Die Methoden zur Verbesserung der elektromagnetischen Reineisen-Verschleißfestigkeit

Elektromagnetisches Reineisen ist ein weit verbreitetes weichmagnetisches Material. Es hat eine hohe magnetische Induktion und eignet sich für die Herstellung magnetischer Teile, die in einem starken Magnetfeld arbeiten. Elektromagnetische Reineisenmaterialien sind billig und der Wärmebehandlungsprozess ist einfach. Gegenwärtig werden sie häufig in Produkten für zivile Flugzeuge verwendet. Der Gehalt an Legierungselementen des elektromagnetischen reinen Eisenmaterials ist jedoch nahezu null, es gibt keine Legierungsverstärkungsphase und seine Härte ist die niedrigste unter den Eisenmetallen. Elektromagnetisches Reineisen wird häufig als Teile wie Gehäuse, Anker, Ventilkern und beweglicher Eisenkern von Magnetventilen verwendet.

Der Aufbau und die Ausführung des Magnetventils ähneln in etwa einem Kleinantrieb. Gleichzeitig spielen elektromagnetische Reineisenteile die Rolle allgemeiner Konstruktionsteile, sogar Getriebeteile, und müssen eine gewisse mechanische Festigkeit und eine gute Verschleißfestigkeit aufweisen. Viele elektromagnetische Reineisenteile des Magnetventils bewegen sich im Betrieb relativ zueinander und es kommt zur Oberflächenreibung. Wenn die Materialhärte nicht ausreicht, wird die Lebensdauer des Geräts ernsthaft beeinträchtigt. Daher muss die Oberfläche des reinen Eisenmaterials verstärkt werden. Der Nitrierprozess kann die Oberflächenhärte von reinem Eisen verbessern. Die Nitrierbehandlung von elektromagnetischem Reineisen birgt jedoch das Risiko, seine magnetischen Eigenschaften zu verringern. Daher kann das Auffinden eines geeigneten Nitrierverfahrens die Oberflächenhärte des reinen Eisenmaterials verbessern, während seine magnetischen Eigenschaften innerhalb des erforderlichen Anwendungsbereichs gehalten werden. , Es ist notwendig.

Das Beijing Institute of Aeronautical Materials hat den Nitrierprozess entsprechend den Eigenschaften von Flugsteuerungs-Servoaktuatoren in zivilen Flugzeugen optimiert, die in einem starken Magnetfeld arbeiten. Unter Einhaltung der magnetischen Leistungsanforderungen von B5000, B10000, Koerzitivfeldstärke und maximaler Permeabilität wurde die Oberflächenhärte auf über 900 HV erhöht und es wurden gute Ergebnisse erzielt. Ihre Forschung verwendet DT4A elektromagnetisches Reineisenmaterial, die Oberflächenrauheit wird auf 1.6 μm kontrolliert, die Probe wird vor dem Nitrieren bei 900 ℃ geglüht und die Oberflächenhärte nach dem Glühen beträgt 120 HV0.01. Das Nitriermedium ist reines Ammoniakgas. Vor Eintritt in das Nitriermedium wird die Probe 350 min bei 40 °C gehalten. Während der Haltezeit wird Druckluft eingefüllt. Nachdem das Nitrieren abgeschlossen ist, wird es mit Stickstoff mit einem Druck von 110 kPa gefüllt und auf unter 150°C abgekühlt.

Die Gleichmäßigkeit und Dicke der oberflächendichten Schicht nach dem Nitrieren sind die kritischsten Faktoren, die die Härte von reinem Eisen nach dem Nitrieren bestimmen. Der Nitrierprozess muss sicherstellen, dass eine durchgehende oberflächendichte Schicht gebildet wird, und die Dicke sollte über 5 µm liegen. Durch Vergleichsversuche wurde festgestellt, dass unter den folgenden Prozessbedingungen: Temperatur 450 ℃, Haltezeit 240 min, Ammoniakzersetzungsrate 6-7/%, diese oberflächendichte Schicht erhalten werden kann. Röntgenbeugung zeigt, dass die Oberflächenphase aus '-Phase, Fe3N (ε-Phase) und α-Phase besteht und auf der Oberfläche eine dichte kontinuierliche Mischschicht aus γ'-Phase und ε-Phase gebildet wird. Das Vorhandensein der Mischschicht verbessert die Oberflächenhärte der Probe. Der Test ergab, dass die Oberflächenhärte HV0.01 = 986 erreichte. Die Erhöhung der Nitrierzeit kann die Dicke der Mischschicht erhöhen, aber sie wird nach Erreichen von ca. 5 µm kaum dicker.

Der magnetische Leistungstest der Probe zeigte, dass die schwachen magnetischen Eigenschaften der Probe B500 und B1000 um 16 % bzw. 10 % abnahmen, die mittleren magnetischen Eigenschaften von B2500 um 4 %, aber nur die starken magnetischen Eigenschaften von B5000 und B10000 um 1.5% und 1% zurückgegangen. Verglichen mit den technischen Anforderungen in GB/T 6983-1986 "Technische Bedingungen für elektromagnetische Reineisenstangen" sind die niedrigen magnetischen Eigenschaften und die mittleren magnetischen Eigenschaften relativ gering, aber die starken magnetischen Eigenschaften können die Anforderungen des nationalen Standards erfüllen; die Koerzitivfeldstärke der Probe und das Maximum Die magnetische Permeabilität entspricht auch den Anforderungen der nationalen Norm.

Die obige Forschung beweist, dass als Reaktion auf die Anforderung von elektromagnetischem Reineisenmaterial im Flugsteuerungs-Servoaktuator für die Arbeit mit starken Magnetfeldern die Probe durch Einstellen der Nitrierprozessparameter die Stärke einer starken magnetischen Leistung, Koerzitivfeldstärke und maximale Permeabilität erreichen kann nach dem Nitrieren. Die technischen Indikatoren können die umfassenden Anforderungen an ihre magnetische Leistung und Härte erfüllen, sodass die Oberflächenverschleißfestigkeit von elektromagnetischen Reineisenteilen gelöst und die lange Lebensdauer von Servoaktuatorprodukten für die Flugsteuerung von Zivilflugzeugen realisiert werden kann.

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