提高電磁純鐵耐磨性的方法
電磁純鐵是一種應用廣泛的軟磁材料。 具有較高的磁感應強度，適用於製作在強磁場中工作的磁性零件。 電磁純鐵材料價格便宜，熱處理工藝簡單。 目前，它們廣泛應用於民用飛機產品中。 但電磁純鐵材料的合金元素含量幾乎為零，不存在合金強化相，其硬度是鐵金屬中最低的。 電磁純鐵常用於電磁閥的外殼、銜鐵、閥芯、活動鐵芯等零件。
電磁閥的結構和執行方式大致類似於一個小型執行器。 同時，電磁純鐵件起到一般結構件，甚至傳動件的作用，必須具有一定的機械強度和良好的耐磨性。 電磁閥的許多電磁純鐵部件在工作時會發生相對運動，產生表面摩擦。 如果材料硬度不夠，會嚴重影響設備的工作壽命。 因此，必須對純鐵材料的表面進行強化。 氮化處理可以提高純鐵的表面硬度。 但是，電磁純鐵的滲氮處理有降低其磁性能的風險。 因此，尋找合適的滲氮工藝可以提高純鐵材料的表面硬度，同時將其磁性能保持在實際使用所需的範圍內。 ， 有必要。
北京航空材料研究所根據民用飛機飛控伺服執行器在強磁場下工作的特點，對氮化工藝進行了優化。 在保證B5000、B10000的磁性能要求、矯頑力和最大磁導率的同時，將表面硬度提高到900HV以上，取得了良好的效果。 他們的研究採用DT4A電磁純鐵材料，表面粗糙度控制在1.6μm，試樣在滲氮前900℃退火，退火後表面硬度為120HV0.01。 滲氮介質為純氨氣。 在進入滲氮介質之前，樣品在 350°C 下保持 40 分鐘。 在保持時間內，充入壓縮空氣。 滲氮完成後，充入110kPa壓力的氮氣，冷卻至150℃以下。
滲氮後表面緻密層的均勻性和厚度是決定純鐵滲氮後硬度的最關鍵因素。 滲氮工藝必須保證形成連續的表面緻密層，厚度應在5μm以上。 通過對比實驗發現，在以下工藝條件下：溫度450℃，保溫時間240min，氨分解率6-7/%，可以得到這種表面緻密層。 X射線衍射表明，表面相由γ'相、Fe3N（ε相）和α相組成，並在表面形成了γ'相和ε相的緻密連續混合層。 混合層的存在提高了樣品的表面硬度。 試驗證明，表面硬度達到HV0.01=986。增加滲氮時間可以增加混合層的厚度，但達到5μm左右後幾乎不增厚。
樣品的磁性能測試表明，樣品B500和B1000的低磁性能分別下降了16%和10%，B2500的中磁性能下降了4%，而B5000和B10000的強磁性能僅下降分別下降了 1.5% 和 1%。 與GB/T 6983-1986《電磁純鐵棒技術條件》中的技術要求相比，低磁性能和中磁性能較低，但強磁性能能滿足國標要求； 試樣的矯頑力和最大磁導率也符合國標要求。
以上研究證明，針對飛控伺服執行器強磁場工作對電磁純鐵材料的要求，通過調整氮化工藝參數，可使樣品達到強磁性能、矯頑力和最大磁導率的強度。氮化後。 各項技術指標均能滿足其磁性能和硬度的綜合要求，從而解決電磁純鐵件的表面耐磨性問題，實現民機飛控伺服執行器產品的長壽命化。
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