Магнитно-твердый слиток 52К13Ф в Минске

Магнитно-твердый слиток 52К13Ф: литой сплав для постоянных магнитов

Магнитно-твердый слиток 52К13Ф — литая заготовка из железо-кобальт-ванадиевого сплава системы Fe–Co–V, предназначенная для последующего изготовления постоянных магнитов методами горячей пластической деформации. Сплав относится к классу деформируемых магнитно-твердых материалов (магнико), сочетающих высокую остаточную индукцию с достаточной технологичностью при обработке давлением. Химический состав регламентируется ГОСТ 17809-72: кобальт — 51,0–53,0 %, ванадий — 12,0–14,0 %, углерод — не более 0,03 %, остальное — железо. Слиток получают вакуумно-индукционной плавкой с последующей разливкой в изложницы или кристаллизаторы; именно литая структура обеспечивает однородность распределения ванадиевой фазы перед термомеханической обработкой.

Структура и механизм магнитного упрочнения

В литом состоянии сплав 52К13Ф представляет собой -фазу (объёмно-центрированная кубическая решётка Fe–Co) с включениями -фазы и карбидов ванадия. Магнитная анизотропия формируется не в слитке, а на этапе горячей прокатки или прессования при температуре 850–1000 C со степенью деформации не менее 85 %. В результате деформации выделяется мелкодисперсная фаза на основе кобальта и ванадия, выстраивающаяся вдоль направления течения металла. Последующая термомагнитная обработка (ТМО) в магнитном поле напряжённостью 200–400 кА/м при 580–620 C закрепляет магнитную текстуру. Слиток 52К13Ф служит исходной шихтовой заготовкой, поэтому его макро- и микроструктура, содержание газов и неметаллических включений напрямую определяют достижимые магнитные параметры готового изделия.

Технические параметры слитка и готового магнита

Технологический маршрут переработки слитка

• Резка слитка на мерные заготовки — дисковая или абразивная резка с охлаждением.
• Гомогенизирующий отжиг при 1150–1200 C для устранения ликвации кобальта и ванадия.
• Горячая деформация (ковка, прокатка, прессование) при 850–1000 C со степенью обжатия не менее 85 %.
• Закалка от 900–950 C в воде или масле для фиксации -фазы.
• Термомагнитная обработка при 580–620 C в поле 200–400 кА/м.
• Отпуск при 550–600 C для стабилизации магнитных характеристик.

Области применения

Магниты, изготовленные из слитка 52К13Ф, применяются в устройствах, где требуется сочетание высокой индукции и умеренной коэрцитивной силы при температурах до 500 C. Типовые узлы:

• Магнетроны и клистроны СВЧ-генераторов — фокусирующие магнитные системы.
• Электродвигатели и генераторы авиационного и специального исполнения — роторные магнитные сборки.
• Магнитные системы ускорителей заряженных частиц — поворотные магниты и фокусирующие линзы.
• Гистерезисные двигатели и муфты — роторы с высоким моментом.
• Измерительные приборы — магнитоэлектрические системы гальванометров и датчиков.
• Магнитные сепараторы горно-обогатительного оборудования — рабочие полюса.

Вопросы и ответы