可变形永磁材料是指具有良好塑性,可锻造、轧制、拉丝和切割的永磁材料。这类材料可制成薄截面或复杂形状的零件,具有不同的磁性和较高的机械性能,因此在永磁材料领域占有独特的地位。可变形永磁材料主要用于磁罗盘、航空及自动化仪表、磁滞电机转子、磁性翻转显示系统等。
可变形永磁材料主要包括铁镍钒永磁合金、变形铁铬钴永磁合金、磁滞合金冷轧带材和铁钴钼磁滞合金热轧(或锻造)棒材。
铁钴钒永磁合金的化学成分
变形铁铬钴永磁合金的化学成分
铁钴钒永磁合金热处理系统
应用概述和特殊要求
1) 小型永磁体
如铁铬钴合金和铁钴钒合金,由于其良好的塑性和延展性,可制成线材和带材,适用于小截面永磁元件,广泛应用于军工和民用工业。如导航磁罗经中的指向磁铁和校正磁铁;航空航天工业中电子计算机的矩阵元件;武器用经纬仪管状罗经,航空、汽车仪表用磁钢;磁翻转显示器、磁力搅拌器、磁天平用磁钢、电度表和永磁电机定子等。
2) 磁滞电机转子
磁滞电机结构简单,可自行启动,转矩恒定,无噪音,因此被广泛应用于导航陀螺仪、传真通讯及各种记录仪器中。
磁滞合金是用于制造磁滞电机转子的材料。它利用特定(不饱和)磁化状态的磁滞功率来工作,这种特定的磁化场称为工作磁场。由于电机类型不同,所需转矩不同,工作磁场也不同。一般要求材料在一定的工作磁场下具有最大的磁滞,因此材料必须具有工作磁场的回路面积。另外,为了使材料处于最佳工作点,通常要求材料的Hμ和Bμ与定子绕组的磁场强度和定子铁芯的磁感应强度相匹配,这样总的磁滞电机的损耗被最小化。此外,还要求材料具有良好的导电性、良好的磁稳定性、一定程度的耐腐蚀性和良好的成型性。
可变形永磁材料的化学性质
1) 抗氧化性能
可变形永磁材料在室温下具有良好的电阻氧化性能好,但铁铬钼永磁合金的抗氧化性能稍差。钼在高于1000℃时容易蒸发,超过1100℃时表面氧化严重。
2) 耐腐蚀性
在可变形永磁材料中,铁铬钴永磁合金的耐腐蚀性能最好,在大气中不生锈。其他合金的耐腐蚀性能一般。
可变形永磁材料-工艺性能及要求
1) 成型性
可变形永磁材料在回火和热处理前具有良好的塑性,可以切割。冷轧带材可冲切,可绕线。但回火后,大多数材料的硬度大大增加,材料变硬变脆,切削困难,只能通过磨削加工。如铁钴钒永磁合金和磁滞合金冷轧带钢,回火后硬度HRC高达58~62。因此,材料通常在冲压前进行加工或在回火前进行切割。只有铁钴钒合金能够承受各种切削加工,无论是热轧(或锻造)态、固溶态,甚至回火时效硬化态,都具有良好的成形性能,可以生产形状复杂的永磁体。元素。
对于铁钴钼磁滞合金,可以使用硬质合金刀具在锻造或淬火状态下进行预切削。但随着合金中钼含量的增加,硬度略有增加。此外,晶粒尺寸越大,材料变得越脆。因此,在切削过程中容易发生晶粒塌陷,给加工带来一定的困难。因此,在加工高钼合金时应小心控制,避免脱粒。同火后其硬度显着增加,只能通过磨削加工。
对于未在真空或惰性气体保护下进行热处理的工件,处理后必要时应去除氧化皮。当然,工件也必须预留精加工余量。此外,在热处理过程中应防止碳渗透,以避免磁性能发生变化。
2) 焊接性能
可变形永磁对的焊接性能一般。
关于使用可变形永磁材料的建议
Fe-Cr-Co永磁合金不仅具有良好的塑性和延展性,而且具有良好的磁性能。它是目前应用最广泛的可变形永磁材料。其磁性能可与铸造铝镍钴合金相媲美,价格比铁钴钒永磁合金便宜。该合金成分均匀、结构致密、性能稳定,可替代部分铸造AlNiCo合金和FeCoV合金制成形状复杂的永磁元件。合金的热处理工艺复杂很难控制,特别是矫顽力对磁场热处理的等温温度和时间非常敏感,所以要特别注意。最好由用户单位对元器件进行加工,提交材料生产单位进行热处理,以保证最佳的磁性能。
铁钴钒磁滞合金在回火前具有均匀和良好的塑性,在冷轧(或拉拔)90%应变量后可获得优良的磁滞性能和强磁各向异性,即纵向磁性能(沿轧制)方向)优于横向(垂直于轧制方向)。因此,如果在生产过程中能将线材作为磁滞电机的转子,其性能会更好,前景也会更加光明。该合金还可以轧制成0.05mm的薄带,卷绕成圆柱状作为转子,可以利用合金轧制方向优良的磁性能。此外,在国外,如俄罗斯,也采用纵横轧制工艺,即将合金纵向冷轧7mm至2mm,再纵向冷轧(即横向)。 ),从 2m 到 0.7mm。这也可以改善滞后性能。
铁钴钼合金制造工艺简单,可制成锻造转子或热轧薄板(厚度不小于2mm)。钼含量为10%~12%的合金可热穿成管子作为转子。大大节省材料和生产成本。
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