CN101250619B - 一种FeCoV系合金细晶半硬磁材料的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种FeCoV系合金细晶半硬磁材料的制备方法,将FeCoV系半硬磁材料加工成方形条状试样,然后在压力作用下压入模具弯曲通道中,FeCoV系半硬磁材料经模具弯曲通道重复挤压,获得FeCoV系细晶半硬磁材料,为了获得具有细小组织和优良磁性能的半硬磁材料,所述获得的FeCoV系细晶半硬磁材料经30~45%冷轧试样和605~615℃回火。用本发明制备的FeCoV系合金细晶半硬磁材料能够满足对FeCoV系合金细晶半硬磁材料高磁性的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种细晶材料的制备方法,特别涉及一种FeCoV细晶半硬磁材料的制备方法。
背景技术
2J4合金是一种应用广泛的半硬磁材料,属于FeCoV系合金。其主要特点是具有较高的饱和磁感和Curie温度(饱和磁感应强度可达2.4T,Curie温度T=980℃)。该合金在回火前具有良好的塑性,经冷变形可获得优异的磁滞性能,可用于工作的磁场为4~32kA/m磁滞电机。2J4合金在150C至-140℃范围内不会引起磁性能降低,在工业上广泛用来制作磁滞电机的转子,航空航天上导航用的陀螺仪,以及直流电动机及继电器等部件。研究发现,2J4合金经压缩比90%以上的冷变形,可获得优异的磁滞性能,但其变形抗力大,因此采用传统的冷轧和拉拔方式制备,材料利用率低,成本高。2008年2月由《航空村料学报》出版的《ECAP变形2J4合金的显微组织演变》、《材料热处理学报》出版的《回火对等通道角变形FeCoV合金组织的影响》、《吉林大学学报》工学版出版的《ECAP变形2J4合金的显微组织和磁性能》和《金属功能材料》出版的《回火处理对超细晶2J4磁滞合金磁性能的影响》公开了一种FeCoV系合金细晶半硬磁材料的制备方法,该方法利用等径弯曲通道变形(简称有ECAP),将FeCoV系合金挤压成块,实现了FeCoV系合金的细晶化。该方法制备的FeCoV系合金细晶半硬磁材料不仅降低超细晶材料的成本,而且能够用于变形抗力较大的FeCoV系合金。FeCoV系合金的应用中,根据不同的工况对FeCoV系合金磁性要求不同,而该方法制备的FeCoV系合金细晶半硬磁材料磁性往往满足不了要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不同,提供一种FeCoV系合金晶半硬磁材料的制备方法,用该方法制备的FeCoV系合金细晶半硬磁材料能够满足对FeCoV系合金细晶半硬磁材料高磁性的要求。
为解决上述技术问题本发明是这样实现的:将FeCoV系半硬磁材料加工成方形条状试样,然后在压力作用下压入模具弯曲通道中,FeCoV系半硬磁材料经模具弯曲通道重复挤压,获得FeCoV系细晶半硬磁材料,为了获得具有细小组织和优良磁性能的半硬磁材料,所述获得的FeCoV系细晶半硬磁材料经30~45%冷轧试样和605~615℃回火。
所述模具弯曲通道内切角95°~100°、外切角25°~30°。
为了避免试样离开模具的通道时发生弹性膨胀,所述模具弯曲通道的出口通道比入口通道小2%。
半硬磁材料在模具弯曲通道中重复挤压次数为4~6次后。
本发明的有益效果是:
(1)本发明加工半硬磁材料时,材料利用率提高30%以上,显微组织明显细化;
(2)本发明半硬磁材料具有优良的磁性能,其中矫顽力超过3.85Hc/kA.m-1,比磁滞损耗达18.6KJ/m3,比冷轧半硬磁材料提高20%以上。
附图说明
图1为用于制备本发明细晶半硬磁材料的装置。
具体实施方式
本发明半硬磁材料经过模具弯曲通道时所产生的应变,取决于弯曲通道在模具内交叉的内切角Φ、外切角ψ。在试样与模壁完全润滑的条件下,N道次变形后半硬磁材料试样所得的变形量是模具的特征参数,仅与Φ和ψ有关,其关系式可用方程(1)来表达:
其中N为变形道次,εN是N道次变形后试样所得的变形量。半硬磁材料试样通过模具弯曲通道后获得了大的变形量,达到了破碎晶粒,增加储能的目的。更重要的是在加工过程中材料外形尺寸不发生改变,因而可使同一试样进行多道次变形,最终获得很高的变形量。
为了避免试样离开模具的通道时发生弹性膨胀,可使出口通道比入口通道小2%。半硬磁材料在模具弯曲通道中重复挤压4~6次后,可获得细晶半硬磁材料,再经30~45%冷轧试样和605~615℃回火后,即可获得具有细小组织和优良磁性能的半硬磁材料。
实施例1-1:
首先将成分重量百分比(重量%)如下:0.11C,4.33V,45.27Co,0.70Si,0.48Mn,6.26Ni,0.023P,0.019S,余量Fe的FeCoV系半硬磁材料加工成50mm×50mm×200mm的方形条状试样2,然后放入横截面为50mm×50mm方形、形状完全相同、内切角95°、外切角30°的模具3中,在挤压杆1的推动下,在600000N压力作用下试样2通过通道4时,在通道弯曲处产生一定量均匀的纯剪切变形。为了避免试样离开模具的通道时发生弹性膨胀,可使出口通道比入口通道小2%。半硬磁材料在模具弯曲通道中重复挤压4次后,可获得细晶半硬磁材料,再经45%冷轧试样和610℃回火后,即可获得具有细小组织和优良磁性能的半硬磁材料。
实施例1-2:
首先将成分重量百分比(重量%)如下:0.11C,4.33V,45.27Co,0.70Si,0.48Mn,6.26Ni,0.023P,0.019S,余量Fe的FeCoV系半硬磁材料加工成50mm×50mm×200mm的方形条状试样2,然后放入横截面为50mm×50mm方形、形状完全相同、内切角95°、外切角30°的模具3中,在挤压杆1的推动下,在600000N压力作用下试样2通过通道4时,在通道弯曲处产生一定量均匀的纯剪切变形。为了避免试样离开模具的通道时发生弹性膨胀,可使出口通道比入口通道小2%。半硬磁材料在模具弯曲通道中重复挤压4次后,可获得细晶半硬磁材料。
实施例2-1:
首先将成分重量百分比(重量%)如下:0.10C,4.18V,45.01Co,0.67Si,0.56Mn,6.09Ni,0.026P,0.020S,余量Fe的FeCoV系半硬磁材料加工成50mm×50mm×200mm的方形条状试样2,然后放入横截面为50mm×50mm方形、形状完全相同、内切角100°、外切角20°的模具3中,在挤压杆1的推动下,在500000N压力作用下试样2通过通道4时,在通道弯曲处产生一定量均匀的纯剪切变形。为了避免试样离开模具的通道时发生弹性膨胀,可使出口通道比入口通道小2%。半硬磁材料在模具弯曲通道中重复挤压6次后,可获得细晶半硬磁材料,再经30%冷轧试样和610℃回火后,即可获得具有细小组织和优良磁性能的半硬磁材料。
实施例2-2:
首先将成分重量百分比(重量%)如下:0.10C,4.18V,45.01Co,0.67Si,0.56Mn,6.09Ni,0.026P,0.020S,余量Fe的FeCoV系半硬磁材料加工成50mm×50mm×200mm的方形条状试样2,然后放入横截面为50mm×50mm方形、形状完全相同、内切角100°、外切角20°的模具3中,在挤压杆1的推动下,在500000N压力作用下试样2通过通道4时,在通道弯曲处产生一定量均匀的纯剪切变形。为了避免试样离开模具的通道时发生弹性膨胀,可使出口通道比入口通道小2%。半硬磁材料在模具弯曲通道中重复挤压6次后,可获得细晶半硬磁材料。
采用本发明可以获得细晶半硬磁材料,材料利用率提高40%以上,且磁性能大幅提高,表1是本发明制备的FeCoV系合金细晶半硬磁材料磁性能与背景技术中只采用ECAP变形的FeCoV系合金细晶半硬磁材料磁性能对比,本发明制备的FeCoV系合金细晶半硬磁材料具有优良的磁性能。其中矫顽力超过3.85Hc/kA.m-1,比磁滞损耗达18.6KJ/m3,比冷轧半硬磁材料提高20%以上。
表1 各种工艺变形FeCoV合金回火后的磁性能比较
Claims (2)
1.一种FeCoV系合金细晶半硬磁材料的制备方法,将FeCoV系半硬磁材料加工成方形条状试样,然后在压力作用下压入模具弯曲通道中,FeCoV系半硬磁材料经模具弯曲通道经4-6道次重复挤压,获得FeCoV系细晶半硬磁材料,其特征是:所述获得的FeCoV系细晶半硬磁材料经30-45%冷轧试样和605-615℃回火,所述模具弯曲通道内切角95°~100°、外切角25°~30°。
2.根据权利要求1所述的FeCoV系合金细晶半硬磁材料的制备方法,其特征是:所述模具弯曲通道的出口通道比入口通道小2%。
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伍来智.等径弯曲通道变形制备超细晶FeCoV合金及磁性能研究.中国优秀博硕士学文论文全文数据库(硕士)工程科技I辑 09.2006,(09),1-21,47-48. |
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