Магнитомягкие сплавы пермаллой (79НМ, 50Н) и химически чистое электротехническое железо Армко незаменимы при изготовлении магнитных экранов, сердечников трансформаторов и полюсов датчиков. Высокая пластичность и вязкость этих металлов приводят к интенсивному налипанию на режущую кромку. При этом механический наклеп резко снижает магнитную проницаемость. В нашей цеховой практике финишная обработка всегда завершается высокотемпературным вакуумным отжигом.

Магнитные свойства сплава 79НМ и железа: чувствительность к наклепу

Прецизионный сплав 79НМ содержит семьдесят девять процентов никеля и обладает колоссальной начальной магнитной проницаемостью при минимальной коэрцитивной силе. Однако любые пластические деформации кристаллической решетки при фрезеровании создают внутренние механические напряжения, разрушающие доменную структуру. А силовое силовое резание затупленным инструментом снижает магнитные экранирующие свойства детали в десятки раз.

Факторы, усложняющие фрезерную обработку магнитомягких материалов:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →
  • Чрезвычайно высокая вязкость железа Армко, провоцирующая налипание стружки на зубья.
  • Склонность к образованию тянущихся пластических заусенцев по всему контуру резания.
  • Деградация магнитных характеристик поверхностного слоя глубиной до полумиллиметра.

Предотвращение наклепа требует деликатных режимов резания и острейшего инструмента.

Подбор геометрии инструмента с ультраострыми полированными кромками

Для чистовой обработки пермаллоя и чистого железа применяются монолитные твердосплавные фрезы с микрозернистой структурой и ультратонким алмазоподобным покрытием DLC или полированным твердым сплавом без покрытия. Режущая кромка затачивается с положительным передним углом от пятнадцати до двадцати градусов без защитной фаски. Наш цеховой опыт показывает, что острота кромки предотвращает смятие кристаллической решетки.

Острая кромка фрезы гарантирует микрорезание без пластического выдавливания металла.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Радиус скругления режущей кромки инструмента для фрезерования пермаллоя 79НМ не должен превышать 4 мкм.

Подобрать оборудование под вашу задачу

Нажимая кнопку, вы соглашаетесь с политикой конфиденциальности.

Режимы резания с минимальными силами пластической деформации

Фрезерование магнитомягких материалов ведется на умеренных скоростях резания от ста до ста пятидесяти метров в минуту с малой глубиной резания и постоянной подачей на зуб. Недопустима работа с выхаживанием без съема металла, так как трение задней грани фрезы вызывает катастрофический наклеп. При этом попутное фрезерование обеспечивает плавный вход зуба с максимальной толщины стружки.

Расчет удельной силы резания при фрезеровании электротехнического железа Армко:

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

\[F_c = k_{c1.1} \cdot a_p \cdot f_z^{1-m_c} \cdot \left( 1 - \frac{\gamma_{tool}}{100} \right)\]

где удельная сила резания железа Армко \(k_{c1.1} \approx 1450\) МПа, а передний угол \(\gamma_{tool} = +18^\circ\).

Марка магнитного сплаваСкорость резания Vc, м/минПодача на зуб fz, мм/зубГлубина резания ap, мм
Пермаллой 79НМ (черновая)80 – 120 м/мин0.04 – 0.08 мм/зуб0.8 – 1.5 мм
Пермаллой 79НМ (чистовая)120 – 160 м/мин0.02 – 0.04 мм/зуб0.1 – 0.3 мм
Железо Армко (электротехническое)90 – 140 м/мин0.03 – 0.06 мм/зуб0.2 – 0.5 мм

Охлаждение синтетическими смазочными материалами без серы

Применение смазочно-охлаждающих жидкостей, содержащих соединения серы, хлора или фосфора, категорически запрещено при обработке пермаллоев. Следы этих элементов диффундируют в металл при последующем отжиге и вызывают охрупчивание границ зерен. Для охлаждения применяются высокоочищенные синтетические эмульсии на спиртовой основе или сухой холодный воздух. А обильный полив исключает локальный перегрев тонких стенок экранов.

Фрезерные станки с ЧПУ

Весь раздел →

Требования к химической чистоте СОЖ при обработке магнитомягких сплавов:

Химический компонент СОЖДопустимость в составеВлияние на термическую обработку
Сера и ее соединения (S)Категорически запрещеноОбразование сульфидов никеля и охрупчивание
Синтетические спирты и эфирыПолностью одобреноПолное испарение без остаточного нагара

Технические критерии восстановительного вакуумного отжига деталей

После завершения механической обработки экраны и сердечники проходят финальный термический отжиг в глубоком вакууме или атмосфере сухого водорода при температуре тысяча сто градусов Цельсия. Медленное ступенчатое охлаждение со скоростью сто градусов в час снимает остаточные напряжения и восстанавливает доменную структуру сплава. А проверка магнитных параметров на индукционном стенде подтверждает соответствие стандарту.

Практический маршрут изготовления деталей из пермаллоя 79НМ:

  1. Раскрой листового проката или прутка с минимальными термическими деформациями.
  2. Фрезерование контура и пазов полированным твердосплавным инструментом с СОЖ без серы.
  3. Ультразвуковая обезжиривающая мойка готовых деталей в спиртовом растворителе.
  4. Высокотемпературный вакуумный отжиг в печи с остаточным давлением менее \(10^{-4}\) мм рт. ст.

Соблюдение этой технологии гарантирует максимальную магнитную проницаемость экранов.