一种继电器用软磁合金及其制备方法与流程

本发明涉及软磁合金，特别涉及一种继电器用软磁合金及其制备方法。

背景技术：

1、软磁合金是在冶炼过程中加入一些合金元素，来使得合金获得在弱磁场中具有高的磁导率及低的矫顽力的一类合金。软磁合金广泛应用于无线电电子工业、精密仪器仪表、遥控及自动控制系统中，综合起来主要用于能量转换和信息处理两大方面，软磁合金是一种重要材料。

2、目前常用的继电器用软磁合金是高纯铁。其常见的化学成分按质量百分比如下：碳(c)≤0.01％，硅(si)≤0.1％，锰(mn)≤0.25％，铬(cr)≤0.1％，镍(ni)≤0.05％，磷(p)≤0.015％，硫(s)≤0.01％，al 0.20～0.80％，cu≤0.05％，其余为铁及不可避免杂质；其室温常规矫顽力：40.23～65.33a/m。

3、随着工业社会的发展，继电器用软磁合金材料的工作环境和反应时间对软磁合金材料提出了更高的磁性能要求，高纯铁的磁性能已经不能够满足工业需求了，所以研发一种低矫顽力且成本低廉的软磁合金的问题亟待解决。

技术实现思路

1、鉴于上述情况，本发明旨在提供一种继电器用软磁合金及其制备方法，用于解决现有的软磁合金的室温矫顽力较高的问题。

2、本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

3、本发明提供了一种继电器用软磁合金，继电器用软磁合金的组分以质量百分比计包括：c≤0.01％，mn≤0.30％，si 2.00％～3.00％，p 0.15％～0.25％，s 0.02％～0.04％，al≤0.05％，n≤0.002％，o≤0.002％，h≤0.0005％，其余为fe及不可避免杂质。

4、进一步的，继电器用软磁合金的组分以质量百分比计包括：c≤0.009％，mn≤0.25％，si 2.30％～3.00％，p 0.16％～0.25％，s 0.021％～0.04％，al≤0.03％，n≤0.001％，o≤0.001％，h≤0.0004％，余量为fe及不可避免的微量杂质。

5、进一步的，继电器用软磁合金的微观组织为铁素体+aln析出相。

6、进一步的，继电器用软磁合金的微观组织中，aln析出相的体积百分比为0.1％以下。

7、进一步的，继电器用软磁合金的室温常规矫顽力：22～24a/m。

8、本发明还提供了一种上述继电器用软磁合金的制备方法，包括如下步骤：

9、步骤1、原料准备：按照继电器用软磁合金的各组分的质量百分比进行配料；

10、步骤2、真空感应熔炼：将各原料装入真空感应炉进行熔化，然后精炼，获得软磁合金金属液；

11、步骤3、浇注：将软磁合金金属液浇注成电极棒；

12、步骤4、真空自耗：将电极棒表面进行车光处理后进行真空自耗；得到自耗锭；

13、步骤5、锻造：将自耗锭进行锻造处理。

14、进一步的，步骤2中，在1580～1630℃进行熔化。

15、进一步的，步骤2中，在1600～1630℃真空度为1～3pa的条件下精炼25～40min。

16、进一步的，步骤3中，控制在1550～1580℃下，以200～300kg/min的浇注速度浇注成软磁合金的电极棒。

17、进一步的，步骤3中，浇注过程中在氩气气氛中进行，氩气压力为5000～10000pa。

18、与现有技术相比，本发明至少能实现以下有益效果之一：

19、a)本发明的继电器用软磁合金，通过严格的控制各个组分的含量，尽可能的降低残余元素的含量，降低合金中析出相的数量，例如析出相的体积百分比为0.1％以下，有利于增大合金中晶粒尺寸，例如铁素体的晶粒尺寸为110μm以上；进而降低合金的矫顽力。本发明提供的继电器用软磁合金的矫顽力为21～25a/m。与现有常用继电器用高纯铁相比，降低了45.3％～63.3％，能够满足目前继电器用软磁合金的性能要求，而且还提高了软磁合金的使用寿命。

20、b)本发明的继电器用软磁合金通过适当增加si元素的含量，通过适当的冶炼工艺(尤其是真空自耗冶炼过程中适当的冶炼熔速可以使合金中的si元素均匀分布于合金之中)使得si元素均匀的分布在金属液之中，也可以大幅度的降低合金的矫顽力，还可以使得合金不同位置的磁性能较为稳定，差异较小。

21、c)本发明的继电器用软磁合金中s、p元素的加入可以有效的改善合金的切削性能、加工性。

22、本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书中所特别指出的内容来实现和获得。

技术特征：

1.一种继电器用软磁合金，其特征在于，所述继电器用软磁合金的组分以质量百分比计包括：c≤0.01％，mn≤0.30％，si 2.00％～3.00％，p0.15％～0.25％，s 0.02％～0.04％，al≤0.05％，n≤0.002％，o≤0.002％，h≤0.0005％，其余为fe及不可避免杂质。

2.根据权利要求1所述的继电器用软磁合金，其特征在于，所述继电器用软磁合金的组分以质量百分比计包括：c≤0.009％，mn≤0.25％，si2.30％～3.00％，p 0.16％～0.25％，s 0.021％～0.04％，al≤0.03％，n≤0.001％，o≤0.001％，h≤0.0004％，余量为fe及不可避免的微量杂质。

3.根据权利要求1所述的继电器用软磁合金，其特征在于，所述继电器用软磁合金的微观组织为铁素体+aln析出相。

4.根据权利要求3所述的继电器用软磁合金，其特征在于，所述继电器用软磁合金的微观组织中，aln析出相的体积百分比为0.1％以下。

5.根据权利要求3所述的继电器用软磁合金，其特征在于，所述继电器用软磁合金的室温常规矫顽力：21～25a/m。

6.一种权利要求1至5任一项所述的继电器用软磁合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，在1580～1630℃进行熔化。

8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，在1600～1630℃真空度为1～3pa的条件下精炼25～40min。

9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，控制在1550～1580℃下，以200～300kg/min的浇注速度浇注成软磁合金的电极棒。

10.根据权利要求6至9任一项所述的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，浇注过程中在氩气气氛中进行，氩气压力为5000～10000pa。

技术总结
本发明公开了一种继电器用软磁合金及其制备方法，属于软磁合金技术领域，解决了现有技术中软磁合金的室温矫顽力较高的问题。继电器用软磁合金的组分以质量百分比计包括：C≤0.01％，Mn≤0.30％，Si2.00％～3.00％，P 0.15％～0.25％，S 0.02％～0.04％，Al≤0.05％，N≤0.002％，O≤0.002％，H≤0.0005％，其余为Fe及不可避免杂质。本发明的继电器用软磁合金的矫顽力低。

技术研发人员：刘军凯,于一鹏,张敬霖,张建生,卢凤双,罗曦,李增,张建福
受保护的技术使用者：钢铁研究总院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21