전기 장치 제조에 사용되는 자성 재료

다음과 같은 강자성 재료는 장치 및 기기의 자기 코어 생산에 사용됩니다: 기술적으로 순수한 철, 고품질 탄소강, 회주철, 전기 기술 규소강, 철-니켈 합금, 철-코발트 합금 등.

몇 가지 속성과 적용 가능성을 간략하게 살펴보겠습니다.

기술적으로 순수한 철

계전기의 자기 회로, 전기 계량기, 전자 커넥터, 자기 실드 등에는 상업적으로 순철이 널리 사용됩니다. 이 물질은 매우 낮은 탄소 함량(0.1% 미만)과 최소량의 망간, 실리콘 및 기타 불순물을 포함합니다.

이러한 재료에는 일반적으로 armco 철, 순수 스웨덴 철, 전해 및 카르보닐 철 등이 포함됩니다. 순수한 철의 품질은 소량의 불순물에 따라 달라집니다.

철의 자기 특성에 가장 해로운 영향을 미치는 것은 탄소와 산소입니다.화학적으로 순수한 철을 얻는 것은 큰 기술적 어려움과 관련이 있으며 복잡하고 비용이 많이 드는 과정입니다. 수소에서 이중 고온 어닐링으로 실험실 조건에서 특별히 개발된 이 기술은 매우 높은 자기 특성을 가진 순수한 철의 단결정을 얻는 것을 가능하게 했습니다.

개방형 방식으로 얻은 가장 큰 스프레드 스틸 암을 찾았습니다. 이 자료는 상당히 높은 함량을 가지고 있습니다. 투자율, 상당한 포화 유도, 상대적으로 저렴한 비용과 동시에 우수한 기계적 및 기술적 특성을 가지고 있습니다.

전자기 릴레이 및 커넥터의 응답 및 해제 시간을 증가시키는 와전류 통과에 대한 armco 강철의 낮은 전기 저항은 주요 단점으로 간주됩니다. 동시에, 이 재료가 전자기 시간 계전기에 사용되는 경우, 이 속성은 매우 간단한 방법으로 계전기 작동에서 상대적으로 큰 지연을 얻을 수 있기 때문에 긍정적인 요소입니다.

업계에서는 세 가지 유형의 상업용 순수 armco 유형 강판(E, EA 및 EAA)을 생산합니다. 최대 투자율과 보자력의 값이 다릅니다.

탄소강

탄소강은 직사각형, 원형 ​​및 기타 섹션의 형태로 생산되며 다양한 프로파일의 부품도 주조됩니다.

회주철

일반적으로 회주철은 자기 특성이 좋지 않아 자기 시스템에 사용되지 않습니다. 강력한 전자석에 대한 사용은 경제적 근거에서 정당화될 수 있습니다. 기초, 보드, 기둥 및 기타 부품에도 적용됩니다.

주철은 잘 주조되고 작업하기 쉽습니다.특수 소둔된 가단 주철과 일부 등급의 회합금 주철은 상당히 만족스러운 자기 특성을 가지고 있습니다.

전기 기술 규소강

박판 전기 강판은 전기 및 하드웨어 공학에 널리 사용되며 모든 종류의 전기 측정 기기, 메커니즘, 계전기, 초크, 철 공진 안정기 및 정상 및 증가 주파수 교류에서 작동하는 기타 장치에 사용됩니다.강철에 대한 기술 요구 사항에 따라 손실, 자기 특성 및 교류의 인가 주파수에 따라 0.1~1mm의 두께로 28종의 박판을 생산합니다.

맴돌이 전류의 전기 저항을 높이기 위해 강 조성에 다른 양의 실리콘을 첨가하고 그 함량에 따라 저 합금강, 중 합금강, 고 합금강 및 고 합금강을 얻습니다.

실리콘의 도입으로 강철의 손실이 감소하고 약자 및 중간 자계의 투자율이 증가하며 보자력이 감소합니다. 이 경우 불순물(특히 탄소)은 약한 영향을 미치고 강철 노화가 감소합니다(강철 손실은 시간이 지남에 따라 거의 변하지 않음).

규소강을 사용하면 전자기 메커니즘 작동의 안정성이 향상되고 작동 및 해제에 대한 응답 시간이 증가하며 전기자가 고착될 가능성이 줄어듭니다. 동시에 실리콘의 도입으로 강철의 기계적 성질이 저하됩니다.

실리콘 함량이 높으면(4.5% 이상) 강철은 부서지기 쉽고 단단해지며 기계 가공이 어려워집니다. 작은 스탬핑은 심각한 불량품과 급속한 다이 마모를 초래합니다.실리콘 함량을 높이면 포화 유도도 감소합니다. 규소강은 열간압연과 냉간압연의 두 가지 유형으로 생산됩니다.

냉연강판은 결정방향에 따라 자기특성이 다릅니다. 그들은 질감과 낮은 질감으로 나뉩니다. 질감이 있는 강철은 자기 특성이 약간 더 좋습니다. 열연강에 비해 냉연강은 투자율이 높고 손실이 적지만 자속이 강재의 압연 방향과 일치한다는 조건하에 있습니다. 그렇지 않으면 강철의 자기 특성이 크게 감소합니다.

상대적으로 높은 인덕턴스에서 작동하는 견인 전자석 및 기타 전자기 장치에 냉간 압연강을 사용하면 n이 상당히 절약됩니다. 자기 회로의 전체 크기와 무게를 줄일 수 있는 강철의 pp. 및 손실.

GOST에 따르면 개별 강철 브랜드의 문자와 숫자는 다음을 의미합니다. 3 — 전기 강판, 문자 뒤의 첫 번째 숫자 1, 2, 3 및 4는 강철과 실리콘의 합금 정도를 나타냅니다. 즉, (1 — 저합금 , 2 - 중간 합금, 3 - 고합금, 4 - 고합금.

문자 뒤의 두 번째 숫자 1, 2 및 3은 50Hz의 주파수와 강한 필드의 자기 유도 B에서 무게 1kg당 강철의 손실 값을 나타내며 숫자 1은 정상적인 특정 손실, 숫자 2-낮음 및 3 — 낮음.문자 E 뒤의 두 번째 숫자 4, 5, 6, 7 및 8은 다음을 나타냅니다. 4 - 400Hz의 주파수에서 특정 손실이 있는 강철 및 중간 필드에서 자기 유도, 5 및 6 - 약한 필드에서 자기 투자율이 0.002인 강철 ~ 0.008 a / cm (5 - 일반 자기 투자율, 6 - 증가), 7 및 8 - 매체에서 자기 투자율이있는 강철 (0.03 ~ 10 a / cm 필드 (7 - 일반 자기 투자율, 8 - 증가).

문자 E 뒤의 세 번째 숫자 0은 강재가 냉간 압연되었음을 나타내고 세 번째 및 네 번째 숫자 00은 강재가 낮은 조직으로 냉간 압연되었음을 나타냅니다.

예를 들어, E3100 강철은 50Hz의 주파수에서 정상적인 특정 손실을 갖는 고합금 냉간 압연 저조직 강철입니다.

이 모든 숫자 뒤에 있는 문자 A는 강에서 특히 낮은 특정 손실을 나타냅니다.

자기 회로가 매우 낮은 인덕턴스에서 작동하는 변류기 및 일부 유형의 통신 장치용.

철-니켈 합금

퍼멀로이드라고도 하는 이 합금은 주로 통신 장치 및 자동화 생산에 사용됩니다. 퍼멀로이의 특성은 다음과 같습니다. 높은 자기 투자율, 낮은 보자력, 강철의 낮은 손실 및 여러 브랜드의 경우 직사각형 모양 히스테리시스 루프.

철과 니켈의 비율과 다른 구성 요소의 함량에 따라 철-니켈 합금은 여러 등급으로 생산되며 특성이 다릅니다.

철-니켈 합금은 다양한 폭과 길이로 0.02-2.5mm 두께의 냉간 압연, 열처리되지 않은 스트립 및 스트립 형태로 생산됩니다.열연 강대, 봉, 선재도 생산하지만 규격화되어 ​​있지 않다.

모든 퍼멀로이드 등급 중에서 니켈 함량이 45-50%인 합금은 가장 높은 포화 유도 및 상대적으로 높은 전기 저항을 갖습니다. 따라서 이러한 합금은 전자석 또는 릴레이에 필요한 인장력을 낮은 손실로 얻기 위해 작은 에어 갭으로 가능합니다. pp. 강철에 동시에 충분한 성능을 제공합니다.

전자기 메커니즘의 경우 자성체의 보자력으로 인해 얻어지는 잔류 견인력이 매우 중요합니다. 퍼멀로이드를 사용하면 이 강도가 감소합니다.

매우 낮은 보자력, 매우 높은 자기 투자율 및 전기 저항을 갖는 등급 79НМ, 80НХС 및 79НМА의 합금은 매우 민감한 전자기, 극성 및 기타 계전기의 자기 회로에 사용할 수 있습니다.

에어 갭이 작은 소형 파워 초크에 퍼멀로이드 합금 80HX 및 79HMA를 사용하면 작은 부피와 무게의 자기 회로로 매우 큰 인덕턴스를 얻을 수 있습니다.

상대적으로 높은 N.c에서 작동하는 보다 강력한 전자석, 릴레이 및 기타 전자기 장치의 경우 퍼말로이드는 포화 유도가 훨씬 낮고 재료 비용이 높기 때문에 탄소 및 규소강에 비해 특별한 이점이 없습니다.

철-코발트 합금

50% 코발트, 48.2% 철 및 1.8% 바나듐(permendur로 알려짐)으로 구성된 합금이 산업적으로 응용되었습니다. 상대적으로 작은 n. c. 알려진 모든 자성 재료 중 가장 높은 유도를 제공합니다.

약한 자기장(최대 1A/cm)에서 permendur의 유도는 열간 압연 전기 강판 E41, E48, 특히 냉간 압연 전기 강판, 전해철 및 퍼말로이드의 유도보다 낮습니다. permendure의 히스테리시스 및 맴돌이 전류는 상대적으로 크고 전기 저항은 상대적으로 작습니다. 따라서 이 합금은 높은 자기 유도에서 작동하는 전기 장비(전자석, 동적 확성기, 전화 멤브레인 등)의 생산에 관심이 있습니다.

예를 들어, 견인 전자석 및 전자기 릴레이의 경우 작은 공극과 함께 사용하면 특정 효과가 있습니다. 더 작은 자기 회로로 주어진 당기는 힘을 얻을 수 있습니다.

이 소재는 두께 0.2 - 2mm의 냉간 압연 시트와 직경 8 - 30mm의 막대 형태로 생산됩니다. 철-코발트 합금의 중요한 단점은 기술 프로세스의 복잡성과 상당한 코발트 비용으로 인해 높은 비용입니다. 나열된 재료 외에도 전기 장치에 다른 재료가 사용됩니다.