提高1J85坡莫合金软磁性能的工艺研究

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1J85合金作为典型的软磁坡莫合金,在弱磁场下具有较高的初始磁导率μ0和最大磁导率μm以及较高的饱和磁感应强度Bs和较低的矫顽力Hc,并且组织稳定、磁性能对外界干扰因素敏感程度低。该类合金主要用于交流弱磁场下工作的磁头铁芯、磁导体、磁屏蔽、录音磁头的外壳、磁芯片、传感器等。西安某厂家生产的1J85合金的磁性能虽然能满足国标及客户的要求,但是对比国内别的厂家和国外同系列合金的磁性能,其性能不够高。基于上述原因,研究影响1J85合金磁性能的相关因素,探讨提高合金磁性能的相关工艺措施,对提高该厂1J85合金产品性能乃至市场竞争力都至关重要。本文在概述1J85合金基础理论知识基础上,分析了影响磁性能的因素,并采用数理统计的方法探讨了主要化学成分对1J85合金磁性能的影响规律,对比了两个厂家合金中的气体含量;通过热力学计算并结合实验验证研究了非金属夹杂物的类型、数量以及合金组织等对1J85合金磁性能的影响。结果表明:(1)由于所取合金数据中元素含量变化比较小及取样数据偏少,合金元素Ni、Mo、Si、Mn等的含量对磁性能的影响规律不明显;(2)对两厂家合金棒材中气体含量进行对比分析,[N]、[H]、[O]含量相差较小,气体含量对西安某厂1J85合金磁性能影响较小;(3)理论计算和实验分析显示,1J85合金中最容易形成的非金属夹杂物为Al2O3、Al6Si2O13、Mn3Al2Si3O12以及MgO、FeO和CaO复合氧化物及硫氧化物,少量的FeS和MnS等;其中粒径≤10μm的夹杂物占74.7%~89.8%,随着合金中夹杂物数量增多,合金的磁性能恶化;冶金工艺上采用SiCaBa对合金作夹杂物变性处理有助于降低总夹杂物含量,减少硫化物夹杂,并使残留夹杂物变性为球点状硫氧化物,减少其对磁性能的危害;(4)合金的晶粒尺寸从75.5μm增大到151μm时,畴壁的钉扎作用减弱,畴壁移动阻力减小,合金μ0大约从58.13mH·m-1增大至126.8mH·m-1,μm大约从196mH·m-1增大至343.2mH·m-1,提高晶粒尺寸有助于减低磁畴壁钉扎作用,降低矫顽力,提高磁导率。增大合金锰含量及合金退火时间,有助于增大晶粒尺寸。通过理论分析及实验研究,找出了影响某厂1J85合金磁性能的因素,并提出相应的工艺改善措施以供参考。
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