CN101250619B - 一种FeCoV系合金细晶半硬磁材料的制备方法 - Google Patents

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

一种FeCoV系合金细晶半硬磁材料的制备方法

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：

${\mathrm{\ϵ}}_N=\frac{N}{\sqrt{3}}[2\cot (\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{\mathrm{\ψ}}{2})+\mathrm{\ψ}\cos \mathrm{ec}(\frac{\mathrm{\φ}}{2}+\frac{\mathrm{\ψ}}{2})---\left(1\right)$

其中N为变形道次，ε_N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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