CN106011543A

CN106011543A - 改良型铁钴钒合金及其制造方法

Info

Publication number: CN106011543A
Application number: CN201610540701.3A
Authority: CN
Inventors: 孙旎; 白云超
Original assignee: Shaanxi Aviation Precision Alloy Co Ltd
Current assignee: Shaanxi Aviation Precision Alloy Co Ltd
Priority date: 2016-07-11
Filing date: 2016-07-11
Publication date: 2016-10-12

Abstract

本发明涉及一种改良型铁钴钒合金及其制造方法,合金中重量百分比含量为：Co49.0～51.0、V0.80～2.0，杂质C、P、S、Cu、Ni,Fe余量；其特征在于:Nb的重量百分比含量为0.03‑0.05；杂质的百分比含量为：C≤0.004，P≤0.002，S≤0.004，Cu≤0.04。本发明改善了热轧工艺：热轧采用一次加热，加热温度为1185℃～1210℃；采用两个热轧轧程和5个冷轧道次：第一轧程厚8～10mm，第二轧程厚为1.6～2.0mm。本发明之合金材料，在磁性能及主要机械性能上达到或接近世界先进水平，基本满足了体积小、重量轻之元器件产品的需要。

Description

改良型铁钴钒合金及其制造方法

技术领域

本发明涉及精密合金材料，具体地说是铁钴钒合金及其制造方法。

背景技术

随着科学技术的进步和经济、军事工业发展的需要，尤其是航天、航空领域, 为保证整机的机动、灵活性，对元器件体积小、重量轻的要求，愈来愈苛刻。

含有高钒的铁钴钒合金具有卓越的磁特性，被广泛应用于航空航天军事领域。目前,我国生产的铁钴钒合金，存在矫顽力高，磁感应强度低的问题，而国外先进的软磁合金材料，其矫顽力等性能较国内优越，但价格昂贵，生产周期长，不能满足国内小批次、多品种的采购需求，且存在依赖国外进口而受制于人的严重问题。

传统的铁钴钒合金的成份含量如表1：

传统的铁钴钒合金的冶炼方法：采用真空感应炉冶炼。

国内、外铁钴钒合金的性能，如表2：

发明内容

为了满足我国经济、军事工业发展的需求，解决材料瓶颈技术，占领尖端材料技术市场，本发明提供一种饱和磁感应强度更高的铁钴钒合金。

本发明是这样实现的：

一. 合金的化学成分的改进

本发明之合金的化学成分及重量百分比含量，如表３：

V重量百分比含量对合金性能的影响，如表4：

本发明添加了少量的Nb，其重量百分比含量为0.03-0.05，该Nb起到了细化晶粒、净化钢液的作用，可强化合金组织，改善合金加工性能，机械强度提高约一倍。

本发明之合金中，杂质的百分比含量为：C≤0.004，P≤0.002 ，S≤0.004 ，Cu≤0.04。

二．加工工艺的改进

传统工艺的铁钴钒合金，在热加工过程中很容易产生FeCo超结构，这种有序结构，冷加工易产生结晶织构，使材料形成晶粒取向，使合金对解理断裂的敏感性增加，合金变脆。

本发明通过改善传统的热轧工艺，控制冷轧工艺中不同变形量，来获得所需性能。

1.传统热轧工艺够加热温度低，约为1160℃，需要进行两次加热，工艺复杂，成本高，而本发明的热轧工艺,提高了加热温度，提高到1185℃～1210℃，不进行二次加热，减化了工艺，降低了成本。

2.从一个轧程变成两个轧程：

该合金比较硬、机械强度大，需要通过多个冷轧道次。传统方法采用2个冷轧道次，而本发明的冷轧道次是5个，有利于控制冷轧工艺中不变形。

本发明第一轧程厚8～10mm，第二轧程为1.6～2.0mm，高饱磁铁钴钒合金第一轧程成品剪切长度1000～1400，第二轧程成品打成∮600～∮800卷状。

本发明的有益效果如下：

本发明之铁钴钒合金实现的磁性能，如表５所示：

附图说明

图1. 合金中V含量与矫顽力的关系试验图

具体实施方式

实施例 1. 一种软磁合金及其制造方法

本实施例之合金中,重量百分比含量为：Co49.0～51.0 、V0.80～2.0，杂质C为0.004，P为0.002 ，S为0.004 ，Cu为0.04。, Fe余量；

本实施例之合金中含有Nb，其重量百分比含量为0.03-0.05；

合金中V含量与矫顽力的关系如图1所示：金属V的含量（%）在0.8-2之间，随着V含量的升高，矫顽力逐渐变大，而V含量在1.6以后矫顽力逐渐趋于稳定。所以说，V的含量超出国标(0.8-1.8)达到2.0，合金的矫顽力也是相当稳定的，因此，高钒的铁钴钒合金也具有卓越的磁性能。

本实施例的加工工艺为：

1．真空冶炼：

熔化期真空度≤4Pa，精炼期真空度≤1Pa，精炼时间30分钟，精炼温度1540-1560℃，达到精炼温度，可加碳脱氧。

精炼开始后，保持其温度10分钟，方可逐渐降温至出钢温度，出钢温度1510-1520℃，中间不得回升温度。出钢前10-15分钟，在钢液面平静、真空度稳定在1Pa以下时，可以补加合金小料、硅、钛、铝、铌在高真空下加入，锰、硅钙、硼铁、钙、稀土在预真空下加入，高碳合金在出钢前充氩气40kPa后，加入碳。钢锭保温6小时后方可脱模。

2.钢锭精整：上车床后的钢锭应卡正，核准拧紧顶尖，偏心度≤3mm，扒皮使用淬硬尖刀，相邻刀痕应≤1mm。

3.一次锻造：开锻温度≥1050℃，终锻温度≥850℃，冷却方式：空冷。

4.电渣重熔: 加渣料应均匀加入，每次加入量不宜过多，避免透气率不好造成喷渣和漏渣现象的发生。造渣电流应不超过正常的熔炼电流，造渣初期应把电流适当减小，防止损坏底水箱。

5.二次锻造: 钢锭冒口缩孔应沿冒口线切除、切净，发现缩孔延至锭身，应继续切除，直到切净为止。锻制过程中发现有裂纹、裂口、结疤、重皮等缺陷，必须立即挖除，不允许带缺陷锻制。锻制过程中不断清理砧面，砧面上不得有杂质。

6.热轧: 开轧前12小时，加热炉空炉通电预热，到1000℃再装坯加热，或开轧前8小时冷炉装坯后通电加热。加热温度为1185℃,且采用一次加热。采用两个热轧轧程：第一轧程厚8~10mm，第二轧程厚为1.6～2.0mm。第一轧程成品剪切长度1000~1400，第二轧程成品打成∮600~∮800卷状，注意打卷后要趁热松卷，卷状钢带不能出现粘连现象。

7.淬火修磨: 修磨时应冲自来水进行保护，防止局部过热出现发纹。

8.切头焊接: 准备焊接钢带先在校直机逐条校直，检查每条带端头打印炉是否清晰，然后将每条钢带二端圆头在电冲剪上垂直剪下，每个炉号可留二个端头不用剪切。两条已剪去切头的钢带在焊接台上对接，切线对齐；压板将钢带压紧，固定用铁锤将对接处敲平。

9.冷轧：厚1.8mm 宽150热带淬冰后一个轧程，到0.25，单支轧制，不能焊接。

二辊机 5个道次 1.8、1.2、0.9、0.7、0.6、0.5

四辊机 5个道次 0.5 0.4 0.35 0.3 0.27 0.24

最后一个道次辊型50×3或平滚平波浪，轧制到0.23。

实施例 2. 一种软磁合金及其制造方法

该实施例2的成份含量及加工工艺与实施例1基本相同，不同之处在于：

合金中Nb的重量百分比含量为0.05；

合金中杂质的百分比含量：C为0.003，P为0.001 ，S为0.003 ，Cu为0.03。

该实施例2的加工工艺为：

热轧的加热温度为1200～1210℃;

采用两个热轧轧程：第一轧程厚8～10mm，第二轧程厚为1.6～2.0mm。对于高饱磁铁钴钒合金而言，第一轧程成品剪切长度1000～1400，第二轧程成品打成∮600～∮800卷状。

Claims

1.改良型铁钴钒合金, 合金中重量百分比含量为：Co49.0～51.0 ，V0.80～2.0，杂质C 、P 、S 、Mn 、Si 、Cu 、Ni, Fe余量；其特征在于，合金中含有Nb，其重量百分比含量为0.03-0.05；合金中杂质的百分比含量为：C≤0.004，P≤0.002 ，S≤0.004 ，Cu≤0.04。

2.改良型铁钴钒合金的制造方法,通过真空冶炼、钢锭精整、一次锻造、电渣重熔、二次锻造、热轧、淬火修磨、冷轧、切头焊接之工艺步骤完成；其特征在于：所述热轧，采用一次加热，加热温度为1185℃～1210℃；采用两个热轧轧程：第一轧程厚8～10mm，第二轧程厚为1.6～2.0mm。

3.根据权利要求2所述铁钴钒合金的制造方法,其特征在于:对于高饱磁铁钴钒合金而言，第一轧程成品剪切长度1000～1400，第二轧程成品打成∮600～∮800卷状。