5.4.1 Сплавы с различной технологией твердения

В свое время разработали, выпуска­ли и использовали большое количество магнитотвёрдых сплавов этой группы. В пер­вую очередь к ним относятся сплавы железо – никель – медь (кунифе), железо – никель – кобальт (кунико), железо – кобальт – мо­либден (комоль), железо – кобальт – ванадий (викаллой), железо – марганец – ни­кель, железо – хром – кобальт и др. Однако в настоящее время разработаны современные, более высококачественные материалы, например сплавы системы ЮНДК, и поэтому большая часть этих материалов потеряла свое значение и изготовляется в ограниченных масштабах по техническим условиям предприятий.

Приведённые марки дисперсионно-твердеющих материалов часто называют пласти­чески деформируемыми магнитотвердыми сплавами. В частности, викаллой до оконча­тельной термической обработки по пластич­ности приближается к меди, а после обра­ботки – к стали. Сплавы приобретают магнит­ные свойства только после холодной деформа­ции на (70–90) % (прокатка, волочение) и по­следующего отпуска, в результате они стано­вятся магнитно-анизотропными.

По описанной тех­нологии сплавы викаллои изготовляются в ви­де листов и проволоки. С учётом высокой стоимости сплавов (из-за большого содержа­ния кобальта) применение этих сплавов огра­ничено, изготовляются очень мелкие магниты сложной или ажурной конфигурации, сердеч­ники активной части гистерезисных двигателей и высокопрочные ленты и проволоки. В этом заключается и преимущество, так как из других магнитотвердых материалов (за исклю­чением еще более дорогого сплава платина – кобальт) изготовить изделия такой формы не представляется возможным из-за малой, а часто и нулевой пластичности и небольшой прочности.

Сплавы системы железо – хром – ко­бальт менее пластичны по сравнению с викаллоем.

Таким образом, сплавы системы железо – хром – кобальт применяются в магнитных системах замкнутого типа (с относительно ма­лым зазором) в тех случаях, когда форма магнита затрудняет его изготовление методом литья и требуется значительная механическая обработка, а также в тех случаях, когда к магнитам предъявляются повышенные требо­вания по прочности. Применение ограничено стоимостью и дефицитностью кобальта.

Сплавы системы железо – никель – алюминий – кобальт, получившие в отечест­венной промышленности название сплавов ЮНДК, среди магнитотвёрдых материалов за­нимают особое место. Во-первых, потому, что свойства этих сплавов намного лучше свойств использовавшихся ранее материалов. Во-вто­рых, эти сплавы долго считались самыми пер­спективными – теоретическая модель перемагничивания этих сплавов предсказывала по­лучение максимальной удельной магнитной проницаемости.

Магнитотвёрдые ферриты или, как их чаще называют, оксидные магниты, являют­ся ферримагнетиками с большими значениями константы кристаллографической анизотро­пии. Практическое применение нашли ферри­ты бария и стронция с гексагональной кристал­лической структурой типа магнетоплюмбита и феррит кобальта с кубической структурой ти­па шпинели. Вследствие ферримагнетизма эти соединения имеют пониженную индукцию на­сыщения, однако большая кристаллографическая анизотропия позволяет получить вы­сокую коэрцитивную силу, а следовательно, и удовлетворительную максимальную удельную магнитную энергию.

Промышленные марки магнитотвёрдых ферритов начали интенсивно разрабатывать с конца пятидесятых годов и с этого же време­ни начался не прекращающийся до сих пор рост объёмов их производства. Это явилось следствием следующих преимуществ магнитотвёрдых ферритов перед магнитотвёрдыми материалами других групп:

- отсутствие в составе соединений дефицит­ных элементов (кроме кобальта в феррите ко­бальта, применяющемся весьма ограниченно);

- возможность изготовления ферритов по безотходной технологии методами порошковой металлургии, позволяющими механизировать и автоматизировать процесс, следовательно, обеспечить минимальную себестоимость маг­нитов;

- высокие значения коэрцитивной силы обеспечивают возможность применения маг­нитов в открытых магнитных цепях и возможность изготовления многополюсных магнитов без геометрически выраженных полюсов;

- высокая структурная и магнитная ста­бильность;

- высокое значение удельного электрическо­го сопротивления, позволяющее использовать оксидные магниты в системах, подвергающих­ся воздействию высокочастотных электромаг­нитных полей.

Эти преимущества оксидных магнитов привели не только к постепенному вытеснению ими магнитотвёрдых материалов других групп из традиционных областей применения, но и к резкому расширению областей применения постоянных магнитов, широкой разработке двигателей постоянного тока на постоянных магнитах, различных удерживающих устройств типа магнитных столов, магнитных фокусирующих систем на постоянных магнитах, магнитных систем транспорта на магнитной подушке, магнитных игрушек и т. п. Вследствие этого в настоящее время оксидные магниты прочно заняли лидирующее положение по объёмам производства среди всех магнитотвёрдых материалов, их доля в общем объёме производства составляет более половины и продолжает неуклонно возрастать.