高溫退火條件鐵鎳軟磁合金的磁性能研究.pdf

1、軟磁材料是指剩磁和矯頑力均很小的鐵磁材料,它們是電機工程和高新技術(shù)領(lǐng)域的重要功能材料。軟磁材料包括鐵和磁鋼,鐵-鎳合金,鐵-鈷合金,非晶態(tài)合金,軟磁鐵氧體。它們主要用于制造電動機的定子和轉(zhuǎn)子,變壓器、電感器的鐵芯,磁記錄的磁頭與磁介質(zhì),磁屏蔽,電磁鐵的鐵芯,磁路的導(dǎo)磁體等。磁性鐵-鎳合金一般稱為坡莫合金。50％鎳的坡莫合金(1J50)具有高磁通密度,它們對磁場熱處理有高的響應(yīng)性。1J50主要作為鐵芯用于小功率變壓器、微電機繼電器、扼流圈

2、、電磁離合器中,也用作磁屏蔽罩、話筒振動膜、電磁銜鐵和磁導(dǎo)體。
　　軟磁合金1J50具有飽和磁感應(yīng)強度高、矯頑力小、靈敏度高、熱處理后的力學(xué)性能較好等優(yōu)點,是選作導(dǎo)磁零件的理想材料。1J50的磁性能對高溫退火熱處理工藝非常敏感,同一家供應(yīng)商采用相同熱處理工藝,不同批次高溫退火后的1J50試件,其直流磁性能可能存在較大散差。因此,理解熱處理工藝(氣氛、參數(shù)等)關(guān)鍵因素對1J50合金磁性能的作用機理與規(guī)律,有著重要的科研價值與工程意義

3、,是獲得滿足設(shè)計且合格穩(wěn)定的磁性能的基礎(chǔ)。
　　本論文研究背景來源于航天用軟磁合金零件的性能控制與優(yōu)化,通過設(shè)計完成1J50軟磁合金高溫退火熱處理實驗,對試樣的直流磁性能、靜態(tài)力學(xué)性能和微觀組織進行測定,解釋了熱處理對1J50直流磁性的影響規(guī)律與機理,確定了晶粒尺寸-磁性能-工藝參數(shù)的定量關(guān)系,為工藝優(yōu)化與指導(dǎo)奠定了基礎(chǔ)。論文主要研究工作有:
　　1)根據(jù)國標(biāo),設(shè)計1J50高溫退火實驗,包括兩種爐內(nèi)氣氛、三組保溫溫度、三組保

4、溫時間,設(shè)計實驗所需試樣,并完成所有實驗。對經(jīng)過熱處理后的試樣進行直流磁性能測試和靜態(tài)力學(xué)拉伸實驗,總結(jié)熱處理工藝(氣氛,溫度和時間)對1J50直流磁性能和靜態(tài)力學(xué)性能的影響規(guī)律。隨著保溫時間增長和保溫溫度的提高,磁性能隨之提高,并且氫氣保護環(huán)境的退火所得1J50磁性能優(yōu)于真空退火。
　　2)制備原始試樣和不同退火工藝后試樣的金相樣,在光學(xué)顯微鏡下觀察微觀組織。計算不同試樣的晶粒大小,分析晶粒尺寸對直流磁性能,靜態(tài)力學(xué)性能的影響。

5、根據(jù)所觀察的金相和計算的晶粒尺寸大小,從宏觀和微觀上分析了1J50晶粒變化趨勢。引用經(jīng)典的晶粒長大模型,建立了1J50晶粒長大模型。隨著退火溫度提高和保溫時間的增長,晶粒尺寸隨之增大。在相同工藝參數(shù)下,氫氣退火所得試樣的晶粒尺寸大于真空退火。
　　3)分析了磁性能各參數(shù)之間的相互關(guān)系,磁導(dǎo)率與矯頑力之間存在一定的反比例關(guān)系。在不同的退火工藝下所得的1J50磁性能參數(shù),矯頑力越大,磁導(dǎo)率越低。
　　4)分析磁性能參數(shù)與晶粒尺寸