用於製造電氣設備的磁性材料

下列鐵磁材料用於製造儀器儀表中的磁芯：工業純鐵、優質碳素鋼、灰口鑄鐵、電工矽鋼、鐵鎳合金、鐵鈷合金等。

讓我們簡要地看一下它們的一些特性和應用可能性。

工業純鐵

對於繼電器、電錶、電磁連接器、磁屏蔽等的磁路，商業純鐵被廣泛使用。這種材料的碳含量非常低（低於 0.1%），錳、矽和其他雜質含量極低。

這些材料通常包括：armco 鐵、純瑞典鐵、電解和羰基鐵等。純鐵的質量取決於少量的雜質。

對鐵的磁性影響最大的是碳和氧。獲得化學純鐵具有很大的技術難度，是一個複雜而昂貴的過程。該技術是在實驗室條件下專門開發的，在氫氣中進行雙重高溫退火，使得獲得具有極高磁性的純鐵單晶成為可能。

找到了通過開放方法獲得的最大展開鋼臂。這個素材含量相當高 磁導率，顯著的飽和感應，相對較低的成本，同時具有良好的機械和工藝性能。

armco 鋼對渦流通過的電阻低，這會增加電磁繼電器和連接器的響應和釋放時間，這被認為是一個主要缺點。同時，當這種材料用於電磁時間繼電器時，這種特性反而是一個積極的因素，因為它可以通過極其簡單的方式在繼電器的操作中獲得相對較大的延遲。

該行業生產三種商業純 armco 型鋼板：E、EA 和 EAA。它們的區別在於最大導磁率和矯頑力的數值。

碳鋼

碳鋼以矩形、圓形和其他截面的形式生產，各種型材的零件也由其鑄造。

灰鑄鐵

通常，灰口鑄鐵由於其較差的磁性而不用於磁性系統。它用於強大的電磁體可以從經濟角度證明是合理的。也適用於地基、板材、立柱等部位。

鑄鐵鑄造精良，易於加工。經過特殊退火處理的可鍛鑄鐵，以及一些等級的灰口合金鑄鐵，具有相當令人滿意的磁性能。

電工矽鋼

薄板電工鋼廣泛用於電氣和五金工程，用於各種電工測量儀表、機構、繼電器、扼流圈、鐵磁諧振穩定器和其他工作在常頻和增頻交流電上的裝置。根據對鋼材的技術要求根據損耗、磁特性和交流電的施加頻率，生產了 28 種厚度為 0.1 至 1 毫米的薄板。

為了增加渦流電阻，在鋼成分中加入不同量的矽，根據其含量的不同，可得到低合金、中合金、高合金和高合金鋼。

隨著矽的引入，鋼中的損耗降低，弱場和中場的磁導率增加，矯頑力降低。在這種情況下，雜質（尤其是碳）的影響較弱，鋼時效減少（鋼中的損失隨時間變化很小）。

矽鋼的使用提高了電磁機構運行的穩定性，增加了動作和釋放的響應時間，降低了銜鐵粘連的可能性。同時，隨著矽的引入，鋼的機械性能變差。

由於矽含量高（超過 4.5%），鋼變得脆、硬且難以加工。小型沖壓會導致大量廢品和模具快速磨損。增加矽含量也會降低飽和感應。矽鋼有兩種類型：熱軋和冷軋。

冷軋鋼根據結晶方向具有不同的磁性。它們分為紋理和低紋理。紋理鋼的磁性略好。與熱軋鋼相比，冷軋鋼具有更高的導磁率和低損耗，但前提是磁通量與鋼材的軋製方向一致。否則，鋼的磁性會顯著降低。

將冷軋鋼用於牽引電磁鐵和其他以相對較高電感工作的電磁設備可顯著節省 n。 pp. 和鋼中的損失，這使得減少磁路的整體尺寸和重量成為可能。

根據GOST，個別牌號鋼的字母和數字的含義是：3——電工鋼，字母后第一個數字1、2、3、4表示鋼與硅的合金化程度，即：（1——低合金, 2 - 中等合金，3 - 高合金和 4 - 重合金。

字母后的第二個數字 1、2 和 3 表示在 50 Hz 頻率和強場磁感應強度 B 下每 1 kg 重量的鋼材損耗值，數字 1 表示正常比損耗，數字 2 — 低和3——低。字母 E 後的第二個數字 4、5、6、7 和 8 表示：4 — 在 400 Hz 頻率和中場磁感應強度下具有比損耗的鋼，5 和 6 — 在弱場中磁導率從 0.002 開始的鋼至 0.008 a / cm（5 - 具有正常磁導率，6 - 增加），7 和 8 - 介質中具有磁導率的鋼（場從 0.03 到 10 a / cm（7 - 具有正常磁導率，8 - 具有增加）。

字母E後的第三位數字0表示該鋼材為冷軋，第三、四位數字00表示該鋼材為低織構冷軋。

例如，E3100 鋼是一種高合金冷軋低織構鋼，頻率為 50 Hz 時具有正常比損耗。

所有這些數字後面的字母 A 表示鋼中的比損耗特別低。

用於電流互感器和某些類型的通信設備，其磁路在非常低的電感下工作。

鐵鎳合金

這些合金也稱為永磁合金，主要用於生產通訊設備和自動化設備。坡莫合金的特性是：高磁導率、低矯頑力、鋼中的低損耗，對於許多品牌來說——此外，還具有矩形形狀 滯環.

根據鐵和鎳的比例以及其他成分的含量，鐵鎳合金分為幾個等級並具有不同的特性。

鐵鎳合金以冷軋、未經熱處理的鋼帶和厚度為 0.02-2.5 毫米的各種寬度和長度的鋼帶形式生產。也生產熱軋帶材、棒材和線材，但沒有標準化。

在所有永磁體牌號中，鎳含量為 45-50% 的合金具有最高的飽和感應強度和相對較高的電阻率。因此，這些合金能夠以小的氣隙以低損耗獲得電磁鐵或繼電器所需的拉力。 pp. 在鋼材上同時提供足夠的性能。

對於電磁機構，由於磁性材料的矯頑力而獲得的殘餘牽引力非常重要。使用 permaloid 會降低這種強度。

79НМ、80НХС 和 79НМА 牌號的合金具有非常低的矯頑力、非常高的導磁率和電阻，可用於高靈敏度電磁繼電器、極化繼電器和其他繼電器的磁路。

將永磁體合金 80HX 和 79HMA 用於具有小氣隙的小型功率扼流圈，可以用小體積和重量的磁路獲得非常大的電感。

對於在相對較高的 N.c 下運行的更強大的電磁鐵、繼電器和其他電磁設備，永磁體與碳鋼和矽鋼相比沒有特別的優勢，因為飽和感應要低得多，而且材料成本更高。

鐵鈷合金

一種由 50% 鈷、48.2% 鐵和 1.8% 釩組成的合金（稱為 permendur）已獲得工業應用。相對較小的 n。 c. 它給出了所有已知磁性材料中最高的感應。

在弱場（高達 1 A / cm）下，permendur 的感應低於熱軋電工鋼 E41、E48 的感應，尤其是冷軋電工鋼、電解鐵和 permaloid。磁導率的磁滯和渦流比較大，電阻比較小。因此，這種合金可用於生產在高磁感應下工作的電氣設備（電磁鐵、動圈揚聲器、電話振膜等）。

例如，對於牽引電磁鐵和電磁繼電器，使用小氣隙有一定效果。給定的拉力可以用較小的磁路來實現。

這種材料以厚度為 0.2 - 2 毫米的冷軋板和直徑為 8 - 30 毫米的棒材的形式生產。鐵鈷合金的一個顯著缺點是它們的高成本，這是由於工藝過程的複雜性和鈷的顯著成本。除了列出的材料外，其他材料也用於電氣設備，例如鐵鎳鈷合金，它們具有恆定的磁導率和在弱場中非常低的磁滯損耗。