專利名稱：鐵鉻鈷變形永磁合金材料的冷加工的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于冶金金屬材料及金屬加工領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著機(jī)電產(chǎn)業(yè)和信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，對(duì)于產(chǎn)品多樣化伴隨而來的是對(duì) 于各種異形的、薄型的、可以采用任意手段進(jìn)行加工以及其他特殊形狀的高 性能磁性材料的需求日益旺盛。
現(xiàn)有的Fe-Cr-Co系列變形永磁合金材料，可加工永磁材料或因?yàn)榇判阅?低、或因?yàn)閮r(jià)格昂貴，而限制了使用，制約了產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
本發(fā)明所要解決的問題在于克服上述缺陷，發(fā)明了高性能低鈷含量的 Fe-Cr-Co變形永磁合金材料，該材料即具有良好的機(jī)械性能，又具有高的磁 性能，且由于鈷的含量低，價(jià)格低，代替價(jià)格昂貴的不可加工的SfflCo系、NdFeB 系等，使其廣泛的應(yīng)用于電子工業(yè)、航海儀表、汽車儀表、電機(jī)工程、計(jì)算機(jī)、 繼電器、復(fù)印機(jī)、防盜報(bào)警裝置、傳感器、高性能指南針、精密儀器儀表等 領(lǐng)域。

發(fā)明內(nèi)容
在傳統(tǒng)的Fe-Cr-Co變形永磁合金材料基礎(chǔ)上，降低鈷的含量，在合金元 素中添加金屬元素，改進(jìn)合金的工藝性能與磁性能。
研制壓力加工工藝，包括鍛造、熱軋(熱穿孔)、冷軋帶、冷拔絲、冷拔 管等。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有顯著的優(yōu)點(diǎn)和有益效果具有高矯頑力、高 磁能積，磁性能高于通常使用的鋁鎳鈷，且含鈷量低節(jié)約原材料，最顯著的
3是加工性能好，可做各種形狀的元件，磁性能穩(wěn)定?？蓮V泛應(yīng)用精密儀表、 磁性定位器、電機(jī)等高性能磁性元件。減少原材料的消耗，使我國磁性材料 向高端領(lǐng)域的發(fā)展，符合國家可持續(xù)發(fā)展的方針。
具體實(shí)施例方式
原理
Fe-Cr-Co合金是時(shí)效硬化型合金，是根據(jù)Spinodal分解理論在Fe-Cr 二 元合金的基礎(chǔ)上加入Co發(fā)展起來的，從FeCrCo三元相圖中看出，高溫(如 1300°C)固溶處理得到單一的體心立方結(jié)構(gòu)的a相，快速冷卻后形成過飽和 固溶體，低溫回火時(shí)進(jìn)行分解形成兩個(gè)體心立方結(jié)構(gòu)的(a1+ci2)相，a,相 富含F(xiàn)e-Co，為強(qiáng)磁性相，a2相富含F(xiàn)e-Cr，為弱磁性相，兩種相交替周期分 布，形成調(diào)幅結(jié)構(gòu)，由于單疇作用，而獲得高的永磁特性。這類合金的過飽 和固溶體的分解是各項(xiàng)異性的，即由過飽和固溶體析出的相擇優(yōu)的易磁化方 向分布。在過飽和固溶體的分解過程中，施加磁場(chǎng)(或應(yīng)力)則析出相的分解 將同時(shí)受到外磁場(chǎng)和易磁化方向的影響，如果沿單晶體易磁化軸施加磁場(chǎng)， 析出相將規(guī)范的沿這一方向排列?；鼗饡r(shí)施加磁場(chǎng)即磁場(chǎng)處理使強(qiáng)磁性的a i 相沿磁場(chǎng)方向析出，從而進(jìn)一步提高了磁性。
性能分析
根據(jù)金相分析Fe-Cr-Co中主要有三個(gè)相，130CTC以上為體心立方格結(jié)構(gòu) 的a相，鐵磁性，l加(TC以下為面心立方格結(jié)構(gòu)的o相，o相硬而脆，對(duì)加 工極為不利，KKKTC以下出現(xiàn)a相、Y相無磁性，對(duì)磁性能不利。因此通過 加入合金元素降低固溶溫度，改善加工性，提高磁性能。
添加金屬元素的影響。
Fe-Cr-15Co合金中主要含量是Fe,逐一加入金屬元素，降低固溶溫度改 善加工性，提高磁性能。需要根據(jù)合金元素的作用合理的添加，獲得一種既 可以改善加工性能，又可提高磁性能的新材料。確定合金成分
綜上所述加入合金元素不僅是改善工藝，更重要的是擴(kuò)展了組成永磁合
金的成分范圍，使Cr-Co含量大幅度降低，仍能得到較高的磁性能。 一般認(rèn) 為Fe-Cr-Co系合金的磁性能對(duì)化學(xué)成分十分敏感，根據(jù)該合金的磁硬化特點(diǎn)，
凡是能在固溶處理后得到單一均勻的a相，過飽和固溶體磁場(chǎng)處理時(shí)能進(jìn)行 a — (ai+a2)轉(zhuǎn)變，最終形成c^+a2兩相交替周期分布，(調(diào)幅)結(jié)構(gòu)，一
般都能獲得較高的永磁特性，因此，獲得高矯頑力的合金結(jié)構(gòu)應(yīng)該是個(gè)相區(qū)， 而不會(huì)限于幾個(gè)孤立的成分點(diǎn)，在這個(gè)合金系中，選擇合理的Cr- Co配比， 在降低Cr、 Co含量的同時(shí)，仍保持高的磁性能，那么a相的轉(zhuǎn)變將受到抑制， 加工性能將會(huì)明顯改善。
在Fe-Cr-Co合金中加入合金元素有良好的作用，可以降低了固溶溫度， 改善加工性，擴(kuò)大了高矯頑力的成分的范圍。
加工工藝
冶煉工藝
Fe-Cr-Co永磁合金必須采用真空感應(yīng)熔煉，真空度《10-3乇，這是因?yàn)?要控制氮?dú)夂俊?鍛造工藝
冶煉后扒皮鍛造，該合金的鍛造工藝是本發(fā)明的關(guān)鍵之三，該合金鍛造 對(duì)加熱溫度要求較嚴(yán)，入爐溫度，加熱到一定時(shí)保溫一段時(shí)間(保溫時(shí)間試 爐子及鋼錠的大小定)。由于降低了Cr 、Co含量，加工性能得到了明顯改善。
修磨工藝
鍛造后的坯料如果表面有疊層微裂必須修磨^則影響后面的加工。 熱軋或熱穿孔
熱軋溫度為入爐溫度，加熱到預(yù)定溫度后保溫，熱軋成厚度為3.5-4.5mm 的，寬為150-250im帶，急冷，熱軋帶盤巻不能太緊，否則淬水時(shí)不能淬透；熱軋盤條工藝與熱軋帶一樣，經(jīng)過高線熱軋成①5. 5mm盤條。 熱穿管比熱軋盤條或熱軋帶更困難，坯料加工過程中同時(shí)承受壓縮、延 伸、與扭曲，對(duì)材料要求更高，工藝更嚴(yán)格。
穿孔工藝管坯車成光棒，入爐，隨爐升溫，保溫，穿孔后冷卻。 冷加工
熱軋帶經(jīng)過修磨進(jìn)行冷加工成所需要的厚度。由于該合金材料焊接性能 差，熱軋帶只能點(diǎn)焊拼巻進(jìn)行冷軋，冷軋成品帶巻重小。
退火工藝退火后酸洗。
酸洗工藝修磨，經(jīng)冷軋-退火-冷拔多道次加工成所需要的規(guī)格。
目前無縫管的規(guī)格一般做到壁厚0.4-0.5mm以上，因?yàn)樘×撕竺孀龃?性能時(shí)管件變形。
固溶處理工藝，將制成的元件加熱、保溫、冷卻。
磁場(chǎng)處理工藝，在磁場(chǎng)強(qiáng)度為預(yù)設(shè)磁場(chǎng)進(jìn)行磁場(chǎng)處理，加熱至預(yù)設(shè)溫度 后保溫。
回火工藝，回火溫度采用階梯回火工藝。滿足高性能要求。 合金的機(jī)械性能，該合金具有良好的機(jī)械性能，適合變形加工，機(jī)械加 工，深沖性能好，合金金相組織。
權(quán)利要求
1. 一種鐵鉻鈷變形永磁合金材料及其冷加工，其中，冷加工熱軋帶經(jīng)過修磨進(jìn)行冷加工成所需要的厚度。由于該合金材料焊接性能差，熱軋帶只能點(diǎn)焊拼卷進(jìn)行冷軋，冷軋成品帶卷重小。退火工藝退火后酸洗。酸洗工藝修磨，經(jīng)冷軋-退火-冷拔多道次加工成所需要的規(guī)格。
全文摘要
一種鐵鉻鈷變形永磁合金材料的冷加工，屬于冶金金屬材料及其加工領(lǐng)域。其中，冷加工熱軋帶經(jīng)過修磨進(jìn)行冷加工成所需要的厚度。由于該合金材料焊接性能差，熱軋帶只能點(diǎn)焊拼卷進(jìn)行冷軋，冷軋成品帶卷重小。退火工藝退火后酸洗。酸洗工藝修磨，經(jīng)冷軋-退火-冷拔多道次加工成所需要的規(guī)格。
文檔編號(hào)B23P17/00GK101456121SQ20071015084
公開日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2007年12月10日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月10日
發(fā)明者于慶蓮, 李文芳 申請(qǐng)人:天津市天材科技發(fā)展有限公司