Магниты из кобальтового сплава Alnico 5 в Минске

Магниты из кобальтового сплава Alnico 5: технические характеристики и применение

Магниты из кобальтового сплава Alnico 5 (ЮНДК24) представляют собой литые постоянные магниты на основе системы Al-Ni-Co-Fe с добавлением меди и титана. Данный материал относится к классу высококоэрцитивных альнико-сплавов с анизотропной структурой, ориентированной в направлении намагничивания. Основное отличие Alnico 5 от изотропных марок — повышенная остаточная индукция (до 1,35 Тл) и значительная энергия магнитного поля, что достигается термомагнитной обработкой в сильном поле при охлаждении от 900 C.

Технология изготовления включает литьё в песчано-глинистые или оболочковые формы с последующей механической обработкой. Структура сплава — столбчатые кристаллы, ориентированные вдоль оси текстуры. Благодаря этому магниты Alnico 5 сохраняют стабильные магнитные параметры в диапазоне температур от –270 до +550 C, что недостижимо для неодимовых и ферритовых аналогов. Температурный коэффициент индукции не превышает 0,02 %/C, что обеспечивает предсказуемое поведение в термоциклирующих системах.

Физико-механические свойства

Сплав Alnico 5 характеризуется высокой твёрдостью (45–55 HRC) и хрупкостью, поэтому обработка резанием возможна только шлифованием или электроэрозионным методом. Плотность материала — 7,3 г/см. Коэрцитивная сила по намагниченности составляет 50–60 кА/м, что ниже, чем у редкоземельных магнитов, однако высокая остаточная индукция компенсирует этот параметр в рабочих зазорах. Размагничивающая кривая в четвёртом квадранте практически линейна, что упрощает расчёт магнитных цепей.

Коррозионная стойкость Alnico 5 удовлетворительная: материал не требует защитных покрытий в сухих помещениях, но во влажной среде или при контакте с агрессивными средами рекомендуется гальваническое цинкование или окраска. Максимальная рабочая температура — 550 C, точка Кюри — 860 C.

Типовые магнитные параметры

Конструктивные исполнения и области применения

Магниты Alnico 5 выпускаются в форме цилиндров, призм, колец, сегментов и сложных фасонных отливок. Наиболее распространённые типоразмеры — от 10 10 5 мм до 150 100 40 мм. Для крепления в узлах допускается сверление отверстий алмазным инструментом, однако это увеличивает стоимость изделия.

Основные сферы использования:

• измерительные преобразователи и датчики Холла, работающие при повышенных температурах;
• роторы тахогенераторов и сельсинов в авиационном приборостроении;
• магнитные системы клистронов и ламп бегущей волны в СВЧ-технике;
• сепараторы для обогащения руд и пищевой промышленности;
• тормозные системы и муфты электроприводов металлорежущих станков;
• магнитные подшипники высокооборотных турбомашин.

В отличие от ферритовых магнитов, Alnico 5 обеспечивает более высокий магнитный поток в узких воздушных зазорах, что критично для измерительных головок и эталонных генераторов. При проектировании магнитных цепей необходимо учитывать низкую коэрцитивную силу: изделия требуют аккуратного обращения и хранения с замкнутым магнитопроводом во избежание частичного размагничивания.

Вопросы и ответы