Одна из основных областей применения деформируемых магнитотвердых сплавов — производство постоянных магнитов. В статье мы рассмотрим, какие стали используются в данной отрасли и какими свойствами они обладают.
Стали на основе систем Fe-Ni-Al и Fe-Co-Ni-Al относятся к группе дисперсионно-твердеющих материалов, которые изготавливаются методом дисперсионного твердения. Такой способ производства подразумевает искусственное «старение», в процессе которого перенасыщенный затвердевший раствор после отжига подвергается термомагнитной обработке. Это позволяет распределить частицы сильно и слабомагнитных фаз в соответствии с направлениями приложенных магнитных полей.
Магниты из представленных сплавов, таких как 20НЮ, 22НЮ, 24КНЮ и др., обладают высокой прочностью и пластичностью. Применяются в производстве электрических двигателей, электроизмерительных устройств и радиотехнической аппаратуры.
Наиболее высокой пластичностью обладают кобальт-платиновые материалы. Они подходят для изготовления деталей любой конфигурации и размеров, в том числе проволоки или фольги толщиной в несколько микрон. Из-за высокой стоимости в основном применяются для изготовления миниатюрных и сверхминиатюрных магнитных систем. Термическая обработка материала на высококоэрцитивное состояние производится не при его выпуске, а во время изготовления требуемых элементов оборудования.
Также высокими магнитными свойствами и способностью к холодной деформации обладают железо-палладиевые и железо-платиновые материалы. При этом холодная деформация может применяться не только для изменения размеров и форм металла, но и для придания ему требуемых магнитных свойств.
Железо-кобальт-ванадиевые сплавы, такие как 52КФА, 52КФБ, 52КФВ и 52КФТМ, применяются для производства малогабаритных магнитов. Выпускаются в виде проволоки диаметров от 0,5 до 3,0 мм, полос и лент толщиной от 0,2 до 1,3 мм и шириной не более 20,1 мм.
Стали типа 52КФ относятся к материалам, магнитные свойства которых формируются в процессе холодной деформации. При этом магнитные качества проволоки значительно превосходят характеристики листового металла. Это обусловлено разностью структур и различие напряженного состояния в процессе деформации.
Сплав 12ГН выпускается в виде холоднокатаных листов или полос толщиной 0,8 мм. После отпуска сохраняет высокую пластичность и может подвергать дополнительной механической обработке, включая повторную холодную деформацию.
Сплавы кунико на основе системы Cu-Ni-Co и кинифе на основе Cu-Ni-Fe легко намагничиваются, при этом распределение магнитных осей у них совпадает с направлением деформации. Обладают высокой коэрцитивной силой и кристаллографической структурой. Изготавливаются в виде полос, листов и проволоки. Используются для производства постоянных магнитов, а также в качестве носителей магнитной записи.
Железо-хром-никелевые материалы, такие как 36НХТЮ, обладают повышенной пластичностью и высокой степенью прямоугольной петли гистерезиса. Применяется для создания малогабаритных постоянных магнитов, предназначенных для использования в экстремальных климатических условиях и подвергающихся различным механическим нагрузкам (ударным, вибрационным и т. д.). Также используются для производства элементов с заданной магнитной жесткостью. Изготавливаются в виде проволоки диаметром от 0,2 до 2,0 мм или холоднокатаной ленты толщиной от 0,005 до 1,0 мм.
Металлы на основе системы Mn-Al характеризуются высокой коэрцитивной силой, низкой окисляемостью, коррозийной стойкостью и малым удельным весом. Хорошо поддаются механической обработке. Для повышения магнитных свойств используется холодная деформация, а также легирование металла железом, кобальтом, титаном, молибденом или углеродом.
Прецизионные сплавы на основе Mn-Ca обладают хорошей пластичностью, низкой остаточной индукцией и высокой коэрцитивной силой. Максимальные магнитные свойства достигаются путем предварительной холодной деформации и конечного отжига при температуре 450°C.
Высокоуглеродистые материалы на основе системы Fe-Al-C для достижения требуемых магнитных свойств подвергают охлаждению с критической скоростью и последующему отпуску. Такие прецизионные сплавы могут легироваться хромом и молибденом. Несмотря на наличие углерода эти материалы легко поддаются горячей деформации при температуре 1180-1200°C и механической обработке. Применяются в маломощных магнитных системах, в том числе в измерительных приборах и двигателях постоянного тока.
