właściwości ferrytu

Kiedy mówią o właściwościach ferrytu, wiele osób natychmiast sięga do podręczników - siła przymusu, indukcja remanentna, punkt Curie. To oczywiście podstawa, jednak w rzeczywistej pracy z rdzeniami magnetycznymi, zwłaszcza w sprzęcie górniczym, teoria często odbiega od praktyki. Najczęstszym błędem jest założenie, że wysokie wartości Br i HcB automatycznie dają lepszą wydajność. W rzeczywistości, jeśli ferryt w separatorze zostanie przeciążony pod względem koercji, może wystąpić niestabilność w polach przemiennych i przegrzanie, co w warunkach kamieniołomów skutkuje przestojami. Mieliśmy takie przypadki w naszym warsztacie, gdy próbowano wziąć „najpotężniejszy”. materiału bez uwzględnienia rzeczywistego cyklu pracy.

Od teorii do warsztatu: jak właściwości ferrytu manifestują się w żelazie

Weźmy na przykład systemy magnetyczne do separatorów wzbogacających. Kluczem nie są tu maksymalne liczby, ale stabilność właściwości w zakresie temperatur od -20 do +80 ° C, które są powszechne na Syberii czy Uralu. Ferryt marki Y30H, którego używamy od dłuższego czasu, wydaje się odpowiedni zgodnie z paszportem. Ale na mrozie jego siła przymusu mogła „unosić się”, a separator zaczął tracić swoją piękną klasę. Razem z technologami musieliśmy zweryfikować nie tylko markę, ale i geometrię rdzeni – czasami łatwiej jest zwiększyć masę, ale zachować stabilność, niż gonić za rekordowymi parametrami.

Kolejną kwestią jest wytrzymałość mechaniczna. Ferryt jest kruchy, każdy o tym wie. Natomiast w podajnikach wibracyjnych czy kruszarkach zFirma LOGIobciążenia udarowe są stałe. Zdarzało się, że przyjechała partia płytek magnetycznych o idealnych właściwościach magnetycznych, lecz już po miesiącu pracy w kruszarce szczękowej pojawiła się sieć pęknięć. Magnetycznewłaściwości ferrytujednocześnie formalnie się nie zmieniły, ale z powodu mikropęknięć skuteczność wychwytywania spadła o 15–20%. Konieczne było wprowadzenie dodatkowej kontroli udarności dla krytycznych komponentów, choć punkt ten nie jest uwzględniony w normach GOST dla ceramiki magnetycznej.

Dlatego teraz przy wyborze materiału najpierw patrzymy na warunki pracy w paszporcie sprzętu, a następnie na liczby z certyfikatu. Często zamawiamy partie testowe od zaufanych dostawców i uruchamiamy je na stanowisku symulującym rzeczywiste cykle - z wibracjami, zmianami temperatury i długotrwałą pracą pod obciążeniem. Tylko w ten sposób można sprawdzić, jak zachowa się konkretna partia ferrytu.

Granulometria i zagęszczanie: o czym nie piszą w podręcznikach

Na właściwości magnetyczne ferrytu duży wpływ ma to, co dzieje się przed spiekaniem. Jednorodność granulek, nacisk prasowania, orientacja pola podczas formowania – małe rzeczy, które decydują o wszystkim. Pamiętam, że jakieś dziesięć lat temu współpracowaliśmy z fabryką, która dostarczała nam półfabrykaty na nabiegunniki. Parametry magnetyczne różniły się w granicach 10% w zależności od partii, chociaż surowiec był tylko jeden. Okazało się, że problem tkwił w starej formie i że operatorzy nie monitorowali zawartości wilgoci w proszku przed prasowaniem. Wilgoć zmieniała płynność, gęstość zagęszczenia okazała się nierówna, co po spiekaniu powodowało rozproszenie siły koercyjnej.

Teraz w swojej produkcji wFirma LOGIŚciśle kontrolujemy te etapy. Szczególnie w przypadku produktów krytycznych, takich jak bębny magnetyczne do separatorów na mokro. Tam nawet niewielka niejednorodność może prowadzić do powstania „martwych”. strefy na bębnie i utrata koncentratu. Technolodzy z doświadczeniem mogą wizualnie określić jakość prasowania poprzez pęknięcie przedmiotu obrabianego - jeśli struktura nie jest jednolita, oznacza to, że właściwości magnetyczne będą „pasiaste”.

Prowadzi to do kolejnego praktycznego wniosku: nie zawsze warto brać ferryt o właściwościach paszportowych „ponadprzeciętnych”. Czasami bardziej niezawodne i tańsze jest zastosowanie materiału o nieco niższych, ale stabilnych parametrach, co daje przewidywalny wynik w gotowym produkcie. W przypadku masowej produkcji sprzętu, jak w naszym zakładzie w Fushun, gdzie montowanych jest do 4000 sztuk sprzętu rocznie, jest to kwestia zarówno reputacji, jak i ekonomii.

Współczynnik temperaturowy i straty w cyklach rzeczywistych

Punkt Curie jest dobry, ale wcześniej ferryt może znacznie zmienić swoje zachowanie. W technologii przekształtnikowej stosowanej w naszych zasilaczach elektromagnetycznych istotne są straty prądów wirowych oraz histereza. I silnie zależą nie tylko od składu ferrytu, ale także od częstotliwości odwrócenia namagnesowania. Był projekt, w którym przełączyliśmy się z częstotliwości 50 Hz na 400 Hz, aby zwiększyć wydajność. Standardowy ferryt Y33 nie sprawdził się tutaj - zrobiło się tak gorąco, że musieliśmy zamontować dodatkowe chłodzenie.

Musiałem zgłębić temat i przetestować materiały z dodatkami kobaltu i niklu, które stabilizują właściwości w szerokim zakresie częstotliwości. Jest drożej, ale przy konkretnym zamówieniu na separatory wysokiej częstotliwości było to jedyne rozwiązanie. Przy okazji, na stronie internetowejhttps://www.ljmagnet.ruTego nie znajdziesz w dziale produktowym – takie niuanse zazwyczaj pozostają w wewnętrznych raportach z testów.

W warunkach polowych, w zakładach przetwórczych, głównym wrogiem jest temperatura. Latem temperatura w pomieszczeniu wokół separatora może przekraczać 50°C. Jeśli ferryt zostanie wybrany bez marginesu współczynnika temperaturowego indukcji, wówczas do wieczora skuteczność separacji może zauważalnie spaść. Nauczyliśmy się na swoich błędach - teraz dla gorących klimatów, w dostawach np. do Kazachstanu, od razu dodajemy ferryt o niskim TCI i dodatkowo obliczamy system wentylacji układu magnetycznego.

Interakcja z innymi materiałami konstrukcyjnymi

Właściwości ferrytu dotyczą nie tylko samego materiału, ale także jego działania w zespole. Kontakt z metalowym korpusem, nagrzewanie się sąsiednich elementów, a nawet farba użyta do pokrycia płytki magnetycznej – to wszystko ma wpływ. Wcześniej nikt nie zwracał uwagi na to, że gruba warstwa farby proszkowej nałożona w celu zabezpieczenia przed ścieraniem może działać jak izolator ciepła i utrudniać odprowadzanie ciepła z rdzenia. W efekcie ferryt pracował w temperaturze o 10–15 stopni wyższej od obliczonej, a jego żywotność uległa skróceniu.

Innym przykładem są elementy złączne. Jeżeli element magnetyczny jest sztywno osadzony w stalowym rowku, a cała konstrukcja poddawana jest wibracjom, z czasem mogą pojawić się mikropęknięcia. Przeszliśmy na mocowanie z podkładkami tłumiącymi wykonanymi ze specjalnej gumy, która jest niemagnetyczna i wytrzymuje temperaturę. To proste rozwiązanie wyeliminowało wiele problemów związanych z awariami urządzeń kruszących.

Dlatego przy opracowywaniu nowego sprzętu wFirma LOGIInżynierowie magnetyści od samego początku współpracują z projektantami i technologiami montażu. Nie można najpierw zaprojektować układu magnetycznego, a następnie go „dopasować”. ją do samochodu. Należy natychmiast wziąć pod uwagę odkształcenia termiczne, obciążenia wibracyjne i łatwość konserwacji. Tylko wtedy właściwości ferrytu ustalone w laboratorium zostaną w pełni wykorzystane w pracy.

Kontrola jakości: brak zaufania i ponowna kontrola

Nigdy nie należy ślepo ufać certyfikatom ceramiki magnetycznej, nawet od zaufanych dostawców. W naszym laboratorium posiadamy proste, ale poglądowe stanowisko: referencyjny zespół magnetyczny z separatora, który działa stabilnie od lat. Porównujemy z nią każdą nową partię elementów ferrytowych według parametrów pośrednich, ale praktycznych - siły rozrywającej standardowej blachy stalowej w różnych temperaturach, czasu rozmagnesowania po usunięciu pola.

Zdarzały się przypadki, gdy według paszportu dwie partie ferrytu z jednego zakładu były identyczne, ale w rzeczywistości jedna generowała o 8% mniejszy strumień magnetyczny w zespole. Okazało się, że przyczyną była nieznaczna zmiana trybu chłodzenia po spiekaniu w drugiej partii, co odbiło się na mikrostrukturze. Materiał przeszedł podstawowe parametry (Br, Hcb), ale nie zachował się w jednostce.

Dlatego w przedsiębiorstwie zatrudniającym ponad 1200 osób, z których większość to inżynierowie i technolodzy, tak ważne jest własne, silne laboratorium. Możesz kupić najnowocześniejsze surowce, ale jeśli nie wiesz, jak je odpowiednio przetestować i zastosować, biorąc pod uwagę wszystkie opisane subtelności, sprzęt nie będzie działał zgodnie z przeznaczeniem. Właściwości ferrytu to nie zbiór liczb, ale wiedza o tym, jak te liczby zachowują się w żelazie, pod rykiem kruszarek i w pyle kamieniołomu. To jest naprawdę cenne.