低碳钢软磁材料的热处理方法
【专利摘要】本发明公开一种低碳钢软磁材料的热处理方法。本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法，依次包括加热、保温、退火步骤，其中加热步骤为将低碳钢软磁材料置于加热炉内，升温至600?850℃；保温时间为0.5?4h；退火步骤为将所述低碳钢软磁材料冷却至100℃以下，出炉。本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法，可以使磁碗使用的低碳钢低碳钢软磁材料的磁导率与原材料相比提升近5倍，矫顽力也下降近5倍，因此，能极大的提升扬声器BL值，并降低扬声器的漏磁。
【专利说明】
低碳钢软磁材料的热处理方法
技术领域
[0001]本发明涉及金属材料热处理技术领域，具体涉及一种低碳钢软磁材料的热处理方法。
【背景技术】
[0002]在扬声器等产品中，通常用BL值表征磁路性能的优劣。根据安培力公式F= BIL,其中，B为磁路中磁隙的磁感应强度，L为线圈总长度，且通常器件的功率一定，通过的电流I 一定。若BL越大，则通过一定电流I时，线圈获得的推力F越大，从而使器件可以得到更高的灵敏度。因此，BL值对扬声器等产品的性能具有重要影响。
[0003]扬声器结构包括磁钢和收容所述磁钢的磁碗，其中磁碗采用低碳钢软磁材料制成。低碳钢软磁材料是指能够迅速响应外磁场变化且能低损耗获得高磁感应强度的材料，相关技术中，扬声器所用低碳钢软磁材料多为低碳钢低碳钢软磁材料。通过对例如铂联创科技的型号为dmsp0916d的扬声器产品进行BL仿真测试，人为改变磁碗材料的磁导率，发现随着低碳钢软磁材料磁导率上升，器件的BL值也随着上升，当磁导率增大50 %时，器件BL值增大3%左右，测试结果参照图1。其中图1为对dmsp0916d扬声器产品进行BL仿真测试得到的不同磁导率下的BL曲线图，图1中的横坐标X表示扬声器工作时线圈所在的坐标位置。
[0004]同时，低碳钢软磁材料的矫顽力对器件的灵敏度同样产生的重要的影响，通过测试发现，提高低碳钢软磁材料的磁导率，降低其矫顽力能有效提高扬声器的BL值从而提高其灵敏度，同时也能降低扬声器的漏磁。
[0005]然而，影响扬声器灵敏度的磁导率、矫顽力等参数不仅与低碳钢软磁材料的化学成分和晶体结构有关，还与其晶粒尺寸、晶粒取向、参杂物等因素有关。提尚低碳钢软磁材料的磁性能，需要改变材料的晶体结构、晶粒尺寸等参数，而热处理是提高低碳钢软磁材料磁性能的一种重要手段，因为热处理不仅可以改善材料延展性和可加工性，还可以控制一定晶粒结构和大小。
[0006]相关技术中，低碳钢软磁材料热处理主要体现在提高其力学性能方面，对于提高其磁性能方面的热处理工艺暂无相关报道。
[0007]因此，有必要提供一种提尚低碳钢软磁材料磁性能的热处理方法，进而提尚扬声器等产品的灵敏度。
【发明内容】
[0008]本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种低碳钢软磁材料的热处理方法。
[0009]本发明的技术方案是:
[0010]提供一种低碳钢软磁材料的热处理方法，包括如下步骤:
[0011 ]加热步骤:将所述低碳钢软磁材料置于加热炉内，升温至600-850°C ；
[0012]保温步骤:保温0.5-4h;
[0013]退火步骤:将所述低碳钢低碳钢软磁材料冷却至100°C以下，出炉。
[0014]本发明所述的低碳钢软磁材料的热处理方法中，在所述加热步骤之前还包括对所述低碳钢软磁材料进行预处理，所述预处理包括对所述低碳钢软磁材料进行冲压成型。
[0015]本发明所述的低碳钢软磁材料的热处理方法中，
[0016]所述加热步骤中，将所述低碳钢低碳钢软磁材料升温至700-800°C。
[0017]本发明所述的低碳钢软磁材料的热处理方法中，所述保温步骤中，保温时间为2-4h0
[0018]本发明所述的低碳钢软磁材料的热处理方法中，所述退火步骤包括；
[0019]将保温后的所述低碳钢软磁材料按照设定的冷却速度冷却至中间温度后自然冷却至100°C以下;所述冷却速度为50_200°C/h。
[0020]本发明所述的低碳钢软磁材料的热处理方法中，所述退火步骤中，冷却速度为50-135°C/ho
[0021 ]本发明所述的低碳钢软磁材料的热处理方法中，所述中间温度为350_500°C。
[0022]与现有技术相比，本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法，具有如下有益效果:
[0023]一、热处理工艺中，将低碳钢软磁材料升温至600-850°C，并保温0.5_4h后退火冷却出炉，通过优化该热处理工艺，改善低碳钢低碳钢软磁材料内部的晶粒尺寸、晶粒取向、晶体缺陷、参杂物等因素来改善其磁导率、矫顽力等磁性能。通过本发明提供的热处理工艺，可以使磁碗使用的低碳钢低碳钢软磁材料的磁导率与原材料相比提升近5倍，矫顽力也下降近5倍，因此，能极大的提升扬声器BL值，并降低扬声器的漏磁。
[0024]二、热处理工艺中，退火工艺中冷却速度对低碳钢软磁材料的磁性能具有一定的影响，通过限定其冷却速度为50_200°C/h，进一步提高低碳钢软磁材料的磁性能。
【附图说明】
[0025]图1为dmsp0916d扬声器产品进行BL仿真测试得到的不同磁导率下的BL曲线图；
[0026]图2为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法的流程示意图；
[0027]图3为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的热处理温度对磁导率影响的折线图；
[0028]图4为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的热处理温度对矫顽力影响的折线图；
[0029]图5为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的保温时间对磁导率影响的折线图；
[0030]图6为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的保温时间对矫顽力影响的折线图；
[0031]图7为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的冷却速度条件对磁导率影响的折线图；
[0032]图8为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的冷却速度条件对矫顽力影响的折线图。
【具体实施方式】
[0033]下面将结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。
[0034]实施例1
[0035]请参阅图2，为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法的流程示意图。一种低碳钢软磁材料的热处理方法，包括如下步骤:
[0036]步骤S1:加热
[0037]将低碳钢软磁材料置于加热炉内，升温至600_850°C，其中，所述低碳钢软磁材料的牌号为SPCD低碳钢，具体表示冲压用冷乳碳素钢薄板或钢带；
[0038]步骤S2:保温
[0039]保温时间为2h;
[0040]步骤S3:退火
[0041 ]将所述低碳钢低碳钢软磁材料采用随炉冷的方式冷却至100°C以下，出炉。
[0042]优选的，在所述加热步骤之前还包括对所述低碳钢软磁材料进行预处理，所述预处理包括对所述低碳钢软磁材料进行冲压成型，例如冲压成扬声器的磁碗或导磁板的对应形状。
[0043]本实施例中，分别选择热处理温度为600°C、650°C、700°C、720°C、750°C、800°C、850°C进行热处理工艺，并将经热处理工艺后的低碳钢低碳钢软磁材料与未进行热处理的低碳钢低碳钢软磁材料分别进行磁性能测试，测试结果请参阅图3、图4，其中图3为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的热处理温度对磁导率影响的折线图；图4为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的热处理温度对矫顽力影响的折线图。折线图中各点分别表示热处理温度为600 0C、650 0C、700 °C、720°C、750°C、800 V、850 °C条件下的磁导率和矫顽力值。
[0044]通过图3、图4的数据分析可知，热处理工艺中热处理温度对低碳钢低碳钢软磁材料的磁性能影响较大，随着热处理温度升高其磁导率上升、矫顽力下降，当热处理温度为750 °C时出现极值。
[0045]相较于未进行热处理的低碳钢低碳钢软磁材料，实施例1的磁导率提高1.8-5倍，当加热温度为750°C时，磁导率达到最高值，相较于未进行热处理的低碳钢低碳钢软磁材料，其磁导率提高近5倍；当热处理温度大于750°C时，其磁导率下降，且当热处理温度为850°(:时，其磁导率值为未进行热处理工艺条件下的2倍有余。
[0046]相较于为进行热处理的低碳钢低碳钢软磁材料，实施例1的矫顽力下降1.3-5倍，当加热温度为750°C时，矫顽力达到最低值，相较于未进行热处理的低碳钢低碳钢软磁材料，其矫顽力下降近5倍；同样，当热处理温度大于750°C时，其矫顽力上升，当热处理温度为850°C时，其矫顽力较未进行热处理工艺条件相比降低了近2.5倍。
[0047]由此可知，最优热处理温度为750°C。
[0048]实施例2
[0049]—种低碳钢软磁材料的热处理方法，包括如下步骤:
[0050]步骤S1:加热
[0051 ]将低碳钢低碳钢软磁材料置于加热炉内，升温至750°C ;
[0052]步骤S2:保温
[0053]保温时间为0.5-4h;
[0054]步骤S3:退火
[0055]将所述低碳钢低碳钢软磁材料采用随炉冷的方式冷却至100°C以下，出炉。
[0056]本实施例中，分别选择保温时间为0.5h、Ih、2h、3h、4h进行热处理工艺，并将经热处理工艺后的低碳钢低碳钢软磁材料进行磁性能测试，测试结果请参阅图5、图6，其中图5为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的保温时间对磁导率影响的折线图；图6为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的保温时间对矫顽力影响的折线图。折线图中各点分别表示保温时间为0.511、111、211、311、411条件下的磁导率和矫顽力值。
[0057]通过图5、图6的数据分析可知，在一定的热处理温度条件下，保温时间对钢低碳钢软磁材料的磁性能具有较明显的影响，随着保温时间的延长，其磁导率上升、矫顽力下降，当热处理达到2h后其值趋于稳定，说明最优保温时间为2h。
[0058]实施例3
[0059]一种低碳钢软磁材料的热处理方法，包括如下步骤:
[0060]步骤S1:加热
[0061 ]将低碳钢低碳钢软磁材料置于加热炉内，升温至750°C ;
[0062]步骤S2:保温
[0063]保温时间为2h;
[0064]步骤S3:退火
[0065]将所述低碳钢低碳钢软磁材料在冷却速度为50°C/h-200°C/h条件下冷却至100°C以下，出炉。
[0066]本实施例中，分别选择冷却速度为50°(:/11、80°(:/11、100°(:/11、135°(:/11、200°(:/11进行热处理工艺，并将经热处理工艺后的低碳钢低碳钢软磁材料进行磁性能测试，请参阅图
7、图8，其中图7为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的冷却速度条件对磁导率影响的折线图；图8为本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法中不同的冷却速度条件对矫顽力影响的折线图。折线图中的各点分别表示冷却速度为50°C/h、80°C/h、10(TC/h、135 °C /h、200 °C /h条件下的磁导率和矫顽力值。
[0067]通过图7、图8的数据分析可知，热处理工艺中，冷却速度对低碳钢软磁材料的磁性能具有较大的影响，随冷却速度增加，其磁导率下降、矫顽力上升。当冷却速度为50°C/h时，其磁导率达到最高值，矫顽力达到最低值；当冷却速度分别为100°C/h和135°C/h时，其磁导率较接近，分别为7.0mH/m和7.25mH/m，但当冷却速度为200 °C/h时，其磁导率下降较多，为6.25mH/m；
[0068]同理，当冷却速度为100 °C /h和135 °C /h时，其矫顽力较接近，分别为55A/m和57.5A/m，但当冷却速度为200°C/h时，其矫顽力上升较多，为63A/m。
[0069]在本发明的进一步优选的实施例中，所述退火步骤包括:将保温后的所述低碳钢软磁材料按照上述设定的冷却速度冷却至中间温度后自然冷却至100°c以下。优选地，该中间温度可以是350-500°C。由此可以防止因冷却过快导致的结晶效果不理想。
[0070]因此，通过上述测试结果可以看出，本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法，优选方案为:热处理时间为750 °C，保温时间为2h，冷却速度为50 0C /h。
[0071]与现有技术相比，本发明提供的低碳钢软磁材料的热处理方法，有益效果在于:将低碳钢低碳钢软磁材料升温至600-850 V，并保温0.5-4h后退火冷却出炉，通过优化该热处理工艺，改善低碳钢低碳钢软磁材料内部的晶粒尺寸、晶粒取向、晶体缺陷、参杂物等因素来改善其磁导率、矫顽力等磁性能。通过本发明提供的热处理工艺，可以使磁碗使用的低碳钢低碳钢软磁材料的磁导率与原材料相比提升近5倍，矫顽力也下降近5倍，因此，能极大的提升扬声器BL值，并降低扬声器的漏磁;同时，退火工艺中冷却速度对低碳钢软磁材料的磁性能具有一定的影响，通过限定其冷却速度为50-200°C/h，进一步提高低碳钢软磁材料的磁性能。
[0072]以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种低碳钢软磁材料的热处理方法，其特征在于，包括如下步骤: 加热步骤:将所述低碳钢软磁材料置于加热炉内，升温至600-850°C ; 保温步骤:保温0.5-4h; 退火步骤:将所述低碳钢低碳钢软磁材料冷却至100°C以下，出炉。2.根据权利要求1所述的低碳钢软磁材料的热处理方法，其特征在于，在所述加热步骤之前还包括对所述低碳钢软磁材料进行预处理，所述预处理包括对所述低碳钢软磁材料进行冲压成型。3.根据权利要求1所述的低碳钢软磁材料的热处理方法，其特征在于， 所述加热步骤中，将所述低碳钢低碳钢软磁材料升温至700-800°C。4.根据权利要求1所述的低碳钢软磁材料的热处理方法，其特征在于，所述保温步骤中，保温时间为2-4h。5.根据权利要求1所述的低碳钢软磁材料的热处理方法，其特征在于，所述退火步骤包括； 将保温后的所述低碳钢软磁材料按照设定的冷却速度冷却至中间温度后自然冷却至100 °C以下;所述冷却速度为50-200 °C/h。6.根据权利要求5所述的低碳钢软磁材料的热处理方法，其特征在于，所述退火步骤中，冷却速度为50-135°C/h。7.根据权利要求5所述的低碳钢软磁材料的热处理方法，其特征在于，所述中间温度为350-500。。。
【文档编号】H01F1/14GK106086328SQ201610565961
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年7月18日
【发明人】李犇, 占方伟, 徐萌萌, 汪剑桥
【申请人】瑞声科技(新加坡)有限公司