CN112662960A - 一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其包括以下步骤：S1：熔炼铸锭，将金属原料真空熔炼，浇注得到合金锭；S2：原材加工，轧制合金锭得到型材；S3：热处理加工，固溶淬火，第一次回火，加工材料使型材横截面减小30%‑80%，第二次回火。S4：产品加工。本申请具有提高永磁体加工过程中的安全性的效果。

Description

一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺

技术领域

本申请涉及金属材料的领域，尤其是涉及一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺。

背景技术

随着社会的发展，永磁体的应用也越来越广，从最简单的包装磁体，到在微特电机、永磁仪表、电子工业、核磁共振装置、传感器、音响器材、磁性传动结构、磁疗设备等方面。而目前永磁体包括汝铁硼磁体、铁氧体磁体、铝镍钴磁体、铁铬钴永磁体等，其中，铁铬钴永磁体是一种新型永磁材料，其磁性能与铝镍钴永磁相当，可平面八极充磁、平面多极充磁，且具有便于进行机械加工的优点，特别适宜制作尺寸要求形状复杂的细小、微薄永磁元件，在目前机电产业和信息产业越来越多样化发展的情况下，有很好的发展前景。

相关技术中，铁铬钴永磁体的加工是通过熔炼铸锭、轧制、淬火、磁场热处理、回火、时效处理制备出的硬磁化型可变形永磁体。其中，磁场热处理是对铁铬钴合金进行充磁的步骤，其通常是将金属置于2000-3000Oe的磁场中处理，然后保温一段时间，回火，加工。该强度的磁场长时间大面积使用会对人体造成伤害，安全性较低。

发明内容

为了提高永磁体加工过程中的安全性，本申请提供含钼铁铬钴永磁体的加工工艺。

本申请提供的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺采用如下的技术方案：

一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，包括以下步骤：

S1：熔炼铸锭，将金属原料真空熔炼，浇注得到合金锭；

S2：原材加工，热轧合金锭得到型材，热轧温度1050-1150℃、且保温20-30min；

S3：热处理加工，固溶淬火，第一次回火，加工材料使型材横截面减小30％-80％，第二次回火。

S4：产品加工。

通过采用上述技术方案，经过熔炼浇注、热轧得到轧制后的合金锭，之后通过固溶淬火消除析出相，使得个金属原料形成合金，之后经过第一次回火消除内应力，并使合金锭有较好的加工性能，之后再加工材料，使合金锭的截面积减小，此过程中，合金锭产生磁性，以此机械加工的方式，代替了传统的磁场热处理充能，工作人员不会有收到磁场辐射的可能，提高了生产的安全性，同时该充磁方式使得得到的含钼的铁铬钴永磁体的磁性能加强。

可选的，所述固溶淬火的具体步骤为：将轧制成型的合金锭升温至1250-1300℃，保温15-20min，进行高温淬火。

通过采用上述技术方案，该温度和保温时间下，过剩相充分溶解到固溶体中，之后高温淬火，快速冷却，得到均匀一致的合金锭，有利于进行充磁过程中，各部分的磁性能均匀一致。

可选的，所述固溶淬火步骤中，高温淬火的介质水的温度为15-25℃。

通过采用上述技术方案，在该温度下，该含钼铁铬钴合金经过高温淬火后其机械性能、加工性能更优。

可选的，所述第一次回火的条件为：温度550-720℃，时间1-3h。

通过采用上述技术方案，在该温度和时间下的第一次回火，消除了轧制成型的合金锭的内应力，使其具有良好的塑性和韧性，合金锭的可加工性能提高。

可选的，所述第二次回火条件为：温度450-620℃，时间2-12h。

通过采用上述技术方案，加工材料使得轧制成型的合金锭横截面减小后，合金成分颗粒得到延伸，形成各向异性，然后在该温度和时间下第二次回火，消除了加工费材料步骤中产生的内应力，防止加工后的合金锭变形和开裂，降低加工后合金锭的脆性，使元件具有较好的强度、韧性和弹性等机械性能，同时稳定元件的尺寸。

可选的，所述合金锭按重量份数包括以下原料：Cr 27-30％，Co15-17％，Mo 0.5-1.5％，微量元素0.1-0.6％，余量为Fe。

通过采用上述技术方案，以铁、铬、钴、钼以及少量微量元素的原料组合，在保证含钼铁铬钴永磁体合金钴含量低的基础上，使其得到的合金锭的可加工性能较好，且利于提高产品的磁性能；钴为较贵金属，钴含量的降低使永磁体的成本得到降低。

可选的，步骤S1中，将金属铁、铬、钴、钼原料以及微量元素原料加热至1150-1250℃，进行真空熔炼，熔炼20-30min，然后进行浇注，冷却得到钢锭。

可选的，步骤S3中，加工材料使轧制成型的合金锭横截面减小60％-80％。

通过采用上述技术方案，在该截面变化范围内，合金锭能够得到更好的磁性能。

可选的，所述微量元素为Si、Ti、V、Cu中的一种或多种。

可选的，所述微量元素包括为Ti 62-70％，Cu 30-38％。

通过采用上述技术方案，在该微量元素的种类以及比例下，得到的含钼铁铬钴永磁体有更高的磁性能。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

本申请通过控制含钼铁铬钴永磁体的原料、原料配比、以及工艺的各个细节，降低了钴的含量，是成本降低，同时，使得在较低的钴含量的基础上，使含钼铁铬钴永磁体有较好的加工性能和磁性能。

具体实施方式

结合以下内容对本申请作进一步详细说明。

实施例1

一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，包括以下步骤：

S1：熔炼铸锭，将Cr 27g、Co 17g、Mo 0.5g、微量元素0.6g、Fe 54.9g加热至1150℃，进行真空熔炼，熔炼30min，然后进行浇注，冷却得到钢锭；其中微量元素为Cu。

S2：原材加工，热轧合金锭得到型材，热轧温度1250℃、且保温30min；

S3：热处理加工，固溶淬火，将轧制成型的合金锭升温至1050℃，保温20min，进行高温淬火，高温淬火的介质水的温度为15℃；在720℃温度下进行第一次回火，时间1h；加工材料，使用拉丝机将型材的横截面减小80％；在450℃温度下进行第二次回火，时间12h。

S4：进行产品加工，磁检：检验产品磁性能。

实施例2

与实施例1的不同之处在于：

一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，包括以下步骤：

S1：熔炼铸锭，将Cr 29g、Co 16g、Mo 1g、微量元素0.5g、Fe 53.5g加热至1200℃，进行真空熔炼，熔炼25min，然后进行浇注，冷却得到钢锭；

S2：原材加工，热轧合金锭得到型材，热轧温度1280℃、且保温23min；

S3：热处理加工，固溶淬火，将轧制成型的合金锭升温至1150℃，保温18min，进行高温淬火，高温淬火的介质水的温度为17℃；在610℃温度下进行第一次回火，时间2h；加工材料，使用拉丝机将型材的横截面减小63％；在500℃温度下进行第二次回火，时间7h；

S4：进行产品加工，磁检：检验产品磁性能。

实施例3

与实施例1的不同之处在于：

一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，包括以下步骤：

S1：熔炼铸锭，将Cr 30g、Co 15g、Mo 1.5g、微量元素0.1g、Fe 53.4g加热至1250℃，进行真空熔炼，熔炼20min，然后进行浇注，冷却得到钢锭；

S2：原材加工，热轧合金锭得到型材，热轧温度1150℃、且保温20min；

S3：热处理加工，固溶淬火，将轧制成型的合金锭升温至1300℃，保温15min，进行高温淬火，高温淬火的介质水的温度为25℃；在550℃温度下进行第一次回火，时间3h；加工材料，使用拉丝机将型材的横截面减小30％；在620℃温度下进行第二次回火，时间22h；

S4：进行产品加工，磁检：检验产品磁性能。

实施例4

与实施例2的不同之处在于：步骤S1中，熔炼铸锭，将Cr 29g、Co 16g、Mo 1g、微量元素0.5g、Fe 53.5g熔融。

实施例5

与实施例2的不同之处在于：步骤S1中，熔炼铸锭，将Cr 30g、Co 15g、Mo 1.5g、微量元素0.1g、Fe 53.4g熔融。

实施例6

与实施例4的不同之处在于：微量元素包括Si 0.125g、Ti 0.125g、V 0.125g、Cu0.125g。

实施例7

与实施例4的不同之处在于：微量元素包括为Ti 0.31g，Cu 0.19g。

实施例8

与实施例4的不同之处在于：微量元素包括为Ti 0.325g，Cu0.175g。

实施例9

与实施例4的不同之处在于：微量元素包括为Ti 0.35g，Cu 0.15g。

实施例10

与实施例8的不同之处在于：步骤S3中，加工材料使轧制成型的合金锭横截面减小60％。

实施例11

与实施例8的不同之处在于：高温淬火的介质水的温度为30℃。

实施例12

与实施例8的不同之处在于：高温淬火的介质水的温度为70℃。

实施例13

与实施例8的不同之处在于：第一次回火，首先在630℃保温40min，然后在720℃保温50min，最后在550℃保温30min。

实施例14

与实施例13的不同之处在于：第二次回火，首先在530℃保温50min，然后在570℃保温80min，然后在620℃保温70min，然后在560℃保温60min，然后在500℃保温70min，然后在450℃保温90min。

对比例1

S1：熔炼铸锭，将Cr 29g、Co 16g、Mo 1g、微量元素0.5g、Fe 53.5g加热至1200℃，进行真空熔炼，熔炼25min，然后进行浇注，冷却得到钢锭；

S2：原材加工，热轧合金锭得到型材，热轧温度1280℃、且保温23min；

S3：磁性能处理，固溶处理，热轧后的合金锭在1300℃获得单一的α相过饱和固溶体；磁场处理工序，将固溶处理后的合金锭置于等温磁场中处理，磁场强度为2800奥斯特(Oe)；磁场处理温度为670℃；磁场处理时间40分钟；将等温磁场处理后的元件以10℃/min速度冷却到室温；回火工序，将磁场处理后的合金锭进行阶梯回火，具体是：第一级回火，入炉温度620℃，元件随炉升温至620℃，均匀热透后，保温30分钟后降温至下一级回火；第二级回火，炉温降至600℃后；保温60分钟后降温至下一级回火；第三级回火，炉温降至580℃后，保温120分钟后降温至下一级回火；第四级回火，炉温降至560℃后，保温120分钟后降温至下一级回火；第五级回火，炉温降至540℃后，保温240分钟，出炉空冷；

S4：进行产品加工，磁检：检验产品磁性能。

性能检测

测定常温下实施例1-14以及对比例1得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁(Br/Gs)、矫顽力(Hc/Oe)、最大磁能积(BH/MGOe)等磁性能参数；

磁性能检测方法为：使用AMT-4A永磁特性自动测试仪，并参照其使用说明对实施例1-14以及对比例1得到的含钼铁铬钴永磁体进行检测，即可获得样品的矫顽力、剩磁、最高磁能积等参数。

检测结果见表1。

表1性能检测结果

根据表1可以看出，实施例1-14得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH均优于对比例1得到的永磁体，所以通过该工艺的调整，能够不使用磁场充磁，并能够是含钼铁铬钴永磁体达到更好的磁性能。

实施例1-3中，实施例2得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH最优，实施例2的工艺条件下得到的永磁体的磁性能更好，说明实施例2的工艺条件更优。

实施例2、4-5中，原料的配比不同，其中实施例4的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH最优，即在实施例4的原料配比下，得到的含钼铁铬钴永磁体的磁性能更优，所以实施例4的原料种类以及原料配比更优。

实施例4、6-9中，实施例8得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH最优，说明在实施例8限定的微量元素的种类和配比下，得到的含钼铁铬钴永磁体的磁性能更优。

实施例8、10中，实施例8得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH最优，即实施例8的磁性能更优，说明实施例8的横截面积减少的程度能够得到更小的磁性能.

实施例8、11-12中，实施例8得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH更优，且实施例11-12的磁性能下降较多，说明实施例8限定的高温淬火的介质水温度更优。

实施例8、13-14中，实施例13得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH优于实施例8得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH，实施例14得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH优于实施例13得到的含钼铁铬钴永磁体的剩磁Br、矫顽力Hc、最大磁能积BH，说明实施例13的第一次回火条件以及实施例14的第二次回火条件更优。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：包括以下步骤：

S1：熔炼铸锭，将金属原料真空熔炼，浇注得到合金锭；

S2：原材加工，轧制合金锭得到型材；

S3：热处理加工，固溶淬火，第一次回火，加工材料使型材横截面减小30%-80%，第二次回火；

S4：产品加工。

2.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：所述固溶淬火的具体步骤为：将轧制成型的合金锭升温至1250-1300℃，保温15-20min，进行高温淬火。

3.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：所述固溶淬火步骤中，高温淬火的介质水的温度为15-25℃。

4.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：所述第一次回火的条件为：温度550-720℃，时间1-3h。

5.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：所述第二次回火条件为：温度450-620℃，时间2-12h。

6.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：所述合金锭按重量份数包括以下原料：Cr 27-30%，Co 15-17%，Mo 0.5-1.5%，微量元素0.1-0.6%，余量为Fe。

7.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：步骤S1中，将金属铁、铬、钴、钼原料以及微量元素原料加热至1150-1250℃，进行真空熔炼，熔炼20-30min，然后进行浇注，冷却得到钢锭。

8.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：步骤S3中，加工材料使轧制成型的合金锭横截面减小60%-80%。

9.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：所述微量元素为Si、Ti、V、Cu中的一种或多种。

10.根据权利要求1所述的一种含钼铁铬钴永磁体的加工工艺，其特征在于：所述微量元素包括为Ti 62-70%，Cu 30-38%。