Лента из магнитно-твердых сплавов 25Х15КЮБФ: характеристики и применение
Лента из магнитно-твердого сплава 25Х15КЮБФ — это прецизионный прокат, применяемый для изготовления упругих чувствительных элементов и постоянных магнитов специального назначения. Материал относится к группе деформируемых железохромистых сплавов на основе системы Fe–Cr–Co, легированных алюминием, иттрием и бором. Отличительная особенность ленты 25Х15КЮБФ — сочетание высоких магнитных свойств после термомагнитной обработки с удовлетворительной пластичностью в исходном (закаленном) состоянии, что позволяет изготавливать из нее тонкостенные детали сложной конфигурации.
Металлургические особенности и структура
Сплав 25Х15КЮБФ характеризуется содержанием хрома около 15% и кобальта около 25%, что обеспечивает формирование высококоэрцитивного состояния за счет распада твердого раствора при отпуске в магнитном поле. Микролегирование бором и иттрием способствует измельчению зерна и повышению стабильности магнитных характеристик по длине ленты. Материал поставляется в виде холоднокатаной ленты толщиной от 0,05 до 2,0 мм и шириной до 250 мм. Для снятия наклепа и восстановления пластичности применяется закалка от 950–1050 C, после которой сплав имеет структуру метастабильного -твердого раствора с твердостью 180–220 HB.
Технология производства и обработки
Лента 25Х15КЮБФ изготавливается методом холодной прокатки с промежуточными отжигами в вакууме или защитной атмосфере. Ключевым этапом формирования конечных свойств является термомагнитная обработка: нагрев до 900–950 C с последующим охлаждением со скоростью 2–5 C/мин в магнитном поле напряженностью не менее 160 кА/м. После ступенчатого отпуска при 600–650 C сплав приобретает коэрцитивную силу 40–60 кА/м и остаточную индукцию 0,9–1,1 Тл. Допуск по толщине для ленты высокой точности составляет 0,01 мм, по ширине — 0,1 мм.
Механические и магнитные параметры
| Параметр | Значение для ленты 0,1 мм | Значение для ленты 0,5 мм | Значение для ленты 1,0 мм |
|---|---|---|---|
| Коэрцитивная сила Hс, кА/м | 48–55 | 45–52 | 42–50 |
| Остаточная индукция Br, Тл | 0,95–1,05 | 0,98–1,08 | 1,0–1,1 |
| Предел прочности при растяжении, МПа | 650–750 | 600–700 | 550–650 |
| Относительное удлинение, % | 2–4 | 3–5 | 4–6 |
Применение в промышленности
Лента из сплава 25Х15КЮБФ востребована в приборостроении и электротехнике для производства миниатюрных магнитных систем с высоким отношением коэрцитивной силы к массе. Основные области использования:
- упругие элементы измерительных преобразователей — торсионы, мембраны, пружины в датчиках давления и расхода;
- роторы и статоры миниатюрных электродвигателей постоянного тока с возбуждением от постоянных магнитов;
- магнитные системы герконовых реле и датчиков положения, работающих в диапазоне температур –60…+150 C;
- чувствительные элементы магнитоупругих датчиков усилия и крутящего момента;
- фиксирующие элементы в авиационных гироскопических приборах и навигационных системах.
Особенности эксплуатации и контроля качества
При проектировании деталей из ленты 25Х15КЮБФ необходимо учитывать, что магнитные свойства реализуются только после финальной термомагнитной обработки готового изделия. Механическая обработка в закаленном состоянии допустима методами штамповки, гибки и вырубки без образования трещин при радиусах гиба не менее двух толщин. Контроль качества включает проверку химического состава, магнитных характеристик на образцах-свидетелях, а также сплошности методом вихревых токов. Лента поставляется в рулонах с внутренним диаметром 100–300 мм, масса рулона — до 80 кг. Для защиты от коррозии поверхность может подвергаться оксидированию или лужению.
Вопросы и ответы
Чем отличается лента 25Х15КЮБФ от сплава ЮНДК?
В отличие от литейных сплавов системы ЮНДК, лента 25Х15КЮБФ является деформируемым материалом, что позволяет получать прокат толщиной до 0,05 мм и изготавливать детали методами холодной штамповки. При этом сплав 25Х15КЮБФ уступает ЮНДК по остаточной индукции, но превосходит по пластичности и технологичности.
Какая термообработка требуется после штамповки деталей?
После механической обработки детали подвергаются закалке от 950–1050 C для снятия наклепа, затем термомагнитному отпуску в поле 160–240 кА/м со скоростью охлаждения 2–5 C/мин и ступенчатому старению при 600–650 C для достижения максимальной коэрцитивной силы.
Допустима ли сварка ленты 25Х15КЮБФ?
Сварка не рекомендуется из-за локального перегрева, нарушающего однородность магнитных свойств. Соединение деталей выполняется пайкой твердыми припоями, точечной сваркой в закаленном состоянии или механическим креплением.
Какой допуск на толщину обеспечивается для ленты 0,1 мм?
Для ленты толщиной 0,1 мм высокой точности допуск составляет 0,008 мм, нормальной точности — 0,015 мм. Разнотолщинность в пределах рулона не превышает 0,01 мм.
