Порошок Fe-Si-Cr – это порошок сплава, образованный добавлением кремния (Si) и хрома (Cr) к железу в качестве основы, который обладает мягкими магнитными свойствами, коррозионной стойкостью и износостойкостью, и широко используется в области электроники, аэрокосмической промышленности, энергетики и т.д.
Порошок Fe-Si-Cr - это порошок сплава, образованный добавлением кремния (Si) и хрома (Cr) к железу в качестве основы, который обладает мягкими магнитными свойствами, коррозионной стойкостью и износостойкостью, и широко используется в области электроники, аэрокосмической промышленности, энергетики и т.д. Его свойства можно точно контролировать соотношением состава (например, содержание Si 1-20%) и процессом подготовки (например, распылением). Его свойства можно точно регулировать соотношением состава (например, содержание Si 1-5%, Cr 5-20%) и процессом подготовки (например, распылением, механическим легированием).
1. Магнитные свойства
● Высокая проницаемость и низкая коэрцитивная сила: Типичные составы (например, Fe-3Si-15Cr) имеют начальную проницаемость до 5000-10 000 мкГ/м и коэрцитивную силу менее 10 Oe, что делает их пригодными для использования в низкочастотных (50-1000 Гц) электромагнитных компонентах. o Роль элементов кремния: Si увеличивает удельное сопротивление (снижает вихревые потери) и подавляет рост зерна α-Fe.
● Роль элементарного кремния: Si увеличивает удельное сопротивление (снижает потери на вихревые токи) и препятствует росту зерен α-Fe, улучшая магнитную доменную структуру.
● Температура Кюри и стабильность температуры: температура Кюри составляет около 600-700℃, а колебания магнитных свойств составляют менее 5% в диапазоне - 50~200℃, что подходит для высокотемпературной среды (например, автомобильные двигатели).
2. Механическая и коррозионная стойкость
● Высокая прочность и износостойкость: Спеченная твердость может достигать 200-300 HV, после термообработки может быть поднята до более чем 400 HV, лучше, чем чистый железный порошок (около 100 HV). o Хромовый элемент: Cr является наиболее важным элементом в твердости спеченного железного порошка.
● Роль хрома: Cr образует плотную оксидную пленку (Cr₂O₃), которая снижает скорость коррозии сплава во влажной, солевой или кислой среде на 2-3 порядка по сравнению с чистым железом (например, скорость коррозии < 0,01 мм/год в 3,5% растворе NaCl).
● Устойчивость к усталости: предел усталости при циклической нагрузке может достигать 200 МПа (10⁷ циклов), что подходит для условий работы с высокими напряжениями (например, шестерни, подшипники).
3. Процесс и производительность формовки
● Хорошая технологичность: Детали сложной формы могут быть подготовлены методом порошковой металлургии (прессование - спекание), а плотность спеченного материала может составлять более 95% от теоретической плотности. o Поддерживает 3D печать (например, лазерную печать).
Поддерживает 3D-печать (например, лазерный сплав SLM) с точностью формовки ±0,1 мм, что делает ее пригодной для мелкосерийного производства по индивидуальному заказу.
● Совместимость с поверхностной обработкой: может быть покрыта (например, Ni, Cu), окрашена (например, эпоксидной смолой) или химически пассивирована для дополнительной защиты.
1. Электронное и энергетическое оборудование
● Мягкие магнитные компоненты
Сердечники трансформаторов: порошки Fe-3Si-5Cr используются в трансформаторах промышленной частоты, с потерями железа (1,5 Т, 50 Гц) ниже 0,5 Вт/кг, что на 30% ниже, чем у традиционных листов кремниевой стали. o Индукторы и дроссели: используйте их высокую силу магнитной индукции насыщения (1,8-2,0 Т) для изготовления сильноточных компонентов хранения энергии.
Индукторы и дроссели: их высокая сила магнитной индукции насыщения (1,8-2,0 Т) используется для изготовления сильноточных компонентов накопителей энергии для бортовых зарядных устройств новых энергетических автомобилей.
● Материалы для электромагнитного экранирования: изготовленные в виде тонких пленок или покрытий (толщина 50-100 мкм), эффективность экранирования электромагнитных сигналов 100 МГц может достигать более 60 дБ, используются в прецизионных приборах для защиты от помех.
2. Аэрокосмической и оборонной
● Коррозионно-стойких структурных частей
Двигатель частей: Fe-5Si-20Cr порошок из горячего изостатического прессования лопаток турбины, в 600 ℃ высокой температуры окисления жизни, чем из нержавеющей стали (например, 316L), чтобы продлить в 2 раза. o Морское оборудование: используется для подводных клапанов, клапанов и другого оборудования.
Морское оборудование: используется в подводных клапанах, крепеже, устойчив к коррозии в морской воде (концентрация Cl- > 20 000 ppm) и биоприсоединению.
● Радиопоглощающие материалы: наноразмерные порошки Fe-Si-Cr (размер частиц < 100 нм) в композиции с полимерами с потерями на отражение ниже - 20 дБ в Х-диапазоне (8-12 ГГц) для покрытий на стелс-истребителях.
3. Энергетика и окружающая среда
● Биполярные пластины для топливных элементов
Порошки oFe-2Si-10Cr прокатываются - спекаются в пористые пластины с модификацией поверхности для контактного сопротивления < 10 мΩ・см² и плотности тока коррозии < 1 мкА/см² для протонообменных мембранных топливных элементов (PEMFC).
● Износостойкие покрытия
Сверхзвуковое пламенное напыление (HVOF) Fe-Si-Cr покрытий для ремонта подшипниковых насадок редукторов в ветроэнергетическом оборудовании, со степенью износа на 50% ниже, чем хромирование, и сроком службы более 8 лет.
● Экологически чистый носитель катализатора
Пористый порошок Fe-Si-Cr, загруженный драгоценными металлами (например, Pt, Pd), используется для каталитической очистки промышленных отходящих газов (NOₓ, VOCs), с более высокой температурной стабильностью, чем традиционные Al₂O₃ носители.
4. Высокотехнологичное производство и оснастка
● Прецизионные пресс-формы
Холоднопрессованные спеченные формы из Fe-4Si-12Cr для экструзии цветных металлов, с шероховатостью поверхности Ra<0,8 мкм, и сроком службы в 3 раза выше, чем у инструментальных сталей (например, Cr12MoV).
● Режущие инструменты
Композиция с частицами WC для получения цементированного карбида для обработки высококремнистых алюминиевых сплавов (содержание Si > 12%) с износом инструмента на 40% меньше, чем у обычного сплава YG8.
Классификация | Содержание Si(%) | Содержание Cr(%) | Типичные применения | Представительный бренд |
Низкокремнистый и низкохромистый тип | 1-2 | 5-10 | Низкочастотный трансформатор, электромагнитное экранирование | Fe-2Si-8Cr |
Среднекремнистый и среднехромистый тип | 3-4 | 10-15 | Коррозионностойкие конструктивные детали, биполярные пластины топливных элементов | Fe-3.5Si-12Cr |
Высококремнистый и высокохромистый тип | 4-5 | 15-20 | Детали, устойчивые к высоким температурам и окислению, материалы, поглощающие радиолокационные сигналы | Fe-5Si-20Cr |