Los métodos para mejorar la resistencia electromagnética al desgaste del hierro puro

El hierro puro electromagnético es un material magnético blando ampliamente utilizado. Tiene una alta inducción magnética y es adecuado para fabricar piezas magnéticas que funcionan en un campo magnético fuerte. Los materiales electromagnéticos de hierro puro son baratos y el proceso de tratamiento térmico es simple. En la actualidad, se utilizan ampliamente en productos de aeronaves civiles. Sin embargo, el contenido de elementos de aleación del material de hierro puro electromagnético es casi nulo, no hay fase de refuerzo de la aleación y su dureza es la más baja entre los metales de hierro. El hierro puro electromagnético se utiliza a menudo como piezas como la carcasa, la armadura, el núcleo de la válvula y el núcleo de hierro móvil de las válvulas solenoides.

La estructura y ejecución de la válvula solenoide son aproximadamente similares a un pequeño actuador. Al mismo tiempo, las piezas electromagnéticas de hierro puro desempeñan el papel de piezas estructurales generales, incluso piezas de transmisión, y deben tener cierta resistencia mecánica y buena resistencia al desgaste. Muchas partes electromagnéticas de hierro puro de la válvula solenoide se mueven entre sí cuando están funcionando y se produce fricción en la superficie. Si la dureza del material no es suficiente, afectará seriamente la vida útil del dispositivo. Por lo tanto, la superficie del material de hierro puro debe reforzarse. El proceso de nitruración puede mejorar la dureza de la superficie del hierro puro. Sin embargo, el tratamiento de nitruración del hierro puro electromagnético tiene el riesgo de reducir sus propiedades magnéticas. Por lo tanto, encontrar un proceso de nitruración adecuado puede mejorar la dureza de la superficie del material de hierro puro mientras mantiene sus propiedades magnéticas dentro del rango requerido de uso real. , Es necesario.

El Instituto de Materiales Aeronáuticos de Beijing ha optimizado el proceso de nitruración de acuerdo con las características de los servoactuadores de control de vuelo en aeronaves civiles que trabajan en un campo magnético fuerte. Al tiempo que se aseguraron los requisitos de rendimiento magnético de B5000, B10000, coercitividad y máxima permeabilidad, la dureza de la superficie se incrementó a más de 900 HV, y se obtuvieron buenos resultados. Su investigación utiliza material de hierro puro electromagnético DT4A, la rugosidad de la superficie se controla a 1.6 μm, la muestra se templa a 900 ℃ antes de la nitruración y la dureza de la superficie después del recocido es de 120 HV0.01. El medio de nitruración es gas amoniaco puro. Antes de entrar en el medio nitrurante, la muestra se mantiene a 350 ° C durante 40 min. Durante el tiempo de espera, se llena de aire comprimido. Una vez completada la nitruración, se llena con nitrógeno a presión de 110 kPa y se enfría por debajo de 150 ° C.

La uniformidad y el espesor de la capa densa de la superficie después de la nitruración son los factores más críticos que determinan la dureza del hierro puro después de la nitruración. El proceso de nitruración debe garantizar que se forme una capa densa en la superficie continua y que el grosor sea superior a 5 μm. A través de experimentos comparativos, se encontró que bajo las siguientes condiciones de proceso: temperatura 450 ℃, tiempo de mantenimiento 240 min, tasa de descomposición de amoniaco 6-7 /%, se puede obtener esta capa densa en la superficie. La difracción de rayos X muestra que la fase superficial está compuesta de fase γ ', Fe3N (fase ε) y fase α, y se forma una capa mixta continua densa de fase γ' y fase ε en la superficie. La presencia de la capa mezclada mejora la dureza superficial de la muestra. La prueba demostró que la dureza de la superficie alcanzó HV0.01 = 986. El aumento en el tiempo de nitruración puede aumentar el espesor de la capa de mezcla, pero apenas se espesa después de alcanzar aproximadamente 5 µm.

La prueba de rendimiento magnético de la muestra mostró que las propiedades magnéticas bajas de la muestra B500 y B1000 disminuyeron en un 16% y 10%, respectivamente, las propiedades magnéticas medias de B2500 disminuyeron en un 4%, pero las propiedades magnéticas fuertes de B5000 y B10000 solo disminuyó un 1.5% y un 1%. En comparación con los requisitos técnicos en GB / T 6983-1986 "Condiciones técnicas para barras de hierro puro electromagnéticas", las propiedades magnéticas bajas y las propiedades magnéticas medias son relativamente bajas, pero las propiedades magnéticas fuertes pueden cumplir con los requisitos de la norma nacional; la coercitividad de la muestra y la máxima La permeabilidad magnética también cumple con los requisitos de la norma nacional.

La investigación anterior demuestra que, en respuesta al requisito de material de hierro puro electromagnético en el servo actuador de control de vuelo para un trabajo de campo magnético fuerte, al ajustar los parámetros del proceso de nitruración, la muestra puede lograr la fuerza de un rendimiento magnético fuerte, coercitividad y máxima permeabilidad. después de la nitruración. Los indicadores técnicos pueden cumplir con los requisitos completos de su rendimiento magnético y dureza, de modo que se pueda resolver la resistencia al desgaste de la superficie de las piezas electromagnéticas de hierro puro y se pueda lograr la larga vida útil de los productos de servoaccionador de control de vuelo de aeronaves civiles.

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