中科白癜风医院康复经历分享 http://finance.sina.com.cn/roll/20091013/13423077735.shtml
1J22概述1J22是高饱和磁感应强度铁钴钒软磁合金，在现有软磁材料中该合金的饱和磁感应强度最高(2.4T)，居里点也很高(℃)，饱和磁致伸缩系数最大(60～×10-6)。由于饱和磁感应强度高，在制作同等功率的电机时，可大大缩小体积，在作电磁铁时，在同样截面积下能产生大的吸合力。由于居里点高，可使该合金能在其他软磁材料已经完全退磁的较高温度下工作，并保持良好的磁稳定性。由于有大的磁致伸缩系数，极适于作磁致伸缩换能器，输出能量高，工作效率也高。该合金电阻率低(0.27μΩ·m)，不宜在高频下使用。价格较贵、易氧化、加工性能差，添加适量镍或其他元素，可改善其加工性。1.11J22材料牌号1J22(Co50V2)。1.21J22相近牌号50КФ(俄罗斯)，Permendur(英国)，Supermendur(美国)，HiperCo50(美国)。1.31J22材料的技术标准GB/T-《软磁合金尺寸、外形、表面质量、实验方法和检验规则》GB/T-《高饱和磁感应强度软磁合金技术条件》1.41J22化学成分见表1-1。 表1-1 %
1.51J22热处理制度冷轧带材试样：随炉升温到～℃，保温3～6h,，以50℃/h速度冷却到℃，再以～℃/h速度冷却至℃出炉，退火介质为露点不高于－40℃的氢气。锻坯所取试样：随炉升温到1℃±20℃，保温3～6h，以50～℃/h速度冷却到℃，保温3h，然后以30℃/h速度冷却到℃，再以℃/h速度冷却至℃出炉，退火介质为露点不高于－40℃的氢气。用于要求在较低磁场下具有较高磁感应强度、较低矫顽力、较高矩形比的材料：随炉升温到℃±10℃，保温4h，以50℃/h速度冷却到℃，保温3h,然后以℃/h速度冷却到℃出炉，在保温(℃)开始加1～A/m直流磁场，退火介质为露点不高于－40℃的氢气。1.61J22品种规格与供应状态以冷轧带材、冷拉丝材，热轧（锻）扁材和棒材，不经热处理供应。品种规格、尺寸及允许偏差见表1-2，对尺寸有特殊要求的，由供需双方协议。表1-2
1.71J22熔炼与铸造工艺采用真空感应炉熔炼。
1.81J22应用概况与特殊要求已生产、使用多年，性能稳定，材料较成熟。适宜做质量轻、体积小的航空、航天用电器元件，如微电子转子、电磁铁极头、继电器、换能器等。二、1J22物理及化学性能2.11J22热性能见表2-1。表2-1[1]
2.21J22密度见表2-2。2.31J22电性能见表2-2。2.41J22磁性能2.4.11J22居里点见表2-2。2.4.21J22饱和磁致伸缩系数见表2-2。表2-2
2.4.31J22标准中规定的磁性能2.4.3.11J22不同厚度的典型静态磁性能见表2-3。表2-3[3]
2.4.3.21J22不同厚度的铁损见表2-4。表2-4[2]
2.4.41J22不同厚度的动态磁化曲线及损耗曲线见图2-1～图2-5=0.35、0.2mm厚的试样清漆绝缘，=0.1mm的试样为氧化镁绝缘。2.51J22化学性能2.5.11J22抗氧化性能易氧化。
1J22力学性能3.11J22技术标准规定的性能3.21J22室温及各种温度下的力学性能3.2.11J22硬度合金软态HRB90，冷硬态HRC35。3.2.21J22拉伸性能3.2.2.11J22抗拉强度合金软态σb=MPa,冷硬态σb=MPa。3.2.2.21J22规定非比例伸长应力[1]合金软态σP0.2=MPa。3.2.2.31J22断后伸长率合金的断后伸长率δ=1%。3.31J22持久和蠕变性能3.41J22疲劳性能3.51J22弹性性能3.5.11J22弹性模量合金的弹性模量E=GPa。四、1J22组织结构4.11J22相变温度4.21J22时间-温度-组织转变曲线4.31J22合金组织结构该合金组织结构为体心立方晶格的单相固溶体，在～℃附近发生γα相转变，当温度低于℃时，产生有序化，形成FeCo超结构，无序的α相转变为有序α′相。五、1J22工艺性能与要求5.11J22成形性能合金经℃左右快速淬火后，可以加工成薄带和细丝，带、丝可冲制、卷绕或加工成各种形状的元器件。5.21J22焊接性能焊接性能较差。5.31J22零件热处理工艺5.41J22表面处理工艺
5.51J22切削加工与磨削性能该合金的热轧（锻）材、冷拉丝材和带材，可切削和磨削加工。当合金加工成元器件，并经缓慢冷却的最终热处理后，塑性很差，只能轻微研磨。
摘要：着重论述1J22软磁合金(带材)形成机理、特点及应用，分析导致该材料磁性能下降和不稳定的原因。
通过探讨和实验，对工艺进行优化。并通过实际应用取得了一定的成效。
1J22软磁合金(带材)是高饱和磁感应强度的铁钴钒软磁材料。该材料磁饱和强度较高(2．4T)，各向异性较小，在制作同等功率的电机时，可显著缩小该电机的体积。
另外，该合金由于居里温度比较高，因此它能在一般软磁合金无法正常工作的温度较高的环境下继续工作，并能保持较为良好的磁性能，因此该材料作为航天同步、力矩等电机的电枢冲片在航天领域应用较为广泛。
近几年来，一般1J22软磁合金(带材)的真空退火处理，厚度0．2mlTI和0．35mm都采用同一工艺进行处理。
此时，发现了一个现象，那就是0．35mm厚的1J22软磁合金(带材)真空处理后的磁性能远低于0．2mm厚的磁性能。因此初步判定该工艺可能仅适用于0．2mm厚的1J22软磁合金(带材)，而不适用于0．35mm厚1J22软磁合金(带材)。
如果仍然采用一般1J22(带材)热处理工艺规范对其进行退火处理，已经无法保证良好的磁性能，将严重影响产品的质量及电机的性能。由于该合金的含钴量(50％)较高，故其价格比较昂贵，更不能马虎对待。
鉴于此，我们重新对1J22(带材)真空热处理工艺进行了各种试验和方案论证。通过几十炉次的试验，我们发现了问题所在，针对该问题我们重新优化工艺，然后结合产品处理，进一步稳定了该热处理工艺，使1J22(带材)热处理后的磁性能达到预期水平。
1铁钴钒合金概述
通常我们使用的1J22软磁材料(带材)是钴含量在50％左右的铁钴钒合金。该合金组织结构为体心立方晶格的单相固溶体，在℃附近发生一相转变，当温度低于cI=时，产生有序化转变，形成FeCo超结构，无序的O／相转变为有序OL相，并且该合金脆性较大，极易氧化。
2合金化学成分对工艺及性能的影响
经过咨询材料进货方，发现进货厂方为了满足我们对0．35mm厚1J22软磁合金硬度和提高切削加工的要求，故在冶炼时加入了少许杂质。材料成分对比如表1所示。
由表1可知，0．35Inn厚1J22软磁合金的杂质多于o．2mlTI，成分变化了，当然热处理工艺也必须相应地做调整。经过实践和试验，在保温温度上找到了问题所在。由于0．35mm厚1J22软磁合金中加入了较多的杂质，因此它的最高退火温度必须降低。经过几十炉的摸索，找到了最适合0．35Inn厚1J22软磁合金(带材)的最高保温温度，即在℃
附近进行保温才能获得良好的磁性能。而原先所采用的工艺保温温度在℃附近。原工艺与oC工艺处理后所测得的磁性能对比如表2所示。
由表2可看出，采用oC保温温度新工艺所处理的0．35mm厚1J22合金，B值大幅度提高，而矫顽力大幅度降低，通过分析验证，证明摸索出的新工艺是正确合理的。
3真空退火中保温时间对1J22(带材)磁性能的影响
保温在磁性材料热处理工艺过程中是不可或缺的，保温时间的长短主要取决于真空热处理炉的规格和炉膛以及及等温区的大小。根据守则规定，以前我们1J22(带材)真空热处理一般保温采用3h，最多不超过3．5h，现经过不断摸索，发现保温时间5h所处理的材料磁性能达到了优良水平。其原因有3点：
(1)增加了保温时间，真空热处理炉的温度
变得更加均匀；
(2)5h的保温时间已经基本能把合
金的杂质去除干净；
(3)合金中的晶粒进一步长大，
更利于合金磁化，因此能显著提高1J22(带材)的磁性能。当然，过长的保温时间会使得1J22材料脆性增加，并增加机械加工的难度，因此一般我们不建议保温时间超过5h。详见表3。
4真空退火中真空度对1J22(带材)磁性能的影响
一般来说，1J22(带材)退火处理必须在氢气或真空中进行，由于条件限制，我们的1J22(带材)都是在真空热处理炉中进行处理。
真空，顾名思义就是低于一个大气压力的气体状态。我们的真空炉之所以能达到真空状态，主要是通过机械泵、罗茨泵和扩散泵。
1J22(带材)作为合金材料，随着温度的逐步升高，它会释放出大量气体及杂质等，同时真空炉自身的炉膛也会相应有水汽释放，此时真空度会比较低，约为1×10一～3×10～Pa。在保温时，真空度则提升至5xlOPa左右。由于1J22(带材)特别容易氧化，因此真空度越高对该材料越有利。在高真空度下进行退火处理，可以保证1J22(带材)不被氧化，并且有利于去除和挥发有害气体及杂质，提高磁性能。
5工艺优化后的应用
1J22软磁合金(带材)作为电枢铁心，是电机中的关键部件。因此1J22(带材)的磁性能直接影响电机最后的性能，在设计、工装、工艺相同的情况下对工艺优化前与优化后进行对比，应用结果对比如下：
某电机对起动电压有较高的要求，工艺优化前做过几轮产品，起动电压都无法达到设计要求，在工艺优化后起动电压已完全满足设计的要求。
6结语
本文详细叙述了1J22软磁合金(带材)，由于化学成分的变化而导致热处理工艺的改变，尤其是保温温度的重新优化，是该材料热处理工艺的重中之重。经过多炉次的试验和探讨，证明了优化后的1J22软磁合金(带材)真空热处理工艺是科学合理的。应用于产品中也已取得了显著效果。
