Пермаллой - свойства и применение

Пермаллой пользуется огромным спросом в электротехнической промышленности, за счет высокого удельного сопротивления и магнитной проницаемости. Он незаменим в производстве трансформаторов, катушек индуктивности и прочих изделий. Сплав состоит из никеля и железа с небольшим содержанием других металлов, которые позволяют добиться нужных свойств.

Состав пермаллоя

В зависимости от марки пермаллой имеет в составе различное соотношение никеля и железа. Стандартный состав:

• никель - 81%
• железо - 19%

Иногда легируют другими металлами для получения необходимых свойств. Металл был изобретен более века назад и первоначально использовался для экранирования кабеля, протянутого на большие расстояния. В нашу страну он был завезен значительно позже и быстро получил популярность для производства электронного оборудования.

Состав металла строго нормируется и не допускает отклонений. Любые неточности приводят к изменению характеристик, что недопустимо для современного производства. Подробнее о различных видах пермаллоев можно узнать в ГОСТ 10994-74.

В зависимости от состава пермаллои делятся на:

• высоконикилиевые, содержащие около 80% никеля. Наиболее распространенным продуктом этой группы является сплав 79НМ.
• Низконикелевые, по большей части состоящие из железа. Такой металл имеет меньший показатель магнитной проницаемости, но обладает прекрасным удельным сопротивлением. Чаще всего применяют сплав 50НХС.

Чаще всего в качестве добавок используются следующие вещества: Г – марганец; C – кремний; X – хром; Н – никель; Д – медь; A – азот; Ф – ванадий; В – вольфрам; E – селен; К – кобальт; Л - бериллий; М – молибден; P – бор; T – титан; Ю – алюминий; Ц – цирконий; П – фосфор; Ч – прочие элементы.

Характеристики

Содержание никеля в составе делает его стойким к коррозии и воздействию агрессивных химических веществ. Благодаря этому продукция, изготовленная из железоникелевых сплавов, может применяться в любых условиях.

Кроме того, материал прекрасно поддается обработке всеми известными способами без применения сложного и дорогостоящего оборудования. Простую обработку можно выполнить даже ручным инструментом. Благодаря чему, пермаллой может использоваться в качестве сырья для производства любых деталей.

Сплав обладает высокой прочностью и пластичностью. Однако основными качествами данного металла являются высокие показатели удельного сопротивления и магнитной проницаемости.

Для получения различных свойств в сплав добавляют молибден, медь, кремний и прочие металлы. Так, например, для придания термостабильности осуществляют легирование медью.

Маркируются циферно-буквенным обозначением, где первое число означает процентное содержание никеля, затем идет буква «Н» и обозначения дополнительных компонентов содержащихся в пермаллое. К примеру, обозначение 79HM, расшифровывается как пермаллой с 79 % содержанием никеля, легированный молибденом.

Эксплуатационные характеристики пермаллоя зависят не только от его состава, но и от метода обработки. Чаще всего применяют закаленный состав, превосходящий обычный по магнитной проницаемости и электросопротивлению. Стоит отметить, что свойства зависят также от скорости нагрева и охлаждения во время термообработки.

Производство пермаллоя

Процесс производства пермаллоя технически сложен, Чаще всего он поставляется в виде ленты малой толщины. Также выпускаются пруты, листы и порошок из пермаллоя. Сам процесс является сложной процедурой, требующей сложного промышленного оборудования и высокой точности изготовления.

Во время производства пермаллой обязательно проходит термическую обработку, в противном случае магнитная проницаемость будет крайне низкой. Во время термического процесса металл нагревается до температуры 1300 ºC, после чего идет постепенное остывание на 400 ºC.

Прокатка выполняется на мощных прокатных станах, где сырье принимает форму готовой продукции. После этого полученная продукция обжигается и проходит испытания и контроль качества. Данный металл используется в современном высокоточном оборудовании, поэтому брак и различные отклонения от государственных стандартов не допустимы.

Применение 

Пермаллой является сложным в производстве дорогостоящим металлом. Поэтому его стараются использовать там, где без него нельзя обойтись. Однако не смотря на это, он широко распространен в электротехнике и прочих отраслях промышленности.

Изначально применялся для уменьшения искажений в телекоммуникационных проводах. В настоящее время невозможно себе представить изготовление сердечников трансформаторов и катушек индуктивности без применения пермаллоя. Здесь необходим материал, который способен накапливать энергию в магнитном поле, сложно найти другой металл, который позволит сделать это также эффективно.

Пермаллой способен получать максимальную индукцию даже при слабом магнитном поле. Это позволяет изготавливать из него компоненты датчиков для определения магнитного поля и различных измерительных приборов.

В современных импульсных трансформаторах применяют пермаллой с максимальным удельным сопротивлением. Благодаря этому такие устройства при небольшом размере способны преобразовывать различные характеристики напряжения.

Также пермаллой широко востребован для изготовления звуковой и высокочастотной аппаратуры. В любом усилителе, головках динамиков и звукозаписывающем оборудовании вы найдете данный сплав. Он также является материалом для производства защитных корпусов элементов, чувствительных к магнитному воздействию.

В медицине пермаллой применяют для экранирования комнат для МРТ и прочих магнитных процедур. Также незаменим для мощных электрических микроскопов.

Порошок пермаллоев применяют для покрытия различных поверхностей, чтобы придать им необходимые свойства. Часто его используют для напыления толстого слоя на металлическую основу, что позволяет получить деталь по свойствам схожую с изготовленной из пермаллоев, но стоящую дешевле.

Цена проката

В свое время пермаллой был достаточно дефицитным сырьем, и купить его было достаточно сложно. С ростом востребованности продукта ситуация в корне изменилась и пермаллой можно купить по относительно низким ценам.

Цена зависит от состава и способа обработки. При этом форма поставки практически не влияет на ценник изделия. В любом виде стоимость пермаллоев устанавливается в зависимости от веса. Однако изделия тонкой прокатки стоят дороже, из-за многократного использования прокатного стана.

Самым дешевым изделием из пермаллоев является порошок, который наиболее прост в изготовлении.

Пермаллой сложен в производстве и требуется немало хлопот, чтобы получить необходимый по свойствам сплав. Однако не смотря на это, он широко используется в современной жизни и сложно найти современную электронную аппаратуру без данного металла.

Применение сплава востребовано благодаря уникальным свойствам изделий сырьем для которых служат пермаллои. Практически не существует металлов с подобными характеристиками удельного сопротивления и магнитных свойств.