Лазерный мир

Ю. Н. Драгошанский, В. И. Пудов, В. В. Губернаторов, Институт физики металлов УрО РАН, Екатеринбург // ФИЗИКА МЕТАЛЛОВ И МЕТАЛЛОВЕДЕНИЕ, 2011, том 111, № 5, с. 486–492, УДК 669.1’782’781’784:537.623

Рассмотрены методы улучшения функциональных характеристик магнитомягких анизотропных материалов на основе сплавов Fe–3% Si и аморфных лент Fe81Si4B13С2, Fe81Si7B12. Разработан эффективный комплексный метод локальной лазерной и высокочастотной термомагнитной обработок. Они обеспечивают оптимизацию магнитной доменной структуры, 2–3 разовое повышение магнитной проницаемости, существенное снижение магнитных потерь (25–30%) и коэрцитивной силы (30–40%) магнитомягких анизотропных материалов. Разработаны физический метод и средства контроля эффективности локальной лазерной обработки движущихся лент электротехнических материалов.

Другая обработка стали, связанная с формированием поперечно ориентированных магнитоструктурных барьеров в виде узких зон, отличающихся по структуре от основного материала, дает тот же результат, как и при растяжении [11–15]. На барьерах сосредоточиваются магнитные заряды, приводящие к ограничению размеров полосовых (основных) 180 градусных доменов и к появлению клиновидных 180градусных замыкающих областей – зародышей перемагничивания. Эти барьеры создавались скрайбированием [11], локальным изгибом [12] и локальной лазерной обработкой (ЛЛО) [13–15, 21], деформирующими материал в зонах поперек оси текстуры.
В частности, при использовании электроионизационного импульснопериодического СО2лазера с постоянной регенерацией газа и одновременным формированием непрерывного участка лазерного воздействия на всей ширине аморфной ленты, в оптимальном режиме (удельная плотность энергии облучения U = 0.6 Дж/см2, ширина зоны термического воздействия 0.2 мм, межзонные промежутки 5 мм, толщина ленты 20 мкм) при скорости движения ленты 0.5 м/с получено снижение магнитных потерь Р1.0/400 на 20%, по сравнению с магнитными потерями в исходном отожженном состоянии ленты [15]. В образцах трансформаторной стали снижение магнитных потерь по характеристикам Р1.5/50 и Р1.7/50 cоставляло 14% и 9% соответственно [14]. С приближением толщины ленты сплава к оптимальной величине 0.18 мм и совершенства ее текстуры к
идеальной ребровой (110)[001] (В800 ~ 1.95–1.98 Тл), снижение магнитных потерь оказывается более значительным и по характеристике Р1.5/50 может достигать 20% [22].

Предлагаемая нами последующая операция – локально лазерная обработка выполнялась на специализированной экспериментальной установке “Максим”, созданной в НИИ электрофизической аппаратуры (г. С.Петербург). Установка включала электроионизационный импульснопериодический СО2лазер с постоянной регенерацией газа и обеспечивала, благодаря использованию цилиндрической оптики, одновременное формирование непрерывной полосы лазерного воздействия на
всей ширине ленты из магнитного сплава. Расстояние между зонами термического воздействия, ориентированными поперек оси ленты, регулировализа счет изменения частоты подачи импульсов (от 0 до 200 Гц) и скорости ее движения (до 1 м/с). Оптимальным расстоянием между зонами ЛЛО было 5 мм при скорости движения ленты порядка 0.5 м/с.

Полное содержание статьи: http://facts-plus.com/forum_files/Tech/MAG/2011.Kompleksnyye.Termomagnitnaya.i.Lazernaya.Obrabotki.Elektrotekhnicheskikh.Materialov.pdf