用于制造电气设备的磁性材料

下列铁磁材料用于制造仪器仪表中的磁芯：工业纯铁、优质碳素钢、灰口铸铁、电工硅钢、铁镍合金、铁钴合金等。

让我们简要地看一下它们的一些特性和应用可能性。

工业纯铁

对于继电器、电表、电磁连接器、磁屏蔽等的磁路，商业纯铁被广泛使用。这种材料的碳含量非常低（低于 0.1%），锰、硅和其他杂质含量极低。

这些材料通常包括：armco 铁、纯瑞典铁、电解和羰基铁等。纯铁的质量取决于少量的杂质。

对铁的磁性影响最大的是碳和氧。获得化学纯铁具有很大的技术难度，是一个复杂而昂贵的过程。该技术是在实验室条件下专门开发的，在氢气中进行双重高温退火，使得获得具有极高磁性的纯铁单晶成为可能。

找到了通过开放方法获得的最大展开钢臂。这个素材含量相当高 磁导率，显着的饱和感应，相对较低的成本，同时具有良好的机械和工艺性能。

armco 钢对涡流通过的电阻低，这会增加电磁继电器和连接器的响应和释放时间，这被认为是一个主要缺点。同时，当这种材料用于电磁时间继电器时，这种特性反而是一个积极的因素，因为它可以通过极其简单的方式在继电器的操作中获得相对较大的延迟。

该行业生产三种商业纯 armco 型钢板：E、EA 和 EAA。它们的区别在于最大导磁率和矫顽力的数值。

碳钢

碳钢以矩形、圆形和其他截面的形式生产，各种型材的零件也由其铸造。

灰铸铁

通常，灰口铸铁由于其较差的磁性而不用于磁性系统。它用于强大的电磁体可以从经济角度证明是合理的。也适用于地基、板材、立柱等部位。

铸铁铸造精良，易于加工。经过特殊退火处理的可锻铸铁，以及一些等级的灰口合金铸铁，具有相当令人满意的磁性能。

电工硅钢

薄板电工钢广泛用于电气和五金工程，用于各种电工测量仪表、机构、继电器、扼流圈、铁磁谐振稳压器和其他工作在常频和增频交流电上的装置。根据对钢材的技术要求根据损耗、磁特性和交流电的施加频率，生产了 28 种厚度为 0.1 至 1 毫米的薄板。

为了增加涡流电阻，在钢成分中加入不同量的硅，根据其含量的不同，可得到低合金、中合金、高合金和高合金钢。

随着硅的引入，钢中的损耗降低，弱场和中场的磁导率增加，矫顽力降低。在这种情况下，杂质（尤其是碳）的影响较弱，钢时效减少（钢中的损失随时间变化很小）。

硅钢的使用提高了电磁机构运行的稳定性，增加了动作和释放的响应时间，降低了衔铁粘连的可能性。同时，随着硅的引入，钢的机械性能变差。

由于硅含量高（超过 4.5%），钢变得脆、硬且难以加工。小型冲压会导致大量废品和模具快速磨损。增加硅含量也会降低饱和感应。硅钢有两种类型：热轧和冷轧。

冷轧钢根据结晶方向具有不同的磁性。它们分为纹理和低纹理。纹理钢的磁性略好。与热轧钢相比，冷轧钢具有更高的导磁率和低损耗，但前提是磁通量与钢材的轧制方向一致。否则，钢的磁性会显着降低。

将冷轧钢用于牵引电磁铁和其他以相对较高电感工作的电磁设备可显着节省 n。 pp. 和钢中的损失，这使得减少磁路的整体尺寸和重量成为可能。

根据GOST，个别牌号钢的字母和数字的含义是：3——电工钢，字母后第一个数字1、2、3、4表示钢与硅的合金化程度，即：（1——低合金, 2 - 中等合金，3 - 高合金和 4 - 重合金。

字母后的第二个数字 1、2 和 3 表示在 50 Hz 频率和强场磁感应强度 B 下每 1 kg 重量的钢材损耗值，数字 1 表示正常比损耗，数字 2 — 低和3——低。字母 E 后的第二个数字 4、5、6、7 和 8 表示：4 — 在 400 Hz 频率和中场磁感应强度下具有比损耗的钢，5 和 6 — 在弱场中磁导率从 0.002 开始的钢至 0.008 a / cm（5 - 具有正常磁导率，6 - 增加），7 和 8 - 介质中具有磁导率的钢（场从 0.03 到 10 a / cm（7 - 具有正常磁导率，8 - 具有增加）。

字母E后的第三位数字0表示该钢材为冷轧，第三、四位数字00表示该钢材为低织构冷轧。

例如，E3100 钢是一种高合金冷轧低织构钢，频率为 50 Hz 时具有正常比损耗。

所有这些数字后面的字母 A 表示钢中的比损耗特别低。

用于电流互感器和某些类型的通信设备，其磁路在非常低的电感下工作。

铁镍合金

这些合金也称为永磁合金，主要用于生产通讯设备和自动化设备。坡莫合金的特性是：高磁导率、低矫顽力、钢中的低损耗，对于许多品牌来说——此外，还具有矩形形状 滞环.

根据铁和镍的比例以及其他成分的含量，铁镍合金分为几个等级并具有不同的特性。

铁镍合金以冷轧、未经热处理的钢带和厚度为 0.02-2.5 毫米的各种宽度和长度的钢带形式生产。也生产热轧带材、棒材和线材，但没有标准化。

在所有永磁合金牌号中，镍含量为 45-50% 的合金具有最高的饱和感应强度和相对较高的电阻率。因此，这些合金能够以较小的气隙获得低损耗的电磁铁或继电器所需的拉力。 pp. 在钢材上同时提供足够的性能。

对于电磁机构而言，由于磁性材料的矫顽力而获得的残余牵引力非常重要。使用 permaloid 会降低这种强度。

79НМ、80НХС 和 79НМА 牌号的合金具有非常低的矫顽力、非常高的导磁率和电阻，可用于高灵敏度电磁继电器、极化继电器和其他继电器的磁路。

将永磁体合金 80HX 和 79HMA 用于具有小气隙的小型功率扼流圈，可以用小体积和重量的磁路获得非常大的电感。

对于在相对较高的 N.c 下运行的更强大的电磁铁、继电器和其他电磁设备，永磁体与碳钢和硅钢相比没有特别的优势，因为饱和感应要低得多，而且材料成本更高。

铁钴合金

一种由 50% 钴、48.2% 铁和 1.8% 钒组成的合金（称为 permendur）已获得工业应用。相对较小的 n。 c. 它给出了所有已知磁性材料中最高的感应。

在弱场（高达 1 A / cm）下，permendur 的感应低于热轧电工钢 E41、E48 的感应，尤其是冷轧电工钢、电解铁和 permaloid。磁导率的磁滞和涡流比较大，电阻比较小。因此，这种合金可用于生产在高磁感应下工作的电气设备（电磁铁、动圈扬声器、电话振膜等）。

例如，对于牵引电磁铁和电磁继电器，使用小气隙有一定效果。给定的拉力可以用更小的磁路来实现。

这种材料以厚度为 0.2 - 2 毫米的冷轧板和直径为 8 - 30 毫米的棒材的形式生产。铁钴合金的一个显着缺点是它们的高成本，这是由于工艺过程的复杂性和钴的显着成本。除了列出的材料外，其他材料也用于电气设备，例如铁镍钴合金，它们具有恒定的磁导率和在弱场中非常低的磁滞损耗。