專利名稱：一種鐵基材料在電磁鐵中的應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種鐵基材料的用途，特別是用作當(dāng)電磁鐵的吸引線圈斷電后，銜鐵仍能保持長(zhǎng)期可靠地吸合(無電運(yùn)行)電器中的電磁鐵。
電磁鐵在生產(chǎn)中的應(yīng)用極為普遍，它與線圈組合后可用來制動(dòng)機(jī)床和起重機(jī)的電動(dòng)機(jī)，可制造電磁吸盤、電磁離合器及各種電磁繼電器和接觸器，在使用中都涉及到了電磁鐵的吸力，在線圈中通入交流電的情況下，由于交流電具有電壓過零，所以導(dǎo)致電磁吸力的大小將在零和最大值之間周期性地脈振從而引起銜鐵周期性的顫動(dòng)，并引起噪音。在通電電壓過低或瞬時(shí)停電等電壓變化時(shí)也會(huì)引起銜鐵吸合不良導(dǎo)致線圈燒損。
對(duì)此，國(guó)內(nèi)外目前均在積極地對(duì)上述問題進(jìn)行新技術(shù)探索和研究，日本富士機(jī)電公司近年開發(fā)了交流電磁接觸器的超級(jí)電磁系流-Sc新系列交流電磁接觸器，在操作電路中加裝了專用電子控制電路，實(shí)現(xiàn)以交流輸入，直流勵(lì)磁的工作方式，以達(dá)到降低噪聲和線圈發(fā)熱等問題。國(guó)內(nèi)近年來也推出了多種實(shí)現(xiàn)直流保持吸合的產(chǎn)品，然而采用這種方法所獲得的產(chǎn)品，其鐵心線圈仍需要通電才能使銜鐵保持吸合，所以仍不能從根本上解決現(xiàn)存的問題。
本發(fā)明的目的是為了解決以上技術(shù)的不足而提供一種鐵基材料的應(yīng)用，使這種鐵基材料用作電磁鐵時(shí)能使電磁鐵在吸合銜鐵后當(dāng)線圈斷電時(shí)仍能使電磁鐵保持吸合狀態(tài)，又能在較弱釋放信號(hào)作用下使吸合的銜鐵迅速、可靠地釋放。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明將一種含有0.1至0.5份碳元素的鐵基材料用作無電運(yùn)行電器中的電磁鐵，這種鐵基材料還含有0.01至0.40份硅元素、0.03至0.07份鎳元素、0.30至0.50份錳元素、0.02至0.04份硫元素及0.01至0.03份磷元素，這種鐵基材料在電磁鐵中應(yīng)用時(shí)，特別可以用作無電運(yùn)行交直流接觸器和電磁繼電器。
這種可用作無電運(yùn)行的電磁鐵的磁性材料的確定經(jīng)過了大量的分析和研究而得，從現(xiàn)有技術(shù)來看，所認(rèn)識(shí)的電磁鐵中，磁性材料分為硬磁及軟磁兩大類，硬磁材料是利用它在固定方向上磁化后的穩(wěn)定磁化狀態(tài)，工作在磁滯回線的第Ⅱ象限部分，希望材料的矯頑力盡可能的高。軟磁材料則要求它的磁化狀態(tài)隨外磁場(chǎng)而靈敏地改變，通常工作在整個(gè)磁滯回線上，希望它的矯頑力和磁滯損耗盡可能低，因此這兩種磁性材料的特性均不能滿足在線圈斷電時(shí)仍可使銜鐵保持穩(wěn)定、可靠地吸合和在較弱釋放信號(hào)作用下使吸合的銜鐵迅速、可靠地釋放的目的。
對(duì)于目前已知的矩磁性電磁材料雖然適合作開關(guān)元件和記憶性元器件，但多為稀有金屬合金材料，如鐵鎳合金1J51類、鐵鈷合金1J22類、混合稀土鈷、鐵鈷鉬、鐵鈷釩等合金，這些材料不僅價(jià)格昂貴，且不具備在材料的確定取向上保持高剩余磁通的能力。
對(duì)于目前所認(rèn)識(shí)的半硬磁材料，如較典型的鐵-鈷-釩、鐵-錳、鐵-鎳、鐵-鈷-鉬、鐵-鈷-鎢等合金，它雖然具有高剩磁、高矩磁比和寬的矯頑力調(diào)節(jié)范圍，但這種材料價(jià)格十分昂貴，且矯頑力Hc約在1.6至4.8KA/m，很難調(diào)整到以微弱信號(hào)如1.5V、20mA即能使剩磁感應(yīng)強(qiáng)度Br趨于零狀態(tài)，因此用目前認(rèn)識(shí)的半硬磁材料制作的鐵芯進(jìn)行磁化和退磁均需要相當(dāng)大的電功率，從而無論從經(jīng)濟(jì)及節(jié)約電力考慮都是不合適的。
然而本發(fā)明所提供的鐵基材料用于電磁鐵時(shí)，具有良好的開關(guān)特性，其磁滯回線呈矩形，剩磁感應(yīng)強(qiáng)度接近飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，并且在外磁場(chǎng)消失后仍能穩(wěn)定、長(zhǎng)期地保持剩磁感應(yīng)強(qiáng)度，并且磁感應(yīng)強(qiáng)度高，可在勵(lì)磁時(shí)迅速飽和，將這種鐵基材料用作電磁接觸器時(shí)可減小接觸器所需的勵(lì)磁能量和做到接觸器雖然勵(lì)磁后斷開勵(lì)磁電源仍能保持接觸器銜鐵吸合，使接觸器勵(lì)磁線圈無電狀態(tài)下工作，達(dá)到最大限度地節(jié)約電能。另外一旦接觸器勵(lì)磁后只需施加一個(gè)微弱反向信號(hào)如1.5伏、20毫安條件下即能使接近飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度趨于零狀態(tài)。接觸器銜鐵可迅速、可靠地釋放。另外，這種鐵基材料價(jià)格低廉，對(duì)于節(jié)省硅鋼片，降低成本也具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。


圖1是本發(fā)明所述鐵基材料用作交流接觸器時(shí)的控制電路原理框圖。
圖2是實(shí)施控制電路圖。
下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
本實(shí)施例是提供一種采用含有0.20份碳元素0.20份硅元素、0.05份鎳元素、0.04份錳元素、0.03份硫元素和0.02份磷元素的鐵基材料作電磁鐵，將其用于交流接觸器中的鐵心和銜鐵，其鐵基材料的尺寸根據(jù)現(xiàn)有交流接觸器的不同規(guī)格與其完全一致制作，只是除去現(xiàn)有電磁鐵中的分磁環(huán)。并且將鐵芯的極端面與銜鐵的極端面磨平，其線圈繞組也可一致，只要將吸引線圈接入控制電路中，即形成斷電釋放或斷電鎖閉型交、直流接觸器。如圖1所示是本發(fā)明應(yīng)用于交直流接觸器中的電子電路原理框圖，它由正負(fù)脈沖發(fā)生器1、通斷信號(hào)互鎖單元2、電源指示整流單元3、釋放儲(chǔ)能單元4和吸引線圈5組成，構(gòu)成斷電釋放型接觸器，當(dāng)去掉釋放儲(chǔ)能單元4后，即形成斷電鎖閉型接觸器，其具體實(shí)施如圖2所示，當(dāng)c、d兩端輸入電源后，釋放儲(chǔ)能單元4中的電容器C3充電，通斷信號(hào)互鎖單元2中的電磁繼電器J通電，使常閉觸頭J-1、J-2斷開，勵(lì)磁線圈B通電，使電磁鐵吸合，放開啟動(dòng)按鈕，勵(lì)磁線圈B斷電，電磁鐵進(jìn)入無電吸合運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)電源斷電后，觸頭J-1、J-2閉合，電容器C3對(duì)勵(lì)磁線圈B放電，使電磁鐵釋放。在通電情況下，按下ANH時(shí)，電流通過D1給勵(lì)磁線圈B一個(gè)反向電流，使電磁鐵釋放。本實(shí)施例所得到的交直流接觸器，經(jīng)過交流輸入、直流勵(lì)磁、無電保持吸合、反向磁場(chǎng)復(fù)位的工作過程，保證了交直流接觸器的使用要求，本實(shí)施例所得到的交直流接觸器，用本發(fā)明所選用的廉價(jià)的鐵基材料代替原用的高價(jià)硅鋼片制作電磁銜鐵，同時(shí)增加了專用電子控制電路，使交直流接觸器本身在保持原有技術(shù)性能的前提下增加了無電運(yùn)行的功能，并且生產(chǎn)成本比硅鋼片制作的電磁銜鐵還低，它帶來了特殊的技術(shù)效果和明顯的經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)電磁鐵新的應(yīng)用帶來了新的實(shí)用意義。
權(quán)利要求
1.一種含有0.10至0.50份碳元素的鐵基材料的用途，其特征是將這種鐵基材料用作無電運(yùn)行電器中的電磁鐵。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵基材料的用途，其特征是這種鐵基材料還含有0.01至0.40份硅元素、0.03至0.07份鎳元素、0.30至0.50份錳元素、0.02至0.04份硫元素及0.01至0.03份磷元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的鐵基材料的用途，其特征是所述的用作無電運(yùn)行電器中的電磁鐵，特別是用作無電運(yùn)行交直流接觸器和電磁繼電器中。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種鐵基材料在電磁鐵中的應(yīng)用，特別是一種含有0.10至0.50份碳元素的鐵基材料用作無電運(yùn)行電器中的電磁鐵，這種鐵基材料用作電磁鐵時(shí)具有良好的開關(guān)特性，其磁滯回線呈矩形，剩磁感應(yīng)強(qiáng)度接近飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，并且在外磁場(chǎng)消失后，仍能穩(wěn)定、長(zhǎng)期地保持剩磁感應(yīng)強(qiáng)度，但在微弱反向信號(hào)的條件下即能使接近飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的剩磁感應(yīng)強(qiáng)度趨于零狀態(tài)，它對(duì)電磁鐵實(shí)現(xiàn)交流輸入、直流勵(lì)磁、無電保持吸合、弱電流復(fù)位的工作過程成為現(xiàn)實(shí)。
文檔編號(hào)C22C38/00GK1102270SQ9311259
公開日1995年5月3日 申請(qǐng)日期1993年10月23日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月23日
發(fā)明者楊衛(wèi)國(guó) 申請(qǐng)人:楊衛(wèi)國(guó)