1J22软磁合金化学成分 1J22软磁合金的价格

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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(980℃)，饱和磁致伸缩系数最大(60～100×10-6)。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。 
1.1 1J22材料牌号 1J22(Co50V2)。 
1.2 1J22相近牌号 50КФ(俄罗斯)，Permendur(英国)，Supermendur(美国)，HiperCo50(美国)。 
1.3 1J22材料的技术标准 
GB/T 15001-1994 《软磁合金尺寸、外形、表面质量、实验方法和检验规则》 
GB/T 15002-1994 《高饱和磁感应强度软磁合金技术条件》 
1.4 1J22化学成分 见表1-1。 表1-1 %

1.5 1J22热处理制度 冷轧带材试样：随炉升温到850～900℃，保温3～6h,，以50℃/h速度冷却到750℃，再以180～240℃/h速度冷却至300℃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1100℃±20℃，保温3～6h，以50～100℃/h速度冷却到850℃，保温3h，然后以30℃/h速度冷却到700℃，再以200℃/h速度冷却至300℃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850 ℃±10℃，保温4h，以50℃/h速度冷却到750℃，保温3h,然后以200℃/h速度冷却到300℃出炉，在保温(750℃)开始加1240～1600A/m直流磁场，退火介质为露点不高于－40℃的氢气。 
1.6 1J22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

1.7 1J22熔炼与铸造工艺 采用真空感应炉熔炼。

1.8 1J22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 
2.1 1J22热性能 见表2-1。 
表2-1[1]

2.2 1J22密度 见表2-2。 
2.3 1J22电性能 见表2-2。 
2.4 1J22磁性能 
2.4.1 1J22居里点 见表2-2。 
2.4.2 1J22饱和磁致伸缩系数 见表2-2。 
表2-2

2.4.3 1J22标准中规定的磁性能 
2.4.3.1 1J22不同厚度的典型静态磁性能见表2-3。 
表2-3[3]

2.4.3.2 1J22不同厚度的铁损见表2-4。 
表2-4[2]

2.4.4 1J22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。 
2.5 1J22化学性能 
2.5.1 1J22抗氧化性能 易氧化。

 

 
1J22力学性能 
3.1 1J22技术标准规定的性能 
3.2 1J22室温及各种温度下的力学性能 
3.2.1 1J22硬度 合金软态HRB90，冷硬态HRC35。 
3.2.2 1J22拉伸性能 
3.2.2.1 1J22抗拉强度 合金软态σb=490MPa, 
冷硬态σb=1323MPa。 
3.2.2.2 1J22规定非比例伸长应力[1] 合金软态σP0.2=343MPa。 
3.2.2.3 1J22断后伸长率 合金的断后伸长率δ=1%。 
3.3 1J22持久和蠕变性能 
3.4 1J22疲劳性能 
3.5 1J22弹性性能 
3.5.1 1J22弹性模量 合金的弹性模量E=216GPa。 
四、1J22组织结构 
4.1 1J22相变温度 
4.2 1J22时间-温度-组织转变曲线 
4.3 1J22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900～930℃附近发生γ α相转变，当温度低于730℃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 
5.1 1J22成形性能 合金经880℃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。 
5.2 1J22焊接性能 焊接性能较差。 
5.3 1J22零件热处理工艺 
5.4 1J22表面处理工艺

5.5 1J22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 (2．4 T)，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 0．2 mlTI和 0．35 mm都采用 同一工艺 进行处理 。

此时 ，发现了一个现象 ，那就是 0．35 mm 厚 的 1J22软磁合金(带材)真空处理后的磁性能远 低于 0．2 mm厚 的磁性能。因此初步判定该工艺可 能仅适用于 0．2 mm厚 的 1J22软磁合金 (带材 )，而 不适用 于 0．35 mm厚 1J22软磁合金 (带材 )。

如果 仍 然采 用一 般 1 J22(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 900℃附近发生 一 相转变 ，当温度低于 730 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0．35 mm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，0．35 Inn厚1J22软磁合金的杂质多于 o．2 mlTI，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 0．35 mm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 0．35 Inn厚1J22软磁合金(带材)的最高保温温度 ，即在 850℃

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 890℃附近。原工艺与 850 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 850 oC保温温度新工艺所 处理的 0．35 mm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 3 h， 最多不超过 3．5 h，现经过不断摸索 ，发现保温时间 5 h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)5 h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 5 h。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 5xlO Pa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 。