МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ Шлифование. и доводка. магнитных. материалов

1.1. Общая характеристика магнитных материалов

В современном приборо — и машиностроении широкое распро­странение для изготовления различных деталей получили магнит­ные материалы. Они условно делятся на две большие группы: магнитно-твердые и магнитно-мягкие.

Материалы первой группы — это постоянные магниты и сплавы, характеризующиеся трудностью намагничивания, но сохраняющие остаточный магнетизм при снятии внешнего намагничивающего поля. К этой группе относят литейные сплавы ЮНД4 (АЛИИ—АНЗ), ЮНДК24 (АЛНИКО —АНК04), АЛНИСИ (АНК), АЛНИК05, АЛНИКО400, ТИКОНАЛ, ЮНДК15 (АНК02), ЮНДКІ8 (АНКОЗ), ВИКАЛЛОЙ I и ВИКАЛЛОЙ II (сплавы системы Fe—Со—V), СИЛМИНАЛ (сплавы на основе Ag—М—AI), КУНИФЕ и МАГНИТОФЛЕКС (сплавы системы Fe—Ni—Си). К этой же группе относятся прессованные и спеченные магниты из окислов кобальта (СоО) и железа (Fe203-h Fe304) — КУНИКО I и КУНИКО II, прессованные и металлокерамические магниты из порошков АЛИИ’, АЛНИКО, МАГНИКО, а также прессованные и спеченные изде­лия из гексагонального текстурованного комплексного окисла Ba0‘6Fe203— ФЕРРОКСДУР или магнитно-твердый феррит.

Магнитно-мягкие материалы предназначены для изготовления изделий, работающих в слабых переменных полях. Эти материалы характеризуются тем, что они легко намагничиваются, но весьма мало сохраняют или вообще не сохраняют магнетизм при снятии намагничивающего поля. К магнитно-мягким материалам (вторая группа магнитных материалов) относятся технически чистое железо, различного рода электротехнические стали класса Э, пермаллои 50Н, 50НХС, 80НХС, 79НМ, 81НМА, альфенолы ЮІ6, 16ЮИХ, сендасты, альсиферы, а также спрессованные и спеченные из по­рошков окислов магнитно-мягкие ферриты никель-цинкового и мар — ганец-цинкового состава. Некоторые физические свойства и хими­ческий состав магнитных материалов приведены в табл. 1—6.

Для получения требуемого уровня электромагнитных свойств магнитные материалы подвергают специальным видам термической обработки. Некоторые режимы термической обработки наиболее распространенных в производстве магнитных материалов приведены в табл. 7, 8. В результате указанной термической обработки магнитные сплавы, получая определенный уровень магнитных параметров, приобретают специфические механические свойства.

Так, литые магнитно-твердые сплавы приобретают крупно — зернистость структуры и высокую хрупкость. Выполненные в СССР исследования влияния добавок серы, титана и лития на магнитные и механические свойства сплавов типа АНК04 показали, что добавка серы в количестве до 0,5 % резко повышает предел прочности при изгибе и кручении [19]. Это проявляется в тем большей степени, чем ниже были механические свойства до вве­дения серы. В частности, предел прочности при кручении сплава

Таблица 1. Магнитные свойства магнитно-твердых материалов [19]

Марка сплава

Остаточ­ная маг­нитная индукция Вг, Тл

Коэрци­тивная сила Нс, А/м

Индук­ция маг­нитного поля Вл, Тл

Напря­женность магнит­ного поля Яд, кА/м

Плот­ность магнит­ной энер­гии

внтах

——102 8л

Дж/м3

при максимальной энергии

ЮНД4(АНЗ)

0,50

40,0

0,30

24,0

36

АН К

0,40

60,0

43

ЮНДК15(АНК02)

0,75

48,0

0,43

28,0

60

Сплав типа А

0,75

62,5

—.

Сплав типа Б

0,85

54,0

ЮН Д К18 (АН КОЗ)

0,90

55,0

0,57

34,0

97

ЮНДК24(АНК04)

1,23

44,0

0,95

34,0

160

Таблица 2. Химический состав магнитно-твердых материалов [19]

Марка сплава

Массовая доля компонента, %, не более

Ni

А1

Со

Си

Ті

S

Si

С

Мл

ЮНД4(АНЗ)

25

15,5

4

0,3

0,1

0,15

АНК

33

13,5

0,1

ЮНДК15(АНК02)

20

9

15

4

0,3

0,1

0,15

ЮНДК18(АНКОЗ)

19

10

18

3

0,3

0,1

0,15

0,03

0,35

ЮНДК24 (АНК04)

14

9

24

4

0,3

0,1

0,15

Сплав типа А

20,5

9

20

2

1,5

0,35

0,15

Сплав типа Б

18,5

9

20

3

1,5

0,35

0,15

Примечание.

Остальное —

-Fe.

*

Таблица 3. Магнитные свойства магнитно-мягких сплавов [ 161

Марка

сплава

Толщина

листа,

мм

Относительная

магнитная

проницаемость

р. ю-3

Коэрци­тивная сила Нс, А/м

Индук­ция на­сыщения В5, Тл

началь­

ная

макси­

мальная

79НМ

0,02

16

70

4.0

0,75

0,05; 0,08

16

90

3,2

0,1; 0,15

20

120

2,4

0,2

22

130

1,6

Продолжение табл. 3

Марка

сплава

Толщина

листа,

мм

Относительная

магнитная

проницаемость

р. ю-3

Коэрци­тивная сила Нс, А/м

Индук­ция на­сыщения В5, Тл

началь­

ная

макси­

мальная

80НХС

0,02

18

70

4,0

0,63

0,05; 0,08

20

90

3,2

0,1; 0,15

22

120

2,4

0,2

28

130

1,6

50НХС

0,02

1,5

15

20

1.0

0,05; 0,08

2

20

16

0,1; 0,15

2,5

25

13

0,2

3

28

10

50Н

0,05; 0,08

2

20

20

1.5

0,1; 0,15

2,3

25

16

0,2

26

30

12

81НМА

0,02; 0,05

50

_

_

0,5

0,1; 0,2

70

250

1,2

Ю16

0.1

2

8

3,1

1,0

0,2

3

9

3,5

1,2

16ЮИХ

0,1

5

15

3,2

0,2

10

25

3,5

1,1

ЮНДК24 увеличивается в 2,5—2,6 раза. Наибольшее влияние на прочность сплавов оказывает добавка серы в количестве 0,2—0,3 %. Магнитные свойства при этом практически не изменяются.

Ударная вязкость сплавов с увеличением содержания серы вначале монотонно увеличивается, достигая наибольших значений при содержании серы в количестве 0,2—0,3 %, а затем уменьшается. С увеличением содержания серы в сплаве величина зерна практи­чески не изменяется.

Существенное влияние на механические свойства сплавов для постоянных магнитов оказывает процентное содержание в их сос­таве титана и лития.

С увеличением содержания титана прочность на изгиб и кру­чение, ударная вязкость сплава ЮНДК24 возрастают, достигая мак­симума при содержании в сплаве титана в пределах 0,5—1 %. Одновременно отмечается существенное изменение магнитных свойств: коэрцитивная сила возрастает и достигает значения 590—640 кА/м (750—800 Э), а остаточная индукция снижается.

Добавки лития в сплав до 0,05 % повышают прочность сплава ЮНДК24 на изгиб и кручение на 30—45 %. В то же время добавки лития в сплав практически не влияют на ударную вязкость, обрабатываемость, величину зерна и магнитные свойства.

Обобщая теоретические и эксперементальные исследования влия­ния лигатур на механические и магнитные свойства магнитно

ческой обработки для основных электромагнитных характеристик изделий.

В отношении магнитно-мягких сплавов следует отметить следующее. В результате термической обработки эти сплавы при­обретают не только магнитную мягкость, т. е. способность к быстрому перемагничиванию, но и становятся мягкими по своим механическим свойствам. Их поверхностная твердость низка и не превышает для пермаллоев значений 1,2—1,6 ГПа. После отжига сплавы имеют крупнозернистую структуру. Все это в сочетании с большим содержанием Ni обусловливает их плохую механическую обрабаты­ваемость, в том числе шлифованием и доводкой.

Специфика изделий из магнитно-мягких сплавов такова, что методами шлифования и доводки необходимо обеспечить очень высокие требования точности. Например, неплоскостность поверх­ностей на длине 50—60 мм — в пределах 0,1—0,2 мкм; бочко — видность (седлообразность) цилиндрических поверхностей на длине 60—100 мм — в пределах не более 0,1—0,3 мкм. При этом к обра­батываемым поверхностям предъявляются жесткие требования по шероховатости: она должна находиться в пределах параметра /?а== 0,02—0,04 мкм. Выполнение этих требований методами шли­фования и доводки обусловливает (вследствие действия силовых и температурных факторов) существенное снижение (иногда в 100 раз) магнитных свойств поверхностной зоны. Образовав­шийся наклеп ухудшает выходные эксплуатационные свойства изделий. Уменьшить наклеп повторной термической обработкой невозможно из-за конструктивных особенностей изделий, а также из-за потери на операциях термообработки параметров точности. Все это обусловливает необходимость разработки специальной тех­нологии шлифования и доводки магнитно-мягких материалов, при которой можно было бы с помощью технологических факторов (режимы резания, алмазно-абразивный инструмент) управлять магнитными свойствами поверхностного слоя, обеспечивая мини­мально возможный наклеп. Для условий же крупносерийного и массового производства необходимо одновременно с оптими­зацией задачи качества обработки решать вопрос повышения производительности технологических процессов.

МАГНИТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ
0 votes, 0.00 avg. rating (0% score)

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *