Магнитно-мягкий лист 45Н в Минске

Магнитно-мягкий лист 45Н: пермаллой для магнитопроводов и экранов

Магнитно-мягкий лист 45Н — тонколистовой прокат из прецизионного сплава на железоникелевой основе с содержанием никеля 44,5–46,5 %. Сплав относится к классу пермаллоев и нормируется по ГОСТ 10160. Ключевая особенность марки 45Н — сочетание высокой начальной магнитной проницаемости (_н до 25 000) с низкой коэрцитивной силой (не более 1,6 А/м) в слабых полях напряжённостью до 80 А/м. Именно поэтому лист 45Н применяют там, где требуется усиление и концентрация слабого магнитного потока, а не передача большой мощности.

Поставка осуществляется в виде холоднокатаного листа толщиной 0,05–2,0 мм. Для магнитопроводов трансформаторов и дросселей чаще берут толщину 0,1–0,35 мм, для экранов — 0,5–1,0 мм. Прокат поставляется в термически обработанном состоянии после отжига в водороде, что обеспечивает стабильность магнитных характеристик и минимальный уровень остаточных напряжений.

Химический состав и структурные особенности

Основа сплава 45Н — никель 45 % и железо. Содержание углерода ограничено 0,03 %, кремния — 0,15–0,30 %, марганца — 0,30–0,60 %. Такая чистота по примесям внедрения критична: углерод и сера резко снижают магнитную проницаемость и увеличивают коэрцитивную силу. Легирование кремнием повышает удельное электрическое сопротивление до 0,45–0,55 мкОмм, что уменьшает вихревые токи в переменных полях.

Структура листа 45Н — однофазный -твёрдый раствор с гранецентрированной кубической решёткой. После рекристаллизационного отжига при 1050–1150 C формируется крупнозернистая структура с размером зерна 50–150 мкм, обеспечивающая максимальную проницаемость. Наличие примесей или нарушение режима отжига приводит к выделению карбидов и падению _н в 2–3 раза.

Магнитные и физические характеристики

Технологические аспекты применения

Лист 45Н поставляется в отожжённом состоянии, однако механическая обработка (резка, штамповка, гибка) вносит наклёп и деградирует магнитные свойства. После формообразования магнитопроводы подвергают финишному отжигу в вакууме или водороде при 1050–1100 C со скоростью охлаждения 100–200 C/ч. Без этого отжига _н падает до 3 000–5 000, а H_c возрастает до 8–12 А/м.

Для работы в переменных полях лист 45Н используют при толщине 0,05–0,1 мм — это снижает потери на вихревые токи. В слаботочных трансформаторах звуковой частоты (до 20 кГц) применяют ленточные магнитопроводы из листа 45Н толщиной 0,05–0,1 мм. В экранах для защиты измерительных цепей от внешних полей используют лист 0,5–1,0 мм, часто в комбинации с медным или алюминиевым слоем для подавления ВЧ-составляющих.

Области применения

• Магнитопроводы трансформаторов и дросселей звуковой и ультразвуковой частоты в радиотехнике и приборостроении.
• Магнитные экраны для чувствительных датчиков, измерительных трансформаторов тока и электронных микроскопов.
• Магнитные усилители и модуляторы в системах автоматики и телемеханики.
• Головки магнитной записи и элементы запоминающих устройств.
• Экранирование кабельных трасс и соединительных линий в прецизионных измерительных системах.
• Магнитопроводы реле слабого тока и поляризованных реле.

Формы поставки и нормативная база

Лист 45Н выпускается по ГОСТ 10160-75 «Сплавы прецизионные магнитно-мягкие». Стандарт нормирует химический состав, магнитные свойства и геометрические размеры. Поставка — холоднокатаный лист в рулонах или картах, толщиной 0,05–2,0 мм, шириной до 600 мм. Для ленточных магнитопроводов поставляется рулонная лента с нормированной разнотолщинностью не более 3 %.

Аналог марки 45Н по классификации ASTM — сплав Permalloy 45 (Ni-Fe 45 %). В европейской практике близкий состав соответствует материалу с торговым наименованием Mumetal при содержании Ni 45–50 %. Однако прямое замещение требует пересчёта магнитных характеристик, поскольку даже незначительное отклонение по никелю (1 %) смещает _н на 15–20 %.

Вопросы и ответы