先進導磁體在感應熱處理中的應用

Fluxtrol Inc.Robert Ruffini

Fluxtrol Inc.成立于1981年，從事軟性導磁復合材料應用在感應熱處理中的研究，技術處于世界的領先地位。通過與波音、通用電氣等世界著名的公司合作，在計算機模擬、仿真、設計領域積累了很多經驗，感應線圈也是通過計算機仿真設計，用戶分布在世界各地，Fluxtrol很愿意為客戶提供滿意的產品。

Fluxtrol A、Fluxtrol 50和Ferrotron 559 H是公司推向市場多年的3款原有產品，而Alphaform LF（低頻）、MF（中頻）和HF（高頻），Fluxtrol 100（將要代替 Fluxtrol A)和Fluxtrol LF（低頻）將是公司的5款新產品。有關這些產品的密度、初始磁導率、最大磁導率、飽和磁通密度、頻率范圍、耐熱性、熱導率和電阻率參數可以在Fluxtrol Inc.網站上進行查詢。最常用的軟導磁材料是Ferrotron 559H用于中低頻，Fluxtrol 50用于中高頻，Fluxtrol A在感應加熱中應用很多，主要用于低頻。Alphaform系列產品是從應達公司買來的專利技術，Fluxtrol LF一般應用于≤3kHz的熔煉方面。過去十年，中國市場有接近十倍的增長，很高興能把Fluxtrol的產品帶入中國。

Alphaform軟導磁復合材料非常特殊，當溫度升高時，它會變軟，很容易的把這種材料捏成各種各樣的形狀，對于一些精度要求不是很高的感應器，就可以把這種材料安裝在感應器上。這種材料在中國已經使用3年了，當加工一些內孔的線圈時或者線圈的銅管是圓形時，很容易安裝。對于類似于圖1的直徑8mm的感應線圈，安裝Alphaform材料的感應線圈能在6s的加熱時間里加熱鋼管并讓其變紅，而不安裝該材料的感應線圈同功率、同時間內就做不到，Alphaform的導熱性特別好，加熱時會把熱量迅速地傳給水冷的銅管。

圖1

Fluxtrol A材料經過與洛陽升華和上大熱處理公司合作推廣也已經3年了，以后預計會用Fluxtrol 100取代Fluxtrol A，因為在正確的方向加工Fluxtrol A材料時，它的磁導率會非常高，但是在垂直于正確方向的方向切割Fluxtrol A材料時，它的磁導率會立刻下降。而對于Fluxtrol 100材料，正確方向加工時其磁導率會更高，即使90°方向切割時磁導率也下降，但差異較小，也就是說Fluxtrol 100材料的各向異性變小了，依賴切割方向變化的性能變小了，同時該材料有更高的熱傳導性和力學性能，使用壽命會更長，出現問題的可能性會更少，建議Fluxtrol A的使用者換成Fluxtrol 100。圖2是與日本的汽車制造商應用Fluxtrol 100材料合作完成的感應器，這是一個曲軸淬火的感應器，分段使用該材料可以改善銅管在熱循環中的熱脹，感應器的壽命可以提高3倍。

圖2

內通冷卻水的Fluxtrol LF材料可以在一個極熱的環境下攜帶高磁場工作，溫度可在1000～1200℃。現在也正與別的公司一起合作計算機模擬、測試這種性能。該材料還可以進行涂層，如涂清漆、陶瓷、尼龍、聚四氟乙烯等，達到防腐、絕緣和干凈無塵的標準。

真空下如果將軟導磁復合材料置于一個的環氧樹脂材料環境里，施加壓力后環氧樹脂材料會注入軟導磁材料的小孔里，然后在小孔里凝聚，刮掉表面的環氧樹脂，這時軟導磁體材料力學性能和可加工性大幅提高，材料表面被腐蝕的可能性大幅降低，兩塊軟導磁體材料相互粘結性也變得更好，但磁導率不會改變。

圖3展示了Fluxtrol 100的可加工性，攻M5的螺紋孔后插入不銹鋼銷釘，這種聯結方式可以做出一個面積很大的軟導磁復合材料。

圖3

Fluxtrol 100材料很容易加工，可以進行鉆孔、銑削（圖4為加工圖片）、車削、磨削加工，加工過程中不用對材料進行冷卻或潤滑冷卻，最好使用硬質合金刀具進行加工，加工時主軸的轉速快一些，進給慢一些，鉆大孔時先鉆一個小孔。加工時用一種磁性的夾具會好一些，也可以用水刀進行切割。

圖4