Les méthodes pour améliorer la résistance à l'usure électromagnétique du fer pur
Le fer électromagnétique pur est un matériau magnétique doux largement utilisé. Il a une induction magnétique élevée et convient à la fabrication de pièces magnétiques fonctionnant dans un champ magnétique puissant. Les matériaux électromagnétiques en fer pur sont bon marché et le processus de traitement thermique est simple. À l'heure actuelle, ils sont largement utilisés dans les produits aéronautiques civils. Cependant, la teneur en éléments d'alliage du fer pur électromagnétique est presque nulle, il n'y a pas de phase de renforcement de l'alliage et sa dureté est la plus faible parmi les métaux ferreux. Le fer pur électromagnétique est souvent utilisé comme pièces telles que la coque, l'armature, le noyau de valve et le noyau de fer mobile des électrovannes.
La structure et l'exécution de l'électrovanne sont à peu près similaires à celles d'un petit actionneur. Dans le même temps, les pièces électromagnétiques en fer pur jouent le rôle de pièces structurelles générales, voire de pièces de transmission, et doivent avoir une certaine résistance mécanique et une bonne résistance à l'usure. De nombreuses pièces électromagnétiques en fer pur de l'électrovanne se déplacent les unes par rapport aux autres lorsqu'elles fonctionnent, et un frottement de surface se produit. Si la dureté du matériau n'est pas suffisante, cela affectera sérieusement la durée de vie de l'appareil. Par conséquent, la surface du matériau en fer pur doit être renforcée. Le processus de nitruration peut améliorer la dureté de surface du fer pur. Cependant, le traitement de nitruration du fer pur électromagnétique présente le risque de réduire ses propriétés magnétiques. Par conséquent, trouver un procédé de nitruration approprié peut améliorer la dureté de surface du matériau en fer pur tout en maintenant ses propriétés magnétiques dans la plage d'utilisation réelle requise. , Il est nécessaire.
L'Institut des matériaux aéronautiques de Pékin a optimisé le procédé de nitruration en fonction des caractéristiques des servo-actionneurs des commandes de vol des avions civils travaillant dans un champ magnétique puissant. Tout en garantissant les exigences de performances magnétiques de B5000, B10000, de coercivité et de perméabilité maximale, la dureté de surface a été augmentée à plus de 900 HV et de bons résultats ont été obtenus. Leur recherche utilise du fer pur électromagnétique DT4A, la rugosité de surface est contrôlée à 1.6 m, l'échantillon est recuit à 900 ℃ avant la nitruration et la dureté de surface après recuit est de 120 HV0.01. Le milieu de nitruration est du gaz ammoniac pur. Avant d'entrer dans le milieu de nitruration, l'échantillon est maintenu à 350°C pendant 40 min. Pendant le temps de maintien, de l'air comprimé est rempli. Une fois la nitruration terminée, elle est remplie d'azote sous pression de 110 kPa et refroidie à moins de 150°C.
L'uniformité et l'épaisseur de la couche dense de surface après nitruration sont les facteurs les plus critiques qui déterminent la dureté du fer pur après nitruration. Le processus de nitruration doit garantir la formation d'une couche dense en surface continue, et l'épaisseur doit être supérieure à 5 µm. Grâce à des expériences comparatives, il a été constaté que dans les conditions de procédé suivantes : température 450℃, temps de maintien 240min, taux de décomposition de l'ammoniac 6-7/%, cette couche dense en surface peut être obtenue. La diffraction des rayons X montre que la phase de surface est composée de phase ', Fe3N (phase ε) et phase , et qu'une couche mixte continue dense de phase ' et de phase est formée sur la surface. La présence de la couche de mélange améliore la dureté superficielle de l'échantillon. Le test a prouvé que la dureté de surface atteignait HV0.01 = 986. L'augmentation du temps de nitruration peut augmenter l'épaisseur de la couche de mélange, mais elle s'épaissit à peine après avoir atteint environ 5 µm.
Le test de performance magnétique de l'échantillon a montré que les faibles propriétés magnétiques des échantillons B500 et B1000 ont diminué de 16% et 10%, respectivement, les propriétés magnétiques moyennes de B2500 ont diminué de 4%, mais les fortes propriétés magnétiques de B5000 et B10000 seulement diminué de 1.5% et 1%. Par rapport aux exigences techniques de GB/T 6983-1986 « Conditions techniques pour les barres de fer pur électromagnétiques », les propriétés magnétiques faibles et les propriétés magnétiques moyennes sont relativement faibles, mais les propriétés magnétiques fortes peuvent répondre aux exigences de la norme nationale ; la coercivité de l'échantillon et le maximum La perméabilité magnétique répond également aux exigences de la norme nationale.
La recherche ci-dessus prouve que, en réponse à l'exigence d'un matériau électromagnétique en fer pur dans l'actionneur de servocommande de vol pour un travail de champ magnétique intense, en ajustant les paramètres du processus de nitruration, l'échantillon peut atteindre la force d'une forte performance magnétique, d'une coercivité et d'une perméabilité maximale après nitruration. Les indicateurs techniques peuvent répondre aux exigences complètes de ses performances magnétiques et de sa dureté, de sorte que la résistance à l'usure de surface des pièces électromagnétiques en fer pur puisse être résolue et que la longue durée de vie des produits d'actionneurs servo de commande de vol d'avions civils puisse être réalisée.
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