了解钢中的剩磁和剩磁电路
了解钢中的剩磁和剩磁电路
磁性在许多工业应用中起着至关重要的作用，特别是在处理钢铁材料时。该领域的两个重要概念是剩磁和剩磁电路。本文将探讨这些现象、它们对不同类型钢铁的影响以及在实际应用中解决它们的方法。
当施加正磁场时，磁性离子开始排列。磁场越强，离子排列越紧密。如果所有离子都排列整齐，则材料即为磁饱和（点 b）。当外部磁场消失后，离子不会恢复到随机状态。这会在材料中留下一些残余磁性，这种效应称为剩磁（图 3 中的点 c：）。
剩磁
剩磁定义为去除外部磁场后留下的磁化量。换句话说，磁性材料保留的磁通密度值称为剩磁，保留这种磁性的能力称为材料的剩磁力
高斯是磁通密度的测量单位。它于1936年以德国数学家和物理学家卡尔·弗里德里希·高斯的名字命名。国际单位制（SI）使用特斯拉（符号T）作为磁通密度的单位。
1 特斯拉 = 10,000 高斯
场强（高斯） 影响
200 永磁体
〜20-40 回形针棒
15 小金属部件粘
10 小金属屑棒
4 金属粉尘棒
〜40-50 干扰电弧焊接
〜0,3-0,6 地球磁场强度
高碳钢和低碳钢
低碳钢的磁滞小，剩磁低。它们的剩磁不稳定，会自然消散。轴承、齿轮、刀片中常见的高碳“工具”钢会“保留”更多剩磁，并且容易形成剩磁电路，可能需要在极靴上留有气隙，才能有效地放下零件。
残留电路：一种暂时现象
残余电路是一种暂时现象，主要发生在高碳钢中。即使磁铁关闭，它也会形成自持磁通电路。在这种情况下，磁通量沿着闭合回路从永磁体的北极穿过钢材，再回到南极。
与剩磁不同，当部件与磁铁分离时，剩磁电路就会消散。然而，在磁性处理应用中，它们可能会导致部件释放问题。
钢材类型及其磁性
碳钢（A36、A529、A572、1020、1045、4130）
- 低碳钢（碳含量0.05%-0.25%）：磁滞小，剩磁低且不稳定
- 中碳钢（碳含量为 0.29%-0.54%）：磁性适中
- 高碳钢（碳含量为0.55%-0.95%）：剩磁较大，易产生剩磁
合金钢（4140、4150、4340、9310、52100）
- 可能存在剩磁和剩磁电路
工具钢（D2、H13、M2）
- 可能存在剩磁和剩磁电路
不锈钢
- 300 系列：非磁性
- 400系列：磁力显著降低
超高强度钢 (UHSS)
- 卓越的硬度（50-65+ HRC）和屈服强度
- 马氏体和 TWIP 变体的碳含量最高可达 0.8%，从而导致残留电路现象
- 可能导致磁力夹持器表面磨损
解决剩磁和剩磁电路问题
振动
搬运过程中产生的振动和冲击冲击可以使磁畴恢复到自然分散的模式。一小块钢可以通过振动来消磁。有时，甚至通过装配线移动和搬运零件也足以去除任何残留物。
热量
热冲压、热成型、焊接、喷漆炉、机械加工操作、高频淬火和热处理等工艺产生的热量通常可以消除磁力夹持器处理过程中留下的任何剩磁。所有铁磁体都有一个居里温度，即由于热扰动而铁磁性消失的温度。在此温度下，材料原子的振动强度足以使材料中称为“磁畴”的微小磁区解体。
消磁器
消磁器是一种由电流驱动的电磁阀（线圈），可用于对磁性材料进行消磁。它有多种形式，可满足所有工业需求，包括工具式、手持式、笔式和台式。在所有情况下，电流都会产生磁场，并且强度和极性会交替变化，以重新扰乱部件内的离子。
气隙
对于剩余电路，在磁极和钢之间引入气隙或非铁材料可以断开电路。
特种涂料
对于容易产生残留电路的高碳钢，Magswitch 提供极靴涂层以改善零件脱模。
耐磨表面
对于 UHSS 材料，设计的牺牲耐磨垫可以保护磁性夹持器表面。
结语
了解剩磁和剩磁电路对于在工业应用中有效处理钢铁材料至关重要。低碳钢通常问题较少，而高碳钢和工具钢则需要更多考虑。通过应用适当的技术和工艺，可以有效地管理这些磁现象，确保钢铁处理和加工的顺利进行。