CN103805839A - 磁硬化FeGa合金及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种磁硬化FeGa合金及其制备方法，该合金组分中各元素及其所占质量百分比为：Ga：0.1～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～1.0wt%，Fe：余量；所述制备方法包括如下步骤：（1）冶炼和铸造：对Ga、C、Mn和Fe原料进行真空感应熔炼，定向铸造成FeGa合金坯料;（2）退火：对所述FeGa合金坯料在真空热处理炉中以80～90℃/小时的速度升温至1050～1100℃保温8～10小时，随炉冷却至300℃出炉;（3）超导充磁：将退火后的所述FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁。本发明的合金同时具有磁致伸缩性能和矩磁特性，适用于高压断路器的磁操作机构。
Description
技术领域
本发明涉及一种磁硬化FeGa合金及其制备方法，更具体地说，是涉及兼具磁致伸缩特性和矩磁特性的FeGa合金以及能够生产该种合金的制备方法，该技术可应用于电力设备高压断路器的磁操作机构。
背景技术
永磁材料是一类重要的功能材料，简单的说永磁材料是一经磁化即能保持恒定磁性的材料。目前在工业和现代科学技术广泛应用的永磁材料有四大类:（1）铸造Al-Ni系和Al-Ni-Co系永磁材料，简称铸造永磁材料；（2）铁氧体永磁材料；（3）稀土永磁材料；（4）其它永磁材料。
近年国内外众多厂家相继推出永磁机构断路器，其动作过程简单，机构零件比弹簧机构减少80%以上，大大降低了断路器的机械故障率，基本可达到免维护。但是以钕铁硼合金为永磁体的机构存在合分闸电流高、高温易失效、退磁率高等问题。
随着电子技术向小型化、多功能方向发展，开发多功能复合的磁性材料十分重要。FeGa合金是在2000年由美国Clark等人开发出的新型磁致伸缩材料（Clark A E, RestorffJ B, Wun-Fogle M, et al. Magnetostrictive properties of body-centered cubic Fe-Ga and Fe-Ga-Al alloys. IEEE Transactions on Magnetics, 2000, 36(5):3238-3240）。相比于传统的FeNi磁致伸缩合金和巨磁致伸缩材料Terfenol-D来说，FeGa合金兼有成本低、力学性能好、低场大应变等特征，成为磁致伸缩领域被关注的重点。如果能将FeGa合金的低场大磁致伸缩、高居里温度和高响应频率用在高压开关的磁路机构中将会明显降低分合闸电流(更节能)、高温不失效(更可靠)，应用前提是找到FeGa合金的磁硬化途径。
现有的FeGa磁致伸缩合金无矩磁特性，目前的各种元素添加只是为了提高FeGa合金磁致伸缩性能或改善FeGa合金的力学性能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种兼具磁致伸缩性能和矩磁性质的磁性合金以及制备这种合金的工艺方法，使相应的新型复合材料适合用于高压开关操作机构磁路中，以降低分合闸电流和保持高温下工作可靠。
本发明的技术方案是：
一种磁硬化FeGa合金，其中加入了Mn、C元素。
所述磁硬化FeGa合金中各元素及其所占的质量百分比为：
Ga：0.1～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～1.0wt%，Fe：余量。
作为进一步的优选配比，所述的磁硬化FeGa合金中各元素及其所占的质量百分比可以是：
（1）Ga：1.00～10.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，Fe：余量；（2）Ga：3.00～8.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.55～0.75wt%，Fe：余量；或（3）Ga：11.75～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.80～1.0wt%，Fe：余量。
所述磁硬化FeGa合金的矫顽力Hc可达5～30kA/m，具有Z型磁化曲线，室温磁致伸缩系数可达20～300×10-6。
一种磁硬化FeGa合金的制备方法，包括如下步骤：
（1） 冶炼和铸造：对Ga、C、Mn和Fe原料进行真空感应熔炼，定向铸造成FeGa合金坯料，合金组分中上述各元素的质量百分比分别为：Ga：0.1～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～1.0wt%，Fe：余量；
（2） 退火：对所述FeGa合金坯料在真空热处理炉中以80～90℃/小时的速度升温至1050～1100℃保温8～10小时，随炉冷却至300℃出炉;
（3） 超导充磁：将退火后的所述FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁。
所述步骤（3）中充磁次数可以为3-5次，超导永磁体的磁场强度优选为4-8T。
在进行所述步骤（1）、（2）时，优选调节真空度到2×10-3Pa～4×10-3Pa，再通入惰性气体作为保护气体。保护气体压力优选为（4～5）×104Pa。
合金组分中Ga、C、Mn和Fe各元素的质量百分比优选配比为：Ga：1.00～10.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，Fe：余量；或者为：Ga：11.75～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.80～1.0wt%，Fe：余量。
本发明的设计原理如下：
（1）FeGa合金中Ga元素会在无序的A2基体相内部形成纳米级的马氏体四方相，马氏体相的磁各向异性是FeGa磁硬化行为的起因，在Fe合金中添加C和Mn元素可极大地促进马氏体相的形成，同时，为了避免产生不利于FeGa合金磁致伸缩性能的面心立方相，本发明将C含量限制在0.50wt%以内，将Mn含量限制在1.0wt%以内。
（2）对合金进行真空熔炼是为保证尽量减少氧化对材料磁性能的影响，定向铸造是为了形成晶粒在单轴方向上沿晶体学方向<001>的有序排列。
（3）退火工艺是让合金在A2相区的温度长时间保温，以保证合金成分和相结构的均匀性。
（4）最后的超导充磁工序，是利用具有强磁晶各向异性的马氏体在超导强磁体下发生沿磁场方向上的扭转，退掉磁场后在充磁方向上的单轴各向异性得到一定程度的强化和保持。
本发明的有益效果为：通过引入Mn、C等，使FeGa合金被磁硬化，使所形成的新型复合材料（即磁硬化FeGa磁致伸缩合金）具有了优异的矩磁特性。通过采用本发明所公开的各组分的质量配比并结合采用本发明所公开的相应的制备工艺，获得了现有技术下所没有的具有优异矩磁特性的磁致伸缩复合材料，其矫顽力Hc可达5～30kA/m，具有Z型磁化曲线，室温磁致伸缩系数可达20～300×10-6。是一种新型的较经济的低场大磁致伸缩、高居里温度和高响应频率硬磁材料，当应用于高压开关的磁路机构中时可明显降低分合闸电流，节能效果显著，另外，该材料即使工作在高温下也会长期保持较低的退磁率，因此可使高压开关可靠性显著提高，当然，该合金还可用于其他有矩磁特性、大磁致伸缩特性等材料特性要求的场合。
附图说明
图1是<100>取向铸造FeGa合金的横截面X射线衍射图谱；
图2是无取向铸态样品的X射线衍射图谱；
图3是FeGa合金磁致伸缩性能曲线图；
图4是Ga：1.OOwt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，余量为Fe的合金磁滞回线图；
图5是Ga：10.OOwt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，余量为Fe的合金磁滞回线图；
图6是Ga：22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.80～1.0wt%，余量为Fe的合金磁滞回线图。
具体实施方式
本发明公开了一种磁硬化FeGa合金，其是在现有的FeGa磁致伸缩合金基础上引入了Mn、C等元素，使FeGa磁致伸缩合金得到了磁硬化，使所形成的新型材料（即磁硬化FeGa磁致伸缩合金）具有了矩磁特性。
所述磁硬化FeGa合金的组分包括Ga、C、Mn、Fe，当然还含有其他不可避免的杂质。上述各组分的质量百分比为：Ga：0.1～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～1.0wt%，Fe：余量。
以下是几组优选的质量配比：（1）Ga：1.00～10.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，Fe：余量；（2）Ga：3.00～8.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.55～0.75wt%，Fe：余量；（3）Ga：11.75～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.80～1.0wt%，Fe：余量。
本发明的所述磁硬化FeGa合金的矫顽力Hc可达5～30kA/m，具有Z型磁化曲线，室温磁致伸缩系数在20～300×10-6范围内。
现有技术下，对铁基合金采用不同的热处理方法可形成淬火钢型、α/γ相转变型、亚稳相分解型和析出型等不同类型的磁硬化合金。本发明的发明人发现：通过微合金化，并用定向铸造制备取向FeGa合金，最后采用超导强磁体充磁是FeGa合金磁硬化的另外一种全新途径。定向铸造可以获得其生长方向与主应力方向一致的单向生长的晶体，消除横向晶界，使合金的单向机械强度等得到提高，更重要的是为后续的充磁以及磁性保持打下坚实的基础。具体制备方法包括如下步骤：
（1）冶炼和浇铸：先将Ga、C、Mn和Fe等原料称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度为2×10-3Pa～4×10-3Pa，通入惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，再在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，翻转合金锭再进行熔炼，待原料完全熔化后再通过迅速冷却使其凝固成合金锭，再翻转合金锭，熔炼，如此反复2～4次使合金内的成分均匀，然后定向铸造成FeGa合金坯料，合金组分中上述各元素的质量百分比分别为：Ga：0.1～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～1.0wt%，Fe：余量。
（2）均匀化退火：将FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为2×10-3Pa～4×10-3Pa，通入惰性气体作保护气体，以80～90℃/小时的速度升温至1050～1100℃保温8～10小时，随炉冷却至300℃出炉。
（3）超导充磁：将退火后的所述FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁3-5次，超导永磁体的磁场强度为4-8T。优选为充磁4次，超导永磁体的磁场强度6T。
Ga、C、Mn和Fe原料的质量百分比还可以为：Ga：1.00～10.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，Fe：余量；或者为：Ga：11.75～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.80～1.0wt%，Fe：余量。采用上述制备方法，最终可以获得本发明公开的所述磁硬化FeGa合金。以下是几个制备方法的实施例。
实施例1：
将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：1.OOwt%，C：0.46wt%，Mn：0.68wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度到4×10-3Pa，通入高纯氩气作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼3次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成FeGa合金坯料。
将FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为（2～4）×10-3Pa，再通入氩气等惰性气体作保护气体，压力为5×104Pa，在保护气体氛围中以80℃/小时的速度升温至1100℃保温8小时后，随炉冷却至300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁5次，磁场强度为4T。最终获得磁硬化（含Ga：1.OOwt%，C：0.46wt%，Mn：0.68wt%）的FeGa磁致伸缩合金。
将上述制得的FeGa合金用线切割方法切取样品，图1为沿晶体学<100>方向取向铸造合金的横截面X射线衍射图谱，图2为无取向铸态样品的X射线衍射图谱；可以看出定向凝固后（200）峰强度迅速增强，由此可以认为本材料为<100>轴向择优取向。图3是磁硬化FeGa合金磁致伸缩性能曲线图。
对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，测试结果如图4所示，样品的矫顽力为6kA/m。
实施例2：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：10.OOwt%，C：0.45wt%，Mn：0.72wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度到3×10-3Pa，再通入高纯氩气等惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼4次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成FeGa合金坯料。
将FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为（2～4）×10-3Pa，再通入氩气等惰性气体作保护气体，真空室压力为4×104Pa，以80℃/小时的速度升温至1100℃保温10小时后，随炉冷却至300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁4次，磁场强度为6T。最终获得磁硬化(含Ga：10.OOwt%，C：0.45wt%，Mn：0.72wt%)的FeGa磁致伸缩合金。
对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，测试结果如图5所示，样品的矫顽力为28kA/m。
实施例3：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：22.65wt%，C：0.48wt%，Mn：0.86wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度2×10-3Pa，通入高纯氩气作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼4次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成FeGa合金坯料。
将FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为（2～4）×10-3Pa，通入氩气作保护气体，压力4×104Pa，以90℃/小时的速度升温至1050℃保温8小时后，随炉冷却至300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁3次，磁场强度为8T。最终获得磁硬化（含Ga：22.65wt%，C：0.48wt%，Mn：0.86wt%）的FeGa磁致伸缩合金。
对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，测量结果如图6所示，样品的矫顽力为21kA/m。
实施例4：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：0.10wt%，C：0.47wt%，Mn：0.70wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度（2～3）×10-3Pa，通入高纯氩气等惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼3次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成含有Mn、C的FeGa合金坯料。
将所述FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为（2～4）×10-3Pa，通入氩气等惰性气体作保护气体，保护气体压力为4×104Pa，以83℃/小时的速度升温至1080℃保温8.5小时后，随炉冷却至约300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁3次，磁场强度为5T，获得磁硬化（含Ga：0.10wt%，C：0.47wt%，Mn：0.70wt%）的FeGa磁致伸缩合金。对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，样品的矫顽力为5kA/m。
实施例5：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：1.23wt%，C：0.50wt%，Mn：0.80wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度（2～4）×10-3Pa，通入高纯氩气等惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼3次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成含有Mn、C的FeGa合金坯料。
将所述FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为（2～4）×10-3Pa，通入氩气等惰性气体作保护气体，保护气体压力为4×104Pa，以85℃/小时的速度升温至1090℃保温9小时后，随炉冷却至约300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁3次，磁场强度为6T，获得磁硬化（含Ga：1.23wt%，C：0.50wt%，Mn：0.80wt%）的FeGa磁致伸缩合金。对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，样品的矫顽力为7kA/m。
实施例6：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：11.75wt%，C：0.43wt%，Mn：1.00wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度（3～4）×10-3Pa，通入高纯氩气等惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼4次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成含有Mn、C的FeGa合金坯料。
将所述FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为（3～4）×10-3Pa，通入氩气等惰性气体作保护气体，保护气体压力为5×104Pa，以80℃/小时的速度升温至1100℃保温9.5小时后，随炉冷却至约300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁4次，磁场强度为7T，获得磁硬化（含Ga：11.75wt%，C：0.43wt%，Mn：1.00wt%）的FeGa磁致伸缩合金。对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，样品的矫顽力为30kA/m。
实施例7：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：20.38wt%，C：0.40wt%，Mn：0.50wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度（3～4）×10-3Pa，通入高纯氩气等惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼4次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成含有Mn、C的FeGa合金坯料。
将所述FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为（3～4）×10-3Pa，通入氩气等惰性气体作保护气体，保护气体压力为5×104Pa，以88℃/小时的速度升温至1070℃保温10小时后，随炉冷却至约300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁4次，磁场强度为8T，获得磁硬化（含Ga：20.38wt%，C：0.40wt%，Mn：0.50wt%）的FeGa磁致伸缩合金。对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，样品的矫顽力为20kA/m。
实施例8：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：3.00wt%，C：0.40wt%，Mn：0.56wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度2.5×10-3Pa，通入高纯氩气等惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼3次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成含有Mn、C的FeGa合金坯料。
将所述FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为2.5×10-3Pa，通入氩气等惰性气体作保护气体，保护气体压力为4×104Pa，以82℃/小时的速度升温至1050℃保温8小时后，随炉冷却至约300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁3次，磁场强度为6T，获得磁硬化（含Ga：3.00wt%，C：0.40wt%，Mn：0.56wt%）的FeGa磁致伸缩合金。对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，样品的矫顽力为10kA/m。
实施例9：
先将纯度大于99.9%的Fe、Ga、Mn、C等原材料用电子天平称量，按照质量百分比Ga：8.00wt%，C：0.49wt%，Mn：0.75wt%，Fe余量称量后放入真空感应炉内的水冷铜坩埚中，调节真空室的真空度3.5×10-3Pa，通入高纯氩气等惰性气体作保护气体，调节加热功率，使原料完全熔化，然后使其在水冷铜坩埚内迅速凝固成合金锭，再翻转合金锭进行熔炼，如此反复熔炼4次使合金内的成分均匀，然后浇铸到底部为水冷铜的模具中定向铸造成含有Mn、C的FeGa合金坯料。
将所述FeGa合金坯料放入真空热处理炉中，调节真空室的真空度为3.5×10-3Pa，通入氩气等惰性气体作保护气体，保护气体压力为4×104Pa，以86℃/小时的速度升温至1060℃保温9小时后，随炉冷却至约300℃出炉。
将经过上述热处理后的FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁4次，磁场强度为6T，获得磁硬化（含Ga：8.00wt%，C：0.49wt%，Mn：0.75wt%）的FeGa磁致伸缩合金。对沿定向铸造方向切取的样品进行磁滞回线测量，样品的矫顽力为24kA/m。
本发明中的“X～Y”是指≥X，且≤Y，即相应数值范围包含两个端值。
Claims (10)
1.一种磁硬化FeGa合金，其特征在于其原料中含有Mn、C元素。
2.如权利要求1所述的磁硬化FeGa合金，其特征在于其组分中各元素及其所占的质量百分比为：
Ga：0.1～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～1.0wt%，Fe：余量。
3.如权利要求2所述的磁硬化FeGa合金，其特征在于其组分中各元素及其所占的质量百分比为：
Ga：1.00～10.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，Fe：余量。
4.如权利要求3所述的磁硬化FeGa合金，其特征在于其组分中各元素及其所占的质量百分比为：
Ga：3.00～8.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.55～0.75wt%，Fe：余量。
5.如权利要求2所述的磁硬化FeGa合金，其特征在于其组分中各元素及其所占的质量百分比为：
Ga：11.75～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.80～1.0wt%，Fe：余量。
6.如权利要求1、2、3、4或5所述的磁硬化FeGa合金，其特征在于其矫顽力Hc为5～30kA/m，具有Z型磁化曲线，室温磁致伸缩系数为20～300×10-6。
7.一种磁硬化FeGa合金的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）冶炼和铸造：对Ga、C、Mn和Fe原料进行真空感应熔炼，定向铸造成FeGa合金坯料，合金组分中上述各元素的质量百分比分别为：Ga：0.1～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～1.0wt%，Fe：余量;
（2）退火：对所述FeGa合金坯料在真空热处理炉中以80～90℃/小时的速度升温至1050～1100℃保温8～10小时，随炉冷却至300℃出炉;
（3）超导充磁：将退火后的所述FeGa合金坯料在超导永磁体中反复充磁。
8.如权利要求7所述的磁硬化FeGa合金的制备方法，其特征在于所述步骤（3）中充磁次数为3-5次，超导永磁体的磁场强度为4-8T。
9.如权利要求8所述的磁硬化FeGa合金的制备方法，其特征在于在进行所述步骤（1）、（2）时，调节真空度为2×10-3Pa～4×10-3Pa，通入惰性气体作为保护气体。
10.如权利要求9所述的磁硬化FeGa合金的制备方法，其特征在于合金组分中Ga、C、Mn和Fe各元素的质量百分比为：Ga：1.00～10.00wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.50～0.80wt%，Fe：余量；或者为：Ga：11.75～22.65wt%，C：0.40～0.50wt%，Mn：0.80～1.0wt%，Fe：余量。
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