자성이 뛰어난 뮤 메탈 호일

뮤 메탈 호일은 자기 특성이 뛰어난 정밀 소재로 전자 통신, 항공 우주, 의료 장비 등 수많은 첨단 분야에서 대체 불가능한 역할을 하고 있습니다. 높은 자기 투과성과 낮은 보자력 등의 특성으로 인해 고성능 자기 부품 및 전자파 차폐 소재를 제조하는 데 이상적인 선택입니다. 이러한 뛰어난 특성을 실현하려면 복잡하고 정밀한 생산 공정이 필요합니다. 아래에서는 뮤메탈 포일의 생산 공정에 대한 자세한 설명을 제공합니다.

1. 원재료 준비

1. 원자재 선택: 뮤메탈 포일의 주성분은 철(Fe)과 니켈(Ni)입니다. 우수한 성능을 보장하려면 고순도 원료가 필요합니다. 철과 니켈의 순도는 일반적으로 99.9% 이상이어야 합니다. 예를 들어 80Ni-20Fe 타입 뮤메탈 포일을 생산할 경우 니켈의 순도는 99.95% 이상, 철의 순도는 99.9% 이상으로 정밀하게 제어해야 합니다. 또한 특정 성능 요구 사항에 따라 몰리브덴(Mo), 구리(Cu), 크롬(Cr)과 같은 미량 원소를 첨가할 수 있습니다. 예를 들어 0.5%-2% 몰리브덴을 첨가하면 합금의 저항성과 경도를 향상시킬 수 있습니다.
2. 일괄 처리 계산: 각 원료의 사용량은 목표 합금 조성에 따라 정밀한 계산 방법을 사용하여 결정됩니다. 예를 들어, 1J79 뮤메탈포일(니켈 함량이 78.5%-79.5%, 나머지는 철, 소량의 몰리브덴 등 함유)을 생산할 경우 합금 질량과 각 원소의 비율에 따라 각 원료의 투입량을 정확하게 계산하여 조성 편차를 최소화해야 합니다. 배치 정확도를 보장하기 위해 ±0.001g의 정확도를 가진 고정밀 전자 저울을 사용하여 원재료 계량에 사용합니다.

2. 제련

1. 제련 방법: 진공 유도 용해 또는 아크 용해 기술이 일반적으로 사용됩니다. 진공 유도 용해에서는 원료를 진공도가 10-³ - 10-⁴Pa인 용광로에 넣고 유도 가열로 용해합니다. 80Ni-20Fe 합금의 제련을 예로 들면, 용광로의 진공 환경은 산소 및 질소와 같은 불순물 가스의 혼입을 효과적으로 줄여 산화물 및 질화물 개재물의 형성을 방지하여 자기 특성에 대한 악영향을 피할 수 있습니다.
2. 제련 공정 제어: 제련 온도는 일반적으로 1500~1600℃ 범위에서 정밀하게 제어됩니다. 예를 들어, 80Ni-20Fe 합금의 제련 온도는 대부분 약 1550℃에서 제어되어 원료가 완전히 용융되고 조성이 균일하게 혼합되도록 합니다. 제련 시간은 합금의 양과 용광로 유형에 따라 조정되며 일반적으로 1~3시간입니다. 이 기간 동안 지속적인 교반이 필요하며 조성 균질화를 촉진하기 위해 전자기 교반을 채택 할 수 있습니다.
3. 캐스팅 및 성형: 제련 후 합금 액체를 특정 금형에 주조하여 잉곳을 형성합니다. 잉곳의 두께는 일반적으로 10~50mm입니다. 예를 들어, 기존 두께의 뮤 메탈 포일 생산에 사용되는 잉곳은 일반적으로 두께가 20 ~ 30mm입니다. 주조 중 냉각 속도를 제어하고, 잉곳의 내부 응력, 수축 공동, 다공성 및 기타 결함을 줄이기 위해 저속 냉각 방법(예: 5~10℃/min의 냉각 속도)을 채택합니다.

3. 열간 압연

1. 가열 처리: 잉곳은 800~1000℃로 가열됩니다. 특정 온도는 합금 구성에 따라 다릅니다. 예를 들어 몰리브덴과 같은 합금 원소가 더 많이 포함된 뮤메탈은 소재 가소성을 향상시켜 후속 압연이 용이하도록 900~1000℃의 약간 더 높은 가열 온도가 필요합니다.
2. 롤링 프로세스: 멀티 패스 열간 압연을 채택하여 잉곳의 두께를 점차적으로 줄입니다. 패스당 감소는 10% - 30%로 제어됩니다. 예를 들어, 첫 번째 패스 감소는 약 20%로 설정할 수 있으며 후속 패스는 재료 변형 및 압연 장비 용량에 따라 적절하게 조정됩니다. 열간 압연의 여러 패스를 통해 잉곳의 두께가 초기 10~50mm에서 1~5mm로 감소하여 냉간 압연용 블랭크를 제공합니다.
3. 압연 공정 최적화: 롤링 속도는 일반적으로 0.5 - 2m/s 범위에서 제어됩니다. 지나치게 빠른 속도는 과도한 압연력을 유발하여 재료 균열을 유발할 수 있으며, 지나치게 낮은 속도는 생산 효율에 영향을 미칩니다. 한편, 롤의 표면 거칠기와 윤활 조건을 조정하고 특수 롤링 오일을 윤활에 사용하여 롤링력을 줄이고 시트의 표면 품질을 향상시킵니다.

4. 냉간 압연

1. 냉간 압연의 목적 및 장비: 냉간 압연은 열간 압연 시트의 두께를 목표 포일 두께(보통 0.01~0.1mm)로 더 줄이고 입자를 정제하여 재료 밀도를 개선하는 데 목적이 있습니다. 포일 두께를 정밀하게 제어하기 위해 20고압연기와 같은 고정밀 압연기를 사용합니다.
2. 멀티 패스 냉간 압연 공정: 멀티 패스 냉간 압연이 수행되며, 패스당 감소량은 5% - 20%로 제어됩니다. 예를 들어, 1mm 두께의 열연 시트를 0.05mm 포일로 줄이려면 10~15번의 압연이 필요할 수 있습니다. 압연 패스 횟수가 증가할수록 소재의 경화 정도가 심해지므로 압연 힘과 속도를 합리적으로 조정할 필요가 있습니다.
3. 중간 어닐링 처리: 중간 어닐링은 냉간 압연 공정 중에 산재되어 있습니다. 어닐링 온도는 400~600℃이며 진공 또는 수소 보호 분위기에서 진행됩니다. 중간 어닐링은 작업 스트레스를 제거하고 소재의 가소성을 회복할 수 있습니다. 예를 들어, 중간 어닐링은 후속 냉간 압연에 유리한 조건을 만들기 위해 3~5회 냉간 압연 패스마다 수행됩니다.
4. 두께 및 표면 품질 제어: 호일 두께는 고정밀 두께 게이지로 실시간으로 모니터링되며 두께 허용 오차는 ±1μm 이내로 제어됩니다. 고급 표면 처리 기술과 장비를 사용하여 호일의 표면 조도 Ra ≤ 0.1μm로 표면 마감을 보장합니다.

5. 열처리

1. 어닐링의 목적과 역할: 열처리는 뮤메탈 포일의 자기 특성을 최적화하는 데 있어 핵심적인 요소입니다. 어닐링을 통해 합금의 결정 구조를 조정하여 자기 투과성을 개선하고 보자력을 줄입니다. 예를 들어, 적절한 어닐링 처리를 통해 80Ni-20Fe 뮤메탈 포일의 자기 투과성을 여러 번 높일 수 있습니다.
2. 어닐링 프로세스 파라미터: 어닐링 온도는 합금 조성에 따라 결정됩니다. 예를 들어, 80Ni-20Fe 합금의 어닐링 온도는 일반적으로 1000~1200℃이며, 일반적인 온도는 1100℃입니다. 합금 산화를 방지하기 위해 고순도 수소 분위기(이슬점 ≤ -60℃) 또는 고진공 환경에서 수행됩니다. 냉각 속도는 보통 5~10℃/분으로 느립니다. 일부 합금은 구조를 더욱 최적화하기 위해 약 500℃로 냉각할 때 등온 처리를 거쳐야 합니다.
3. 열처리가 자기 특성에 미치는 영향: 적절한 열처리는 합금에서 정렬 된 상 (예 : Ni₃Fe)의 형성을 촉진하고 결정 결함을 줄이며 도메인 벽 이동에 대한 저항을 낮추어 자기 투과성을 크게 향상시킬 수 있습니다. 연구에 따르면 최적화된 열처리를 거친 뮤메탈 호일은 초기 자기 투과도가 50mH/m에서 100mH/m 이상으로 증가될 수 있습니다.

6. 표면 처리

1. 산화물 층 제거: 산세(예: 질산과 불산의 혼합 용액) 또는 전기 연마는 열처리 후 남아있을 수 있는 산화막을 제거하는 데 사용됩니다. 산세의 경우 산세 시간과 온도를 조절하여 산화물 층이 기본 재료를 부식시키지 않고 제거되도록 합니다. 전기 연마는 전류 밀도와 전해질 조성을 정밀하게 제어하여 매끄럽고 평평한 호일 표면을 구현합니다.
2. 내식성 처리: 일부 적용 시나리오에서 뮤 메탈 호일은 내식성을 향상시키기 위해 표면 도금(예: 니켈 도금, 크롬 도금) 또는 패시베이션 처리를 거칩니다. 니켈 도금 층의 두께는 일반적으로 0.5~5μm이며, 전기 도금 또는 무전해 도금으로 적용할 수 있습니다. 패시베이션 처리는 호일 표면에 패시베이션 필름을 형성하여 습한 환경에서 내식성을 향상시킵니다.

7. 마무리 및 슬리팅

1. 평탄화 처리: 정밀 교정기를 사용하여 호일을 평평하게 펴서 뒤틀림이나 휘어짐과 같은 결함을 제거하여 호일의 평탄도를 보장합니다. 교정하는 동안 교정 롤의 압력과 간격을 정확하게 조정하여 호일의 평탄도 오차를 최소 범위 내에서 제어합니다.
2. 슬리팅 프로세스: 고객의 요구 사항에 따라 대형 호일 롤을 특정 폭의 코일 또는 단일 시트로 슬리팅합니다. 고정밀 슬리팅 장비가 사용되며, 슬리팅 정확도는 ±0.1mm 이내로 제어되어 슬리트 호일의 정확한 치수를 보장합니다.

요약하면, 다음과 같이 생산됩니다. 뮤-메탈 포일 는 세부 사항에 대한 요구 사항이 매우 높은 밀접하게 연결된 프로세스입니다. 신중한 원자재 선택부터 각 공정의 정밀한 제어에 이르기까지 모든 것이 최종 제품의 성능에 직접적인 영향을 미칩니다. 과학 기술의 지속적인 발전으로 뮤 메탈 포일에 대한 성능 요구 사항은 점점 더 높아질 것이며, 이는 필연적으로 생산 공정의 지속적인 혁신과 최적화를 추진하여 관련 산업의 발전에 견고한 재료 지원을 제공 할 것입니다.