Магнитно-твердый слиток 35КХ8Ф: характеристики и применение
Магнитно-твердый слиток 35КХ8Ф — литая заготовка из деформируемого магнитно-твердого сплава системы Fe–Cr–Co с добавками кремния и ванадия, предназначенная для последующей горячей деформации и термической обработки. Сплав 35КХ8Ф относится к группе низкокобальтовых магнитно-твердых материалов с регулируемым содержанием кобальта и хрома, обеспечивающих сочетание высокой остаточной индукции и достаточной коэрцитивной силы. Слиток получают вакуумно-индукционной плавкой с последующей разливкой в изложницы или кристаллизаторы; структура литого металла — столбчатые и равноосные кристаллы -фазы с включениями -фазы, которые растворяются при гомогенизации.
Химический состав и структурное состояние
Марка 35КХ8Ф регламентирует содержание основных элементов в следующих пределах:
- Кобальт (Co) — 34,0–36,0 %
- Хром (Cr) — 7,5–8,5 %
- Кремний (Si) — 0,8–1,2 %
- Ванадий (V) — 0,6–1,0 %
- Углерод (C) — не более 0,03 %
- Железо (Fe) — основа
Ванадий и кремний вводятся для подавления роста зерна при высокотемпературной обработке и повышения коэрцитивной силы за счет формирования дисперсных выделений. Низкое содержание углерода исключает образование карбидной сетки, снижающей магнитные свойства. После литья слиток подвергают гомогенизирующему отжигу при 1200–1250 C в течение 4–8 часов для устранения дендритной ликвации.
Магнитные и физико-механические параметры
Слиток 35КХ8Ф после полного цикла термомагнитной обработки (ТМО) обеспечивает следующие характеристики:
| Параметр | Значение | Единица | Условия измерения | Метод контроля |
|---|---|---|---|---|
| Остаточная индукция Br | 1,25–1,40 | Тл | замкнутая магнитная цепь | ГОСТ 8.268 |
| Коэрцитивная сила Hc | 44–52 | кА/м | после ТМО | ГОСТ 8.268 |
| Максимальное энергетическое произведение (BH)max | 32–40 | кДж/м | вторая четверть петли гистерезиса | ГОСТ 8.268 |
| Температурный коэффициент Br | –0,02…–0,03 | %/C | диапазон –60…+150 C | расчетный |
| Твердость HRC | 48–54 | ед. | после отпуска | ГОСТ 9013 |
| Плотность | 7,6–7,8 | г/см | 20 C | ГОСТ 18898 |
Технология переработки слитка
Слиток 35КХ8Ф служит исходной заготовкой для производства магнитов методом горячей пластической деформации. Основные операции:
- Резка слитка на мерные заготовки дисковой пилой или гидроабразивной резкой
- Нагрев до 1150–1200 C и горячая прокатка или прессование в прутки, полосы, профили
- Закалка от 1200–1250 C в воде или масле с последующим отпуском
- Термомагнитная обработка: изотермическая выдержка в магнитном поле напряженностью не менее 240 кА/м при 600–650 C
- Окончательная механическая обработка — шлифование, электроэрозионная резка
Режимы ТМО определяют конечное соотношение Br и Hc. Для получения максимальной коэрцитивной силы применяют ступенчатое охлаждение со скоростью 0,5–2 C/мин в интервале 650–400 C.
Области применения
Магнитно-твердый сплав 35КХ8Ф в виде изделий из слитковой заготовки используется в следующих системах и оборудовании:
- Магнитные системы электродвигателей и генераторов малой и средней мощности
- Даталогические накопители и магнитные муфты
- Фокусирующие системы электронно-лучевых приборов и СВЧ-устройств
- Магнитные сепараторы горно-обогатительного оборудования
- Гистерезисные двигатели и тормозные устройства
- Датчики Холла и магнитные экраны измерительной аппаратуры
Сплав сохраняет работоспособность в интервале –60…+350 C с допустимым необратимым снижением индукции не более 5 % при нагреве до 350 C. В условиях повышенной влажности и промышленной атмосферы требуется защитное покрытие — никелевое или цинковое гальваническое.
Вопросы и ответы
Какое содержание кобальта соответствует марке 35КХ8Ф?
Марка 35КХ8Ф содержит 34,0–36,0 % кобальта. Именно этот диапазон обеспечивает оптимальное сочетание остаточной индукции и коэрцитивной силы после термомагнитной обработки.
Какой максимальный рабочий зазор допустим для магнитов из сплава 35КХ8Ф?
Рекомендуемый рабочий зазор магнитной системы не превышает 3–5 мм. При увеличении зазора свыше 8 мм эффективность системы падает из-за низкой коэрцитивной силы сплава по сравнению с высококобальтовыми марками.
Требуется ли защитное покрытие для изделий из слитка 35КХ8Ф?
Да, сплав склонен к коррозии во влажной промышленной атмосфере. Применяют гальваническое никелирование, цинкование или лакокрасочные покрытия. Без покрытия допускается эксплуатация только в сухих отапливаемых помещениях.
Какой режим термомагнитной обработки обеспечивает максимальную коэрцитивную силу?
Изотермическая выдержка при 600–650 C в магнитном поле не менее 240 кА/м с последующим ступенчатым охлаждением со скоростью 0,5–2 C/мин до 400 C. Отклонение от режима снижает Hc на 15–25 %.
