Магнитно-твердый лист ЕХ5К5: характеристики и применение
Магнитно-твердый лист ЕХ5К5 — это холоднокатаный листовой прокат из литой магнитно-твердой стали системы Fe–Cr–Co, предназначенный для изготовления постоянных магнитов с высокой коэрцитивной силой. Материал поставляется в виде листов толщиной от 0,5 до 3,0 мм и используется в электротехнической промышленности для производства магнитных систем, работающих в условиях повышенных температур и вибрационных нагрузок.
Основное отличие листа ЕХ5К5 от магнитотвердых материалов на основе альнико или ферритов — сочетание достаточно высокой магнитной энергии с пластичностью, допускающей механическую обработку резанием, штамповку и гибку до термической обработки. После закалки и отпуска материал приобретает коэрцитивную силу 40–48 кА/м и остаточную индукцию 1,0–1,2 Тл, что обеспечивает стабильность магнитного потока в рабочих зазорах измерительных преобразователей и датчиков Холла.
Химический состав и структура
Лист ЕХ5К5 легирован хромом (5,0–6,0 %) и кобальтом (5,0–6,0 %), остальное — железо с допустимыми примесями кремния и марганца не более 0,4 %. Термомагнитная обработка формирует в структуре выделения -фазы, ответственные за высокую коэрцитивную силу. Оптимальные магнитные свойства достигаются после закалки от 950–1050 C с последующим ступенчатым отпуском в интервале 500–600 C.
| Параметр | Значение для ЕХ5К5 | Метод контроля | Условия измерения | Типичный разброс |
|---|---|---|---|---|
| Коэрцитивная сила Hc | 40–48 кА/м | Гистерезисграф | 20 C | 5 % |
| Остаточная индукция Br | 1,0–1,2 Тл | Баллистический метод | Замкнутая цепь | 0,05 Тл |
| Максимальная энергия (BH)max | 10–14 кДж/м | Расчет по кривой размагничивания | — | 15 % |
| Твердость после термообработки | 35–45 HRC | Роквелл | — | 3 HRC |
Технологические особенности обработки
В состоянии поставки лист ЕХ5К5 имеет твердость не более 20 HRC, что позволяет выполнять вырубку заготовок сложной конфигурации на кривошипных прессах и координатно-пробивных станках с ЧПУ. Рекомендуемый режим резки — лазерная резка на волоконных лазерах мощностью 2–4 кВт с подачей азота под давлением 10–15 бар для предотвращения окалинообразования на кромке.
После механической обработки детали подвергаются термомагнитному старению в среде аргона или в вакуумных печах с остаточным давлением не выше 10 Па. Нагрев до температуры закалки 980 20 C выдерживается в течение 30–60 минут в зависимости от толщины листа, затем следует охлаждение в масле или в потоке воздуха. Последующий отпуск проводится по режиму: 620 C — 2 часа, 580 C — 4 часа, 540 C — 6 часов с промежуточным охлаждением до 20 C.
Применение в промышленных изделиях
Лист ЕХ5К5 востребован при производстве магнитных систем с плоской геометрией, где требуется минимальная толщина при сохранении стабильных характеристик в диапазоне температур от –60 до +150 C. Основные области использования:
- магнитопроводы датчиков угловых перемещений и тахогенераторов в станкостроении;
- полюсные наконечники герконовых реле и магнитоуправляемых контактов;
- магнитные шкалы линейных энкодеров для металлорежущего оборудования;
- роторные магниты синхронных микродвигателей с возбуждением от постоянных магнитов;
- фиксирующие элементы магнитных захватов и сепараторов в пищевой промышленности;
- магнитные системы акустических излучателей и измерительных микрофонов.
Благодаря коррозионной стойкости, обусловленной наличием хрома в составе, лист ЕХ5К5 может эксплуатироваться без дополнительного защитного покрытия в средах с относительной влажностью до 80 %. Для работы в агрессивных средах рекомендуется нанесение гальванического цинкового или никелевого покрытия толщиной 6–12 мкм.
Контроль качества и приемка
Каждая партия листа ЕХ5К5 сопровождается протоколом испытаний, в котором фиксируются магнитные характеристики на образцах, вырезанных из разных зон листа. Контроль коэрцитивной силы выполняется на разомкнутых образцах с использованием пермеаметра с погрешностью не более 2 %. Допуск на толщину листа составляет 0,05 мм для толщин до 1,0 мм и 0,08 мм для толщин свыше 1,0 мм. Отклонение от плоскостности не превышает 3 мм на 1 метр длины.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура для листа ЕХ5К5?
Материал сохраняет магнитные свойства до 150 C. При кратковременном нагреве до 200 C потеря коэрцитивной силы не превышает 5 % от исходного значения.
Можно ли сваривать лист ЕХ5К5?
Сварка не рекомендуется, так как нагрев выше точки Кюри (около 700 C) разрушает магнитную структуру. Соединение деталей выполняется механическим крепежом или пайкой при температуре не выше 450 C.
Какой допуск на магнитные характеристики в пределах одной партии?
Разброс коэрцитивной силы между листами одной плавки не превышает 5 %, остаточной индукции — 0,05 Тл. Это обеспечивает взаимозаменяемость деталей в серийном производстве.
Требуется ли дополнительная механическая обработка после термообработки?
После закалки и отпуска твердость возрастает до 35–45 HRC, поэтому финишная обработка выполняется только шлифованием с охлаждением. Отверстия и пазы рекомендуется формировать до термообработки.
