[發明專利]一種高強高硬鐵鎳軟磁材料的制備方法

無效

• 申請號: 201210363225.4
• 申請日: 2012-09-26
• 公開（公告）號: CN102867607A
• 公開（公告）日: 2013-01-09
• 發明（設計）人: 包小倩;高學緒;朱潔;張靜;張瑛
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: H01F1/147
• 分類號: H01F1/147;C22C1/05;C22C19/03;C22C30/00;C22C32/00;C22C38/08;C22C33/02;B22F3/105
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 于永進

技術領域

本發明屬于磁性材料領域，涉及一種高強高硬鐵鎳軟磁材料的制備方法。

背景技術

Fe-Ni合金是一種重要的金屬軟磁材料，由于具有高磁導率、低矯頑力、低損耗等特點，廣泛用于電子器件的各種鐵芯和磁屏蔽部件，特別適合制造弱磁場條件下使用的高靈敏度小型變壓器、放大器、繼電器、漏電保護開關、扼流圈的鐵芯和磁記錄、錄音機的磁頭等，成為通訊、廣播、雷達、宇航、計算機和精密儀表等工業不可缺少的基礎材料。對于磁性功能材料，以往通常只重視它的磁性能，而現在實際應用中則要求功能結構一體化。如金屬軟磁材料在電磁鐵中，既作為導磁材料，又作為力施加機構及位移傳導部件。因此鐵鎳合金等軟磁材料，除了要求具有高磁感、高導磁、低損耗的物理性能，同時要求具有優異的力學性能，如高強度、耐磨、耐蝕。然而由于Fe-Ni系軟磁材料的磁感和磁導率對應力十分敏感，實際使用前，為了消除加工、相變應力導致的磁感和導磁率下降，需要經過接近相變溫度的長時間退火處理，由此導致抗拉強度和硬度下降，大大限制了該材料在需要高強度、高硬度、高耐磨性領域的應用。

為提高金屬軟磁材料的機械強度，傳統的方法是加入合金化元素，如含Nb的坡莫合金,在晶粒內部和晶界處析出第二相粒子提高強度，然而非磁性第二相會使磁性能嚴重下降。而且傳統的沉淀硬化，其析出相在高溫下會聚集長大或重新固溶于基體中，失去強化作用，限制了合金的使用溫度。還有報道添加高強度纖維的增強型軟磁復合材料，高溫蠕變性能大大改善，然而該法在大幅提高合金的機械性能的同時對軟磁性能影響也較大。為了提高磁頭用鐵鎳合金的耐磨性通常是采用表面刷鍍涂層或是離子注入的方法。還有為了提高鐵鎳系軟磁材料的耐磨性和耐腐蝕性，在FeNi粒子的表面包覆一層SiO₂，但磁導率下降10%以上。?

彌散強化是在金屬和合金基體中引入高度彌散的穩定的第二相粒子達到強化材料的方法。彌散相粒子能夠釘扎位錯、晶界、亞晶界，阻礙位錯的移動，所以彌散強化材料的強度很高。氧化物彌散強化合金的研究始于上世紀初，最初為了防止鎢條高溫時晶粒長大，加入ThO₂得到W-ThO₂合金。1946年瑞士R.Irman發現燒結鋁(Al-Al₂O₃)，鋁粉上的天然涂層氧化鋁可提高燒結鋁制品的強度與硬度。從此以后氧化物彌散強化合金一直受到廣泛的重視。氧化物彌散強化材料在提高材料強度的同時對基體材料的物理性能影響不大，最可貴的是氧化物彌散相熔點高，在高溫下穩定，其強化效果可以維持到接近合金的熔點溫度，使得彌散強化材料在接近基體金屬熔點附近(0.8-0.9T_m)仍然具有很高的強度、蠕變性能和抗氧化性能。當然氧化物應不在基體中溶解，擴散速率小，相界面能低也是彌散質點與基體結合好的基本條件，在氧化物中用得較多的是Al₂O₃和Y₂O₃。目前研究較成功的氧化物彌散強化材料有內氧化法生產的彌散強化銅和機械合金化方法生產的鐵基和鎳基高溫合金。

發明內容

本發明的目的：針對鐵鎳系軟磁材料機械強度低，使得在需要抗拉壓、耐磨應用中受到一定的限制的弱點，提供一種提高鐵鎳系軟磁材料機械強度而對其磁性能影響很小的制備方法，使其可應用于抗拉壓耐磨電子器件上，拓展鐵鎳系軟磁材料的應用領域。