Как да избираме и обработваме сплави с висока-магнитна индукция?

Статус на доставка

 

В инженерната практика на електромагнитни компоненти,високо магнитна индукция на насищане (Bs)служи като физически таван, който в крайна сметка определя дали дадено устройство може да постигне както „миниатюризация“, така и „работа с-висока мощност“.

 

Като технически инженерен екип в Lork Group, нашата работа, обслужваща клиенти за прецизно производство по целия свят, разкри критично прозрение: дали приложението включва полупроводниково оборудване, изискващо фокусиране на електронен лъч в наномащаб, аерокосмически двигатели, изискващи изключително високи съотношения на тяга-към-тегло, или сензори, проектирани да работят в екстремни среди на дълбоки кладенци и външни space-традиционната силициева стомана или стандартните пермалой вече не са в състояние да отговорят на изискванията за плътност на магнитния поток, изисквани от такива екстремни работни условия.

 

Въз основа на практическия опит на Lork Group в обслужването на стотици предприятия-по-специално по отношение на избора и приложението на материали-тази статия предоставя-задълбочен анализ на логиката на избора за сплави, проявяващи висока магнитна индукция на насищане (Bs, вариращи от 1,7 T до 2,4 T). Обръща специално внимание на клопките на приложенията и съответните решения в областите намагнитни лещи, двигатели с висока{0}}тяга и работещи сензорив екстремни среди.

 

Какво е "високо насищане"?

 

В рамките на библиотеката с материали на Lork Group ние обикновено определяме материали с магнитна индукция на насищане (Bs), по-голяма от 1,8 T, като меки магнитни материали с висока-производителност. В момента трите доминиращи решения, налични на пазара, включват:

 

• Fe-Co (желязо-кобалт) сплави:Като Supermendur (по-специално серията Permendur/Hiperco 50), Permendur (1J22) и т.н. Те представляват практичните меки магнитни материали, притежаващи в момента най-високата магнитна индукция на насищане, със стойности на Bs, които могат да надхвърлят 2,4 T.

 

• Високо-кобалтови Fe-Ni-Co сплави:Като например 1J34. Този материал се откроява като "електростанция" в рамките на семейството Permalloy; той постига B от 1,6-1,7 T, като същевременно предлага характеристики на обработка, много по-добри от тези на чистите желязо-кобалтови сплави.

 

• Специфични аморфни/нанокристални материали:Въпреки че някои аморфни материали на базата на желязо могат да достигнат Bs от 1,7 T, техните предимства при високи честоти често се реализират за сметка на плътността на потока на насищане.

 

 

Стратегии за избор на сценарий за приложение: Практическият опит на Lork Group

 

1. За приложения с магнитни лещи: Преследване на „изключително висока плътност на магнитния поток“ и „изключително ниска коерцитивност“

 

Решение на Lork Group:

Ние препоръчвамеVACODUR 49 (Supermendur)- (Lork Group доставя общи стандартни размери от наличност, както и персонализирани-спецификации).
Това е единственият материал, способен да концентрира магнитния поток в изключително малка въздушна междина, като по този начин генерира силно градиентно поле. С плътност на потока на насищане (Bs), достигаща до 2,35 T, той позволява намаляване на обема на магнитната леща с над 40% в сравнение със стандартните железни сърцевини, като същевременно осигурява превъзходна сила на фокусиране.

 

Технически прозрения и предпазни мерки:

Задължително отгряване с магнитно поле: Материалите от този тип трябва да бъдат подложени на стриктно отгряване с магнитно поле във водородна атмосфера, за да се създаде перфектна кристална текстура. Въз основа на опита на Lork Group коерцитивността след-отгряване (Hc) трябва да се контролира до под 10 A/m; в противен случай ефектът на "хистерезис" в магнитната леща ще причини забавяне на фокусирането в електронния лъч, което ще доведе до замъглено изображение.

 

Предпазни мерки при обработката:Избягвайте стриктно силен удар или студено екструдиране след формоването на компонента. Supermendur е изключително чувствителен към механични натоварвания. Дори незначителни повърхностни вдлъбнатини или белези могат да нарушат подравняването на магнитните домейни, което води до локализирано намаляване на магнитното насищане. Ако обработката е неизбежна, се препоръчва да оставите резерв за обработка; освен това трябва да се извърши окончателно отгряване-за освобождаване на напрежението след завършване на машинната обработка.

 

2. За двигатели с висока -тяга: преследване на „изключително голямо магнитно натоварване“ и „механична якост“

 

Решение на Lork Group:
Препоръчваме серията Hiperco 27 ​​​​HS или 1J22 (желязо-кобалт-ванадиеви сплави) - (Lork Group доставя общи стандартни размери от склад, както и персонализирани-спецификации).
Тези материали не само могат да се похвалят с максимално магнитно насищане от 2,4 T, но -по-критично-те притежават изключително висока граница на провлачване, което им позволява да издържат на екстремните центробежни сили, свързани със скорости на въртене, достигащи десетки хиляди оборота в минута.

 

Технически прозрения и предпазни мерки:

 

Справяне с „крехкостта“:FeCo сплавите имат високо съдържание на ванадий; докато това подобрява пластичността, материалът остава по-крехък от силиконовата стомана. По време на високо{1}}скоростни процеси на щамповане и занитване Lork Group съветва клиентите да увеличат хлабината на матрицата (с 5%–10% в сравнение с тази, използвана за силиконова стомана) и да загреят предварително материала. Неспазването на това прави материала силно податлив на микро-пукнатини по ръбовете, което може да доведе до драстично нарастване на високо-честотните загуби от вихрови токове.

 

Предизвикателства при обработката на изолацията:Поради изключително ниското електрическо съпротивление на материала (приблизително 0,27 μΩ·m), загубите от вихрови токове при високи честоти са значителни. Строго не се препоръчва използването на дебели ламинирания. Нашето препоръчано решение включва използването на ултра-тънки лентови материали-по-специално 0,1 mm или дори 0,05 mm-комбинирани с изолиращо покритие на основата на фосфат-за ефективно прекъсване на пътищата на вихрови токове.

 

3. Сензори за екстремни среди: Приоритет на „Широка -температурна стабилност“ и „Устойчивост на корозия“

Решение на Lork Group:
Препоръчваме 1J34 (Ni34Co29) или 1J33 (Lork Group доставя обичайни стандартни размери от склад, както и персонализирани-спецификации).
Ключовото предимство на тези материали се състои не само в постигането на възможно най-високите стойности на индукция на насищане (Bs), но по-скоро в техните изключително високи температури на Кюри (достигащи 600 градуса –900 градуса) и минималното колебание на тяхната магнитна пропускливост с промени в температурата.

 

Технически прозрения и предпазни мерки:

 

Предпазни мерки при заваряване:Сензорите, предназначени за екстремни среди, често изискват херметично запечатване. Строго се препоръчва *не* да се използват стандартни заваръчни пръти за ръчно дъгово заваряване. Lork Group препоръчва вместо това да се използва лазерно заваряване или спояване. Тъй като сплави като 1J34 съдържат високи концентрации на никел и кобалт, топлинно-засегнатата зона (HAZ), създадена по време на заваряване, е силно податлива на термично напукване или образуване на крехки мартензитни слоеве, което може да доведе до магнитно изтичане.

 

Избор на балансиращ материал:Не преследвайте сляпо абсолютната най-висока стойност Bs; вместо това се фокусирайте върху температурния коефициент на B. Нашият опит показва, че за приложения, работещи над 200 градуса, аморфните сплави на базата на кобалт- (като VITROVAC 6025)-въпреки че имат Bs от само около 0,8 T при стайна температура-демонстрират висока{7}}температурна стабилност, която далеч надхвърля тази на конвенционалните материали. В такива случаи правенето на „крачка назад“ при избора на материал често може да доведе до превъзходно цялостно представяне.

 

Консултирайте се с техническия екип

 

 

 

Защо да изберете нас?

 

Lork Group: Обобщение на основните възможности за обработка

Широко приет консенсус в индустрията е, че сплавите с високо-насищане са крехки, трудни за обработка и притежават изключително тесен технологичен прозорец за термична обработка. Като специализиран доставчик на материали, Lork Group предлага не само суровини, но цялостни интегрирани решения "Материал + Процес":

 

• Прецизно рязане и срязване:Ние предлагаме ленти от високо-магнитна индукционна сплав с минимална дебелина от 0,05 mm, включващи изпъкналости, контролирани до 1% от дебелината на материала-като по този начин елиминираме проблема с късо съединение в ламинации от желязо-кобалтова сплав.

 

• Персонализирана топлинна обработка:Нашите партньорски съоръжения за термична обработка са оборудвани с вносни високо{0}}вакуумни пещи, способни на топлинна обработка с магнитно поле. За клиенти, използващи магнитни лещи, ние предлагаме прецизно отгряване с магнитно поле, за да гарантираме съотношение на правоъгълност (Br/Bs) от > 90%; за производителите на мотори ние предоставяме процеси за постигане на не-магнитни свойства и висока-облекчаване на напрежението.

 

• Консултация за заместване на материали:Ако вашият проект е изправен пред бюджетни ограничения, инженерите на Lork Group могат да предоставят оценка на осъществимостта за замяна на 1J22 (клас 2.4T) с 1J34 (клас 1.6T), като ви помагат да идентифицирате оптималния баланс между производителност и цена.

 

(Допълнително напомняне относно съхранението и предотвратяването на ръжда)

Когато съхранявате сплави с високо{0}}насищане (особено материали от серията Fe-Co)-дори за кратки периоди-те трябва да бъдат опаковани в VCI анти{4}}хартия за ръжда и да се съхраняват в суха среда. Тези -желязо-кобалтови материали с висока{6}}чистота са силно податливи на корозия в пукнатини във влажен въздух; освен това повърхностните петна от ръжда сериозно ще компрометират техните-високочестотни характеристики-форма на разграждане, която е необратима.