Магнитно-твердый лист 35КФ10Н в Минске

Магнитно-твердый лист 35КФ10Н: характеристики, термообработка и применение

Магнитно-твердый лист 35КФ10Н — это прокат из железокобальтового сплава системы Fe–Co–V, легированного хромом и никелем, поставляемый в виде горячекатаных или холоднокатаных полос толщиной 0,5–6,0 мм. Сплав относится к классу магнитно-твердых (высококоэрцитивных) материалов с регулируемой магнитной энергией и предназначен для изготовления постоянных магнитов, работающих в замкнутых магнитных цепях с высокими требованиями к стабильности магнитного потока. В отличие от литых магнитов, лист 35КФ10Н позволяет штамповать и гибнуть магнитопроводы сложной геометрии, что критично для роторов электрических машин и поляризованных реле.

Химический состав и структурное состояние

Сплав 35КФ10Н содержит 34–36 % кобальта, 9,5–10,5 % ванадия, 0,8–1,2 % хрома, 0,5–0,9 % никеля, углерод не более 0,03 %. Ванадий образует дисперсные карбиды и интерметаллиды типа CoV, которые после закалки и отпуска формируют однодоменную структуру. Именно эта фаза обеспечивает коэрцитивную силу H_c в диапазоне 28–40 кА/м при остаточной индукции B_r 0,9–1,15 Тл. Максимальное энергетическое произведение (BH)_max достигает 24–32 кДж/м, что существенно выше, чем у листовой стали с ориентированной структурой.

Структура листа после окончательной термообработки — мелкозернистый -твердый раствор с равномерно распределенными выделениями упрочняющей фазы. Наличие хрома и никеля повышает коррозионную стойкость в атмосфере цехов с повышенной влажностью и слабоагрессивными средами, что отличает 35КФ10Н от бинарных Fe–Co–V сплавов.

Термообработка и формирование магнитных свойств

Магнитные параметры листа 35КФ10Н задаются двухступенчатой термообработкой. Первая ступень — закалка от 1150–1200 C с охлаждением в воде или масле, фиксирующая пересыщенный твердый раствор. Вторая ступень — отпуск при 580–620 C в течение 2–4 часов, в процессе которого выделяются дисперсные частицы CoV и формируется высокая коэрцитивность. Критично соблюдение скорости нагрева: при 3–5 C/мин обеспечивается равномерность свойств по сечению листа.

Для снятия внутренних напряжений после штамповки применяют отжиг при 750–800 C в вакууме или защитной атмосфере. Без этой операции магнитные характеристики снижаются на 15–25 % из-за остаточных деформаций.

Технологические и эксплуатационные параметры

Области применения

Лист 35КФ10Н применяется там, где требуется сочетание высокой магнитной энергии и технологичности штамповки:

• Роторы и статоры высокооборотных электрических машин, включая гистерезисные двигатели и моментные электродвигатели для робототехники.
• Магнитные системы поляризованных реле и герконов, работающих при частоте переключения до 50 Гц.
• Магнитопроводы датчиков Холла и индукционных преобразователей в системах автоматики.
• Элементы магнитных подвесов и демпферов в прецизионных станках и измерительных приборах.
• Экраны и концентраторы магнитного поля в ускорительной технике и электронно-лучевых установках.
• Магнитные системы бесколлекторных двигателей постоянного тока для авиационных и автомобильных приводов.

Обрабатываемость и конструкционные ограничения

Лист 35КФ10Н удовлетворительно штампуется в отожженном состоянии, однако после окончательной термообработки сплав склонен к хрупкому разрушению при изгибе. Минимальный радиус гибки в закаленном состоянии — не менее 3–4 толщин листа. Механическая обработка (фрезерование, сверление) возможна только твердосплавным инструментом с обильным охлаждением, так как сплав склонен к наклепу. Сварка не рекомендуется из-за образования хрупких фаз в зоне термического влияния; соединения выполняют клепкой или склеиванием.

При эксплуатации в условиях вибрации и ударных нагрузок лист 35КФ10Н требует закрепления в немагнитной оснастке, исключающей деформацию. Рабочий диапазон температур — от –60 до +200 C; при нагреве выше 250 C начинается необратимое снижение коэрцитивной силы.

Вопросы и ответы