一种铁铬钴磁滞合金及其热处理方法和应用与流程

本申请涉及半硬磁材料领域，特别涉及一种铁铬钴磁滞合金及其热处理方法和应用。

背景技术：

1、铁铬钴合金最初是在fe-cr二元合金的基础上加co发展起来的，fe-cr二元合金加入co后，提高了合金的饱和磁感应强度和居里点，同时提高了调幅分解温度，扩大了a→al+a2的分解温度范围，奠定了铁铬钴合金作为硬磁合金的基础。对铁铬钴合金的成分作适当改变或者将热处理工艺做一定修改，可以开发出材料的半硬磁特性，用作磁滞合金。但是由于半硬磁状态下的铁铬钴合金矫顽力仍然较高，相应地可应用的磁化场强度偏高，即使勉强应用在较低磁化场下，其也难以满足性能要求，因此很难应用于磁化场较低的各类磁滞电机中。

技术实现思路

1、本申请为了解决上述技术问题，提供一种铁铬钴磁滞合金及其热处理方法和应用。

2、第一方面，本申请提供了一种铁铬钴磁滞合金，是采用以下技术方案得以实现的。

3、一种铁铬钴磁滞合金，包括以下质量百分比的化学成分：co：6％～9％；cr：9％～12％；w:9.5％～12.5％；si：0.8％～1.2％；mn：<0.2％；c：<0.03％；p：<0.02％；s：<0.02％；fe：余量。

4、通过采用上述技术方案，在调幅分解过程中，钴元素主要参与形成强磁性相al的形成，铬元素主要参与弱磁性相a2的形成，设计顺磁性铬元素和铁磁性钴元素处于较低的含量范围，可以有效降低合金的磁感应强度，有助于剩磁的降低，从而可以降低最佳磁场的强度，但同时也会降低矫顽力。钨元素的加入可以弥补钴元素引起的矫顽力下降的影响，由于钨元素在fe中溶解不完全的缘故，势必生成坚硬的脆性ε相，后者成分接近于α相，这类生成物可以充当弥散状态的钉扎点，使矫顽力h c获得提升。

5、第二方面，本申请提供了一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，是采用以下技术方案得以实现的。

6、一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，包括以下步骤：

7、s1.固溶处理：将含有上述化学成分的坯料缓慢升温到固溶温度，固溶温度为1150℃～1180℃，保温一段时间，再在冷水中淬火；

8、s2.磁场热处理：将步骤s1处理后的材料在2200gs～3200gs磁场强度中进行(655～665)℃等温处理1h～2h，降温后进行时效处理；

9、s3.多级时效处理：将步骤s2处理后的材料进行三级时效处理、四级时效处理或六级时效处理。

10、进一步的，步骤s1中，坯料的制备方法为：称取规定量的原料置于真空感应炉中熔炼，在温度为1150℃～1250℃条件下均匀化4h～6h后，在温度为1000℃～1150℃条件下热锻成带材，然后以50％～60％的变形量完成冷轧工艺，再将上述带材矫平，得到冷轧带坯料。

11、更进一步的，真空感应炉中，炉料的氩气气氛纯度不低于99.95％。

12、进一步的，步骤s1中，保温时间为10min～30min。

13、进一步的，步骤s2中，磁场热处理后，1h～2h匀速降温到620℃～630℃，再进行时效处理。

14、进一步的，步骤s3中，三级时效处理的方法为：在620℃～630℃处理2h后，在600℃处理2h，再在580℃处理3h。

15、进一步的，步骤s3中，四级时效处理的方法为：在620℃～630℃处理1h后，在600℃处理1h，然后在580℃处理2h，再在560℃处理3h。

16、进一步的，步骤s3中，六级时效处理的方法为：在620℃～630℃处理1h后，在600℃处理1h，然后在580℃处理2h，再在560℃处理3h，之后在540℃处理5h，最后在520℃处理7h。

17、第三方面，本申请提供了一种铁铬钴磁滞合金的用途，是采用以下技术方案得以实现的。

18、一种上述铁铬钴磁滞合金在励磁场为4000a/m～8000a/m的磁滞电机中的应用。

19、本申请具有以下有益效果。

20、本发明通过对铁铬钴合金中重要元素钴元素、铬元素和钨元素进行合理设计，使铁铬钴合金在最佳磁场强度下保持较高剩磁水平的同时，还具有一定的矫顽力，从而使材料的磁滞性能重要指标pμ/hμ和kμ均具备较高水平，可以满足工作磁场在4000a/m～8000a/m之间的各类磁滞电机的需要。

技术特征：

1.一种铁铬钴磁滞合金，其特征在于：包括以下质量百分比的化学成分：co：6％～9％；cr：9％～12％；w:9.5％～12.5％；si：0.8％～1.2％；mn：<0.2％；c：<0.03％；p：<0.02％；s：<0.02％；fe：余量。

2.一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：步骤s1中，坯料的制备方法为：称取规定量的原料置于真空感应炉中熔炼，在温度为1150℃～1250℃条件下均匀化4h～6h后，在温度为1000℃～1150℃条件下热锻成带材，然后以50％～60％的变形量完成冷轧工艺，再将上述带材矫平，得到冷轧带坯料。

4.根据权利要求3所述的一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：真空感应炉中，炉料的氩气气氛纯度不低于99.95％。

5.根据权利要求2所述的一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：步骤s1中，保温时间为10min～30min。

6.根据权利要求2所述的一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：步骤s2中，磁场热处理后，1h～2h匀速降温到620℃～630℃，再进行时效处理。

7.根据权利要求2所述的一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：步骤s3中，三级时效处理的方法为：在620℃～630℃处理2h后，在600℃处理2h，再在580℃处理3h。

8.根据权利要求2所述的一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：步骤s3中，四级时效处理的方法为：在620℃～630℃处理1h后，在600℃处理1h，然后在580℃处理2h，再在560℃处理3h。

9.根据权利要求2所述的一种铁铬钴磁滞合金的热处理方法，其特征在于：步骤s3中，六级时效处理的方法为：在620℃～630℃处理1h后，在600℃处理1h，然后在580℃处理2h，再在560℃处理3h，之后在540℃处理5h，最后在520℃处理7h。

10.一种权利要求1所述铁铬钴磁滞合金在励磁场为4000a/m～8000a/m的磁滞电机中的应用。

技术总结
本申请公开了一种铁铬钴磁滞合金及其热处理方法和应用，属于半硬磁材料领域。所述铁铬钴磁滞合金包括以下质量百分比的化学成分：Co：6％～9％；Cr：9％～12％；W:9.5％～12.5％；Si：0.8％～1.2％；Mn：<0.2％；C：<0.03％；P：<0.02％；S：<0.02％；Fe：余量。本发明通过对铁铬钴合金各元素进行合理的设计，再结合适当的热处理工艺，使材料具备良好的磁滞性能，能够应用在励磁场4000A/m～8000A/m范围内各类磁滞电机中。

技术研发人员：高蔚,李昂,吴福,陈开媛,张毅
受保护的技术使用者：核工业理化工程研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15