[發(fā)明專利]一種高強度軟磁合金及其制作方法

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• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111139404A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王凱
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西新精特鋼研精密合金有限公司
• 主分類號: C22C38/10
• 分類號: C22C38/10;C22C38/12;C22F1/10;C22C33/08;C22C30/00;C22C19/07;C22C1/02;C21D8/02;C21D1/74;C21D1/26;C21D1/18;H01F1/147;H01F41/02
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本發(fā)明公開了一種高強度軟磁合金及其制作方法，屬于合金材料加工處理領(lǐng)域，該高強度軟磁合金通過特殊冶煉及冷熱加工工藝，顯著提升了高強度軟磁合金的機械性能，使該合金的抗拉強度能夠達到1200MPa以上，屈服強度達到700MPa以上，使用本發(fā)明的高強度軟磁合金制作的產(chǎn)品壽命也相應(yīng)提升了150%，電機轉(zhuǎn)速可達3萬轉(zhuǎn)以上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于合金材料加工處理領(lǐng)域，尤其涉及一種高強度軟磁合金及其制作方法。

背景技術(shù)

軟磁合金是一種重要的金屬軟磁材料，具有良好的磁性能，其居里溫度高達980℃，常溫下的飽和磁感應(yīng)強度可以高達2.4T，同時具有較高的磁導(dǎo)率和低矯頑力。軟磁鐵合金主要應(yīng)用于變壓器和電動機中，以及用于制作電話機膜片、高速打印機嵌鐵及接收機線圈等，該合金與其他材料相比，可以顯著降低重量、減少體積，在航空、航天等領(lǐng)域具有其它材料不可替代的應(yīng)用地位，其中最主要的應(yīng)用就是制作航空發(fā)電機核心部件——轉(zhuǎn)子和定子。

目前，用于制造航空航天電機的軟磁合金材料主要有：符合國標GB/T14986-2008的 1J22，美國卡本特Hiperco 50 Alloy, Hiperco 50 HS Alloy, Hrperco50，俄羅斯牌號49Kφ，法國牌號AFK502，英國牌號Permendur 49，國內(nèi)近年來也有相應(yīng)的生產(chǎn)企業(yè)，但能滿足要求、穩(wěn)定供貨的生產(chǎn)廠家仍然不多。

國標的電機軟磁合金材料，存在矯頑力高，磁感應(yīng)強度低、機械性能低的問題，而國外先進的軟磁合金材料，雖然其矯頑力等性能較國內(nèi)有少許優(yōu)勢，但價格昂貴，生產(chǎn)周期長，不能滿足國內(nèi)小批次、多品種的采購需求，存在依賴國外進口而受制于人的嚴重問題；更加關(guān)鍵的是，作為航空航天所用的關(guān)鍵材料必須實現(xiàn)百分百國產(chǎn)化，因而其機械性能和強度還需進一步提高。

現(xiàn)有技術(shù)中，無論是國際、還是國內(nèi)軟磁合金，雖然具備良好的磁性能，但是其機械性能較差、強度較低，經(jīng)過測試：鐵鈷系或是鐵鈷釩系合金帶材軟態(tài)的抗拉強度最高只有520MPA，屈服強度最高只有200MPA，嚴重影響了產(chǎn)品的使用壽命和電機轉(zhuǎn)速。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種高強度軟磁合金及其制作方法，該高強度軟磁合金通過特殊冶煉及冷熱加工工藝，顯著提升了高強度軟磁合金的機械性能，使該合金的抗拉強度能夠達到1200MPa以上，屈服強度達到700MPa以上，使用本發(fā)明的高強度軟磁合金制作的產(chǎn)品壽命也相應(yīng)提升了150%，電機轉(zhuǎn)速可達3萬轉(zhuǎn)以上。

為了實現(xiàn)上述系統(tǒng)，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：

一種高強度軟磁合金的化學成分由48-51重量份的鈷、0.5-1.5重量份的釩、0.5-1.2重量份的鉬、小于等于0.03重量份的碳、小于等于0.01重量份的錸、以及46.26-51重量份的鐵組成。

優(yōu)選的，所述錸的含量為0.001至0.01重量份。

上述高強度軟磁合金具有如下有益效果：

本發(fā)明在鐵鈷釩系軟磁合金的基礎(chǔ)上，加入強化合金的元素金屬鉬，對現(xiàn)有合金中的釩含量進行改變，利用金屬鉬在鐵鈷釩合金中起到固溶強化的效果。經(jīng)過測試，該合金的矯頑力Hc小于等于400 A/m, 飽和磁感應(yīng)強度B800大于等于1.9T，飽和磁感應(yīng)強度B1600大于等于2.15T，飽和磁感應(yīng)強度B4000大于等于2.25T，飽和磁感應(yīng)強度B8000大于等于2.3T，抗拉強度大于等于1200MPA，屈服強度大于等于700MPA。

一種高強度軟磁合金的制作方法，包括如下步驟：