Порошок пермаллоя ПР-80Н15М: состав и назначение
Порошок пермаллоя ПР-80Н15М — это распыленный железо-никелевый сплав с содержанием никеля 80% и молибдена 15%, предназначенный для газотермического напыления. Материал относится к группе высоконикелевых пермаллоев с добавлением молибдена, который повышает магнитную проницаемость и снижает коэрцитивную силу. ПР-80Н15М выпускается в виде сферических частиц с контролируемым гранулометрическим составом, что обеспечивает стабильную подачу в плазменную горелку или газопламенную установку.
Химический состав порошка регламентируется техническими условиями на продукцию из прецизионных сплавов. Основные компоненты — никель (основа), молибден (14–16%), железо (остальное). Допустимое содержание примесей ограничено: углерод — не более 0,03%, сера и фосфор — не более 0,02% каждого. Сферическая форма частиц достигается методом атомизации расплава инертным газом, что обеспечивает насыпную плотность в диапазоне 4,2–4,8 г/см и текучесть не хуже 12 с/50 г по Холлу.
Технические характеристики напыленного слоя
Покрытия из ПР-80Н15М формируются с минимальным содержанием оксидов благодаря низкой активности никеля и молибдена при нагреве. В процессе плазменного напыления частицы достигают скорости 150–250 м/с, что обеспечивает плотность покрытия до 97% от теоретической. Типичная микротвердость напыленного слоя составляет 150–220 HV, пористость не превышает 2% при оптимальных режимах.
Магнитные свойства покрытий зависят от толщины и режимов напыления. После термической обработки при 1000–1100 C в водороде или вакууме достигаются следующие показатели:
- начальная магнитная проницаемость — не менее 20 000;
- максимальная магнитная проницаемость — до 100 000;
- коэрцитивная сила — не более 2 А/м;
- индукция насыщения — 0,7–0,8 Тл.
Термообработка снимает внутренние напряжения и способствует рекристаллизации структуры, что критически важно для магнитных экранов и элементов измерительной техники.
Применение порошка ПР-80Н15М
Основное назначение — восстановление и упрочнение деталей, работающих в слабых магнитных полях, а также создание функциональных покрытий с заданными магнитными характеристиками. Материал применяется в следующих областях:
- производство магнитных экранов для электронно-лучевых приборов и вакуумной техники;
- ремонт корпусов датчиков Холла и магнитометров;
- напыление на детали реле и контакторов для снижения остаточной намагниченности;
- восстановление посадочных поверхностей валов и втулок в приборостроении;
- создание защитных слоев на деталях криогенной техники, работающих при температурах до –196 C.
Порошок совместим с плазменными установками типа ПН-70, ПН-90, а также с высокоскоростными газопламенными горелками HVOF. Рекомендуемая дистанция напыления — 120–180 мм, ток дуги — 400–600 А, расход плазмообразующего газа (аргон) — 30–50 л/мин.
Гранулометрические фракции
| Фракция, мкм | Насыпная плотность, г/см | Текучесть, с/50 г | Рекомендуемый метод | Толщина покрытия, мм |
|---|---|---|---|---|
| 40–100 | 4,5–4,8 | 10–12 | Плазменное напыление | 0,3–1,0 |
| 63–160 | 4,3–4,6 | 11–14 | Газопламенное напыление | 0,5–1,5 |
| 100–250 | 4,2–4,5 | 13–16 | Наплавка | 1,0–3,0 |
Выбор фракции определяется требуемой шероховатостью поверхности и толщиной покрытия. Мелкие фракции обеспечивают более плотную структуру и лучшее качество поверхности, крупные — более высокую производительность напыления.
Особенности эксплуатации покрытий
Напыленные слои ПР-80Н15М устойчивы к воздействию морской воды и слабокислых сред, что позволяет применять их в судовом приборостроении и химическом машиностроении. Коэффициент термического расширения сплава близок к значениям для стекла и керамики, поэтому покрытия используют при герметизации металлостеклянных спаев в электровакуумных приборах.
При механической обработке напыленных покрытий рекомендуется применять твердосплавный инструмент с охлаждением. Финишная обработка — шлифование абразивными кругами зернистостью 16–25 мкм. Допустимая шероховатость после шлифования — Ra 0,4–0,8 мкм.
Вопросы и ответы
Какая максимальная рабочая температура для покрытий из ПР-80Н15М?
Покрытия сохраняют магнитные свойства до температуры Кюри около 400 C. Для длительной эксплуатации рекомендуется ограничивать нагрев до 300 C, при более высоких температурах возможно снижение магнитной проницаемости.
Требуется ли термическая обработка после напыления?
Для достижения максимальной магнитной проницаемости обязателен отжиг при 1000–1100 C в водородной среде или вакууме в течение 2–4 часов. Без термообработки покрытие пригодно для антикоррозионной защиты, но магнитные свойства будут ниже.
Можно ли наносить ПР-80Н15М на алюминиевые подложки?
Прямое напыление на алюминий затруднено из-за разницы коэффициентов термического расширения. Рекомендуется промежуточный подслой из никель-алюминиевого порошка типа ПН85Ю15 толщиной 50–100 мкм.
Как хранить порошок пермаллоя?
Порошок хранят в герметичной таре при влажности не более 60%. Перед использованием рекомендуется просушить материал при 100–120 C в течение 1 часа для удаления адсорбированной влаги.
