Сплав ЮН15ДК25БА (ЮНДКБА): магниты с направленной кристаллизацией

Сплав ЮН15ДК25БА — литой магнитотвёрдый сплав железа с алюминием, никелем (около 15 %), медью и кобальтом (около 25 %), легированный ниобием, со столбчатой кристаллической структурой. Марка прежней редакции ГОСТ 17809-72 относится к группе, которая в действующей редакции обозначается ЮНДКБА; в документации встречается и сокращение ЮНДК25БА. Группа ЮНДКБА даёт наибольшую остаточную индукцию среди литых магнитов ГОСТ 17809-72 — 1,25–1,40 Тл. Изготавливаем магниты и заготовки из ЮН15ДК25БА по чертежу — запросы на почту 5052082@mail.ru.

Расшифровка марки ЮН15ДК25БА

• Ю — алюминий;
• Н15 — никель, около 15 %;
• Д — медь;
• К25 — кобальт, около 25 %;
• Б — ниобий;
• А — столбчатая кристаллическая структура.

Состав группы ЮНДКБА по ГОСТ 17809-72

Элемент	Массовая доля, %
Алюминий Al	7,5–8,7
Никель Ni	12,5–15,0
Медь Cu	3,0–4,5
Кобальт Co	24,0–26,0
Ниобий, титан, кремний	в небольших количествах
Железо Fe	основа

Стандарт допускает легирование серой, кремнием, церием и другими элементами — до 1 % каждого без снижения магнитных параметров. Ниобий и кремний в сплавах этой группы влияют на ширину интервала кристаллизации, а от него зависит, насколько совершенной получится столбчатая структура.

Магнитные свойства ЮН15ДК25БА и родственных марок

В прежней редакции стандарта было несколько столбчатых марок с 25 % кобальта. Все они входят в нормы действующей марки ЮНДКБА: Br 1,25–1,40 Тл, Hcb 44–62 кА/м, (BH)max 56,0–60,0 кДж/м³.

Марка	Br, Тл	Hcb, кА/м	(BH)max, кДж/м³
ЮН13ДК25А	1,40	44	56
ЮН14ДК25А	1,35	52	56
ЮН13ДК25БА	1,40	48	56
ЮН14ДК25БА	1,30	58	56
ЮН15ДК25БА	1,25	62	56

Закономерность та же, что у сплавов с 24 % кобальта: с ростом никеля коэрцитивная сила растёт, а остаточная индукция снижается. ЮН15ДК25БА — марка с наибольшей коэрцитивной силой в группе, её выбирают, когда магнит короче или сильнее нагружен размагничивающим полем. ЮН13ДК25БА и ЮН13ДК25А — с наибольшей индукцией, для длинных магнитов.

Почему столбчатая структура даёт выигрыш

У сплавов типа ЮНДК после термомагнитной обработки частицы сильномагнитной фазы, обогащённой железом и кобальтом, вытягиваются вдоль кристаллографических направлений, ближайших к направлению поля. В отливке с обычными равноосными зёрнами эти направления разбросаны, и часть магнитной энергии теряется. При направленной кристаллизации кристаллы растут вдоль оси заготовки, их направление лёгкого намагничивания совпадает с осью, и частицы выстраиваются почти идеально.

Результат виден по цифрам ГОСТ: равноосный ЮНДК с тем же содержанием кобальта даёт (BH)max 36–44 кДж/м³, столбчатый ЮНДКБА — 56–60 кДж/м³. Чем меньше отклонение осей кристаллов от оси магнита, тем ближе петля гистерезиса к прямоугольной и тем выше свойства; лучшие результаты получают при отклонении не более 10°.

Направленная кристаллизация и монокристаллы

Столбчатую структуру получают, заливая металл в нагретую форму на холодильнике, чтобы затвердевание шло в одном направлении. Сплавы этой группы с узким интервалом кристаллизации кристаллизуются направленно сравнительно легко. При литье на затравку получают и монокристаллическую структуру. Склонность сплава к направленному росту позволяет также отлить заготовку и вырезать из неё магнит электроэрозионной резкой.

Термическая обработка магнитов ЮН15ДК25БА

Термомагнитная обработка включает:

• гомогенизацию при температуре около 1280–1290 °C;
• охлаждение в постоянном магнитном поле вдоль оси столбчатых кристаллов с регламентированной скоростью;
• ступенчатый отпуск: 610 °C — 5 ч, 590 °C — 8 ч, 560 °C — 12 ч.

После такой обработки сплав приобретает сильную магнитную анизотропию. Поле при охлаждении направляют вдоль будущей оси намагничивания, поэтому направление намагничивания должно быть указано в чертеже до начала изготовления.

Где применяют магниты ЮН15ДК25БА

• электродвигатели и генераторы;
• датчики и реле;
• магнитные системы СВЧ-приборов;
• громкоговорители;
• изделия, работающие при нагреве до 550 °C.

Формы поставки и что указать в заявке

Из сплавов со столбчатой структурой изготавливают магниты простой формы с намагничиванием вдоль длинной стороны: цилиндры, стержни, бруски, пластины, а также заготовки для последующей резки. В заявке укажите:

• чертёж с размерами и допусками;
• направление намагничивания;
• марку (ЮН15ДК25БА, ЮНДК25БА или ЮНДКБА) или требуемые Br, Hcb, (BH)max;
• поставку намагниченными или ненамагниченными;
• количество.

Как проходит заказ по чертежу — на странице магниты ЮНДК по чертежу; соответствие старых и новых марок — в разделе литые магнитотвёрдые сплавы ГОСТ 17809-72.

Вопросы и ответы

ЮН15ДК25БА, ЮНДК25БА и ЮНДКБА — это одно и то же?

ЮНДКБА — действующая марка ГОСТ 17809-72, объединяющая столбчатые сплавы с 24–26 % кобальта. ЮН15ДК25БА — одна из марок прежней редакции этой группы, ЮНДК25БА — распространённое сокращённое обозначение группы в документации.

Можно ли изготовить из ЮН15ДК25БА кольцо или подкову?

Для сложной формы столбчатую структуру не выдерживают; такие магниты делают из равноосных марок или вырезают из столбчатой заготовки, если позволяет конструкция. Решение принимают по чертежу.

Как проверяют свойства?

По ГОСТ 17809-72 свойства сплава подтверждают на образцах технологической партии по кривой размагничивания; образцы сплава поставке не подлежат.

Заказать магниты из ЮН15ДК25БА

Пришлите чертёж и количество на почту 5052082@mail.ru. Изготовим магниты и заготовки из ЮН15ДК25БА (ЮНДКБА) по ГОСТ 17809-72 и вашему техническому заданию.