Постоянные магниты Alnico 2S в Минске

Постоянные магниты Alnico 2S: характеристики литого сплава Fe–Co–Ni–Al

Alnico 2S — литой магнитно-твёрдый сплав системы Fe–Co–Ni–Al с изотропной столбчатой кристаллической структурой, получаемой направленной кристаллизацией. Марка относится к группе Alnico 2 и отличается повышенной коэрцитивной силой по сравнению с изотропными аналогами без столбчатой ориентации. Обозначение «S» указывает на columnar (столбчатую) структуру, формируемую при скорости охлаждения отливки 30–80 C/с в направлении теплового потока. Магнитные свойства задаются термомагнитной обработкой в поле напряжённостью 150–300 кА/м с последующим двухступенчатым отпуском.

Магнитные и физические параметры

Остаточная индукция Br и коэрцитивная сила Hc марки Alnico 2S занимают промежуточное положение между изотропным Alnico 2 и анизотропным Alnico 5. Максимальное энергетическое произведение (BH)max достигает 34–40 кДж/м при работе в замкнутой магнитной цепи. Температурный коэффициент индукции составляет –0,02 %/C в диапазоне –60…+450 C, что обеспечивает стабильность поля в термоциклируемых узлах.

Состав и структурные особенности

Химический состав Alnico 2S включает 10–13 % Al, 15–18 % Ni, 20–24 % Co, 3–5 % Cu, остальное — Fe. Столбчатая структура формируется в литых заготовках при направленном теплоотводе через медный кристаллизатор. Ось лёгкого намагничивания совпадает с направлением столбчатых кристаллов, что повышает Br на 15–20 % относительно равноосного литья. Сплав склонен к хрупкому разрушению при ударных нагрузках, поэтому механическая обработка ведётся только шлифованием или электроэрозионным способом.

Технологические режимы изготовления

• Литьё в керамические формы с направленным охлаждением при градиенте 40–60 C/мм.
• Гомогенизирующий отжиг при 1200–1250 C в течение 4–6 ч.
• Термомагнитная обработка в поле 200–250 кА/м с охлаждением от 800 до 600 C.
• Двухступенчатый отпуск: 650 C — 4 ч, затем 580 C — 8 ч.
• Финишное шлифование алмазным инструментом с СОЖ на масляной основе.

Применение в промышленном оборудовании

Магниты Alnico 2S используются в узлах, где требуется сочетание высокой индукции и термостабильности до +450 C. Типовые области:

• Магнетроны и ЛБВ СВЧ-генераторов в установках индукционного нагрева.
• Датчики Холла и магнитоупругие преобразователи крутящего момента.
• Электродвигатели постоянного тока крановых и прокатных станов.
• Магнитные сепараторы обогатительных фабрик горнорудной отрасли.
• Фокусирующие системы электронно-лучевых сварочных установок.
• Гистерезисные муфты и тормоза в приводах подачи станков.

Эксплуатационные ограничения

Сплав Alnico 2S не подлежит механическому сверлению и фрезерованию из-за высокой хрупкости. Размагничивание происходит при нагреве выше 550 C или при воздействии переменных полей с напряжённостью свыше 60 кА/м. Для восстановления свойств требуется полное перемагничивание в импульсном поле 400–600 кА/м. Коррозионная стойкость без покрытия ограничена — рекомендуется никелевое или хроматное пассивирование при работе во влажной среде цехов гальванических производств.

Вопросы и ответы