К.т.н. Малафеев Ю.М., Пасечник И.В.

Национальный технический университет Украины «КПИ», г.Киев

Влияние режима резания на изменение магнитных свойств при точении электротехнической стали 1212

Как известно , электротехнические стали представляют собой сплав железа и кремния (Si = 0,5 – 5%). Кремний образует с железом твердый раствор, что приводит к увеличению удельного сопротивления стали. Следует отметить тот факт, что легирование технически чистого железа кремнием улучшает его магнитные свойства. Наблюдается возрастание начальной и магнитной проницательности, уменьшение коэрцитивной силы и потерь на гистерезис.

Это объясняется тем, что кремний переводит углерод цементита в графит, который не является вредным для магнитных характеристик. Он способствует также росту зерен и уменьшению магнитной анизотропии и магнитострикции.

Максимальное увеличение магнитной проницаемости наблюдается при содержании 6,5 – 6,8% Si, при этом магнитострикция близка к нулю. Но в технике сплавы с содержанием кремния более 5% не применяют, т.к. это приводит к ухудшению механических свойств, повышению твердости и хрупкости, изменению плотности, теплоемкости, снижению индукции насыщения Bs. Такие изменения свойств электротехнических сталей являются нежелательными.

При дальнейшем анализе литературных данных и патентного поиска [1,2,3,4] , было установлено следующее:

- существует связь между воздействиями различных внешних и внутренних факторов и магнитными характеристиками магнитомягких материалов;

- пластическая деформация вызывает искажение доменной структуры, что, в свою очередь приводит к повышению коэрцитивной силы и снижению магнитной проницаемости;

- наибольшее значение на эксплуатационные параметры изделия оказывает механическая обработка, которая снижает магнитные характеристики материала;

- влияние технологических факторов на магнитные характеристики изделий из электротехнических сталей изучено недостаточно. Полностью отсутствуют данные по обработке цельных изделий из электротехнических сталей, изготавливаемых из пруткового материала.

Целью данного исследования являлось установление влияния режимов резания (V, S) и величины износа резца по заданной поверхности на изменение магнитной индукции. Из предварительных экспериментов было установлено, что глубина резания практически не влияет при чистовом точении исследуемой стали на ее магнитные свойства. Поэтому из числа исследуемых факторов глубина резания была исключена и оставалась постоянной при проведении экспериментов.

При проведении данного эксперимента использовался план второго порядка ВЗ. Полученные результаты эксперимента и их дальнейшая обработка позволили получить математические модели, позволяющие определять относительное изменение

(ΔВ %) магнитной индукции в изделиях из стали 1212 при различных значениях напряженности магнитного поля (20, 40, 60, 80, 100А/м).

ΔВ₍₂₀₎= 20,92 – 0,42V + 437,96S + 115,52h₃ – 0,98VS + 0,4Vh₃ + 40,83Sh₃ +

+ 0,0016V² – 1100,32S² – 279,59h₃²

ΔB₍₄₀₎= 53,57 + 0,57V + 1186,59S + 40,50h₃ – 0,45VS + 0,54Vh₃ + 98Sh₃ -

- 18,85V² – 6290,80S² – 128,75h

ΔB₍₆₀₎= -100,56 + 1,10V + 1462,52S – 85,74h₃ – 2,75VS + 0,56Vh₃ +103,33Sh₃ -

- 0,0028V² - 5549,20S² + 145,64h

ΔB₍₈₀₎= - 57,24 + 0,85V + 965,93S – 145,70h₃ – 2,57VS + 0,82Vh₃ + 506,33Sh₃ -

- 0,0023V² – 4010S² + 114,66h

ΔB₍₁₀₀₎= - 34,18 + 0,67V + 659,40S – 139,38h₃ – 2,28VS + 0,97Vh₃ + 522,50Sh₃ -- 0,0021V² – 2920,76S² + 21,69h

С целью упрощения пользования полученных моделей на рисунке представлена номограмма, позволяющая быстро находить величину относительного изменения магнитной индукции при точении электротехнической стали 1212.

Номограмма для определения относительного изменения магнитной индукции В

при точении стали 1212

Литература:

1. Вонсовский С.В. Магнетизм. М., «Наука», 1971- 1032 с.

2. Дружинин В.В. Магнитные свойства электротехнической стали. М. «Энергия», 1974 – 238с.

3. Преображенский А.А., Бишард Е.Г. Магнитные материалы и элементы. М. «Высшая школа», 1986-352с.

4. Справочник по электротехническим материалам в 3-х т. Под ред. Ю.В.Корицкого и др. Т.3, Л. «Энергоатом», 1988 – 896с.