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)度最高(2.4T),居里點(diǎn)也很高(980℃),飽和磁致伸縮系數(shù)最大(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)完全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)
GB/T 15001-1994 《軟磁合金尺寸、外形、表面質(zhì)量、實(shí)驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則》
GB/T 15002-1994 《高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金技術(shù)條件》
1.4 1J22化學(xué)成分 見(jiàn)表1-1。 表1-1 %
C | Mn | Si | P | S | Cu | Ni | 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(kāi)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(jiàn)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(lèi) | (δ或D)/mm | B/mm | L/mm≥ | 產(chǎn)品種類(lèi) | (δ或D)/mm | B/mm | L/mm≥ | ||
尺寸 | 允許偏差 | 尺寸 | 允許偏差 | ||||||
冷軋帶材 | 0.05~0.09 | 0 | 60~120 | 5000 | 冷拉絲材 | >0.49~0.09 | ±0.03 | - | - |
>0.09~0.19 | 0 | 500 | >0.90~3.00 | ±0.04 | |||||
>0.19~0.25 | 0 | 200 | >3.00~6.00 | ±0.06 | |||||
>0.25~0.40 | 0 | 200 | 熱軋(鍛)扁材和棒材 | 6.0~8.0 | ±0.5 | - | 1000 | ||
>0.40~0.70 | 0 | 200 | >8.0~12.0 | ±1.0 | 1000 | ||||
>0.70~1.00 | 0 | 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 | |||||
>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。
二、1J22物理及化學(xué)性能
2.1 1J22熱性能 見(jiàn)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(jiàn)表2-2。
2.3 1J22電性能 見(jiàn)表2-2。
2.4 1J22磁性能
2.4.1 1J22居里點(diǎn) 見(jiàn)表2-2。
2.4.2 1J22飽和磁致伸縮系數(shù) 見(jiàn)表2-2。
表2-2
ρ/(μΩ·m) | ρ/(g/cm3) | Tc/℃ | λθ/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(jiàn)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 | Hc/(A/m)≤ | |||||
B400 | B800 | B1600 | B2400 | B4000 | B8000 | ||
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(jiàn)表2-4。
表2-4[2]
δ/mm | f/Hz | P/(W/kg) | ||||
P1.5 | P1.7 | P1.9 | P2.0 | P2.1 | ||
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(jiàn)圖2-1~圖2-5 =0.35、0.2mm厚的試樣清漆絕緣, =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。
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)σb=490MPa,
冷硬態(tài)σb=1323MPa。
3.2.2.2 1J22規(guī)定非比例伸長(zhǎng)應(yīng)力[1] 合金軟態(tài)σP0.2=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)橛行颚痢湎唷?nbsp;
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)緩慢冷卻的最終熱處理后,塑性很差,只能輕微研磨。