Слиток из магнитно-мягких сплавов 49К2Ф в Минске


Слиток из магнитно-мягкого сплава 49К2Ф: прецизионный сплав для магнитопроводов

Слиток из магнитно-мягкого сплава 49К2Ф — это полуфабрикат, полученный методом вакуумно-индукционной выплавки, предназначенный для последующей горячей и холодной прокатки в тонколистовые заготовки магнитопроводов. Сплав 49К2Ф относится к классу железоникелевых пермаллоев с высоким содержанием никеля (около 49 %) и легирован ванадием для стабилизации магнитных свойств. Наличие ванадия в составе обеспечивает повышенное удельное электрическое сопротивление и снижение магнитных потерь на вихревые токи.

Химический состав и структура

Сплав 49К2Ф выплавляется в вакуумных индукционных печах с последующей разливкой в изложницы или слитки для электрошлакового переплава. Вакуумная дегазация позволяет минимизировать содержание кислорода и азота, которые негативно влияют на магнитную проницаемость. Структура слитка — аустенитная с выраженной дендритной ликвацией, требующей гомогенизирующего отжига при 1100–1150 C перед прокаткой.

  • Никель (Ni) — 48,5–50,0 %
  • Ванадий (V) — 1,5–2,0 %
  • Углерод (C) — не более 0,03 %
  • Кремний (Si) — не более 0,15 %
  • Марганец (Mn) — не более 0,10 %
  • Железо (Fe) — остальное

Магнитные и физические характеристики

Сплав 49К2Ф в состоянии после термомагнитной обработки демонстрирует высокую начальную и максимальную магнитную проницаемость при низкой коэрцитивной силе. Ванадий повышает удельное электрическое сопротивление до 0,45–0,55 мкОмм, что снижает потери на вихревые токи в переменных магнитных полях промышленной частоты. Слиток перед прокаткой проходит ковку при 1150–900 C для устранения литейных дефектов.

ПараметрЗначениеЕдиница измеренияУсловиеМетод контроля
Начальная магнитная проницаемость 30 000—после ТМОГОСТ 8.377
Максимальная магнитная проницаемость 100 000—H = 0,8 А/мГОСТ 8.377
Коэрцитивная сила 1,6А/мпосле ТМОГОСТ 8.377
Удельное электрическое сопротивление0,45–0,55мкОмм20 CГОСТ 7229
Температура гомогенизации1100–1150Cвыдержка 4–6 чтермопарный
Температура ковки1150–900Cначало–конецпирометрический

Технология производства слитка

Выплавка сплава 49К2Ф осуществляется в вакуумно-индукционных печах с разливкой в чугунные или медные изложницы. Для крупных слитков применяется электрошлаковый переплав, обеспечивающий однородность химического состава по сечению. После кристаллизации слиток подвергается гомогенизирующему отжигу, затем ковке и прокатке. Контроль макро- и микроструктуры проводится методом металлографического анализа на наличие неметаллических включений и ликвационных зон.

Области применения

Слиток из сплава 49К2Ф служит исходной заготовкой для производства тонкого листа, ленты и штампованных деталей магнитопроводов. Основные потребители — предприятия электротехнической и приборостроительной отраслей.

  • Магнитопроводы трансформаторов тока и напряжения в релейной защите
  • Экраны и сердечники в измерительных приборах магнитоэлектрической системы
  • Магнитные усилители и дроссели в системах автоматики
  • Головки магнитной записи в аппаратуре специального назначения
  • Компоненты датчиков магнитного поля в геофизическом оборудовании
  • Магнитопроводы в устройствах электромагнитной совместимости

Термическая обработка и условия эксплуатации

Для достижения максимальной магнитной проницаемости изделия из сплава 49К2Ф подвергаются термомагнитной обработке в атмосфере водорода при 1100–1150 C с последующим охлаждением со скоростью 50–100 C/ч. Эксплуатация магнитопроводов допускается в диапазоне температур от –60 C до +120 C при отсутствии механических напряжений, снижающих магнитные характеристики. Слиток перед прокаткой должен быть очищен от поверхностных дефектов и окалины.

Вопросы и ответы

Чем отличается сплав 49К2Ф от сплава 50Н?

Сплав 49К2Ф содержит ванадий (1,5–2,0 %), который повышает удельное электрическое сопротивление до 0,45–0,55 мкОмм и снижает магнитные потери на вихревые токи. Сплав 50Н не легирован ванадием и имеет более низкое удельное сопротивление.

Какая термообработка обеспечивает максимальную магнитную проницаемость слитка 49К2Ф?

Термомагнитная обработка в водороде при 1100–1150 C с медленным охлаждением 50–100 C/ч. Такая обработка снимает внутренние напряжения и формирует структуру с высокой подвижностью доменных границ.

Для каких частотных диапазонов применим сплав 49К2Ф?

Сплав эффективен в диапазоне от постоянного поля до 10–20 кГц. На частотах выше 20 кГц возрастают потери на вихревые токи, и требуется применение более тонкого листа или ферритов.

Как контролируется качество слитка из сплава 49К2Ф?

Проводится входной контроль химического состава методом спектрального анализа, металлографический анализ макро- и микроструктуры, а также ультразвуковая дефектоскопия на наличие внутренних дефектов.