专利名称：铁铬钴永磁合金材料的锻造工艺的制作方法
技术领域：
本发明属于冶金金属材料及金属加工领域。
背景技术：
随着机电产业和信息产业的迅速发展，对于产品多样化伴随而来的是对 于各种异形的、薄型的、可以采用任意手段进行加工以及其他特殊形状的高 性能磁性材料的需求日益旺盛。
现有的Fe-Cr-Co系列变形永磁合金材料，可加工永磁材料或因为磁性能 低、或因为价格昂贵，而限制了使用，制约了产业应用。
本发明所要解决的问题在于克服上述缺陷，发明了高性能低钴含量的 Fe-Cr-Co变形永磁合金材料，该材料即具有良好的机械性能，又具有高的磁 性能，且由于钴的含量低，价格低，代替价格昂贵的不可加工的SraCo系、NdFeB 系等，使其广泛的应用于电子工业、航海仪表、汽车仪表、电机工程、计算机、 继电器、复印机、防盗报警装置、传感器、高性能指南针、精密仪器仪表等 领域。
发明内容
在传统的Fe-Cr-Co变形永磁合金材料基础上，降低钴的含量，在合金元 素中添加金属元素，改进合金的工艺性能与磁性能。
研制压力加工工艺，包括锻造、热轧(热穿孔)、冷轧带、冷拔丝、冷拔 管等。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果具有高矫顽力、高 磁能积，磁性能高于通常使用的铝镍钴，且含钴量低节约原材料，最显著的 是加工性能好，可做各种形状的元件，磁性能稳定。可广泛应用精密仪表、磁性定位器、电机等高性能磁性元件。减少原材料的消耗，使我国磁性材料 向高端领域的发展，符合国家可持续发展的方针。
具体实施方式
'原理
Fe-Cr-Co合金是时效硬化型合金，是根据Spinodal分解理论在Fe-Cr 二元合金的基础上加入Co发展起来的，从FeCrCo三元相图中看出，高温(如 130(TC)固溶处理得到单一的体心立方结构的a相，快速冷却后形成过饱和 固溶体，低温回火时进行分解形成两个体心立方结构的(ai+ci2)相，ai 相富含Fe-Co，为强磁性相，ct2相富含Fe-Cr，为弱磁性相，两种相交替周 期分布，形成调幅结构，由于单畴作用，而获得高的永磁特性。这类合金的 过饱和固溶体的分解是各项异性的，即由过饱和固溶体析出的相择优的易磁 化方向分布。在过饱和固溶体的分解过程中，施加磁场(或应力)则析出相的 分解将同时受到外磁场和易磁化方向的影响，如果沿单晶体易磁化轴施加磁 场，析出相将规范的沿这一方向排列。回火时施加磁场即磁场处理使强磁性 的a,相沿磁场方向析出，从而进一步提高了磁性。
性能分析
根据金相分析Fe-Cr-Co中主要有三个相，i加(TC以上为体心立方格结构 的a相，铁磁性，130(TC以下为面心立方格结构的o相，o相硬而脆，对加 工极为不利，100(TC以下出现o相、Y相无磁性，对磁性能不利。因此通过 加入合金元素降低固溶温度，改善加工性，提高磁性能。
添加金属元素的影响。
Fe-Cr-15Co合金中主要含量是Fe，逐一加入金属元素，降低固溶温度改 善加工性，提高磁性能。需要根据合金元素的作用合理的添加，获得一种既 可以改善加工性能，又可提高磁性能的新材料。
确定合金成分
4综上所述加入合金元素不仅是改善工艺，更重要的是扩展了组成永磁合 金的成分范围,.使Ci-Co含量大幅度降低，仍能得到较高的磁性能。 一般认 为Fe-Cr-Co系合金的磁性能对化学成分十分敏感，根据该合金的磁硬化特 点，凡是能在固溶处理后得到单一均匀的a相，过饱和固溶体磁场处理时能 进行d— (ai+a2)转变，最终形成、+<12两相交替周期分布，(调幅)结
构， 一般都能获得较高的永磁特性，因此，获得高矫顽力的合金结构应该是 个相区，而不会限于几个孤立的成分点，在这个合金系中，选择合理的Cr-Co 配比，在降低O、 Co含量的同时，仍保持高的磁性能，那么o相的转变将受 到抑制，加工性能将会明显改善。
在Fe-Cr-Co合金中加入合金元素有良好的作用，可以降低了固溶温度， 改善加工性，扩大了高矫顽力的成分的范围。
加工工艺
冶炼工艺
Fe-Cr-Co永磁合金必须采用真空感应熔炼，真空度《10-3乇，这是因为 要控制氮气含量。 锻造工艺
冶炼后扒皮锻造，该合金的锻造工艺是本发明的关键之三，该合金锻造 对加热温度要求较严，入炉温度，加热到一定时保温一段时间(保温时间试 炉子及钢锭的大小定)。由于降低了 Cr 、 Co含量，加工性能得到了明显改善。
修磨工艺
锻造后的坯料如果表面有叠层微裂必须修磨否则影响后面的加工。 热轧或热穿孔
热轧温度为入炉温度，加热到预定温度后保温，热轧成厚度为3. 5-4. 5mra 的，宽为150-250min带，急冷，热轧带盘巻不能太紧，否则淬水时不能淬透； 热轧盘条工艺与热轧带一样，经过高线热轧成①5. 5mm盘条。热穿管比热轧盘条或热轧带更困难，坯料加工过程中同时承受Ri缩、延 伸、与扭曲，对材料要求更高，工艺更严格。
穿孔工艺管坯车成光棒，入炉，随炉升温，保温，穿孔后冷却。 冷加工
热轧带经过修磨进疗冷加工成所需要的厚度。由于该合金材料焊接性能 差，热轧带只能点焊拼巻进行冷轧，冷轧成品带巻重小。 退火工艺退火后酸洗。
酸洗工艺修磨，经冷轧-退火-冷拔多道次加工成所需要的规格。 目前无缝管的规格一般做到壁厚0. 4-0, 5,以上，因为太薄了后面做磁 性能时管件变形。
固溶处理工艺，将制成的元件加热、保温、冷却。
磁场处理工艺，在磁场强度为预设磁场进行磁场处理，加热至预设温度
后保温。
回火工艺，回火温度采用阶梯回火工艺。满足高性能要求。
合金的机械性能，该合金具有良好的机械性能，适合变形加工；机械加 工，深冲性能好，合金金相组织。
权利要求
1. 一种铁铬钴永磁合金材料及其锻造工艺，其特征是，锻造工艺中，冶炼后扒皮锻造，该合金锻造对加热温度要求较严，入炉温度，加热到一定时保温一段时间，保温时间试炉子及钢锭的大小定。
全文摘要
一种铁铬钴永磁合金材料的锻造工艺，其中，冶炼后扒皮锻造，该合金锻造对加热温度要求较严，入炉温度，加热到一定时保温一段时间(保温时间试炉子及钢锭的大小定)。由于降低了Cr、Co含量，加工性能得到了明显改善。
文档编号B21J1/00GK101456055SQ20071015084
公开日2009年6月17日 申请日期2007年12月10日 优先权日2007年12月10日
发明者于庆莲, 李文芳 申请人:天津市天材科技发展有限公司