Met. and Particul. Mater. 5, 1993. - Р. 215-227.

68. Альтман А.Б. Технические магнитные свойства магнитомягких металлокерамических сплавов / А.Б. Альтман, П.А. Гладышев, И.Д. Растанаев // Материалы третьего научно-технического совещания по развитию производства и внедрению электротехнических изделий. - М.: ВНИИЭМ, 1965. - С. 22-31.

69. Dobrzanski L.A. Structure and properties of nanocrystalline soft magnetic composite materials with silicon polymer matrix / L.A. Dobrzanski, R. Nowosielski // J.Magn. Magn. Mater. 290/291, 2005. - P. 1510-1512.

70. Альтман А.Б., Гладышев П.А., Растанаев И.Д. / В кн.: Труды УШ Всесоюз. конф. по прогрессивным методам производства деталей из порошков. -Минск: Высшая школа, 1966. - С. 299-305.

71. Патент №5002728 США, МПК 5 B 22 F 1/00. Method of manufacturing soft magnetic Fe-Si alloy sintered product / Achikita Masakazu, Sogame Shinichi // Sumitomo Metal Mining Co. № 451947; опубл. 26.03.91.

72. Патент №2163352 Япония, МПК 5 C 22 C 38/02, C 22 C 33/02. Железо-кремниевый магнитомягкий материал и способ его получения / Ямагиси Ватару, Иикава. Фудзицу - № 63-319791; заявл. 19.12.88; опубл. 22.06.90.

73. Патент №3240902 Япония, МПК 5 B 22 F 9/04, B 22 F 1/00. Способ получения порошка магнитомягкого сплава с анизотропией формы частиц / Сато

Тадакуни, Осато Хадзимэ, Мамия Йоити // к. к. Токин. - N° 2-32482; заявл. 15.02.90; опубл. 28.10.91.

74. Растанаев И. Д. Влияние нагрева на магнитные характеристики магнитномягких металлокерамических материалов в переменном поле 50 Гц. / Растанаев И. Д. // Москва. Новое в электрометаллокерамике. Выпуск 1, 1969 г. - С. 44-47.

75. Белов К. П. Упругие, тепловые и электрические явления в ферромагнетиках / Белов К. П. - М., Госиздат, 1957. - 255 с.

76. Sugihara Manoto. / J. Phys. Soc. Japan, № 11, 1961. - C. 2163-2166.

77. Pal Z., Tarnoezi О. / J. Phys. and chem. solids, 1962. - C. 683-693.

78. Чан Мань Тунг. Особенности формирования комплекса магнитных свойств порошкового "Fe-P" материала - аналога технического железа, полученного горячей объемной штамповкой пористой заготовки: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.09 / Чан Мань Тунг. - Ростов-на-Дону, 2010. - 132 с.

79. Радомысельский И.Д. Влияние добавок фосфора на магнитные свойства изделий из железного порошка / И.Д. Радомысельский, О.А. Панасюк // Порошковая металлургия, 1973, №4 Раздел 1. Исследование в постоянном поле.

80. Радомысельский И.Д. Влияние добавок фосфора на магнитные свойства изделий из железного порошка / Радомысельский И.Д., Панасюк О.А. // Порошковая металлургия, 1973, №4. Раздел 2. Исследование в переменных полях. - С. 29-32.

81. Люлько В.Г. Железо-фосфорные композиционные материалы для изготовления роторов электродвигателей малой мощности / В.Г. Люлько, Г.Г. Даннингер, В.А. Маслюк и др. // Технология порошковых и композиционных функциональных материалов: сб.тр.науч.-техн.конф. - Ростов н/Д, 2003. - С.38-43.

82. Патент №5963771 США, МПК 6 B 22 F 3/10. Method for fabricating intricate parts with good soft magnetic properties. / Chan Tien-Yin, Lin Shun-Tian. - № 08/939621; заявл. 29.09.1997; опубл. 05.10.1999.

83. Chicinas I. Soft magnetic composite based on mechanically alloyed nanocrystalline Ni3Fe phase / I. Chicinas, O. Geoffroy // J. Magn. Magn. Mater. 290/291, 2005. - Р. 1531-1534.

84. Клименко В. Н. Порошковые магнитомягкие материалы / В. Н. Клименко, О. А. Панасюк, О. Н. Сагалович // Порош. магнит. матер.: Тез. докл. семин. Рост. н/Д ин-т с.-х. машиностр.. 1991. - С. 59-60.

85. Гайдученко Г. К. Эффективность влияния фосфора на магнитные характеристики изделий из распыленных железных порошков / Г. К. Гайдученко, О. А. Панасюк, В. А. Костюк // Порош. конструкц. матер.. Киев. 1989. - С. 17-23.

86. Дорогина Г. А. Влияние среды спекания и химического состава на структуру и физические свойства магнитомягких материалов системы железо-фосфор: Автореф. дис. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук. Перм. гос. техн. ун-т / Дорогина Галина Анатольевна. - Пермь, 1999, - 18 с.

87. Панин Ю. М. Технология изготовления и свойства сердечников акустических систем из порошкового магнитомягкого материала железо-фосфор / Ю. М. Панин, В. Ю. Изычев, С. В. Масас // Нов. порош. матер. Тр. 15 Всес. конф. -Киев, 1986. - С. 74-79.

88. Hanejko Francis G. Effects of processing and materials on soft magnetic performance of powder metallurgy parts / Hanejko Francis G., Rutz Howard G., Oliver Cristopher G. // Adv. Powder Met. and Particul. Mater.: Proc. Powder Met. World Congr., San Francisco, Calif., 1992. - Р. 375-403.

89. Klimenko V. N. Powder magnetic soft materials / V. N. Klimenko, O. A. Panasjuk // Mat-Tech'90: 1st Eur. East-West Symp. Mater. and Processes, Helsinki, 1990. - Р. 111.

90. Гасанов Б.Г. Теоретические основы структурообразования, свойства и принципы выбора параметров технологии производства горячедеформированных порошковых магнитных материалов: дис. ... д-ра техн. наук: 05.02.01 / Гасанов Бадрудин Гасанович. - Новочеркасск, 1997. - 393 с.

91. Гасанов Б. Г. Получение динамическим горячим прессованием порошковых Fe-Р магнитно-мягких материалов / Б. Г. Гасанов // Гр. НПИ, т. 309, 1975 г.

92. Патент №2350676 Россия, МПК C 22 C 33/02, H 01 F 1/22. Способ получения магнитомягкого материала. / Э. С. Горкунов, Г. А.Дорогина, И. А. Кузнецов, Ю. В. Субачев, Д. И. Вичужанин, А. В. Торощин // Гос. Учрежд. Ин-т металлургии РАН УО Ин-т машиновед. РАН. - .№2007105780/02; заявл. 15.02.2007; опубл. 27.03.2009.

93. Патент №2176577 РФ, МПК H01F1/20. Порошок с фосфатным покрытием и способ его изготовления / Ларссон Ларс-Оке, Янссон Патрисия // ХЕГАНЕС АБ.

94. Ye Zhou. The Effect Of Manufacturing Processes On The Properties Of Multi-layer Coated SMC Components [Электронный ресурс] / Zhou Ye // World PM2016 Congress Proceedings, 2016. - Режим доступа: https://www.epma.com/publications/euro-pm-proceedings/product/ep 16-3294440.

95. Тучинский Л.И. Композиционные материалы, получаемые методом пропитки / Л.И. Тучинский. - М: Металлургия, 1986. - 208 с.

96. Гончарова О.Н. Порошковые инфильтрованные материалы Fe-Ni-Cu на основе механически активированных шихт: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.06 / Гончарова Ольга Николаевна. - Новочеркасск, 2012. - 166 с.

97. Скороход В.В. Физико-металлургические основы спекания порошков /

B.В. Скороход, С.М. Солонин. - М.: Металлургия, 1984. - 159 с.

98. Кем А. Ю., Иванченко В. В., Котенев А. С. Исследование магнитных свойств порошковых магнитомягких материалов / А. Ю. Кем, В. В. Иванченко, А.

C. Котенев // Порош. магнит. матер.: Тез. докл. семин.. С.-х. машиностр. Рост. н/Д. ин-т. - Пенза. 1991. - С. 37-39.

99. Патент №1836732 СССР, МПК 5 H 01 F 1/26, C 22 C 33/02. Магнитомягкий композиционный материал на основе железного порошка / А. В. Кошелев, Е. И. Фрумкин, И. И. Нечаев, Л. А. Савельева, Г. А. Струнникова. -№5023023/02; заявл. 13.01.92; опубл. 23.08.93.

100. Патент №2166008 Япония, МПК 5 H 01 F 1/22, C 22 C 33/02. Способ получения магнитомягкого сплава железо-кремний / Токита Масакадзу, Тогамэ Синъити. // Сумитомо киндзоку кодзан. - N 63-319951; заявл. 19.12.88; опубл. 25.06.90.

101. Самсонов Г.В. Некоторые вопросы технологии магнитодиэлектриков / Г.В. Самсонов, В.А. Горбатюк, Л.И. Приходько // В кн.: Исследование, разработка и внедрение магнитодиэлектриков в электропромышленности: Материалы Всесоюз. науч.-техн. конф. - Харьков, 1974. - С. 3-9.

102. Патент №52971 Украина, МПК 7 B 22 F 3/16, H 01 F 3/08. Споаб одержання магштом'якого матерiалу / Рябiчева Людмила Олександрiвна, Циркш Аркадш Тимофшович, Данильченко Роман Сташславович // Схщноукр. нац. ун-т. - № 2002010037; заявл. 03.01.2002; опубл. 15.01.2003.

103. Gelinas Claude. Insulated Iron Powders for Automotive Applications [Электронный ресурс] / Claude Gelinas, Donald Brydges // SAE 2003 World Congress, Exhibition, 2003. - Режим доступа: https://www.researchgate.net/publication/ 267954799.

104. Gelinas C. Properties and Processing of Improved SMC Materials [Электронный ресурс] / C. Gelinas, S. Pelletier, P. Lemieux and L. Azzi. 2006. - Режим доступа: https://studylib.net/doc/18607804.

105. Патент №2352437 Россия, МПК B 22 F 1/00, C 22 C 33/02. Смазочный материал для изолированных магнитомягких композиций порошка на основе железа / Хильмар Видарссон, Пауль Скоглунд, Бьерн Скорман // Хеганес АБ. -№2007102278/02; заявл. 21.06.2005; опубл. 20.04.2009.

106. Hanejko Francis. Development of a New High Density AC Magnetic Material Possessing Good AC Magnetic Performance with Enhanced Mechanical Strength / Francis Hanejko, KS Narasimhan // Euro PM2013 - Functional Materials, 2013. - Р. 19-24.

107. Ng Kai-Mo. New Soft Magnetic Composite (SMC) Materials Prepared by Nano-Sized Electrically Insulating Fillers / Kai-Mo Ng and Chi-Ming Chan // Euro PM2013 - Functional Materials, 2013. - Р. 13-18.

108. Патент №3907090 ФРГ, МПК 5 H 01 F 1/24, B 22 F 1/00. Verfahren zur pulvermetallurgischen Herstellung eines weichmagnetischen Korpers / Reppel Georg Werner // Vacuumschmelze GmbH. - № 39070905; заявл. 04.03.89.

109. Лаансоо А. А. Магнитные свойства порошкового магнитомягкого композиционного материала при повышенных температурах / А. А. Лаансоо, Р. А. Сиймар // Физ. магнит. матер.. Калинин, 1988. - С. 109 - 115.

110. Патент РФ №2422931, МПК H01F 1/24, B22F 1/02. Магнитно-мягкий порошок / Е Чжоу, Скорман Бьерн // ХЕГАНЕС АБ. - №2009125920; заявл. 06.12.2007; опубл. 27.06.2011.

111. Kvist S.Ä. Magnetic Properties of Höganäs PASC Powders / S.Ä. Kvist // Höganäs PM Powder Information № PM 75-10, 1975. - Р. 35-38.

112. Bhalla Deepak. Material Processing Technology for Soft Ferrites Manufacturing [Электронный ресурс] / Deepak Bhalla, DK. Singh, Swati Singh, Dipti Seth // American Journal of Materials Science 2, 2012. - Р. 165-170. - Режим доступа: http: //article.sapub. org/pdf/10.5923.j.materials.20120206.01. pdf.

113. Tsutsui Tadayuki. Recent Technology of Powder Metallurgy and Applications. [Электронный ресурс] / Tadayuki Tsutsui // Hitachi Chemical Technical Report №54, 2011. - Р. 12-20. - Режим доступа: https://www.hitachi-chem.co.j p/english/report/054/54_sou2 .pdf.

114. Francis G. Hanejko. Effects of processing and materials on soft magnetic performance of powder metallurgy parts [Электронный ресурс] / Francis G. Hanejko, Howard G. Rutz and Christopher G. Oliver // Presented at the 1992 Powder Metallurgy World Congress San Francisco, CA, 1992. - 26 р. - Режим доступа: https://www.gknpm.com/globalassets/downloads/hoeganaes/technical-library/technical-papers/test-papers/19.-effects-of-processing-and-materials-on-soft-magnetic-performance-of-powder-metallurgy-parts.pdf.

115. Гасанов Б.Г. Кинетика формирования диэлектрического покрытия на порошки железа для получения композиционных магнитно-мягких материалов / Б.Г. Гасанов, В.Г. Тамадаев, В.О. Богачёв, Е.Р. Махмудова // Изв. вузов. ПМиФП, № 4, 2019. - С. 44-54.

116. Бабец А.В. Влияние добавок стеклоэмалей на свойства магнитомягких композиционных материалов на основе железа / А.В. Бабец, В.В. Михайлов, В.О. Кривощеков, А.Г. Сычев // Результаты исследований - 2011: материалы 60-й науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава, науч. работников, аспирантов и студентов ЮРГТУ (НПИ) / Юж.-Рос. гос. техн. ун-т (НПИ). -Новочеркасск: ЮРГТУ (НПИ), 2011. - С. 254-255.

117. Корнеев В.И. Жидкое и растворимое стекло / В.И. Корнеев, В.В. Данилов. - СПб.: Стройиздат СПб, 1996. - 216 с.

118. Нагинская И.Я. Жидкое стекло / И.Я. Нагинская. - Одесса: Обл. изд., 1958. - 39 с.

119. Григорьев П.Н. Растворимое стекло / П.Н. Григорьев, М.А. Матвеев -М.: Промстройиздат. М., 1956. - 444 с.

120. Начинкин О.И. Полимерные микрофильтры / О.И. Начинкин. - М.: Химия, 1985. С. 216.

121. Петцольд А. Эмаль и эмалирование / Петцольд А., Пёшманн Г. // Справ. изд. Пер. с нем. - М.: Металлургия, 1990. - 576 с.

122. Brockmann W. Tech. Mitt. (Essen) 65. 1972. - 569 р.

123. King B. W., Cook R. L. Amer. Ceram. Soc. Bull. 36. 1957. - 293 р.

124. Smirnov N. S. Mitt. VDEfa 20. 1972. - 97 р.

125. ГОСТ 18227-98. Материалы порошковые. Методы испытания на растяжение. - М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. - 7 с.

126. Гоулдстейн Дж. Растровая электронная микроскопия и рентгеновский микроанализ / Дж. Гоулдстейн, Д. Ньюбери и др. // В 2-х книгах. - М.: Мир, 1984. Кн. 1. - 303 с.; Кн. 2. - 348 с.

127. Рид С. Электронно-зондовый микроанализ / С. Рид. - М.: Мир, 1979. -

423 с.

128. Батыров В.А. Рентгеноспектральный электронно-зондовый микроанализ / В.А. Батыров. - М.: Металлургия, 1982. -151 с.

129. Чернышев Е.Т. Mагнитные измерения / Е.Т. Чернышев, Е.Н. Чечурина, Н.Г. Чернышева, Н.В. Студенцов. - M: Издательство комитета стандартов, мер и измерительных приборов при совете министров СССР, 1969. - 248 с.

130. Лфанасьев Ю.В. Средства измерений параметров магнитного поля / Лфанасьев Ю.В., Студенцов Н.В., Хорев В.Н., Чегурина Е.Н., Щелкин Л.П. - Л.: Энергия, 1979. - 320 с.

131. Байда Л.И. Электрические измерения / Л.И. Байда, Н.С. Добротворский, E.M. Душин и др.; под ред. Л.В. Фремке и E.M. Душина.- 5-е изд., перераб. и доп. - Л.: Энергия. Ленингр. Отделение, 1980. - 392 с.

132. Bayramli E. Powder metal development for electrical motor applications / E. Bayramli, O. Olgelioglu, H.B. Ertan // J. Mater. Process. Technol. 161, 2005. - Р. 83-88.

133. Лдлер Ю.П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Лдлер, Е.В. Mаркова, Ю.В. Грановский. - M.: Наука, 1976. - 279 с.

134. Спиридонов Л. Л. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / Л. Л. Спиридонов. - M.: Mашиностроение,1981. - с. 1S4.

135. Боровиков В.П. STATISTICA - Статистический анализ и обработка данных в среде Windows / В.П. Боровиков, И.П. Боровиков. - M.: Информационно-издательский дом «Филинъ», 1987. - 608 с.

136. Ллберг Дж. Теория сплайнов и ее применение / Дж. Ллберг, Э. Нильсон, Дж. Уолш. - M.: M^, 1972. - 316с.

137. ^валков Л.В. Ллгоритмы построения сплайнов в выпуклых множествах / Л.В. ^валков // Сплайн функции в экономико-статистических исследованиях. - Новосибирск: Наука, 1987. - С. 55-62.

13S. Самсонов В.В. Лвтоматизация конструкторских работ в среде KОMПАС 3D: учеб. пособие для вузов / В.В. Самсонов, Г.Л. ^асильникова. - M.: Лкадемия, 2008. - 224 с.

139. Горелик С.С. Рекристаллизация металлов и сплавов / С.С. Горелик, С.В. Добаткин, ЛМ. Kапуткина. - M.; «Mœœ», 2005. - 432 с.

140. Gilbert I.P. Development of soft magnetic composites for low-loss applications / I.P. Gilbert, V. Moorthy, S.J. Bull, J.T. Evans, A.G. Jack // J. Magn. Magn. Mater. 242/245, 2002 - Р. 232-234., Soft Magnetic Composite Technology. SMC-Update. Hoganes AB. Sweden. - № 2, 2003. - 8 р. № 1, 2005. - 4 р.

141. Enescu E. The effect of processing conditions on magnetic and electric properties of composite materials used in nonconventional magnetic circuits / E. Enescu, P. Lungu, S. Marinescu, P. Dragoi // J. Optoelectron. Adv. Mater. 8, 2006. - Р. 745-748.

142. Shokrollahi H. The effect of compaction parameters and particle size on magnetic properties of iron-based alloys used in soft magnetic composites / H. Shokrollahi, K. Janghorban // Mater. Sci. Eng. B 134, 2006. - Р. 41-43.

143. Shokrollahi H. Effect ofwarm compaction on the magnetic and electrical properties of Fe-based soft magnetic composites / H. Shokrollahi, K. Janghorban // J. Magn. Magn. Mater. 313, 2007. - Р. 182-186.

144. Vail J. G. Soluble Silicates. New York. 1952. V. 1, 2.

145. Месхи Б.Ч. Конструкторско-технологические и экологические аспекты проектирования и реализации технологии производства композиционных порошковых материалов и изделий / Б.Ч. Месхи, А.В. Люлько, М.П. Дрягина, А.В. Трифонов // Вестник ДГТУ, 2008. Т.8. №1. - C. 7-13.

146. Грабчак А.К. Особенности формования магнитомягких деталей и расчет пресс-форм для них / А.К. Грабчак, И.Д. Радомысельский // Порошковые магнитные материалы. - Киев, 1984. - С. 81 -89.

147. Грабчак А.К. Расчет и конструирование пресс-форм для прессования металлургических порошков / А.К. Грабчак, И.Д. Радомысельский, Г.Г Сердюк. -Киев: Техника, 1983. - 53 с.

148. Дьяченко И.М. Экономика порошковой металлургии / И.М. Дьяченко. - Челябинск: Металлургия, 1990. - 153 с.

149. Седых А.М., Юзов О.В. Анализ производственно-хозяйственной деятельности металлургических предприятий / А.М. Седых, О.В. Юзов. - М.: Металлургия, 2005. - 125 с.

172

ПРИЛОЖЕНИЕ

Утверждаю:

Директор ООО НПП «ЭЛЕКТРОМАШ» Исаев Камалпаша Нажмудинович « /О » декабря 2019 г-

В

АКТ

опытно-промышленных испытаний магнитно-мягкого композиционного материала (ММКМ) на основе порошка ABC 100.30, покрытого силикатом натрия, разработанного и представленного совету Богачёвым Валентином Олеговичем

«ЭЛЕКТРОМАШ») - Исаев Камалпаша - Зулувов Расул Хангишиевич;

Научно-технический совет (НТС) в составе:

Председатель (директор ООО НПП

Нажмудинович

Зам. Председателя (ученый секретарь) -Члены НТС:

- Хижняков Владимир Николаевич;

- Мусаев Максим Михайлович;

- Ганощенко Сергей Владимирович;

- Чахая Мамука Бочиевич;

Составил настоящий акт о том, что на ООО НПП «Электромаш» с 03.12.2019 по 06.12.2019г. были проведены заводские испытания магнитных и механических свойств кольцевых образцов и статора электродвигателя УЛ 062 из магнитно-мягкого композиционного материала на основе порошка железа ABC 100.30, покрытого силикатом натрия. Подтверждены заявленные характеристики представленного ММКМ, а именно: максимальная магнитная проницаемость составила 473; магнитная индукция, в поле напряженностью 9 кА/м составила 1,37 Тл; удельные магнитные потери в поле напряженностью 9 кА/м при частоте 50 Гц - 10,9 Вт/кг. Представлена технология изготовления статора электродвигателя УЛ 062 из разработанного ММКМ на основе порошка ABC 100.30, покрытого силикатом натрия.

Ожидаемый экономический эффект от внедрения технологии изготовления на примере статора электродвигателя УЛ 062 из ММКМ на основе порошка железа ABC 100.30, покрытого силикатом натрия, составляет 250813,7 руб. на 1000 деталей (в ценах по состоянию на 1-е декабря 2019г.). Эффект достигается за счет сокращения отходов производства при изготовлении статора электродвигателя по сравнению с шихтованным из электротехнической стали, исключения многих трудоемких операций и автоматизации технологического процесса.

НТС постановил: разработанный соискателем Богачёвым В.О. магнитно-мягкий композиционный материал на основе порошка железа ABC 100.30, покрытого силикатом натрия рекомендован для производства магнитопроводов электрических машин малой мощности и принят к внедрению на ООО НПП «ЭЛЕКТРОМАШ».

Председатель V . L .ГЙсаев Камалпаша Нажмудинович

Зам. председателя (ученЬтй секретарь) bW.//'_Зулувов Расул Хангишиевич;

Члены НТС

Хижняков Владимир Николаевич; Мусаев Максим Михайлович; Ганощенко Сергей Владимирович; Чахая Мамука Бочиевич.