Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Магнітотверді матеріали



 

Магнітотверді матеріали використовують для виготовлення постійних магнітів, в яких у зазорі необхідно одержати найбільшу потужність магнітного потоку.

Постійні магніти виготовляються з твердих загартованих сталей, безвуглецевих старіючих сплавів або пресуються і спікаються з найдрібніших порошків. Вони повинні мати наступні властивості: як можна більшу магнітну енергію (ВН)max; високу і стійку коерцитивну силу Нс, яка запобігає їх розмагнічуванню; високе залишкове намагнічування – залишкову індукцію Вr; не міняти своїх властивостей впродовж часу.

Найбільша трудність для магнітнотвердих матеріалів обумовлена отриманням високої коерцитивної сили Нс, підвищенню якої сприяють внутрішні напруги третього роду, які врівноважуються в об’ємах порядку однієї елементарної кристалічної комірки та викликають місцеві викривлення кристалічної гратки та неоднорідність структури. Місцеві викривлення кристалічної гратки – які є енергетичними бар’єрами – збільшують втрати на гістерезис, що збільшує коерцитивну силу Нс.

Тому найвигіднішою структурою з підвищеною напругою третього роду у сталі для постійних магнітів буде мартенсит з частками цементиту або карбідів, яку отримують після гартування та старіння. Наприклад, високовуглецева хромиста сталь для постійних магнітів (1%С, 3,3%Сr), яка відрізняється значною стійкістю аустеніту і гарною прокалюємістю; її піддають гартуванню при 850°С в олії і старінню при 100°С впродовж 5 годин. При цьому отримують достатню коерцитивну силу і залишкову індукцію.

Високі магнітні властивості мають сплави Fe-Ni-Co, які інакше називають сплавами типу альніко або ЮНДК (таблиця 8.13).

Маркують ці сплави тими ж літерами, що і сталі. Недоліком сплавів типу альніко є їх висока твердість, крихкість і погана оброблюваність. Тому магніти з них виготовляють литими і оброблюють шліфовкою. Термічна обробка складається з гартування з температури 1250-1280°С з певною для кожного сплаву швидкістю охолодження і відпуску при 580-600°С. Магнітні властивості можна покращити, якщо охолодження після гартування проводити у сильному магнітному полі.

Для виготовлення невеликих і точних за розмірами магнітів зі сплаву типу альніко використовують методи порошкової металургії. За складом спечені сплави є близькими до литих, вони легше оброблюються, але за магнітними властивостями дещо їм поступаються.

Дуже якісні, але дорогі магніти виготовляють зі сплавів з високим вмістом кобальту, який складає 25-50%. Ці сплави відомі під назвою пермендур (50% Fe, 50% Co), пермінвар (45% Ni, 25% Co, 23% Fe). Їх, як правило, легують невеликими добавками Mo, V або Cr. Відносно недавно розроблений сплав гіперко 5-HS містить 2% V, 48,5% Co, інше – залізо.

До групи сплавів системи Fe-Cr-Co належить один з найновіших сплавів, так званий, кровав, який здатний замінити сплав типу альніко. В останні роки створені нові матеріали з використанням рідкоземельних матеріалів, таких як самарій, неодим. Для підвищення магнітних властивостей магнітнотверді сплави повинні мати нерівноважну структуру, яка характеризується значними внутрішніми напруженнями, і дрібне зерно.


 

 

Таблиця 8.13– Хімічний склад і магнітні властивості деяких литих сплавів типу альніко для постійних магнітів

Сплав* Вміст елементу, % Магнітні властивості (не менше)
Ni Al Co Cu Інші елементи ВНmax, кДж/м3 HC, кА/м Br, Тл
ЮНДК31Т3БА 12-13,5 6,8-7,2 30,5-31,5 3-3,5 3-3,5Ti 0,9-1,1Nb 1,15
ЮНДК40Т8АА 14-14,5 7,2-7,7 39-40,6 3-4 7-8Ti 0,1-0,2Si 0,9
ЮНДК35Т5БА 14-14,5 6,8-7,2 34,5-35,5 3,3-3,7 4,5-4,7Ti 0,8-1,1Nb 1,02
ЮНДК35Т5АА 14-14,5 7-7,5 34-35 2,5-3 5-5,5Ti 0,1-0,2Si 1,05
* - літери БА означають, що сплави мають стовбчасту структуру, а літери АА – монокристалічну структуру

Це необхідно враховувати при розробці технології порошкового спікання і термічної обробки.

Сплави постійних магнітів класифікують за технологією виробництва: сплави, що деформуються, литі, спечені сплави і пресмагніти.

До магнітних сплавів, що деформуються, відносяться сталі ЕХЗ, ЕХ5К5, ЕХ9К15М2.Літера Е позначає магнітотверду сталь. Усі сталі містять 1% С та застосовуються для виготовлення невідповідальних магнітів масового виробництва. До цієї групи відносяться також сплави, що практично не містять вуглець: це системи Fе-Со-Мо (комоль), Сu-Nі-Со (куніко), Fе-V-Со (вікалой).Ці сплави мають високу пластичність і з них легко одержати напівфабрикат у виді дроту, стрічки й штаби. Ці сплави застосовують для активної частини роторів гістерезисних двигунів, стрічок і дротів для магнітного запису, магнітів складної форми і тонких стрілок.Високі магнітні властивості цих сплавів можуть бути отримані двома способами:

1. Загартування з однофазної області g-розчину, а потім відпуск при 600°С. При відпуску з аустеніту виділяються дисперсні частки феромагнітної a-фази, які розташовані в немагнітній матриці.

2. Холодна деформація (більше 90%) загартованого сплаву. Після гартування сплав має структуру g-фази, яка в результаті холодної деформацій перетворюється на a-фазу. Під час старіння a-фаза знову частково перетворюється на g-фазу. Отримана гетерогенна структура забезпечує високі магнітні властивості.

Литі сплави.До цієї групи відносяться найбільш поширені сплави для постійних магнітів на основі системи Fе-Nі-АІ: 15-25 % Ni і 8-15 % Аl із додатковим введенням кобальту, міді і ін. компонентів.

Більш 80% кількості постійних магнітів виготовляють із сплавів даної системи. Ці сплави крихкі і застосовуються лише в литому стані.

Спечені сплави.Дрібні магніти виготовляють методом спікання. Використовують порошки заліза, нікелю, алюмінію і інші легуючі елементи. Ретельно перемішані порошки пресують відповідно до форми виробу і спікають при температурах вище 1300°С в атмосфері водню, або високого вакууму для запобігання окислювання. Магніти зі спечених матеріалів мають переваги в порівнянні з литими: вони не утворюють усадочних раковин, мають високу міцність, забезпечують більш точні розміри, а також кращу якість поверхні.

Найбільш широке застосування одержали барієві ферити (ВаО*6Fе203). Застосовують кобальтові й свинцеві ферити.

Нові магнітні матеріали — з'єднання РЗМ із кобальтом, залізом, хромом. Наприклад: Sm(СоСu)5. Магніти з цих сплавів частіше за все виготовляють пресуванням подрібненого сплаву в магнітному полі.

 

 




©2015 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.