一種可變形永磁合金、可變形永磁合金薄帶及其製備方法與流程
2023-06-06 17:22:26
本發明屬於磁性材料及製備領域，具體涉及一種可變形永磁合金及其製備方法。
背景技術：
永磁合金是一種經充磁後，在撤掉外磁場時仍能保留較高剩磁的磁性合金，不但具有高的硬度和力學性能，還具備較強的抗去磁能力、較高的矯頑力，通常應用在機電設備如永磁電動機、聲波換能器、磁力機械、微波裝置、傳感器和電信號轉換器、醫用電子儀器和生物工程如核磁共振成像裝置等生活、醫療、生產各個方面。
對永磁合金的處理，通常包括變形加工、熱處理、鑄造等方面。銅鎳鐵永磁合金為可變形加工永磁合金的一種，最初於1935年為紐曼所發現。紐曼發現，含鐵18％、鎳20％、銅62％的合金在1000℃油中淬火和600℃回火具有0.5mgoe的最大磁能值。在這種磁性狀態下，合金可以機械加工，因此有極大的實用意義。1935年達爾(dahl)等找出磁性對冷加工敏感的永磁合金，後來在德國發展為magnetoflex牌號，在美國發展為cunife牌號。1938年又發現了相似的合金銅–鎳–鈷系。銅鎳鈷合金與銅鎳鐵合金相較，剩磁和最大磁能值低，然而矯頑力較高，不易加工。另外，可變形永磁合金還有fecocr和cunife，它們都是通過失穩分解來獲得其永磁性能的，但是，fecocr由於含有含量較高的昂貴元素co，而且其熱處理工藝較為複雜，使得其成本較高。
現有技術中，傳統的銅鎳鐵合金成分為：cu～60％，fe～20％，ni～20％。其基本的磁學性能如下：hc＝36～40ka/m(450～500oe)，br＝0.50～0.55t(5000～5500gs),(b·h)max＝1.0～1.3×106goe。國內在上個世紀80年代開始研究銅鎳鐵永磁合金，其基本的磁學性能為：br＝0.4～0.6t，hc＝3.2～6.4ka/m，矯頑力很低，不能應用。後來，將cu的含量提高到80％左右後，矯頑力可提高到500oe以上，但矯頑力仍不夠高，且材料放置一段時間後表面易氧化，對材料的實際應用極為不利。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種可變形永磁合金及其製備方法，通過對合金成分的設計，增加永磁材料的抗氧化性，同時在一定程度上增加矯頑力，並通過合適的製備方法進行製備，簡化工藝，降低成本。
根據本發明的一個方面，提供了一種可變形永磁合金薄帶的製備方法，所述方法包括如下步驟：
步驟s1，按以下配比，稱取各合金成分：
步驟s2，將上述稱取的各成分金屬進行真空感應熔煉，澆鑄成銅鎳鐵鉻合金錠；
步驟s3，對所述合金錠進行鍛造；
步驟s4，將鍛造後的合金錠在600～900℃熱軋，製成0.1～0.3mm的合金薄帶；
步驟s5，將所述合金薄帶在500～650℃下回火0.5～2小時。
上述方案中，所述對合金錠進行鍛造，具體為：
對所述合金錠進行擠壓冷鍛；或，
在600～1200℃下進行鍛造。
根據本發明的另一個方面，還提供了一種可變形永磁合金薄帶，所述薄帶通過以上所述的製備方法進行製備。
根據本發明的再一個方面，還提供了一種可變形永磁合金，其特徵在於，所述合金成分如下：
由以上實施例的技術方案可以看出，本發明所提供的可變形永磁合金、可變形永磁合金薄帶及其製備方法，通過對合金成分的設計，添加少量cr，增加可變形永磁合金的抗氧化性，同時在一定程度上增加矯頑力，並通過鍛造和熱軋、回火工藝進行薄帶的製備，簡化工藝過程簡單，易實現，製備成本低。所製備的可變形永磁合金薄帶具有各向異性，矯頑力大，磁能積高，退火後的帶材平整度好，長時間放置表面依然呈現金屬光澤，同時易成型加工，其製備方法工藝簡單、成本低。
具體實施方式
通過參考示範性實施例，本發明技術問題、技術方案和優點將得以闡明。然而，本發明並不受限於以下所公開的示範性實施例；可以通過不同形式來對其加以實現。說明書的實質僅僅是幫助相關領域技術人員綜合理解本發明的具體細節。
實施例1
本實施例提供了一種可變形永磁合金薄帶的製備方法，以及用所述製備方法製備的可變形永磁合金薄帶。所述製備方法包括如下步驟：
步驟s1，按以下配比，稱取各合金成分：
現有技術中，銅鎳鐵合金是一種常見的永磁合金，本實施例在上述成分的基礎上，添加了少量cr，並對各種成分進行了相應的調整。cr的加入，一方面可以有效增加合金的抗氧化性能，同時也使得永磁合金的矯頑力有一定程度的增加。
步驟s2，將上述稱取的各成分金屬進行真空感應熔煉，澆鑄成銅鎳鐵鉻合金錠。
本步驟中進行真空感應熔煉，主要是為了將各成分均勻化，得到一個成分均勻的合金錠。
步驟s3，對所述合金錠進行鍛造。
本步驟中的鍛造，可以通過兩種方式進行：對合金錠進行擠壓冷鍛；或者，在600～1200℃下進行鍛造。
步驟s4，將鍛造後的合金錠在600～900℃熱軋，製成0.1～0.3mm的合金薄帶。
步驟s5，將所述合金薄帶在500～650℃下回火0.5～2小時。
通過上述步驟，即得所製備的可變形永磁合金薄帶。所製備成的薄帶，主要用作磁柵。
以上實施例的技術方案可以看出，本實施例所提供的可變形永磁合金薄帶的製備方法，通過對合金成分的設計，添加少量cr，增加可變形永磁合金的抗氧化性，同時在一定程度上增加矯頑力，並通過鍛造和熱軋、回火工藝進行薄帶的製備，簡化工藝過程簡單，易實現，製備成本低。
實施例2
本實施例提供了一種通過實施例1的方法所製備的可變形永磁合金薄帶，並對製備過程進行詳細說明。按照材料成分cu65％,ni20％,fe10％,cr5％。經真空感應熔煉，澆鑄成一個銅鎳鐵鉻合金錠子。將所述合金錠子通過擠壓冷鍛進行鍛造。然後在600℃下進行熱軋，製成0.1mm的合金薄帶。最後在500℃下回火0.5小時，得到所製備的永磁合金薄帶1號樣。
經磁性測試，所製備的合金薄帶1號樣，矯頑力高達680oe,在空氣中放置一年後仍保持金屬光澤，沒有被氧化。
實施例3
本實施例也提供了一種通過實施例1的方法所製備的可變形永磁合金薄帶，並對製備過程進行詳細說明。按照材料成分cu68％,ni19％,fe8％,cr5％。經真空感應熔煉，澆鑄成一個銅鎳鐵鉻合金錠子。將所述合金錠子在950℃下鍛造。然後在900℃下熱軋製成0.2mm的合金薄帶。最後在600℃下回火1小時，得到所製備的永磁合金薄帶2號樣。
經磁性測試，所製備的合金薄帶2號樣，矯頑力高達720oe,在空氣中放置一年後仍保持金屬光澤，沒有被氧化。
實施例4
本實施例再提供了一種通過實施例1的方法所製備的可變形永磁合金薄帶，並對製備過程進行詳細說明。按照材料成分cu75％,ni15％,fe7％,cr3％。經真空感應熔煉，澆鑄成一個銅鎳鐵鉻合金錠子。將所述合金錠子在600℃下鍛造。然後在800℃下進行熱軋，製成0.3mm的合金薄帶。最後在650℃下回火2小時，得到所製備的永磁合金薄帶3號樣。
經磁性測試，所製備的合金薄帶3號樣，矯頑力高達730oe,在空氣中放置一年後仍保持金屬光澤，沒有被氧化。
由以上具體實施例技術方案可以看出，本發明所提供的可變形永磁合金薄帶及其製備方法，通過對合金成分的設計，添加少量cr，增加永磁材料的抗氧化性，同時在一定程度上增加矯頑力，並通過鍛造和熱軋、回火工藝進行薄帶的製備，簡化工藝過程簡單，易實現，製備成本低。
實施例5
本實施例提供一種可變形永磁合金，所述合金成分包括：cu65～75％；ni15～20％；fe7～10％；cr1～5％。所述合金製備方法為：按照材料成分配比稱取合適的純相金屬，經真空感應熔煉，澆鑄成一個銅鎳鐵鉻合金錠子。將所述合金錠子通過冷鍛或在600～1200℃下進行鍛造。然後在800℃下進行熱軋，製成所需的合金形狀。最後在650℃下回火2小時，得到所製備的永磁合金。
本實施例所提供的可變形永磁合金，通過對合金成分的設計，添加少量cr，增加永磁材料的抗氧化性，同時在一定程度上增加矯頑力。
以上所述是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明所述原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。