一种高性能铁钴软磁合金锻材的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种铁钻软磁合金锻材。
【背景技术】
[0002] 随着信息化程度不断的提高，各系统对电力的需求越来越多，对发电机等电磁 器件的设计指标要求不断增大，对其工作稳定性要求也越来越高，且外形尺寸更趋于小 型化。该就要求相应的软磁合金材料具有高的磁感应强度B值，特别是在低磁场化= 80A/m)下的磁感应强度B和高的剩磁化。目前，用于制造发电机等的合金材料主要有： 符合国标GB/T15002-1994的牌号1J22、俄罗斯牌号49K2<PW及美国Ca巧enter公司的 化perco50\50A\50服。上述合金的饱和磁感应强度Bs约2. 2T，对低磁场化=80A/m)下的 磁感应强度B及剩磁化均不做要求。1J22的实际剩磁化最高不超过1. 5T，通常适用于高 磁场下工作；需在较低磁场工作时，常W增大发电机等电磁器件结构尺寸弥补其不足，因而 制约了发电机等电磁器件小型化设计的要求；较低的剩磁化说明材料内部存在一定的磁 化不均匀现象，亦影响发电机等电磁器件的工作稳定性。因此，现有的合金虽然Bs较高，但 是存在低磁场下的磁感应强度B、剩磁化不够高。目前通常采取磁场退火的方法来改善现 有合金的磁感应强度B、剩磁化，但同时会造成加工工艺复杂且增加生产成本，同时磁场退 火易受设备及零件形状等条件限制，故难W满足发电机等电磁器件小型化、高稳定性的设 计要求。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是针对现有合金的上述缺陷，提供一种新型金属软磁合金材料。该 合金在低磁场下具有高磁感应强度B、高剩磁化、低矫顽力化特性，满足现代发电机等电磁 器件高性能小型化设计使用要求。
[0004] 本发明的设计指导思想；W铁钻为基本化学成分，通过添加饥、媒、铅、钢等元素， 提高合金在低磁场下的磁感应强度B、饱和磁感应强度Bs，改善合金的剩磁化、降低矫顽力 He,从而获得一种高磁感应强度B、高剩磁化、低矫顽力化的金属软磁合金材料。
[0005] 本发明涉及的合金成分（质量分数％)设计方案为；将钻含量控制在48. 70~ 50. 10、饥 1. 70 ~2. 01、媒 0. 50 ~1. 10、碳小于 0. 01。
[0006] 本发明所采用合金元素对本发明合金的影响作用：
[0007] 钻Co;具有高居里温度，有利于提高合金的磁感应强度，但是钻含量过高将造成 严重的加工困难，因而钻含量优选48. 70~50. 10 ;
[0008] 饥V;由于铁钻系合金很脆，难W加工，通过添加饥元素，改善合金加工性能及电 阻率。但是饥有很强的细化晶粒作用，对低磁场下的磁感应强度B有一定影响，因此饥含量 优选1.70~2.01 ;
[000引碳C;含量控制在0. 01W下，W尽量减少生成碳化物。碳含量越高，可能析出的碳 化物就越多，增加技术磁化阻力，对合金的磁性能产生不利影响；
[0010] 媒Ni;改善铁钻系合金加工性能，适量的媒有助于降低矫顽力He,媒含量优选 0. 50 ~1. 10;
[0011] 铅适量的铅元素可W在改善铁钻系合金加工性能的同时改善低磁场下的磁 感应强度B，有助于提高化，因此铅含量控制在0. 40W下；
[0012] 钢Mo;提高合金电阻率W降低润流损耗；简化热处理工艺，合金最终热处理工艺 的可操作性更强，便于生产加工。但是钢对低磁场下的磁感应强度B影响明显并具有增加 矫顽力化的效果，所W钢含量控制在0. 30W下。
[0013] 本发明合金的制造方法为：
[0014] 冶炼方法；感应炉冶炼；
[0015] 加工方式；合金锭经锻造而获得锻材成品；
[0016] 成品热处理；在&气氛下进行热处理。
[0017] 通过W上加工即可获得性能为；磁感应强度Bs。> 1. 7T、剩磁化> 1. 7T、饱和磁感 应强度Bs> 2. 2T、矫顽力He《90A/m的合金材料。
[001引本发明合金与现有技术相比所具有的优点为：
[0019] 本发明金属铁钻软磁合金具有在低磁场下高的磁感应强度B，高的剩磁化W及高 饱和磁感应强度Bs，用其制作发电机等电磁器件可显著降低其重量和结构尺寸；本发明金 属铁钻软磁合金不需要经过磁场热处理，热处理工艺简单，成本低廉，适合工业化生产。
【具体实施方式】
[0020] 下面通过具体实施例进一步说明本发明的技术方案。
[0021] 实施例1 ;化学成分；Co49. 29、V1. 70、C0. 01、Ni0. 50,余为化。采用真空感应炉冶 炼，经常规锻造加工成〇45mm棒材，成品在馬气氛下进行热处理，得到的锻态合金性能为：
[0022] Bgo= 1. 76T;Br= 1. 72T;Bs= 2. 32T;Hc= 40. 8A/m。
[0023] 实施例2;化学成分；Co48. 70、VI. 88、CO. 003、NiO. 72,余为化。采用真空感应炉 冶炼，经常规锻造加工成60mmX60mm型材，成品在&气氛下进行热处理，得到的锻态合金 性能为：
[0024]Bgo= 1. 7T;Br= 1. 7T;Bs= 2. 26T;Hc= 69. 5A/m。
[00巧]实施例 3;化学成分；C〇50. 10、V2. 01、Si0. 03、C0. 008、Nil. 10、Cr0. 40、M〇0. 30,余 为化。采用真空感应炉冶炼，经常规锻造加工成60mmX250mm型材，成品在&气氛下进行 热处理，得到的锻态合金性能为：
[0026] Bgo= 1. 72T;Br= 1. 7T;Bs= 2. 28T;Hc= 86. 4A/m。
[0027]实施例 4;化学成分；Co49. 02、V1. 76、C0. 009、Ni0. 60、Cr0. 27,余为化。采用真空 感应炉冶炼，经常规锻造加工成〇 18mm棒材，成品在&气氛下进行热处理，得到的锻态合 金性能为：
[0028] Bgo= 1. 73T;Br= 1. 75T;Bs= 2. 26T;Hc= 77. 8A/m。
[0029]实施例 5;化学成分；Co48. 97、V1.90、C0. 01、Ni0. 81、M〇0. 11，余为化。采用真空 感应炉冶炼，经常规锻造加工成〇34mm棒材，成品在&气氛下进行热处理，得到的锻态合 金性能为：
[0030] Bgo= 1. 7T;Br= 1. 73T;Bs= 2. 27T;Hc= 88. 3A/m。
【主权项】
1. 一种高性能铁钴软磁合金锻材，其特征在于：合金化学成分（质量分数％)为钴 48. 70~50. 10、钒1. 70~2. 01、镍0. 50~1. 10,碳小于0. 01，其余为铁以及不可避免的杂 质。
2. -种如权利要求1所述的软磁合金锻材，其特征在于：合金中还包括下列一种或多 种微合金化元素，且其含量为铬〇~〇. 40、钥0~0. 30。
3. -种如权利要求1或2所述的软磁合金锻材，其特征在于：该合金性能达到如下水 平：B8。彡I. 7T，Br彡I. 7T，Bs彡 2. 2T，Hc彡 90A/m。
【专利摘要】本发明提供一种软磁合金锻材，其化学成分(质量分数％)为：钴48.70～50.10、钒1.70～2.01、镍0.50～1.10以及碳小于0.01，其余为铁和不可避免的杂质。该合金在低磁场下具有高的磁感应强度B、高剩磁Br、低矫顽力Hc，用其加工生产的相关部件可使发电机等电磁器件具有良好的工作稳定性，并显著减小发电机等电磁器件的结构尺寸和重量，适合现代发电机等电磁器件高性能、小型化的设计使用要求。
【IPC分类】C22C19-07, C22C30-00, H01F1-147
【公开号】CN104766685
【申请号】CN201410214940
【发明人】徐明舟, 王兵, 陈岳, 李西铭, 雷成辉
【申请人】北京北冶功能材料有限公司
【公开日】2015年7月8日
【申请日】2014年5月21日