כיצד לבחור ולעבד סגסוגות אינדוקציה מגנטיות-גבוהות?

מצב משלוח

 

בפרקטיקה ההנדסית של רכיבים אלקטרומגנטיים,גָבוֹהַ אינדוקציה מגנטית רוויה (Bs)משמשת כתקרה הפיזית שקובעת בסופו של דבר אם מכשיר יכול להשיג גם "מזעור" וגם "פעולה-בעוצמה גבוהה."

 

כצוות ההנדסה הטכנית בקבוצת Lork, עבודתנו המשרתת לקוחות ייצור מדויק ברחבי העולם חשפה תובנה קריטית: בין אם היישום כולל ציוד מוליכים למחצה הדורשים מיקוד של אלומת אלקטרונים בקנה מידה ננו, מנועים תעופה וחלל הדורשים יחסי דחף-ל-משקל גבוהים במיוחד, או חיישנים שתוכננו היטב לפעול בסביבה קיצונית וחיישנים יותר. חלל- פלדת סיליקון מסורתית או פרמלו סטנדרטיים אינם מסוגלים עוד לעמוד בדרישות צפיפות השטף המגנטי הנדרשים בתנאי הפעלה קיצוניים כאלה.

 

בהסתמך על הניסיון המעשי של Lork Group בשירות מאות ארגונים-במיוחד לגבי בחירת חומרים ויישום-מאמר זה מספק-ניתוח מעמיק של היגיון הבחירה של סגסוגות המציגות אינדוקציה מגנטית רוויה גבוהה (Bs הנעים בין 1.7 T ל-2.4 T). הוא מקדיש תשומת לב מיוחדת למלכודות היישום ולפתרונות התואמים בתחומיעדשות מגנטיות, מנועי דחף גבוהים- וחיישנים הפועליםבסביבות קיצוניות.

 

מה זה "רוויה גבוהה"?

 

בתוך ספריית החומרים של Lork Group, אנו מגדירים בדרך כלל חומרים בעלי אינדוקציה מגנטית רוויה (Bs) הגדולה מ-1.8 T כחומרים מגנטיים רכים -בעלי ביצועים גבוהים. נכון לעכשיו, שלושת הפתרונות הדומיננטיים הקיימים בשוק כוללים:

 

• סגסוגות Fe-Co (ברזל-קובלט):כגון Supermendur (במיוחד סדרת Permendur/Hiperco 50), Permendur (1J22) וכו'. אלו מייצגים את החומרים המגנטיים הרכים והמעשיים בעלי האינדוקציה המגנטית הרוויה הגבוהה ביותר, עם ערכי Bs המסוגלים לעלות על 2.4 T.

 

• סגסוגות גבוהות-Cobalt Fe-Ni-Co:כמו 1J34. חומר זה בולט כ"תחנת כוח" בתוך משפחת פרמלוי; הוא משיג Bs של 1.6-1.7 T תוך שהוא מציע מאפייני עיבוד עדיפים בהרבה מאלו של סגסוגות ברזל-קובלט טהורות.

 

• חומרים אמורפיים/ננו-גבישיים ספציפיים:למרות שחומרים אמורפיים מסוימים מבוססי ברזל יכולים להגיע ל-Bs של 1.7 T, היתרונות שלהם בתדרים גבוהים מתממשים לרוב על חשבון צפיפות שטף הרוויה.

 

 

אסטרטגיות בחירת תרחיש יישומים: הניסיון המעשי של Lork Group

 

1. ליישומי עדשות מגנטיות: רודפים אחרי "צפיפות שטף מגנטית גבוהה במיוחד" ו"כפייה נמוכה במיוחד"

 

פתרון קבוצת Lork:

אנו ממליציםVACODUR 49 (Supermendur)- (Lork Group מספקת גדלים סטנדרטיים נפוצים מהמלאי, כמו גם מפרטים מותאמים אישית-).
זהו החומר היחיד המסוגל לרכז שטף מגנטי בתוך מרווח אוויר קטן במיוחד, ובכך ליצור שדה שיפוע חזק. עם צפיפות שטף רוויה (Bs) שמגיעה עד 2.35 T, היא מאפשרת הפחתה בנפח העדשה המגנטית של למעלה מ-40% בהשוואה לליבות ברזל סטנדרטיות, ובמקביל מספקת כוח מיקוד מעולה.

 

תובנות טכניות ואמצעי זהירות:

חישול שדה מגנטי חובה: חומרים מסוג זה חייבים לעבור חישול שדה מגנטי קפדני באווירת מימן כדי לבסס מרקם גבישי מושלם. בהתבסס על הניסיון של Lork Group, יש לשלוט בכפיית החישול לאחר-(Hc) עד מתחת ל-10 A/m; אחרת, אפקט ה"היסטרזה" בתוך העדשה המגנטית יגרום לפיגור מיקוד בקרן האלקטרונים, וכתוצאה מכך הדמיה מטושטשת.

 

אמצעי זהירות בעיבוד:הימנעו בקפדנות מפגיעה כבדה או שחול קר לאחר יצירת הרכיב. סופרמנדר רגיש במיוחד ללחץ מכני. אפילו שקעים קלים או סימנים משטחים יכולים לשבש את היישור של תחומים מגנטיים, מה שמוביל להפחתה מקומית ברוויה המגנטית. אם אין מנוס מעיבוד שבבי, מומלץ להשאיר קצבת עיבוד שבבי; יתר על כן, יש לבצע טיפול סופי של חישול-אחרי השלמת העיבוד.

 

2. עבור מנועי דחף- גבוהים: רודף אחר "עומס מגנטי גבוה במיוחד" ו"חוזק מכני"

 

פתרון קבוצת Lork:
אנו ממליצים על סדרת Hiperco 27​HS או 1J22 (ברזל-קובלט-סגסוגות ונדיום) - (Lork Group מספקת גדלים סטנדרטיים נפוצים מהמלאי, כמו גם מפרטים מותאמים אישית-).
חומרים אלו לא רק מתהדרים ברוויה מגנטית אולטימטיבית של 2.4 T, אלא-באופן קריטי-הם בעלי חוזק תפוקה גבוה במיוחד, המאפשר להם לעמוד בכוחות הצנטריפוגליים הקיצוניים הקשורים למהירויות סיבוב המגיעות לעשרות אלפי סיבובים בדקה.

 

תובנות טכניות ואמצעי זהירות:

 

התייחסות ל"שבריריות":סגסוגות FeCo כוללות תכולת ונדיום גבוהה; בעוד שזה משפר את המשיכות, החומר נשאר שביר יותר מפלדת סיליקון. במהלך-תהליכי הטבעה וריתוק במהירות גבוהה, Lork Group מייעצת ללקוחות להגדיל את מרווח התבנית (ב-5%-10% בהשוואה לזה המשמש לפלדת סיליקון) ולחמם את החומר מראש. אי ביצוע זה הופך את החומר לרגיש מאוד לסדקים מיקרו-, מה שעלול להוביל לעלייה דרסטית בהפסדי זרם מערבול-תדר גבוה.

 

אתגרים בטיפול בידוד:בשל ההתנגדות החשמלית הנמוכה ביותר של החומר (כ-0.27 μΩ·m), הפסדי זרם מערבולת בתדרים גבוהים הם משמעותיים. השימוש בלמינציות עבות אסור בהחלט. הפתרון המומלץ שלנו כולל שימוש ב-חומרי פס דק במיוחד-במיוחד במידות 0.1 מ"מ או אפילו 0.05 מ"מ-בשילוב עם ציפוי מבודד מבוסס פוספט-כדי להפריע ביעילות לנתיבי זרם מערבולת.

 

3. חיישנים לסביבות קיצוניות: מתן עדיפות ל"יציבות טמפרטורה רחבה-" ו"עמידות בפני קורוזיה"

פתרון קבוצת Lork:
אנו ממליצים על 1J34 (Ni34Co29) או 1J33 (Lork Group מספקת גדלים סטנדרטיים נפוצים מהמלאי, כמו גם מפרטים מותאמים אישית-).
היתרון העיקרי של חומרים אלה אינו רק בהשגת ערכי אינדוקציית הרוויה (Bs) הגבוהים ביותר האפשריים, אלא דווקא בטמפרטורות הקורי הגבוהות במיוחד שלהם (המגיעות ל-600 מעלות -900 מעלות) והתנודה המינימלית של החדירות המגנטית שלהם עם שינויים בטמפרטורה.

 

תובנות טכניות ואמצעי זהירות:

 

אמצעי זהירות לריתוך:חיישנים המיועדים לסביבות קיצוניות דורשים לרוב איטום הרמטי. מומלץ בהחלט *לא* להשתמש במוטות ריתוך סטנדרטיים לריתוך קשת ידני. Lork Group ממליצה להשתמש בריתוך לייזר או הלחמה במקום זאת. מכיוון שסגסוגות כגון 1J34 מכילות ריכוז גבוה של ניקל וקובלט, האזור המושפע מהחום (HAZ) שנוצר במהלך הריתוך רגיש מאוד לסדקים תרמיים או להיווצרות שכבות מרטנסיטיות שבירות, שעלולות להוביל לדליפה מגנטית.

 

בחירת חומר איזון:אל תרדוף באופן עיוור אחר ערך Bs הגבוה ביותר; במקום זאת, התמקדו במקדם הטמפרטורה של ה-Bs. הניסיון שלנו מצביע על כך שעבור יישומים הפועלים מעל 200 מעלות, סגסוגות אמורפיות על בסיס-קובלט (כגון VITROVAC 6025)-למרות שיש להן Bs של כ-0.8 T בלבד בטמפרטורת החדר-מפגינות יציבות-בטמפרטורה גבוהה העולה בהרבה על זה של חומרים. במקרים כאלה, לקיחת "צעד אחורה" בבחירת החומר יכולה לעתים קרובות לגרום לביצועים כלליים מעולים.

 

התייעצו עם הצוות הטכני

 

 

 

למה לבחור בנו?

 

קבוצת Lork: סיכום של יכולות עיבוד ליבה

קונצנזוס מקובל בתעשייה הוא שסגסוגות{0}}רוויה גבוהה הן שבירות, קשות לעיבוד, ובעלות חלון תהליך צר במיוחד לטיפול בחום. כספקית חומרים מיוחדים, קבוצת לורק מציעה לא רק חומרי גלם, אלא פתרונות משולבים "חומר + תהליך" מקיפים:

 

• חיתוך וגזירה מדויקת:אנו מספקים רצועות סגסוגת אינדוקציה מגנטית-רוויה גבוהה בעובי מינימלי של 0.05 מ"מ, הכוללות קוצי קצה הנשלטים בטווח של 1% מעובי החומר-ועל ידי כך מבטל את הבעיה של קצר חשמלי ברצועות סגסוגת-ברזל.

 

• טיפול חום מותאם אישית:מתקני טיפול החום השותפים שלנו מצוידים בתנורי ואקום מיובאים- גבוהים המסוגלים לטפל בחום בשדה מגנטי. עבור לקוחות המשתמשים בעדשות מגנטיות, אנו מציעים חישול שדה מגנטי מדויק כדי להבטיח יחס ריבועי (Br/Bs) של > 90%; עבור יצרני מנועים, אנו מספקים תהליכים להשגת מאפיינים לא-מגנטיים והפחתת מתחים-גבוהים.

 

• ייעוץ להחלפת חומרים:אם הפרויקט שלך עומד בפני מגבלות תקציביות, מהנדסי Lork Group יכולים לספק הערכת היתכנות להחלפת 1J22 (מחלקה 2.4T) ב-1J34 (מחלקה 1.6T), כדי לעזור לך לזהות את האיזון האופטימלי בין ביצועים לעלות.

 

(תזכורת משלימה לגבי אחסון ומניעת חלודה)

בעת אחסון סגסוגות-רוויה גבוהה (במיוחד חומרים מסדרת Fe-Co)-אפילו לפרקים קצרים-יש לעטוף אותם בנייר VCI נגד-חלודה ולשמור אותם בסביבה יבשה. חומרי ברזל-בטוהר- אלו רגישים מאוד לקורוזיה של חריצים באוויר לח; יתר על כן, כתמי חלודה על פני השטח יפגעו מאוד במאפייני התדר הגבוה-שלהם-סוג של השפלה בלתי הפיכה.