Слиток из магнитно-мягких сплавов в Минске

Слитки из магнитно-мягких сплавов для электротехнических производств

Слитки из магнитно-мягких сплавов представляют собой литую заготовку, предназначенную для последующей деформационной и термической обработки с целью получения проката, ленты или проволоки с высокими магнитными характеристиками. Материал применяется при изготовлении магнитопроводов, работающих в условиях переменных и постоянных магнитных полей. Ключевым требованием к исходной литой структуре является минимальная ликвация легирующих элементов и отсутствие неметаллических включений, влияющих на коэрцитивную силу готового изделия.

Классификация и химический состав

По системе легирования слитки разделяют на три основные группы: железо-кремнистые (электротехническая сталь), железо-никелевые (пермаллоевые) и железо-кобальтовые (пермендюровые) композиции. Содержание кремния в электротехнической стали варьируется от 0,8 до 4,8 % масс., что определяет уровень удельного электрического сопротивления и, соответственно, величину вихревых токов при перемагничивании. Никелевые сплавы содержат от 36 до 80 % никеля, при этом добавки молибдена, хрома и меди позволяют управлять формой петли гистерезиса. Кобальтовые композиции с содержанием кобальта от 27 до 50 % обеспечивают максимальную индукцию насыщения до 2,4 Тл.

Контроль химического состава выполняется спектральным методом на каждой плавке. Допустимые отклонения по основным легирующим элементам регламентируются техническими условиями и составляют, как правило, 0,10,3 % масс. Содержание вредных примесей серы, фосфора, кислорода ограничивается на уровне не более 0,005 % масс. каждого элемента, поскольку их присутствие способствует росту коэрцитивной силы и снижению магнитной проницаемости.

Технологические параметры и геометрия

Слитки отливаются в изложницы или методом непрерывной разливки. Масса слитка зависит от последующего передела: для горячей прокатки на стане формируются заготовки массой от 2 до 8 т, для холодной прокатки с промежуточными отжигами от 0,5 до 3 т. Геометрические параметры поперечного сечения подбираются из условия обеспечения равномерной деформации при прокатке и минимизации обрези.

Температурный режим разливки контролируется пирометрическими датчиками. Температура заливки для железо-кремнистых сплавов составляет от 1560 до 1600 C, для железо-никелевых от 1480 до 1520 C. Скорость кристаллизации влияет на дендритную структуру и развитие осевой пористости, поэтому режим охлаждения в изложнице подбирается индивидуально для каждого типоразмера.

Эксплуатационные характеристики

Магнитные свойства конечного проката зависят не только от химического состава, но и от режимов термической обработки. Для получения изотропной структуры применяется рекристаллизационный отжиг при температурах от 800 до 1100 C в защитной атмосфере водорода или азотоводородной смеси. Текстурованные электротехнические стали требуют двухстадийной обработки с высокотемпературным отжигом при температуре от 1150 до 1200 C.

Основные контролируемые параметры готовой продукции после передела слитков:

• коэрцитивная сила от 4 до 40 А/м в зависимости от марки сплава;
• магнитная проницаемость начальная от 1000 до 100000 и выше для пермаллоевых композиций;
• индукция насыщения от 0,8 до 2,4 Тл;
• удельное электрическое сопротивление от 0,4 до 0,9 мкОмм;
• толщина готовой ленты от 0,05 до 0,35 мм.

Области применения

Слитки магнитно-мягких сплавов поставляются на предприятия электротехнической промышленности для производства следующих видов продукции:

• магнитопроводы силовых трансформаторов распределительных подстанций;
• сердечники импульсных трансформаторов и дросселей для источников вторичного электропитания;
• магнитные экраны для измерительных приборов и медицинской диагностической аппаратуры;
• полюсные наконечники и ярма электромагнитных систем ускорителей;
• магнитопроводы датчиков положения и расходомеров;
• элементы магнитных систем реле и контакторов.

Выбор конкретной марки сплава определяется рабочими частотами, требуемой индукцией и условиями эксплуатации. Для низкочастотных применений до 400 Гц оптимальны кремнистые стали, для высокочастотных преобразователей от 1 до 100 кГц никелевые сплавы с высоким удельным сопротивлением, для сильноточных магнитных систем кобальтовые композиции.

Контроль качества и приемка

Каждая партия слитков сопровождается сертификатом качества с указанием химического состава, результатов контроля макроструктуры и данных ультразвукового контроля на отсутствие внутренних дефектов. Допустимая глубина поверхностных дефектов после зачистки не должна превышать 2 % от толщины слитка. Контроль геометрических размеров выполняется на соответствие требованиям технических условий на поставку.

Упаковка и транспортировка слитков осуществляется на деревянных поддонах или в металлических контейнерах с фиксацией от смещения. При хранении на открытых площадках допускается образование поверхностной оксидной пленки, которая удаляется при последующем нагреве перед прокаткой. Срок хранения слитков не ограничен при условии отсутствия механических повреждений и расслоений.

Вопросы и ответы (FAQ)