CN103187135A

CN103187135A - 一种高磁感应强度FeNiCo耐蚀软磁合金

Info

Publication number: CN103187135A
Application number: CN2012105495270A
Authority: CN
Inventors: 陈岳; 雷成辉; 王兵; 徐明舟
Original assignee: BEIJING BEIYE FUNCTIONAL MATERIALS Corp
Current assignee: BEIJING BEIYE FUNCTIONAL MATERIALS Corp
Priority date: 2012-12-18
Filing date: 2012-12-18
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2032-12-18
Also published as: CN103187135B

Abstract

本发明提供一种低磁场下具有高磁感应强度、高导磁率、低矫顽力、高稳定性和良好耐腐蚀性能的FeNiCo软磁合金成分及其生产方法。其成分(质量百分比)为：C≤0.02％，Si：0.2％～0.80％，Mn≤0.50％，Ni：29.00～35.00％，Co：25.00～32.00，Mo≤5.00，Cu≤0.50％，微量元素：0.001％～0.55％，其中稀土元素总量0.001％～0.05％，其余则为Fe和不可避免的夹杂。该合金采用真空冶炼、锻造、热轧、冷轧方法加工制造，经热处理后，在低磁场下具有高磁感应强度、高导磁率、低矫顽力、高稳定性和良好耐腐蚀性能等特性，可用于航空、航天、航海、电子、电力等诸多领域制作换能器、滤波器、电磁阀、变压器等。

Description

一种高磁感应强度FeNiCo耐蚀软磁合金

技术领域

本发明涉及一种FeNiCo软磁合金，尤其涉及一种在较低的外磁场下具有高感应强度、高导磁率、低矫顽力、高稳定性和良好耐腐蚀性能的软磁合金。

背景技术

软磁合金广泛应用于航空、航天、航海、军事和民用等领域。随着工业自动化技术的提高和各领域对器件小型化、轻质化的要求趋势，对软磁合金的综合性能要求也越来越高。器件小型化、高灵敏化、使用环境复杂化及性能稳定的要求，需要软磁合金材料在较低的外磁场下产生高的磁感应强度；磁化容易、去磁也容易，意味着材料还要有高导磁率、低矫顽力，同时合金还应具有良好的环境适应性。在传统的软磁合金中，FeCo系合金虽具有高的饱和磁感应强度，但其导磁率很低且矫顽力很高，导致电磁器件的灵敏度不高；FeAl、FeCr系列常用牌号软磁合金虽具有一定的饱和磁感应强度，但是它们在较低外磁场、小触发电流情况下工作磁感不够高，不能完全满足器件小型化、快速反应要求。FeAl合金的加工、制造性能较差，一般不容易加工；中镍FeNi软磁合金虽具有良好的导磁性能和较高的饱和磁感应强度，但其耐腐蚀性能不佳，无法在复杂的环境中使用。目前，在公开的文献资料中，还没有一种软磁合金经常规热处理后，在低的外磁场下具有高磁感应强度、高导磁率、低矫顽力、高稳定性以及良好的耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是开发一种在较低外磁场下具有优异磁性能、高稳定性和良好耐腐蚀性能的软磁合金。

本发明的FeNiCo软磁合金，即在较低外磁场下具有高磁感应强度、高导磁率、低矫顽力、高稳定性和良好耐腐蚀性能的FeNiCo软磁合金，其成分质量百分比为：

C＜0.02％ Si：0.20～0.8％

Mn＜0.50％ Ni：29.00～35.00％

Co：25.00～32.00 Mo＜5.00

Cu＜0.50％

微量稀土元素：0.001％～0.05％

其余为铁和无法避免的夹杂。

本发明提供的FeNiCo软磁合金可采用真空感应炉冶炼方式、经常规加工方法制备而得，具体包括真空冶炼、锻造、热轧、冷轧和退火过程。

本发明的FeNiCo软磁合金经以上方法加工制造成棒材和带材后，所具有的磁性能见表1～3。同时，表1～2中也对本发明的FeNiCo软磁合金和传统软磁合金进行了性能对比，可以看出本发明的FeNiCo软磁合金综合性能明显优于对比软磁合金。

0.5mm厚带材磁性能表1

表2棒材磁性能

表3棒材稳定性能

频率扫描Hz	加速度g	试验周期	Hc变化率(％)
				10～1000	3	2	2.56
30～1000	10	2	2.63

[0019]

30～1000

20

2

2.72

本发明提供的FeNiCo软磁合金，依据GJB-150.11-86盐雾试验标准进行耐腐蚀实验50小时，腐蚀速率最大为0.02mm/a。

本发明的FeNiCo软磁合金与现有合金相比所具有的优点有：

1、本发明的FeNiCo软磁合金具有良好的磁性能(以棒材为例)：磁感应强度B₂₄₀≥1.3T，可显著减小磁路截面积，减少器件材料的消耗，器件结构尺寸更优于专利申请号201110445158.6材料；具有低的矫顽力和高的导磁率，这是提高电磁器件灵敏度的必要条件。高导磁率使磁阻下降，因此，消耗磁势(安匝数)小，于是励磁所需的电能也下降。这样，电流下降而温升低，并使得电磁线圈组件重量与尺寸都降；而低矫顽力降低磁滞损耗，有利于磁化；

2、电阻率高于一般的软磁合金(对比合金)，有效降低电磁器件的涡流损耗，提高器件工作效率；

3、本发明提供的软磁合金，显著改善了合金的抗腐蚀特性，抗腐蚀特性与1J116合金相当。

4、电磁器件的工作环境(冲击、应力等)对合金的磁性产生影响。因此，本发明合金的磁稳定性保证了器件在受到影响后保持良好工作状态。

本发明的贡献在于：所发明的FeNiCo软磁合金在较低外磁场下具有良好的导磁特性：合金具有高导磁率、低矫顽力和较高的电阻率，利于其在使用中减少损耗并提高电磁器件的输出效果；合金优良的抗震动性可以使采用该合金制作的器件性能更稳定；通过合理的化学成分设计及添加适当的微量元素，可充分发挥各合金元素的作用，使合金在腐蚀环境中具有良好的耐腐蚀性能，能够更好的满足诸如军事或民用换能器、滤波器、发动机、接收机、变压器、电磁阀等在某些特殊环境下对材料的较高使用要求。

具体实施方式

实施例1

合金成分(质量百分比)为C：0.01％，Si：0.74％，Mn：0.18％，Ni：31.99％，Co：29.12％，Mo：3.0％，Cu：0.2％，Ce：0.02，其余为Fe。在真空感应炉中冶炼浇注后，合金经1200℃保温，再热锻成40mm×200mm扁坯；锻坯表面修磨后，经1180℃保温再热轧成5mm×210mm热轧带坯；热轧带坯冷轧开坯至2.0mm后，经一次1050℃中间退火软化后冷轧成0.5mm厚带材。冷轧带材经热处理后测试相关性能，所采用的热处理工艺为：1180℃×5h，以150℃/h的冷速冷却到700℃快冷到室温出炉，H₂保护。得到的性能如表4所示：

表4

在加速度3g下振动后，合金的矫顽力Hc变化率为2.56％。

50小时盐雾腐蚀腐蚀速率为0.0198mm/a

实施例2

合金成分(质量百分比)为C：0.01％，Si：0.50％，Mn：0.15％，Ni：30.70％，Co：30.23％，Mo：4.0％，Cu：0.3％，La：0.01％，Re： 0.01％，其余为Fe。在真空感应炉中冶炼浇注后，合金经1220℃保温，再热锻成40mm×200mm扁坯；锻坯表面修磨后，经1200℃保温后热轧成5mm×210mm热轧带坯；热轧带坯冷轧开坯至2.2mm后，经1000℃中间退火软化后冷轧成0.5mm厚带材。冷轧带材经真空热处理后测试相关性能，所采用的热处理工艺为：1150℃×6h，以200℃/h的冷速冷却到650℃快冷到室温出炉。得到的性能如表5所示：

表5

在加速度10g下振动后，合金的矫顽力Hc变化率为2.62％。

50小时盐雾腐蚀腐蚀速率为0.0163mm/a

实施例3

合金成分(质量百分比)为C：0.01％，Si：0.70％，Mn：0.13％，Ni：34.23％，Co：26.26％，Mo：3.10％，Cu：0.32，Ce：0.01％，Re：0.01％，其余为Fe。在真空感应炉中冶炼并浇注后，合金经1150℃保温，用快锻机锻造成Ф55mm锻棒。锻棒经热处理后测试相关性能，所采用的热处理工艺为：1000℃×8h，以50℃/h的冷速冷却到700℃快冷到室温出炉，H₂保护。得到性能如表6所示：

表6

在加速度20g下振动后，合金的矫顽力Hc变化率为2.65％。

50小时盐雾腐蚀腐蚀速率为0.0189mm/a。

Claims

1.一种低磁场下具有高磁感应强度、高导磁率、低矫顽力、高稳定性和良好耐腐蚀性能的FeNiCo软磁合金。其成分(质量百分比)为：

C≤0.02％ Si：0.20～0.8％

Mn≤0.50％， Ni：29.00～35.00％

Co：25.00～32.00 Mo≤5.00

Cu≤0.50％

微量元素：0.001％～0.55％，其中稀土元素的总量为0.001％～0.05％

其余为铁和无法避免的夹杂。

2.如权利要求1所述的FeNiCo软磁合金，其特征在于，该合金中添加的稀土包含La、Ce、混合稀土Re中的一种或几种，且稀土元素总含量不超过0.05％(质量百分比)。

3.如权利要求1和2所述的FeNiCo软磁合金，其特征在于，当Si含量为0.2％(质量百分比)时，该合金的Mo含量至少为1.0％(质量百分比)。