Магниты из кобальтового сплава Alnico 3 в Минске

Магниты из кобальтового сплава Alnico 3: характеристики литого материала

Alnico 3 — литой магнитно-твердый сплав системы Fe–Al–Ni–Co с массовой долей кобальта 12–14 %, алюминия 11–13 % и никеля 20–23 %. Относится к группе изотропных Alnico с низкой коэрцитивной силой и умеренной остаточной индукцией. Материал не подвергается термомагнитной обработке в магнитном поле, что упрощает производственный цикл и снижает стоимость изделия по сравнению с анизотропными марками Alnico 5 и Alnico 8.

Состав и структурное состояние

Кристаллическая решетка — объемно-центрированный куб с выделениями ферромагнитной фазы FeCo в немагнитной NiAl-матрице. Изотропная структура формируется при литье в песчано-смоляные или керамические формы без направленной кристаллизации. Содержание углерода ограничено 0,03 %, кремния — до 0,5 %, меди — до 0,15 %. Присутствие титана не предусмотрено; микролегирование серой улучшает обрабатываемость резанием.

Магнитные параметры

Остаточная индукция Br составляет 0,65–0,75 Тл, коэрцитивная сила по индукции bHc — 40–50 кА/м, по намагниченности iHc — 45–55 кА/м. Максимальное энергетическое произведение (BH)max находится в диапазоне 10–14 кДж/м. Температурный коэффициент индукции Br — минус 0,02 %/C, что обеспечивает стабильность поля в диапазоне –60…+450 C. Точка Кюри — 760–800 C, максимальная рабочая температура ограничена 450–500 C без необратимого размагничивания.

Технологические особенности литых заготовок

Отливка ведется в индукционных печах с последующей заливкой при 1550–1600 C. Усадка составляет 1,5–2,0 %, что требует припусков на механическую обработку. Alnico 3 склонен к образованию горячих трещин, поэтому скорость кристаллизации лимитируется. Финальная термообработка — гомогенизация при 1200–1250 C и отпуск при 600–650 C для стабилизации магнитных свойств. Шлифовка выполняется алмазным инструментом из-за высокой твердости и хрупкости.

Области применения

• Магнитные системы электроизмерительных приборов: амперметры, вольтметры, гальванометры с подвижной рамкой.
• Датчики Холла и индукционные преобразователи частоты вращения в системах управления электроприводом.
• Магнетроны и лампы бегущей волны СВЧ-диапазона в радиолокационном оборудовании.
• Звукосниматели электрогитар и микрофоны студийного класса с высоким температурным порогом.
• Магнитные сепараторы горно-обогатительных комбинатов для извлечения ферромагнитных включений.
• Термостабильные узлы фиксации в авиационных генераторах и стартер-генераторах спецтехники.

Эксплуатационные ограничения

Низкая коэрцитивная сила делает Alnico 3 чувствительным к размагничивающим полям при неблагоприятной конфигурации магнитной цепи. Рекомендуется применение магнитопроводов из низкоуглеродистой стали с минимальным зазором. При нагреве выше 500 C наблюдается необратимая потеря индукции до 5 %. Ударные нагрузки и вибрации свыше 20 g вызывают сколы из-за хрупкости литого сплава.

Вопросы и ответы