先进导磁体在感应热处理中的应用

Fluxtrol Inc.Robert Ruffini

Fluxtrol Inc.成立于1981年，从事软性导磁复合材料应用在感应热处理中的研究，技术处于世界的领先地位。通过与波音、通用电气等世界著名的公司合作，在计算机模拟、仿真、设计领域积累了很多经验，感应线圈也是通过计算机仿真设计，用户分布在世界各地，Fluxtrol很愿意为客户提供满意的产品。

Fluxtrol A、Fluxtrol 50和Ferrotron 559 H是公司推向市场多年的3款原有产品，而Alphaform LF（低频）、MF（中频）和HF（高频），Fluxtrol 100（将要代替 Fluxtrol A)和Fluxtrol LF（低频）将是公司的5款新产品。有关这些产品的密度、初始磁导率、最大磁导率、饱和磁通密度、频率范围、耐热性、热导率和电阻率参数可以在Fluxtrol Inc.网站上进行查询。最常用的软导磁材料是Ferrotron 559H用于中低频，Fluxtrol 50用于中高频，Fluxtrol A在感应加热中应用很多，主要用于低频。Alphaform系列产品是从应达公司买来的专利技术，Fluxtrol LF一般应用于≤3kHz的熔炼方面。过去十年，中国市场有接近十倍的增长，很高兴能把Fluxtrol的产品带入中国。

Alphaform软导磁复合材料非常特殊，当温度升高时，它会变软，很容易的把这种材料捏成各种各样的形状，对于一些精度要求不是很高的感应器，就可以把这种材料安装在感应器上。这种材料在中国已经使用3年了，当加工一些内孔的线圈时或者线圈的铜管是圆形时，很容易安装。对于类似于图1的直径8mm的感应线圈，安装Alphaform材料的感应线圈能在6s的加热时间里加热钢管并让其变红，而不安装该材料的感应线圈同功率、同时间内就做不到，Alphaform的导热性特别好，加热时会把热量迅速地传给水冷的铜管。

图1

Fluxtrol A材料经过与洛阳升华和上大热处理公司合作推广也已经3年了，以后预计会用Fluxtrol 100取代Fluxtrol A，因为在正确的方向加工Fluxtrol A材料时，它的磁导率会非常高，但是在垂直于正确方向的方向切割Fluxtrol A材料时，它的磁导率会立刻下降。而对于Fluxtrol 100材料，正确方向加工时其磁导率会更高，即使90°方向切割时磁导率也下降，但差异较小，也就是说Fluxtrol 100材料的各向异性变小了，依赖切割方向变化的性能变小了，同时该材料有更高的热传导性和力学性能，使用寿命会更长，出现问题的可能性会更少，建议Fluxtrol A的使用者换成Fluxtrol 100。图2是与日本的汽车制造商应用Fluxtrol 100材料合作完成的感应器，这是一个曲轴淬火的感应器，分段使用该材料可以改善铜管在热循环中的热胀，感应器的寿命可以提高3倍。

图2

内通冷却水的Fluxtrol LF材料可以在一个极热的环境下携带高磁场工作，温度可在1000～1200℃。现在也正与别的公司一起合作计算机模拟、测试这种性能。该材料还可以进行涂层，如涂清漆、陶瓷、尼龙、聚四氟乙烯等，达到防腐、绝缘和干净无尘的标准。

真空下如果将软导磁复合材料置于一个的环氧树脂材料环境里，施加压力后环氧树脂材料会注入软导磁材料的小孔里，然后在小孔里凝聚，刮掉表面的环氧树脂，这时软导磁体材料力学性能和可加工性大幅提高，材料表面被腐蚀的可能性大幅降低，两块软导磁体材料相互粘结性也变得更好，但磁导率不会改变。

图3展示了Fluxtrol 100的可加工性，攻M5的螺纹孔后插入不锈钢销钉，这种联结方式可以做出一个面积很大的软导磁复合材料。

图3

Fluxtrol 100材料很容易加工，可以进行钻孔、铣削（图4为加工图片）、车削、磨削加工，加工过程中不用对材料进行冷却或润滑冷却，最好使用硬质合金刀具进行加工，加工时主轴的转速快一些，进给慢一些，钻大孔时先钻一个小孔。加工时用一种磁性的夹具会好一些，也可以用水刀进行切割。

图4