Прецизионная сталь

Прецизионная сталь – это металлические сплавы с заданными физическими свойствами (магнитными, электрическими, тепловыми, упругими) или с редким сочетанием свойств, обусловленным точностью химического состава, отсутствием примесей, тщательностью изготовления и обработки.

Большинство прецизионных сплавов создано на основе Fe (железа), Ni (никеля), Со(кобальта), Cu (меди), Nb (ниобия).

Точность состава является главным условием производства прецизионной стали.

Выбор входящих в сплав элементов и заранее рассчитанное их соотношение наделяют изготавливаемую сталь особыми свойствами, необходимыми в каждом конкретном случае в зависимости от сферы использования.

При производстве прецизионной стали необходимо четко соблюдать химический состав, тщательно обрабатывать изделия и гарантировать полное отсутствие примесей. Производство ведется по особой технологии, которая отличается от методов изготовления классических сплавов. Чтобы исключить окисление, все составляющие проходят горячую обработку в условиях вакуума.

Требуется выполнение технологического процесса:

• выбор конкретной шихты;
• создание условий для работы в конкретной среде;
• использование специфических видов переплава.

Технология прецизионного литья считается одной из высокоточных технологий производства. Она подразумевает использование разнообразных методик, среди которых можно отметить следующие:

• центробежное литье;
• получение тугоплавких отливок;
• использование силикатных литейных форм.

Для обеспечения повышенной чистоты применяют дополнительные методы очистки сплавов:

• вакуумно-индукционная выплавка;
• электронно-лучевая выплавка;
• плазменный переплав;
• электрошлаковый переплав;
• вакуумно-дуговой переплав.

Из прецизионных материалов выпускаются различные формы изделий: круг, проволока, нить, пруток, лента, полоса, лист, труба.

Прецизионные сплавы можно разделить на ряд групп в зависимости от их свойств:

• магнитомягкие (сплавы обладающие высокой магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой в слабых полях);
• магнитотвердые (характеризуются высокими значениями коэрцитивной силы, остаточной магнитной индукции, магнитной энергии на участке размагничивания);
• инварные (сплавы с заданным температурным коэффициентом линейного расширения (ТКЛР));
• сплавы с заданными свойствами упругости (с высокой степенью упругости и определенным температурным коэффициентом модуля упругости);
• сверхпроводящие сплавы и сплавы с определенными электрическими свойствами;
• термобиметаллы (представляют собой материал состоящий из двух или более слоев металлов или сплавов с различными температурными коэффициентами линейного расширения, что обеспечивает упругую деформацию при изменении температуры).

Область применения магнитомягких сталей:

• сердечники для всех видов трансформаторов, дросселей, электромагнитов;
• детали для магнитных цепей;
• магнитные элементы радиотехнических и измерительных приборов;
• магнитопроводы систем управления.

Область применения магнитотвердых сталей:

• носители магнитной записи информации;
• элементы памяти в электронных приборах;
• постоянные магниты;
• роторы гистерезисных двигателей различной мощности.

Область применения инварных сталей:

• при значениях ТКЛР близких к нулю: эталоны длины, измерительные инструменты, газовые лазеры, криогенное оборудование, электровакуумные, метрологические и геодезические приборы;
• низкие и средние ТКЛР: детали приемо-усилительных ламп, телевизионных трубок, полупроводниковых приборов, магнетронов.

Область применения сверхпроводящих сталей:

• обмотки генераторов и магнитов большой мощности;
• туннельные диоды для электронных устройств;
• магнитные насосы;
• медицинские томографы;
• сердечники соленоидов;
• устройства для формирования магнитного поля;
• детали криогенных конструкций;
• тепловые ключи.

Область применения сталей с заданными свойствами упругости:

• пружинные элементы для точных измерительных приборов;
• пружины для крупной техники;
• датчики;
• медицинские инструменты.

Область применения термобиметаллов:

• элементы термометров, терморегуляторов;
• защитные автоматы для электросетей;
• термоэлементы тепловых и токовых реле;
• термокомпенсаторы.