Магнитно-мягкая полоса 50Н: пермаллой для магнитопроводов и экранов
Магнитно-мягкая полоса 50Н — холоднокатаная лента из прецизионного сплава 50Н (50 % никеля, остальное — железо), поставляемая по ГОСТ 10160-75 и ГОСТ 8.377-80. Сплав относится к классу пермаллоев с высокой магнитной проницаемостью в слабых полях и низкой коэрцитивной силой. Полоса выпускается толщиной 0,05–2,5 мм, шириной 5–250 мм, в рулонах или мерных отрезках. Термическая обработка в водороде при 1050–1150 C формирует структуру с минимальной магнитострикцией и высокой начальной проницаемостью.
Технические характеристики полосы 50Н
Сплав 50Н обеспечивает начальную магнитную проницаемость н — 3000–4500, максимальную max — 30 000–60 000, коэрцитивную силу Hc — не более 12 А/м. Индукция насыщения Bs — 1,5–1,55 Тл. Удельное электрическое сопротивление — 0,45 мкОмм. Температурный коэффициент магнитной проницаемости в диапазоне –60…+100 C минимален. Полоса поставляется с нормированными магнитными свойствами после отжига в вакууме или водороде.
| Параметр | Значение | Единица | Условие | Стандарт |
|---|---|---|---|---|
| Толщина | 0,05–2,5 | мм | холодная прокатка | ГОСТ 10160-75 |
| Начальная проницаемость н | 3000–4500 | — | после отжига | ГОСТ 8.377-80 |
| Коэрцитивная сила Hc | 12 | А/м | H = 0,8 А/м | ГОСТ 8.377-80 |
| Индукция насыщения Bs | 1,5–1,55 | Тл | H = 5000 А/м | — |
| Удельное сопротивление | 0,45 | мкОмм | 20 C | — |
| Температура отжига | 1050–1150 | C | водород/вакуум | — |
Области применения
- Магнитопроводы трансформаторов тока и напряжения в релейной защите и измерительных цепях.
- Экраны магнитного поля в электронно-лучевых приборах, масс-спектрометрах и датчиках Холла.
- Сердечники дросселей и трансформаторов в импульсных источниках питания с частотой до 20 кГц.
- Магнитные усилители и элементы запоминающих устройств в системах автоматики.
- Экранирующие кожухи в кабельных сборках и разъёмах для снижения наводок.
- Чувствительные элементы магнитометров и феррозондовых датчиков.
Технологические особенности
Полоса 50Н поставляется в отожжённом или холоднокатаном состоянии. Для достижения максимальной проницаемости требуется окончательный отжиг после механической обработки: нагрев до 1100 C в среде водорода с точкой росы не выше –40 C, выдержка 2–4 ч, охлаждение со скоростью 100–200 C/ч. Механическая обработка (резка, штамповка, гибка) вызывает наклёп, снижающий н в 2–3 раза; восстановление свойств возможно только повторным отжигом. Сварка не рекомендуется из-за охрупчивания в зоне термического влияния.
Условия эксплуатации
Магнитные свойства полосы 50Н стабильны в диапазоне –60…+100 C. При нагреве выше 120 C наблюдается необратимое снижение проницаемости. Сплав чувствителен к упругим напряжениям: при изгибе радиусом менее 5 толщин ленты н падает на 30–50 %. Для сохранения характеристик магнитопроводы собирают с минимальным механическим натягом, применяют немагнитные крепёжные элементы. Во влажной среде требуется защитное покрытие — никелевое или лаковое.
Вопросы и ответы
Чем полоса 50Н отличается от 50НП?
Сплав 50НП содержит присадку ванадия или ниобия, обеспечивающую более высокую начальную проницаемость (до 6000) и меньшую магнитострикцию. Полоса 50Н имеет меньшую стоимость и применяется там, где не требуется предельная чувствительность в слабых полях.
Какой отжиг необходим для полосы 50Н после штамповки?
Рекомендуется отжиг в водороде при 1100–1150 C с выдержкой 2–4 ч и медленным охлаждением 100–200 C/ч до 300 C. Точка росы водорода — не выше –40 C. Это восстанавливает н до паспортных значений.
До какой частоты эффективна полоса 50Н?
Из-за удельного сопротивления 0,45 мкОмм вихревые потери ограничивают применение на частотах выше 20 кГц при толщине 0,1 мм. Для частот 20–100 кГц используют более тонкие ленты 0,02–0,05 мм или сплавы с повышенным сопротивлением.
Возможна ли поставка полосы 50Н с нормированной коэрцитивной силой?
Да, по ГОСТ 8.377-80 поставляется полоса с Hc не более 12 А/м после отжига. Для особо чувствительных датчиков заказывают полосу с Hc 8 А/м по дополнительному согласованию.
