Магнитно-твердый слиток 52К11Ф в Минске

Магнитно-твердый слиток 52К11Ф: характеристики и применение

Магнитно-твердый слиток 52К11Ф — литая заготовка из железо-кобальт-ванадиевого сплава системы Fe–Co–V, предназначенная для последующей горячей деформации и изготовления постоянных магнитов с высокой магнитной энергией. Сплав относится к классу деформируемых магнитно-твердых материалов и обеспечивает сочетание остаточной индукции Br на уровне 1,25–1,35 Тл с коэрцитивной силой по индукции HcB 44–52 кА/м. Наличие ванадия в составе формирует выделения фазы Co3V, которые тормозят смещение доменных границ и обеспечивают магнитный гистерезис, необходимый для работы изделия в замкнутых и разомкнутых магнитных цепях.

Химический состав и структура

Слиток 52К11Ф получают вакуумно-индукционной плавкой с последующей разливкой в изложницы или методом непрерывного литья. Химический состав регламентируется содержанием кобальта 51–53 %, ванадия 10,5–11,5 %, остальное — железо и технологические примеси. Углерод, сера и фосфор ограничиваются на уровне десятых долей процента, поскольку их избыток снижает пластичность при горячей обработке давлением и способствует образованию неметаллических включений.

После кристаллизации структура слитка представляет собой -фазу с ОЦК-решёткой, пересыщенную кобальтом и ванадием. Магнитные свойства формируются только после термомагнитной обработки: нагрев до 600–650 C, изотермическая выдержка в магнитном поле напряжённостью не менее 240 кА/м и последующее ступенчатое охлаждение. В результате образуется гетерогенная структура с ферромагнитными выделениями, ориентированными вдоль направления поля.

Технологический маршрут переработки

Слиток 52К11Ф не применяется непосредственно как магнит — он служит исходной заготовкой для дальнейшего передела. Типовой маршрут включает:

• гомогенизирующий отжиг при 1150–1200 C для устранения дендритной ликвации;
• горячую прокатку или ковку в диапазоне 900–1100 C с промежуточными подогревами;
• закалку от 850–900 C в воду или масло для фиксации пересыщенного твёрдого раствора;
• термомагнитную обработку с приложением поля вдоль оси будущего намагничивания;
• финишную механическую обработку — шлифование, электроэрозионную резку, нарезание профиля.

Горячая деформация слитка требует строгого температурного контроля: при снижении температуры ниже 850 C резко возрастает сопротивление деформации и появляются поверхностные трещины. Вакуумная плавка исходного слитка снижает содержание газов, что напрямую влияет на выход годного при прокатке.

Магнитные и физико-механические параметры

Области применения

Магниты, изготовленные из слитка 52К11Ф, востребованы там, где требуется высокая индукция при ограниченном объёме магнитной системы. Основные направления:

• электродвигатели и генераторы авиационного и специального исполнения с повышенной удельной мощностью;
• магнитные системы датчиков, гироскопов и навигационного оборудования;
• фокусирующие и отклоняющие устройства в электронно-лучевой технике;
• замкнутые магнитопроводы реле и контакторов с высоким усилием срабатывания;
• магнитные муфты и тормозные устройства в приводах станков и конвейеров.

В отличие от литых магнитов на основе альнико, сплав 52К11Ф допускает механическую обработку резанием после закалки и позволяет получать тонкие профили, что критично для роторов высокооборотных электрических машин. Ограничением является склонность к хрупкому разрушению при ударных нагрузках и необходимость защиты от коррозии в условиях повышенной влажности.

Вопросы и ответы