專利名稱:單極脈沖用的鎳-鐵超常磁性合金的制作方法
本發(fā)明涉及一種具有高的初始導(dǎo)磁率μo和低的剩磁Br的，特別適宜于制造脈沖變壓器磁芯的鎳-鐵合金的配方及獲得超常磁性的方法。
當(dāng)代，隨著脈沖技術(shù)的發(fā)展，對單極脈沖變壓器的性能提出了更高的要求。例如雷達(dá)已開始采用編碼脈沖串進(jìn)行調(diào)制，需用編碼脈沖變壓器。這種脈沖變壓器要求編碼脈沖串的群降小，恢復(fù)時(shí)間短。從而要求變壓器的磁芯材料具有大的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量△B、低剩磁Br、高的脈沖導(dǎo)磁率μk和低的損耗。一般的高導(dǎo)磁合金，不能滿足上述的要求。所以，研制單極脈沖變壓器用的磁芯新材料是必要的。
目前，我國常用的恒導(dǎo)磁合金有聯(lián)邦德國的Pfeifer于一九六八年發(fā)明的含有鎳-鐵-鉬的Permaxf合金(鎳為65%，鉬為2.5%，鐵為余量)以及與此合金性能相近的，我國于一九七○年以來研制的1J66、1J67h合金(鎳為65%，鉬為2%，鐵為余量)。這些合金中，鎳的含量較高，大都在65%(重量)左右。
本發(fā)明的任務(wù)，就是要制取一種含鎳低，卻能獲得大的磁感應(yīng)強(qiáng)度增量△B的鎳-鐵磁性合金。這種合金具有超常磁性(或稱反常磁性)，即它的初始導(dǎo)磁率μo和飽和磁感應(yīng)Bs高，剩磁Br低。這種特性能較好的滿足單極脈沖變壓器磁芯的性能要求。
本發(fā)明合金的成份，其特征是鎳含量較常用的高導(dǎo)磁合金中的含量低;其含量和優(yōu)先推薦的最佳成份含量(均系重量百分比)是成份 含量 最佳含量鎳 54.5～55.5 54～55碳 0.020以下 0.015以下
鐵 余量 余量本發(fā)明的任務(wù)是這樣實(shí)現(xiàn)的按上述成份配料后，用真空感應(yīng)爐熔煉成鋼錠，鋼錠扒皮后，經(jīng)過熱鍛和熱軋成厚度為2至3毫米的帶材，酸洗后，帶材再用四輥至十二輥的軋機(jī)冷軋成0.1～0.05毫米的薄帶材。本發(fā)明的特征是，采用了95%～98%的大的冷軋變形率。薄帶經(jīng)過電泳絕緣涂層后，即可繞制成欲制取的半成品，例如繞制成單極脈沖變壓器中的環(huán)狀磁芯。
然后，將本發(fā)明的合金薄帶或其制成品，例如環(huán)狀磁芯，放置于工業(yè)電爐內(nèi)，在氫氣保護(hù)下，進(jìn)行1100～1200℃，保溫2～4小時(shí)的高溫退火。本發(fā)明的特征是，當(dāng)合金制成品隨爐溫升到840～870℃時(shí)，要控制爐溫的升溫速度，直到選定的最終的退火溫度1100～1200℃，優(yōu)先推薦的升溫速度是100～150℃/小時(shí)。這樣能獲得大而均勻的晶粒，易于形成｛100｝〈310〉的結(jié)晶織構(gòu)，以便獲得理想的磁性。
高溫退火后，再在保護(hù)氣氛下，于20奧斯特的施加磁場中，進(jìn)行縱向磁場熱處理。本發(fā)明的特征是，采用了與組織、性能相適應(yīng)的縱向磁場熱處理溫度600～700℃。在此溫度下保溫1小時(shí)，然后以40℃/小時(shí)的冷卻速度冷到200℃以下，出爐。
經(jīng)過上述處理后的本發(fā)明的合金，在同樣的厚度下，初始導(dǎo)磁率μo，比Permaxf、1J66和1J67h合金高2～3倍;脈沖導(dǎo)磁率μk高兩倍;磁感應(yīng)強(qiáng)度增量△B高出大約10%。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是，所涉及的合金中含鎳量在54.5到55.5%(重量)。它不僅具有超常的磁性，而且含鎳低，制成品的體積小，成本低，能獲得良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。它作為電子工業(yè)材料，在電子、航空、儀器儀表和自動(dòng)控制等行業(yè)中有廣泛的用途，可以制成脈沖變壓器的磁芯、開關(guān)電源等磁芯器件。
以下結(jié)合附圖和一個(gè)具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
圖1是本發(fā)明的簡易工藝流程圖。
圖2是用本發(fā)明合金制成的磁芯的高溫退火曲線。
圖3是用本發(fā)明合金制成的磁芯的縱向磁場熱處理曲線。
欲制取截面為0.46平方厘米、平均直徑為21厘米、初級(jí)匝數(shù)為60、次級(jí)匝數(shù)為24、頻率為50赫茲的單極脈沖變壓器磁芯，假如需用本發(fā)明的合金10公斤時(shí)，投料如下鎳按54%(重量)組合，需稱取5.4公斤，高純度的鐵為余量，即稱取4.6公斤(合金中的碳、硫、磷系由原料帶入)。
將稱取的上述合金成份，在真空感應(yīng)爐內(nèi)熔煉成鋼錠，鋼錠扒皮后，熱鍛、熱軋成2毫米厚、100毫米寬的帶材。熱軋帶材經(jīng)過酸洗后，在四輥到十二輥的冷軋機(jī)上進(jìn)行冷軋，變形率采用96%，連續(xù)軋成0.08毫米的薄帶材。薄帶經(jīng)過電泳絕緣涂層，可繞制成環(huán)狀磁芯。
接著，將環(huán)狀磁芯，放置于工業(yè)電爐內(nèi)，在氫氣保護(hù)下隨爐升溫，當(dāng)溫度升到840℃之后，控制升溫速度，以120℃/小時(shí)的升溫速度，使?fàn)t溫連續(xù)地升至1150℃，保溫3小時(shí)后，切斷電源;爐冷到600℃以下，可快速冷卻到室溫。
嗣后，經(jīng)高溫退火后的磁芯，在保護(hù)氣氛下，于20奧斯特的磁場中，進(jìn)行縱向磁場熱處理。具體工藝是磁芯隨爐升到640℃，保溫1小時(shí)后，以40℃/小時(shí)的冷卻速度至200℃以下出爐。
零件經(jīng)檢驗(yàn)合格后，即可成為正式產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種含有鎳--鐵的磁性合金，特別適宜于制造脈沖變壓器的磁芯，其特征是a)、鎳的含量比已有的恒導(dǎo)磁合金中的含量低，而初始導(dǎo)磁率μo高；b)、采用了適宜的大的冷軋變形率；c)、高溫退火時(shí)，采用了適宜的升溫速度；d)、采用了與組織、性能相適應(yīng)的縱向磁場熱處理溫度。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的合金，其特征是其成份含量和優(yōu)先推薦的最佳成份含量(均系重量百分比)是成份 含量 最佳含量鎳 54.5～55.5 54～55碳 0.020以下 0.015以下硫 0.007以下 0.005以下磷 0.007以下 0.005以下鐵 余量 余量
3.根據(jù)權(quán)利要求
1或2所述的合金，其特征是優(yōu)先推薦的最佳的大的冷軋變形率為95%～98%。
4.根據(jù)權(quán)利要求
1或3所述的合金，其特征是在高溫退火當(dāng)爐溫升到840～870℃時(shí)，要控制爐溫升溫速度直到選定的最終溫度，優(yōu)先推薦的升溫速度是100～150℃/小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求
1或4所述的合金，其特征是最佳縱向磁場熱處理溫度是600～700℃。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種具有超常磁性，即具有高的初始磁導(dǎo)率μ
文檔編號(hào)C22C19/03GK86101368SQ86101368
公開日1986年9月10日 申請日期1986年3月3日
發(fā)明者劉桂蘭, 劉慧斌 申請人:東北工學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan