CN110438308B - 一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法 - Google Patents

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Abstract

一种FeCo‑1.1V软磁合金的多级热处理方法，属于软磁合金技术领域。本发明是为了解决目前FeCo‑1.1V软磁合金无法同时获得较高的磁性能和力学性能的技术问题。本发明方法：一、将待处理的FeCo‑1.1V软磁合金在还原气氛、温度为730℃～850℃的条件下保温20min～120min，然后水冷处理；二、然后在还原气氛、温度为400℃～600℃的条件下保温1h～100h，然后水冷处理；三、再在还原气氛、温度为700℃～750℃的条件下保温10min～60min，然后水冷处理。本发明的多级热处理方法处理的FeCo‑1.1V软磁合金在室温和高温条件下的力学性能和磁性能均得到显著提高。

Description

一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法
技术领域
本发明属于软磁合金的技术领域；具体涉及一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法。
背景技术
FeCoV软磁合金具有高饱和磁感应强度，高居里温度以及低矫顽力的特点，是制造多电发动机磁悬浮轴承静子和转子叠片的首选材料。针对多电发动机的使用技术要求，其工作温度范围为500℃~600℃。
FeCoV软磁合金的力学性能及磁性能均与合金的热处理工艺有关系。当合金在再结晶温度点以上进行退火时，合金发生再结晶，使合金的矫顽力下降，提高合金的磁性能。但随着退火温度升高，再结晶程度增高，晶粒尺寸增大，合金的屈服强度和抗拉强度均会发生明显的下降。此外，当合金在再结晶温度以下进行时效时，合金内部会产生析出相，析出相使合金的屈服强度和抗拉强度明显提高，但是析出相的存在会阻碍合金内部磁畴的运动，使矫顽力升高，磁性能降低。
发明内容
本发明是为了解决目前FeCoV软磁合金无法同时获得较高的磁性能和力学性能的技术问题，而提供一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法。
为解决上述技术问题，本发明中一种FeCo-1.1V软磁合金的的多级热处理方法是按以下步骤进行的：
步骤一、将待处理的FeCo-1.1V软磁合金在还原气氛、温度为730℃~850℃的条件下保温20min~120min，然后水冷处理；
步骤二、将步骤一水冷后的FeCo-1.1V软磁合金在还原气氛、温度为400℃~600℃的条件下保温1h~100h，然后水冷处理；
步骤三、将步骤二水冷后的的FeCo-1.1V软磁合金在还原气氛、温度为700℃~750℃的条件下保温10min~60min，然后水冷处理；即完成FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理。
进一步地限定，步骤一所述的FeCo-1.1V软磁合金按质量百分比由49.48%Fe、49.30%Co、1.10%V和0.12%Mn组成；按现有方法加工而成。
进一步地限定，步骤一所述的还原气氛为为氩气和氢气的混合气；步骤二所述的还原气氛为为氩气和氢气的混合气；步骤三中所述的还原气氛为为氩气和氢气的混合气。还原气氛为混合气体时，氢气的体积分数均为3%~7%。
利用本发明的多级热处理方法处理的FeCo-1.1V软磁合金在室温条件下的抗拉强度σb是单级热处理工艺的1.48倍，在室温条件下的屈服强度σ0.2是单级热处理工艺的1.45倍；高温条件下的抗拉强度σb与屈服强度σ0.2也均得到显著提高；
本发明的多级热处理方法与单级热处理方法相比，使FeCo-1.1V软磁合金矫顽力较高温退火处理后会有所升高，但明显低于低温时效后合金的矫顽力；同时，通过多级热处理后软磁合金的饱和磁感应强度不发生明显的变化。
附图说明
图1为力学强度和延伸率的数据图，1为经过试验二的多级热处理的FeCo-1.1V软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo-1.1V软磁合金；
图2为磁性能数据图，1为经过试验二的多级热处理的FeCo-1.1V软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo-1.1V软磁合金。
具体实施方式
实施例1：本实施方式中一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法是按以下步骤进行的：
步骤一、将待处理的FeCo-1.1V软磁合金放入瓷舟，置于气氛炉中，然后在氩气气氛、温度为750℃的条件下保温45min，然后放入水中进行水冷处理；
步骤二、将步骤一水冷后的FeCo-1.1V软磁合金在氩气和氢气的混合气氛、温度为500℃的条件下保温10h，然后放入水中进行水冷处理；
步骤三、将步骤二水冷后的的FeCo-1.1V软磁合金在氩气和氢气的混合气氛、温度为730℃的条件下保温10min，然后放入水中进行水冷处理；即完成FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理；其中，步骤一、二和三中氢气的体积分数为5%。
对比例：将待处理的FeCo-1.1V软磁合金放入瓷舟，置于气氛炉中，然后在氩气和氢气的混合气氛、温度为750℃的条件下保温45min，然后放入水中进行水冷处理。
本实施例与对比例所述的FeCo-1.1V软磁合金相同，按质量百分比由49.48%Fe、49.30%Co、1.10%V和0.12%Mn组成；按现有方法加工而成，可以熔融后浇铸而成。
图1为力学强度和延伸率的数据图，1为经过试验二的多级热处理的FeCo-1.1V软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo-1.1V软磁合金，从图可以看出，对于FeCo-1.1V软磁合金，当进行多级热处理时，合金室温条件下的屈服强度和抗拉强度明显高于单级热处理工艺时，同时合金的延伸率也较高，此时，合金的室温σ0.2为861MPa，σb为1511MPa，ε为15.3%。此时合金的抗拉强度和屈服强度分别是试验一的1.48倍和1.45倍。因而，在试验二的多级热处理工艺下合金力学性能优异。
图2为磁性能数据图，1为经过试验二的多级热处理的FeCo-1.1V软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo-1.1V软磁合金，从图可以看出，对于FeCo-1.1V合金，当进行多级热处理时，合金室温条件下的矫顽低于试验一的单级热处理工艺，而饱和磁感应强度与单级热处理工艺类似。试验二的多级热处理过的合金的矫顽力Hc为121.6A/m，饱和磁感应强度为2.4T。通过多级热处理工艺，合金的矫顽力较高温退火处理后会有所降低。同时，通过多级热处理后软磁合金的饱和磁感应强度不发生明显的变化。
FeCo-1.1V软磁合金在工作环境下的使用温度为500℃~600℃，因而在实验过程中需要对经过热处理后合金的高温性能进行测试。
表1所示为试验三中经过多级热处理后FeCo-1.1V软磁合金的高温力学性能，可以看出其高温力学性能高于合金工作温度下的使用要求。
表1
测试温度/℃ <i>σ</i><sub><i>b</i></sub>/MPa <i>σ</i><sub><i>0.2</i></sub>/MPa <i>ε</i>/%
500 818 464 28.4
600 561 479 26.4
σ0.2表示屈服强度，σb表示抗拉强度，ε表示延伸率。
实施例2：本实施方式中一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法是按以下步骤进行的：
步骤一、将待处理的FeCo-1.1V软磁合金放入瓷舟，置于气氛炉中，然后在氩气和氢气的混合气氛、温度为750℃的条件下保温60min，然后放入水中进行水冷处理；
步骤二、将步骤一水冷后的FeCo-1.1V软磁合金在氩气和氢气的混合气氛、温度为450℃的条件下保温20h，然后放入水中进行水冷处理；
步骤三、将步骤二水冷后的的FeCo-1.1V软磁合金在氩气和氢气的混合气氛、温度为720℃的条件下保温30min，然后放入水中进行水冷处理；即完成FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理；其中，步骤一、二和三中氢气的体积分数为3%，步骤二和三加热反应在气氛炉内进行。
本实施例与实施例1所述的FeCo-1.1V软磁合金相同。
实施例3：本实施方式中一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法是按以下步骤进行的：
步骤一、将待处理的FeCo-1.1V软磁合金放入瓷舟，置于气氛炉中，然后在氩气和氢气混合气氛、温度为800℃的条件下保温20min，然后放入水中进行水冷处理；
步骤二、将步骤一水冷后的FeCo-1.1V软磁合金在氩气和氢气混合气氛、温度为650℃的条件下保温5h，然后放入水中进行水冷处理；
步骤三、将步骤二水冷后的的FeCo-1.1V软磁合金在氩气和氢气混合气氛、温度为740℃的条件下保温10min，然后放入水中进行水冷处理；即完成FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理；其中，步骤一、二和三中氢气的体积分数为7%，步骤二和三加热反应在气氛炉内进行。
本实施例与实施例1所述的FeCo-1.1V软磁合金相同。

Claims (7)

1.一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法，其特征在于FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法是按以下步骤进行的：
步骤一、将待处理的FeCo-1.1V软磁合金在还原气氛、温度为730℃~850℃的条件下保温20min~120min，然后水冷处理；
步骤二、将步骤一水冷后的FeCo-1.1V软磁合金在还原气氛、温度为400℃~600℃的条件下保温1h~100h，然后水冷处理；
步骤三、将步骤二水冷后的FeCo-1.1V软磁合金在还原气氛、温度为700℃~750℃的条件下保温10min~60min，然后水冷处理；即完成FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理；
其中，步骤一中所述FeCo-1.1V软磁合金按质量百分比由49.48%Fe、49.30%Co、1.10%V和0.12%Mn组成。
2.根据权利要求1所述的一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法，其特征在于步骤一所述的还原气氛为氩气和氢气的混合气；步骤二所述的还原气氛为氩气和氢气的混合气；步骤三中所述的还原气氛为氩气和氢气的混合气，混合气中氢气的体积分数均为3%~7%。
3.根据权利要求1所述的一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法，其特征在于步骤一中在还原气氛、温度为750℃~800℃的条件下保温20min~60min。
4.根据权利要求1所述的一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法，其特征在于步骤一中在温度为750℃下保温45min。
5.根据权利要求1所述的一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法，其特征在于步骤二中在温度为500℃下保温10h。
6.根据权利要求1所述的一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法，其特征在于步骤三中在温度为720℃~740℃下保温10min~30min。
7.根据权利要求1所述的一种FeCo-1.1V软磁合金的多级热处理方法，其特征在于步骤三中在温度为730℃下保温10min。
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