先進(jìn)導(dǎo)磁體在感應(yīng)熱處理中的應(yīng)用

Fluxtrol Inc.Robert Ruffini

Fluxtrol Inc.成立于1981年，從事軟性導(dǎo)磁復(fù)合材料應(yīng)用在感應(yīng)熱處理中的研究，技術(shù)處于世界的領(lǐng)先地位。通過與波音、通用電氣等世界著名的公司合作，在計(jì)算機(jī)模擬、仿真、設(shè)計(jì)領(lǐng)域積累了很多經(jīng)驗(yàn)，感應(yīng)線圈也是通過計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)，用戶分布在世界各地，F(xiàn)luxtrol很愿意為客戶提供滿意的產(chǎn)品。

Fluxtrol A、Fluxtrol 50和Ferrotron 559 H是公司推向市場多年的3款原有產(chǎn)品，而Alphaform LF（低頻）、MF（中頻）和HF（高頻），F(xiàn)luxtrol 100（將要代替 Fluxtrol A)和Fluxtrol LF（低頻）將是公司的5款新產(chǎn)品。有關(guān)這些產(chǎn)品的密度、初始磁導(dǎo)率、最大磁導(dǎo)率、飽和磁通密度、頻率范圍、耐熱性、熱導(dǎo)率和電阻率參數(shù)可以在Fluxtrol Inc.網(wǎng)站上進(jìn)行查詢。最常用的軟導(dǎo)磁材料是Ferrotron 559H用于中低頻，F(xiàn)luxtrol 50用于中高頻，F(xiàn)luxtrol A在感應(yīng)加熱中應(yīng)用很多，主要用于低頻。Alphaform系列產(chǎn)品是從應(yīng)達(dá)公司買來的專利技術(shù)，F(xiàn)luxtrol LF一般應(yīng)用于≤3kHz的熔煉方面。過去十年，中國市場有接近十倍的增長，很高興能把Fluxtrol的產(chǎn)品帶入中國。

Alphaform軟導(dǎo)磁復(fù)合材料非常特殊，當(dāng)溫度升高時(shí)，它會(huì)變軟，很容易的把這種材料捏成各種各樣的形狀，對于一些精度要求不是很高的感應(yīng)器，就可以把這種材料安裝在感應(yīng)器上。這種材料在中國已經(jīng)使用3年了，當(dāng)加工一些內(nèi)孔的線圈時(shí)或者線圈的銅管是圓形時(shí)，很容易安裝。對于類似于圖1的直徑8mm的感應(yīng)線圈，安裝Alphaform材料的感應(yīng)線圈能在6s的加熱時(shí)間里加熱鋼管并讓其變紅，而不安裝該材料的感應(yīng)線圈同功率、同時(shí)間內(nèi)就做不到，Alphaform的導(dǎo)熱性特別好，加熱時(shí)會(huì)把熱量迅速地傳給水冷的銅管。

圖1

Fluxtrol A材料經(jīng)過與洛陽升華和上大熱處理公司合作推廣也已經(jīng)3年了，以后預(yù)計(jì)會(huì)用Fluxtrol 100取代Fluxtrol A，因?yàn)樵谡_的方向加工Fluxtrol A材料時(shí)，它的磁導(dǎo)率會(huì)非常高，但是在垂直于正確方向的方向切割Fluxtrol A材料時(shí)，它的磁導(dǎo)率會(huì)立刻下降。而對于Fluxtrol 100材料，正確方向加工時(shí)其磁導(dǎo)率會(huì)更高，即使90°方向切割時(shí)磁導(dǎo)率也下降，但差異較小，也就是說Fluxtrol 100材料的各向異性變小了，依賴切割方向變化的性能變小了，同時(shí)該材料有更高的熱傳導(dǎo)性和力學(xué)性能，使用壽命會(huì)更長，出現(xiàn)問題的可能性會(huì)更少，建議Fluxtrol A的使用者換成Fluxtrol 100。圖2是與日本的汽車制造商應(yīng)用Fluxtrol 100材料合作完成的感應(yīng)器，這是一個(gè)曲軸淬火的感應(yīng)器，分段使用該材料可以改善銅管在熱循環(huán)中的熱脹，感應(yīng)器的壽命可以提高3倍。

圖2

內(nèi)通冷卻水的Fluxtrol LF材料可以在一個(gè)極熱的環(huán)境下攜帶高磁場工作，溫度可在1000～1200℃?，F(xiàn)在也正與別的公司一起合作計(jì)算機(jī)模擬、測試這種性能。該材料還可以進(jìn)行涂層，如涂清漆、陶瓷、尼龍、聚四氟乙烯等，達(dá)到防腐、絕緣和干凈無塵的標(biāo)準(zhǔn)。

真空下如果將軟導(dǎo)磁復(fù)合材料置于一個(gè)的環(huán)氧樹脂材料環(huán)境里，施加壓力后環(huán)氧樹脂材料會(huì)注入軟導(dǎo)磁材料的小孔里，然后在小孔里凝聚，刮掉表面的環(huán)氧樹脂，這時(shí)軟導(dǎo)磁體材料力學(xué)性能和可加工性大幅提高，材料表面被腐蝕的可能性大幅降低，兩塊軟導(dǎo)磁體材料相互粘結(jié)性也變得更好，但磁導(dǎo)率不會(huì)改變。

圖3展示了Fluxtrol 100的可加工性，攻M5的螺紋孔后插入不銹鋼銷釘，這種聯(lián)結(jié)方式可以做出一個(gè)面積很大的軟導(dǎo)磁復(fù)合材料。

圖3

Fluxtrol 100材料很容易加工，可以進(jìn)行鉆孔、銑削（圖4為加工圖片）、車削、磨削加工，加工過程中不用對材料進(jìn)行冷卻或潤滑冷卻，最好使用硬質(zhì)合金刀具進(jìn)行加工，加工時(shí)主軸的轉(zhuǎn)速快一些，進(jìn)給慢一些，鉆大孔時(shí)先鉆一個(gè)小孔。加工時(shí)用一種磁性的夾具會(huì)好一些，也可以用水刀進(jìn)行切割。

圖4