Ali trdota čistega železa določa dolgoročno-zanesljivost nosilca železnega jarma releja?

V sistemu izbire materiala za kovinske komponente močnostne elektronike parameter trdote čistega železa neposredno določa proces oblikovanja in dolgoročno-obstojnost delovanja. Inženirji relejnih sistemov se pogosto spopadajo s tem, ali je območje trdote čistega železa primerno za njihove strukturne komponente. Nosilec relejevega železnega jarma kot osrednja magnetna nosilna komponenta releja ima dvojne stroge standarde glede trdote in duktilnosti osnovnega materiala. Industrijsko čisto železo je enotno opredeljeno z vsebnostjo ogljika manj kot 0,04 % in je razdeljeno v dve kategoriji: električno čisto železo DT4 in topljeno čisto železo serije YT. Žarjeno DT4 ima osnovno trdoto po Brinellu manj kot ali enako 85, njegova trdota pa se po hladnem valjanju nekoliko poveča, vendar je veliko nižja od trdote navadnega nizko-ogljičnega jekla, zaradi česar je namenski osnovni material za elektromagnetne strukturne komponente.

Vsebnost nečistoč je glavni notranji dejavnik, ki vpliva na trdoto čistega železa. Elementi v sledovih, kot so ogljik, žveplo in silicij, lahko povzročijo popačenje mreže, hkrati pa povečajo trdoto materiala in oslabijo njegovo magnetno prepustnost. To lahko zlahka privede do skritih razpok pri obdelavi zapletenih upogibnih struktur, kar neposredno vpliva na dimenzijsko stabilnost relejnega jeklenega jarma pod dolgotrajnimi- pogoji vklopa/izklopa vibracij. Vrhunsko-železo razreda DT4C ima strogo nadzorovano skupno vsebnost nečistoč, ohranja nizko-trdoto, mehko stanje, odpravlja tveganje pokanja med hladnim žigosanjem in globokim vlečenjem. Surovina YT, čeprav je čisto železo, se osredotoča na zahteve taljenja za nadzor nečistoč, nima standardov elektromagnetne učinkovitosti in je neprimerna za proizvodnjo strukturnih komponent za različne elektromagnetne naprave.

Postopki hladne in vroče obdelave spremenijo območje trdote čistega železa. Žarjenje sprosti notranjo napetost, enakomerno zmehča zrna in zmanjša trdoto, zaradi česar je standardni korak pred-obdelave za žigosanje relejnega jarma. Postopki hladnega valjanja in hladnega vlečenja povzročijo obdelovalno utrjevanje, povečanje trdote pločevine na HB90-110, primerno samo za preprosto rezanje tanke pločevine in neprimerno za več-plastno upogibanje in grezenje, potrebno za relejne jarme. Vroče{7}}valjano čisto železo ima gosta zrna in trdoto med žarjenimi in hladno valjanimi materiali, ki se na splošno uporablja samo kot surovina in se ne uporablja neposredno za končne nosilce magnetnih prevodnikov.

Žarjeno mehko čisto železo (HB manj kot ali enako 85) nudi optimalno plastičnost in zmogljivost globokega vlečenja, primerno za žigosanje, lasersko rezanje in natančno upogibanje, zaradi česar je standardni osnovni material za izdelavo relejnih jarmov iz pločevine. Ta material ne kaže koncentracije napetosti na upogibnih vogalih in se ne bo zvijal ali deformiral pri dolgotrajnem-cikličnem nihanju visokih in nizkih temperatur. Prav tako ohranja izjemno nizko koercitivnost in visoko magnetno prepustnost, kar zmanjšuje izgube pri delovanju relejske tuljave. Široko je združljiv s komponentami, kot so magnetni jaremi in armature v relejih za nova energetska vozila in industrijskih krmilnih stikalih. Po oblikovanju je mogoče celoten stroj sestaviti brez sekundarne korekcije.

Hladno{0}}valjano kaljeno čisto železo z razponom trdote HB90~110 podpira samo preprosto prebijanje in ravninsko rezanje. Ne more dokončati kompleksnih tri-dimenzionalnih upogibnih struktur in se redko uporablja v množični proizvodnji magnetnih jarmov. Ta vrsta materiala se uporablja samo za preproste tanke magnetne blazinice in majhna senzorska monolitna železna jedra. Po oblikovanju tankih plošč je ravnost dobra, kar odpravlja potrebo po postopku izravnave. Vendar notranja napetost, ki jo povzroči hladna obdelava, znatno oslabi magnetne lastnosti. V pogojih pogostega preklapljanja se dvig temperature in magnetna izguba nenehno povečujeta, kar ne ustreza konstrukcijskim standardom za dolgo-zanesljivo delovanje relejev.

V industriji nove energetske in industrijske krmilne močnostne elektronike je za notranje nosilce magnetnega jarma relejev in kontaktorjev prednostno žarjeno električno čisto železo DT4A in DT4E. To uravnoteži proces oblikovanja in elektromagnetno delovanje ter zagotavlja dimenzijsko stabilnost dela za vtiskovanje natančnega relejnega jarma v izmeničnih okoljih v razponu od -40 stopinj do 125 stopinj. Ta razred čistega železa ima nizko preostalo napetost po žigosanju, in ko je sestavljena z bakrenimi prevodnimi žigosanimi deli, celotna enota ne kaže nobenih strukturnih deformacij po milijonih on/off vibracijskih preskusov, zaradi česar je najbolj vsestranska izbira materiala za nizkonapetostne električne elektromagnetne strukturne komponente.

Pri izbiri materialov v industriji obstajajo tri pogoste napačne predstave: Prvič, prepričanje, da nizka trdota čistega železa preprečuje, da bi prenašalo mehanske obremenitve. Kovinski žigosani magnetni jarem za rele EV služijo le funkciji magnetne prevodnosti in ne prenašajo obremenitev; za napetostno ojačitev jih je mogoče kombinirati z nosilci iz ogljikovega jekla. Drugič, napačno prepričanje, da večja trdota pomeni boljše magnetne lastnosti. Hladno kaljenje poškoduje zrnato strukturo, elektromagnetne naprave pa morajo uporabljati žarjeno mehko-čisto železo. Tretjič, zmeda med surovino čistega železa in električnega čistega železa. Njihovi kazalniki delovanja se bistveno razlikujejo in niso zamenljivi za obdelavo jedra releja.

Celotno izbirno logiko je mogoče povzeti v tri scenarije uporabe: Za proizvodnjo magnetno prevodnih strukturnih komponent za releje in elektromagnetne ventile je izbrano žarjeno električno čisto železo serije DT4 z nizko-trdoto, da se zagotovi natančnost oblikovanja in magnetne lastnosti sklopa pločevinastega relejnega jarma; za uporabo samo kot surovina za taljenje je izbrano čisto železo serije YT, kjer trdota ni upoštevana; in za preproste,-neupogibne tanke magnetne prevodne plošče je mogoče uporabiti hladno{3}}valjano čisto železo v majhnih količinah. Čistemu železu ni mogoče povečati trdote s kaljenjem. Če konstrukcija zahteva visoko trdnost, je treba sprejeti sestavljeno konstrukcijo z uporabo različnih kovin, da se izognemo nezadostni trdnosti samega čistega železa.

Na podlagi zgoraj omenjenih standardov izbire materiala iz čistega železa in procesa oblikovanja smo standardizirali množično proizvodnjo celotnega naboraRelejni nosilci železnega jarma. Celoten postopek uporablja DT4 žarjeno električno čisto železo kot osnovni material, pri čemer uporablja integrirano obdelavo, vključno s progresivnim žigosanjem, izravnavo-razbremenitve napetosti in natančnim rezanjem. Strogo nadziramo trdoto materiala, parametre magnetne prepustnosti in dimenzijske tolerance, zaradi česar so naši izdelki primerni za potrebe sestavljanja v vseh kategorijah relejev v avtomobilskih, fotovoltaičnih in industrijskih nadzornih aplikacijah. Vse serijske dobave so opremljene s popolnimi poročili o testiranju materiala in preverjanju učinkovitosti, kar že od samega začetka blaži pogoste inženirske težave, kot so magnetna izguba, deformacija in napaka pri vklopu.

Za ujemanje projektnih specifikacij, poročila o preskusih učinkovitosti materiala in rešitve za preverjanje vzorcev, odtisnjenih s čistim železom za električarja, pošljite svoje risbe relejev in delovne parametre za posvetovanje in razpravo.