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技術(shù)文章

1J22鐵鈷釩軟磁合金性能及應(yīng)用

閱讀：1329發(fā)布時(shí)間：2015-1-8

鐵鈷釩(1J22)軟磁合金

1J22軟磁合金，Co50V2，相近牌號(hào)：Permendur, Supermendur, HiperCo50, 50КФ

1 1J22概述

1J22是高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度鐵鈷釩軟磁合金，在現(xiàn)有軟磁材料中該合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度zui高(2.4T)，居里點(diǎn)也很高(98℃)，飽和磁致伸縮系數(shù)zui大(60～100×10^-6)。由于飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度高，在制作同等功率的電機(jī)時(shí)，可大大縮小體積，在作電磁鐵時(shí)，在同樣截面積下能產(chǎn)生大的吸合力。由于居里點(diǎn)高，可使該合金能在其他軟磁材料已經(jīng)*退磁的較高溫度下工作，并保持良好的磁穩(wěn)定性。由于有大的磁致伸縮系數(shù)，極適于作磁致伸縮換能器，輸出能量高，工作效率也高。該合金電阻率低(0.27μΩ·m)，不宜在高頻下使用。價(jià)格較貴、易氧化、加工性能差，添加適量鎳或其他元素，可改善其加工性。

1.1 1J22材料牌號(hào) 1J22(Co50V2)。

1.2 1J22相近牌號(hào) 50КФ(俄羅斯)，Permendur(英國(guó))，Supermendur(美國(guó))，HiperCo50(美國(guó))。

1.3 1J22材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.4 1J22化學(xué)成分見表1-1。

表1-1 %

C	Mn	Si	P	S	Cu	Ni	Co	V	Fe
≤							Co	V	Fe
0.04	0.30	0.30	0.020	0.020	0.20	0.50	49.0～51.0	0.80～1.80	余量

1.5 1J22熱處理制度冷軋帶材試樣：隨爐升溫到850～900℃，保溫3～6h,，以50℃/h速度冷卻到750℃，再以180～240℃/h速度冷卻至300℃出爐，退火介質(zhì)為露點(diǎn)不高于－40℃的氫氣。

鍛坯所取試樣：隨爐升溫到1100℃±20℃，保溫3～6h，以50～100℃/h速度冷卻到850℃，保溫3h，然后以30℃/h速度冷卻到700℃，再以200℃/h速度冷卻至300℃出爐，退火介質(zhì)為露點(diǎn)不高于－40℃的氫氣。

用于要求在較低磁場(chǎng)下具有較高磁感應(yīng)強(qiáng)度、較低矯頑力、較高矩形比的材料：隨爐升溫到850℃±10℃，保溫4h，以50℃/h速度冷卻到750℃，保溫3h,然后以200℃/h速度冷卻到300℃出爐，在保溫(750℃)開始加1240～1600A/m直流磁場(chǎng)，退火介質(zhì)為露點(diǎn)不高于－40℃的氫氣。

1.6 1J22品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 以冷軋帶材、冷拉絲材，熱軋（鍛）扁材和棒材，不經(jīng)熱處理供應(yīng)。品種規(guī)格、尺寸及允許偏差見表1-2，對(duì)尺寸有特殊要求的，由供需雙方協(xié)議。

表1-2

產(chǎn)品種類	(δ或D)/mm		B/mm	L/mm≥	產(chǎn)品種類	(δ或D)/mm		B/mm	L/mm≥
產(chǎn)品種類	尺寸	允許偏差	B/mm	L/mm≥	產(chǎn)品種類	尺寸	允許偏差	B/mm	L/mm≥
冷軋帶材	0.05～0.09	0 －0.015	60～120	5000	冷拉絲材	>0.49～0.09	±0.03	-	-
	>0.09～0.19	0 －0.02		500		>0.90～3.00	±0.04
	>0.19～0.25	0 －0.03		200		>3.00～6.00	±0.06
	>0.25～0.40	0 －0.04		200	熱軋（鍛）扁材和棒材	6.0～8.0	±0.5	-	1000
	>0.40～0.70	0 －0.05		200		>8.0～12.0	±1.0		1000
	>0.70～1.00	0 －0.06		200		>12.0～35.0	±1.5		250
冷拉絲材	0.10～0.19	±0.01	－	－		>35.0～50.0	±2.0		250
	>0.19～0.49	±0.02				>50.0～80.0	±4.0		250
	>0.19～0.49	±0.02				>80.0～100.0	±5.0		150

1.7 1J22熔煉與鑄造工藝采用真空感應(yīng)爐熔煉。

1.8 1J22應(yīng)用概況與特殊要求已生產(chǎn)、使用多年，性能穩(wěn)定，材料較成熟。適宜做質(zhì)量輕、體積小的航空、航天用電器元件，如微電子轉(zhuǎn)子、電磁鐵極頭、繼電器、換能器等。

2 1J22物理及化學(xué)性能

2.1 1J22熱性能見表2-1。

表2-1^[1]

θ/℃	20～100	20～200	20～300	20～400	20～500	20～600	20～700	20～800
α₁/10^-6℃^-1	9.2	9.5	9.8	10.0	10.4	10.5	10.8	11.3

2.2 1J22密度見表2-2。

2.3 1J22電性能見表2-2。

2.4 1J22磁性能

2.4.1 1J22居里點(diǎn) 見表2-2。

2.4.2 1J22飽和磁致伸縮系數(shù) 見表2-2。

表2-2

ρ/(μΩ·m)	ρ/(g/cm³)	T_c/℃	λ_θ/10^-6
0.40	8.20	980	60～100

2.4.3 1J22標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的磁性能

2.4.3.1 1J22不同厚度的典型靜態(tài)磁性能見表2-3。

表2-3^[3]

δ/mm	在不同磁場(chǎng)強(qiáng)度(A/m)下的靜態(tài)磁性能/T						H_c/(A/m)≤
δ/mm	B₄₀₀	B₈₀₀	B₁₆₀₀	B₂₄₀₀	B₄₀₀₀	B₈₀₀₀	H_c/(A/m)≤
0.1	1.68～1.79	1.94～2.01	2.12～2.15	2.20～2.25	2.28～2.31	2.35～2.40	120～148
0.2	1.70～1.80	2.00～2.02	2.15～2.18	2.22～2.25	2.30～2.33	2.40～2.41	115～135
0.35	1.70～1.81	1.95～2.02	2.12～2.17	2.20～2.24	2.20～2.24	2.28～2.34	123～135

2.4.3.2 1J22不同厚度的鐵損見表2-4。

表2-4^[2]

δ/mm	f/Hz	P/(W/kg)
δ/mm	f/Hz	P_1.5	P_1.7	P_1.9	P_2.0	P_2.1
0.1	50	3.54～4.74	4.40～5.93	5.49～7.52	6.32～9.05	8.29～11.8
	400	30.15～39	31.5～48.6	42.5～58.4	48.7～63.2	55.5～69.4
	800	62.7～82.4	78.3～102.1	94.5～122.5	103～131.5	114.1～153.1
	1000	74.6～105.9	91.7～132	110.9～158.3	122～173.1	138.8～197.8
0.2	50	3.68～4.03	4.59～4.99	5.77～6.62	6.7～7.87	8.33～9.84
	400	35.2～36.3	43.7～45.2	50.4～56.5	58.4～64.2	64.0～77.6
	800	84.7～87.7	106.5～110.8	130.6～138.2	144～156.1	157.0～179
	1000	115.2～121.4	146～153.1	182～192.3	198～210.8	222～241
0.35	50	3.79～4.19	4.66～5.30	5.48～6.95	6.29～9.27	7.00～9.75
	400	45.1～51.3	56.9～65.1	70.2～79.6	77.5～88.4	85.7～99.8
	800	125.1～145	161.1～188	204～233	227～258	241～290.5
	1000	177.5～206	234～266	297～334	332～374	369.5～434

2.4.4 1J22不同厚度的動(dòng)態(tài)磁化曲線及損耗曲線見圖2-1～圖2-5d=0.35、0.2mm厚的試樣清漆絕緣，d=0.1mm的試樣為氧化鎂絕緣。

2.5 1J22化學(xué)性能

2.5.1 1J22抗氧化性能易氧化。

3 1J22力學(xué)性能

3.1 1J22技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能

3.2 1J22室溫及各種溫度下的力學(xué)性能

3.2.1 1J22硬度合金軟態(tài)HRB90，冷硬態(tài)HRC35。

3.2.2 1J22拉伸性能

3.2.2.1 1J22抗拉強(qiáng)度合金軟態(tài)σ_b=490MPa,冷硬態(tài)σ_b=1323MPa。

3.2.2.2 1J22規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力^[1] 合金軟態(tài)σ_P0.2=343MPa。

3.2.2.3 1J22斷后伸長(zhǎng)率合金的斷后伸長(zhǎng)率δ=1%。

3.3 1J22持久和蠕變性能

3.4 1J22疲勞性能

3.5 1J22彈性性能

3.5.1 1J22彈性模量合金的彈性模量E=216GPa。

四、1J22組織結(jié)構(gòu)

4.1 1J22相變溫度

4.2 1J22時(shí)間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線

4.3 1J22合金組織結(jié)構(gòu) 該合金組織結(jié)構(gòu)為體心立方晶格的單相固溶體，在900～930℃附近發(fā)生γ?α相轉(zhuǎn)變，當(dāng)溫度低于730℃時(shí)，產(chǎn)生有序化，形成FeCo超結(jié)構(gòu)，無(wú)序的α相轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?/span>α^′相。

五、1J22工藝性能與要求

5.1 1J22成形性能合金經(jīng)880℃左右快速淬火后，可以加工成薄帶和細(xì)絲，帶、絲可沖制、卷繞或加工成各種形狀的元器件。

5.2 1J22焊接性能焊接性能較差。

5.3 1J22零件熱處理工藝

5.4 1J22表面處理工藝

5.5 1J22切削加工與磨削性能該合金的熱軋（鍛）材、冷拉絲材和帶材，可切削和磨削加工。當(dāng)合金加工成元器件，并經(jīng)緩慢冷卻的zui終熱處理后，塑性很差，只能輕微研磨。

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