Metody namagnesowania stali, która nie posiada „podatności” magnetycznej

Problem ma następujący charakter, mam dwa rodzaje materiałów; czysty polimer oraz kompozyt polimer / stal 304 / 3016 - chciałbym je odseparować metodą magnetyczną, wydaje się, że stal w moim kompozycie jest raz bardziej a raz mniej magnetyczna (pewnie zależy to od obróbki plastycznej i lub termicznej). Czy istnieją metody namagnesowania stali, która nie posiada „podatności” magnetycznej oraz jak sprecyzować wymagania dla dostawcy, który dostarcza nam stal - drut (szpule), aby być pewnym, że dostarcza nam materiał o odpowiedniej podatności magnetycznej, a może istnieją inne metody separacji metali autentystycznych jako części kompozytów w stosunku do czystych polimerów?

Magnetyczność stali nierdzewnych jest ściśle uzależniona od struktury krystalicznej stali, stale o strukturze ferrytycznej, martenzytycznej, ferrytyczno-austenitycznej są magnetyczne. Austenityczne stale nierdzewne (np. 302, 304, 316) są niemagnetyczne, ale w wyniku umocnienia przez zgniot mogą wykazać pewien niewielki stopień własności magnetycznych. W przypadku silnie odkształcanych plastycznie elementów zjawisko jest związane z powstawaniem fazy martenzytycznej, która jest magnetyczna i powoduje, że stal zaczyna przyciągać magnes.

Obróbka plastyczna na zimno znacznie zwiększa własności mechaniczne materiału i często jest wykonywana właśnie z tego względu. W przypadku niektórych form produktów takich jak na przykład druty obróbka plastyczna jest bezpośrednio związana z procesem jego produkcji. Druty podczas ciągnienia, gdzie uzyskują coraz to mniejszą średnicę są umacniane przez zgniot. W efekcie tego ich własności magnetyczne mogą ulec zwiększeniu. Druty o mniejszych średnicach uzyskują wyższe własności mechaniczne w wyniku umocnienia przez to też ich własności magnetyczne mogą być wyższe. 
 

Rys. 1. Wpływ umoczenia przez zgniot na własności magnetyczne austenitycznych stali nierdzewnych [1]

Na rysunku 1 przedstawiono wpływ umocnienia przez zgniot w wyniku obróbki plastycznej na własności magnetyczne – przenikalność magnetyczną stali austenitycznych typu 302, 304, 316. Stale o niższym stężeniu niklu 301 (EN 1.4310) wykazują mniej stabilna strukturę austenityczną, przez co ulegają silnemu umocnieniu przez zgniot i ich własności magnetyczne znacznie się zwiększają w porównaniu do stali o stabilnej strukturze austenitycznej np. AISI 316 ( EN 1.4401), które umacniają się wolniej a zmiana ich własności w wyniku obróbki plastycznej jest niewielka.

W celu rozwiązania zaistniałego problemu można:
• Stosować stale austenityczne silniej umacniające się przez obróbkę plastyczna na zimno takie jak gatunek AISI 301 (1.4310), który w stanie umocnionym wykazuje podwyższoną przenikalność magnetyczną,
• Jako materiał wejściowy do procesu produkcji stosować stal w stanie umocnionym bez obróbki cielnej polegającej na wyżarzaniu, która niweluje efekt umocnienia i zwiększonych własności magnetycznych, – jeżeli proces technologiczny umożliwia zastosowanie materiału w takim stanie,
• Wprowadzić na którymś etapie procesu technologicznego umocnienie materiału wejściowego – ciągnienie, w celu zwiększenie własności mechanicznych i magnetycznych materiału,
• Sprecyzować wymagania odnośnie zamawianego materiału wymagając wysokiego parametru przenikalności magnetycznej. Własność tą można zmierzyć za pomocą komercyjnie dostępnych przenośnych urządzeń pomiarowych [2],
• Magnetyczność materiału niemagnetycznego można wywołać chwilowo przez podłączenie zwoju drut ze stali niemagnetycznej do źródła prądu np. akumulatora. Podłączyć jeden koniec zwoju do bieguna dodatniego, zwój powinien być nawinięty na odizolowany elektrycznie rdzeń, a następnie kilka razy zewrzeć drugi koniec drutu do bieguna ujemnego. Taką czynność należy wykonywać przy zachowaniu wszystkich zasad bezpieczeństwa pracy i z zastosowaniem odpowiednich środków ochrony.

Literatura
[1]. Atlas Specialty Metal Tech Note 11 “Magnetic Response of Stainless Steel”
[2]. Mikroprocesorowy miernik do pomiaru przenikalności magnetycznej względnej materiałów słabo magnetycznych metodą nieniszczącą, www.rjmeasurement.com.pl