Магнитотвердые стали и сплавы

СОДЕРЖАНИЕ

1. Общие сведения……………………………………………………….3
2. Материалы магнитотвердые литые…………………………………..3
3. Спеченные (металлокерамические) магнитотвердые материалы...4
4. Деформируемые магнитотвердые сплавы и стали………………...4
5. Список используемой литературы………………………………….5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       1 Общие сведения о магнитотвердых материалах

     Магнитотвердые стали и сплавы характеризуются высокой коэрцитивной силой Нс и остаточной индукцией Вr и соответственно высокими значениями максимальной удельной магнитной энергии (ВН)max. Согласно ГОСТ 19693-74, магнитотвердый материал — это магнитный материал с коэрцитивной силой по индукции свыше 4 кА/м.

Магнитотвердые материалы в основном используются для изготовления постоянных магнитов, которые являются важнейшими элементами многих устройств почти во всех областях техники (электронике, приборостроении, автоматических устройствах и т.д.). Они используются также для гистерезисных двигателей и магнитной записи. Повышение качества магнитотвердых материалов содействует прогрессу во многих отраслях техники. Металлические материалы для постоянных магнитов по технологии производства классифицируют на: литые, спеченные и деформируемые.

           1.1    Материалы магнитотвердые литые

     ГОСТ 17809-72 распространяется на литые магнитотвердые сплавы на основе системы Fe—Ni—Al, предназначенные для изготовления постоянных магнитов. В настоящее время указанные сплавы имеют наибольшее промышленное значение. Алюминий и никель увеличивают коэрцитивную силу сплавов. Для повышения остаточной индукции в состав сплавов на основе системы Fe—Ni—Al вводится кобальт. После термомагнитной обработки сплавы, содержащие свыше 18% кобальта, приобретают особенно высокие магнитные свойства. Медь стабилизирует магнитные свойства, уменьшая их зависимость от технологии изготовления сплавов и нарушений режима термообработки. Присадка титана повышает коэрцитивную силу, одновременно повышая хрупкость отливки, поэтому содержание титана в сплаве ограничивают 0,15-9%. Введение кремния и ниобия в некоторые сплавы также способствует улучшению магнитных свойств. Вредной примесью в сплавах на основе системы Fe—Ni—Аl является углерод, который даже в малых количествах (0,1%) значительно снижает коэрцитивную силу и остаточную индукцию.

     Высокие магнитные свойства сплавы получают после термической обработки — закалки и высокотемпературного ступенчатого отпуска. Дальнейшее повышение магнитных свойств достигается созданием в сплавах магнитной и кристаллографических текстур. Недостаток литых сплавов для постоянных магнитов — их низкая технологичность. Из-за высокой твёрдости и хрупкости сплавы склонны к трещино- и сколообразованию, очень плохо обрабатываются резанием.

     Основное назначение рассмотренных сплавов — магниты для измерительных приборов, автоматических и акустических устройств, электрических машин, магнитных муфт, поляризованных реле и т.д.

      1.2 Спеченные (металлокерамические) магнитотвердые материалы

     Для металлокерамических магнитов (ММК), изготовляемых методом порошковой металлургии, используют порошки сплавов на основе систем Fe-Ni-Al, Cu-Ni-Co, Fe-Co-Mo, Co-Pt и др.

Химический состав спеченных  железоникелеалюминиевых сплавов  незначительно отличается от состава  аналогичных литых сплавов. Из-за более низких магнитных свойств (снижению свойств способствует пористость) спеченные сплавы на основе системы Fe—Ni—Аl не находят такого широкого применения, как литые. Основная область  применения спеченных сплавов на основе системы Fe—Ni—Al — изготовление небольших по габаритам и массе  магнитов для измерительных и  электронных приборов, автоматических устройств, а также магнитов массой до нескольких килограммов для роторов  быстроходных электрических машин. Одной из важнейших задач современной электроники и автоматики является создание оптимальных устройств при их минимальных габаритах и массе. Необходимы новые магнитотвердые материалы с наибольшей коэрцитивной силой и удельной магнитной энергией, позволяющими изготавливать мощные магниты небольших габаритов и массы. Такие материалы разработаны на основе интерметаллидных соединений кобальта с редкоземельными металлами: самарием, эрбием, гадолинием, а также церием и некоторыми другими металлами из группы лантаноидов, которые входят в состав цериевого мишметалла. Сплавы дополнительно легируют цирконием, железом и медью. Ввиду того, что самарий — основной легирующий элемент магнитотвердых спеченных материалов — является дорогим металлом, существенное удешевление магнитов достигается путем замены самария цериевым мишметаллом. В настоящее время выпускается 15 марок материалов магнитотвердых спеченных на основе сплавов кобальта с редкоземельными металлами, в том числе материал марки КММ37, не содержащий самария.

      1.3 Деформируемые магнитотвердые сплавы и стали

     Основным преимуществом деформируемых магнитотвердых металлических материалов является возможность получать их в виде тонких сечений — листа, ленты, проволоки. Сплавы на основе системы Fe—Со—V получают высокие магнитные свойства после холодной пластической деформации с высокой степенью обжатия (70-90%). Сплавы анизотропны. Проволока из сплава марки 52К13Ф после термомеханической обработки обладает высокой коэрцитивной силой 32-40 кА/м при индукции 0,80-1,0 Тл. Применяются сплавы для малогабаритных постоянных магнитов.

     Сплавы марок 52К10Ф и 52К11Ф, а также сплавы на основе систем Fe-Ce-Ni-V (25КФ14Н, 35КФ10Н) и Fe-Co-Cr-V (марки 35КХ4Ф, 35КХ6Ф и 35КХ8Ф) предназначаются для активной части гистерезисных двигателей. В качестве магнитотвердых материалов с умеренными значениями коэрцитивной силы (4775-11937 А/м) и магнитной энергии применяются высокоуглеродистые стали, легированные хромом (марка ЕХЗ), а также одновременно хромом и кобальтом (марка ЕХ5К5) и хромом, кобальтом и молибденом (марка ЕХ9К15М2). Легирующие элементы повышают коэрцитивную силу и магнитную энергию стали. Для получения высококоэрцитивного состояния стали подвергают термической обработке, включающей двойную закалку. Первая — воздушная закалка (нормализация) — осуществляется с температур 1050—1230 °С, вторая - с температур 840-1050 °С. После закалки стали подвергают отпуску при температуре 100 °С и обработке холодом при температуре -70 °С. Стали выпускаются в виде горячекатаных или кованых прутков (круглых, квадратных, прямоугольных), предназначенных для изготовления постоянных магнитов неответственного назначения. Сталь марки ЕВ6 не допускается к применению во вновь создаваемой и модернизируемой технике.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

     1 www.stal.by/magnitotverdye-stali-i-splavy.

       2  Ю. М. Лахтин, В. П. Леонтьева  «Материаловедение», Москва, 1990г.