低碳鋼軟磁材料的熱處理方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法。本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，依次包括加熱、保溫、退火步驟，其中加熱步驟為將低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內(nèi)，升溫至600?850℃；保溫時(shí)間為0.5?4h；退火步驟為將所述低碳鋼軟磁材料冷卻至100℃以下，出爐。本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，可以使磁碗使用的低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁導(dǎo)率與原材料相比提升近5倍，矯頑力也下降近5倍，因此，能極大的提升揚(yáng)聲器BL值，并降低揚(yáng)聲器的漏磁。
【專利說明】
低碳鋼軟磁材料的熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及金屬材料熱處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在揚(yáng)聲器等產(chǎn)品中，通常用BL值表征磁路性能的優(yōu)劣。根據(jù)安培力公式F= BIL,其中，B為磁路中磁隙的磁感應(yīng)強(qiáng)度，L為線圈總長度，且通常器件的功率一定，通過的電流I 一定。若BL越大，則通過一定電流I時(shí)，線圈獲得的推力F越大，從而使器件可以得到更高的靈敏度。因此，BL值對揚(yáng)聲器等產(chǎn)品的性能具有重要影響。
[0003]揚(yáng)聲器結(jié)構(gòu)包括磁鋼和收容所述磁鋼的磁碗，其中磁碗采用低碳鋼軟磁材料制成。低碳鋼軟磁材料是指能夠迅速響應(yīng)外磁場變化且能低損耗獲得高磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料，相關(guān)技術(shù)中，揚(yáng)聲器所用低碳鋼軟磁材料多為低碳鋼低碳鋼軟磁材料。通過對例如鉑聯(lián)創(chuàng)科技的型號為dmsp0916d的揚(yáng)聲器產(chǎn)品進(jìn)行BL仿真測試，人為改變磁碗材料的磁導(dǎo)率，發(fā)現(xiàn)隨著低碳鋼軟磁材料磁導(dǎo)率上升，器件的BL值也隨著上升，當(dāng)磁導(dǎo)率增大50 %時(shí)，器件BL值增大3%左右，測試結(jié)果參照圖1。其中圖1為對dmsp0916d揚(yáng)聲器產(chǎn)品進(jìn)行BL仿真測試得到的不同磁導(dǎo)率下的BL曲線圖，圖1中的橫坐標(biāo)X表示揚(yáng)聲器工作時(shí)線圈所在的坐標(biāo)位置。
[0004]同時(shí)，低碳鋼軟磁材料的矯頑力對器件的靈敏度同樣產(chǎn)生的重要的影響，通過測試發(fā)現(xiàn)，提高低碳鋼軟磁材料的磁導(dǎo)率，降低其矯頑力能有效提高揚(yáng)聲器的BL值從而提高其靈敏度，同時(shí)也能降低揚(yáng)聲器的漏磁。
[0005]然而，影響揚(yáng)聲器靈敏度的磁導(dǎo)率、矯頑力等參數(shù)不僅與低碳鋼軟磁材料的化學(xué)成分和晶體結(jié)構(gòu)有關(guān)，還與其晶粒尺寸、晶粒取向、參雜物等因素有關(guān)。提尚低碳鋼軟磁材料的磁性能，需要改變材料的晶體結(jié)構(gòu)、晶粒尺寸等參數(shù)，而熱處理是提高低碳鋼軟磁材料磁性能的一種重要手段，因?yàn)闊崽幚聿粌H可以改善材料延展性和可加工性，還可以控制一定晶粒結(jié)構(gòu)和大小。
[0006]相關(guān)技術(shù)中，低碳鋼軟磁材料熱處理主要體現(xiàn)在提高其力學(xué)性能方面，對于提高其磁性能方面的熱處理工藝暫無相關(guān)報(bào)道。
[0007]因此，有必要提供一種提尚低碳鋼軟磁材料磁性能的熱處理方法，進(jìn)而提尚揚(yáng)聲器等產(chǎn)品的靈敏度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服上述技術(shù)問題，提供一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0010]提供一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0011 ]加熱步驟:將所述低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內(nèi)，升溫至600-850°C ；
[0012]保溫步驟:保溫0.5-4h;
[0013]退火步驟:將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料冷卻至100°C以下，出爐。
[0014]本發(fā)明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，在所述加熱步驟之前還包括對所述低碳鋼軟磁材料進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括對所述低碳鋼軟磁材料進(jìn)行沖壓成型。
[0015]本發(fā)明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，
[0016]所述加熱步驟中，將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料升溫至700-800°C。
[0017]本發(fā)明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述保溫步驟中，保溫時(shí)間為2-4h0
[0018]本發(fā)明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述退火步驟包括；
[0019]將保溫后的所述低碳鋼軟磁材料按照設(shè)定的冷卻速度冷卻至中間溫度后自然冷卻至100°C以下;所述冷卻速度為50_200°C/h。
[0020]本發(fā)明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述退火步驟中，冷卻速度為50-135°C/ho
[0021 ]本發(fā)明所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中，所述中間溫度為350_500°C。
[0022]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，具有如下有益效果:
[0023]一、熱處理工藝中，將低碳鋼軟磁材料升溫至600-850°C，并保溫0.5_4h后退火冷卻出爐，通過優(yōu)化該熱處理工藝，改善低碳鋼低碳鋼軟磁材料內(nèi)部的晶粒尺寸、晶粒取向、晶體缺陷、參雜物等因素來改善其磁導(dǎo)率、矯頑力等磁性能。通過本發(fā)明提供的熱處理工藝，可以使磁碗使用的低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁導(dǎo)率與原材料相比提升近5倍，矯頑力也下降近5倍，因此，能極大的提升揚(yáng)聲器BL值，并降低揚(yáng)聲器的漏磁。
[0024]二、熱處理工藝中，退火工藝中冷卻速度對低碳鋼軟磁材料的磁性能具有一定的影響，通過限定其冷卻速度為50_200°C/h，進(jìn)一步提高低碳鋼軟磁材料的磁性能。
【附圖說明】
[0025]圖1為dmsp0916d揚(yáng)聲器產(chǎn)品進(jìn)行BL仿真測試得到的不同磁導(dǎo)率下的BL曲線圖；
[0026]圖2為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法的流程示意圖；
[0027]圖3為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對磁導(dǎo)率影響的折線圖；
[0028]圖4為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對矯頑力影響的折線圖；
[0029]圖5為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時(shí)間對磁導(dǎo)率影響的折線圖；
[0030]圖6為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時(shí)間對矯頑力影響的折線圖；
[0031]圖7為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對磁導(dǎo)率影響的折線圖；
[0032]圖8為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對矯頑力影響的折線圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面將結(jié)合附圖和實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0034]實(shí)施例1
[0035]請參閱圖2，為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法的流程示意圖。一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0036]步驟S1:加熱
[0037]將低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內(nèi)，升溫至600_850°C，其中，所述低碳鋼軟磁材料的牌號為SPCD低碳鋼，具體表示沖壓用冷乳碳素鋼薄板或鋼帶；
[0038]步驟S2:保溫
[0039]保溫時(shí)間為2h;
[0040]步驟S3:退火
[0041 ]將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料采用隨爐冷的方式冷卻至100°C以下，出爐。
[0042]優(yōu)選的，在所述加熱步驟之前還包括對所述低碳鋼軟磁材料進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括對所述低碳鋼軟磁材料進(jìn)行沖壓成型，例如沖壓成揚(yáng)聲器的磁碗或?qū)Т虐宓膶?yīng)形狀。
[0043]本實(shí)施例中，分別選擇熱處理溫度為600°C、650°C、700°C、720°C、750°C、800°C、850°C進(jìn)行熱處理工藝，并將經(jīng)熱處理工藝后的低碳鋼低碳鋼軟磁材料與未進(jìn)行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料分別進(jìn)行磁性能測試，測試結(jié)果請參閱圖3、圖4，其中圖3為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對磁導(dǎo)率影響的折線圖；圖4為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的熱處理溫度對矯頑力影響的折線圖。折線圖中各點(diǎn)分別表示熱處理溫度為600 0C、650 0C、700 °C、720°C、750°C、800 V、850 °C條件下的磁導(dǎo)率和矯頑力值。
[0044]通過圖3、圖4的數(shù)據(jù)分析可知，熱處理工藝中熱處理溫度對低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁性能影響較大，隨著熱處理溫度升高其磁導(dǎo)率上升、矯頑力下降，當(dāng)熱處理溫度為750 °C時(shí)出現(xiàn)極值。
[0045]相較于未進(jìn)行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，實(shí)施例1的磁導(dǎo)率提高1.8-5倍，當(dāng)加熱溫度為750°C時(shí)，磁導(dǎo)率達(dá)到最高值，相較于未進(jìn)行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，其磁導(dǎo)率提高近5倍；當(dāng)熱處理溫度大于750°C時(shí)，其磁導(dǎo)率下降，且當(dāng)熱處理溫度為850°(:時(shí)，其磁導(dǎo)率值為未進(jìn)行熱處理工藝條件下的2倍有余。
[0046]相較于為進(jìn)行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，實(shí)施例1的矯頑力下降1.3-5倍，當(dāng)加熱溫度為750°C時(shí)，矯頑力達(dá)到最低值，相較于未進(jìn)行熱處理的低碳鋼低碳鋼軟磁材料，其矯頑力下降近5倍；同樣，當(dāng)熱處理溫度大于750°C時(shí)，其矯頑力上升，當(dāng)熱處理溫度為850°C時(shí)，其矯頑力較未進(jìn)行熱處理工藝條件相比降低了近2.5倍。
[0047]由此可知，最優(yōu)熱處理溫度為750°C。
[0048]實(shí)施例2
[0049]—種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0050]步驟S1:加熱
[0051 ]將低碳鋼低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內(nèi)，升溫至750°C ;
[0052]步驟S2:保溫
[0053]保溫時(shí)間為0.5-4h;
[0054]步驟S3:退火
[0055]將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料采用隨爐冷的方式冷卻至100°C以下，出爐。
[0056]本實(shí)施例中，分別選擇保溫時(shí)間為0.5h、Ih、2h、3h、4h進(jìn)行熱處理工藝，并將經(jīng)熱處理工藝后的低碳鋼低碳鋼軟磁材料進(jìn)行磁性能測試，測試結(jié)果請參閱圖5、圖6，其中圖5為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時(shí)間對磁導(dǎo)率影響的折線圖；圖6為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的保溫時(shí)間對矯頑力影響的折線圖。折線圖中各點(diǎn)分別表示保溫時(shí)間為0.511、111、211、311、411條件下的磁導(dǎo)率和矯頑力值。
[0057]通過圖5、圖6的數(shù)據(jù)分析可知，在一定的熱處理溫度條件下，保溫時(shí)間對鋼低碳鋼軟磁材料的磁性能具有較明顯的影響，隨著保溫時(shí)間的延長，其磁導(dǎo)率上升、矯頑力下降，當(dāng)熱處理達(dá)到2h后其值趨于穩(wěn)定，說明最優(yōu)保溫時(shí)間為2h。
[0058]實(shí)施例3
[0059]一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，包括如下步驟:
[0060]步驟S1:加熱
[0061 ]將低碳鋼低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內(nèi)，升溫至750°C ;
[0062]步驟S2:保溫
[0063]保溫時(shí)間為2h;
[0064]步驟S3:退火
[0065]將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料在冷卻速度為50°C/h-200°C/h條件下冷卻至100°C以下，出爐。
[0066]本實(shí)施例中，分別選擇冷卻速度為50°(:/11、80°(:/11、100°(:/11、135°(:/11、200°(:/11進(jìn)行熱處理工藝，并將經(jīng)熱處理工藝后的低碳鋼低碳鋼軟磁材料進(jìn)行磁性能測試，請參閱圖
7、圖8，其中圖7為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對磁導(dǎo)率影響的折線圖；圖8為本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法中不同的冷卻速度條件對矯頑力影響的折線圖。折線圖中的各點(diǎn)分別表示冷卻速度為50°C/h、80°C/h、10(TC/h、135 °C /h、200 °C /h條件下的磁導(dǎo)率和矯頑力值。
[0067]通過圖7、圖8的數(shù)據(jù)分析可知，熱處理工藝中，冷卻速度對低碳鋼軟磁材料的磁性能具有較大的影響，隨冷卻速度增加，其磁導(dǎo)率下降、矯頑力上升。當(dāng)冷卻速度為50°C/h時(shí)，其磁導(dǎo)率達(dá)到最高值，矯頑力達(dá)到最低值；當(dāng)冷卻速度分別為100°C/h和135°C/h時(shí)，其磁導(dǎo)率較接近，分別為7.0mH/m和7.25mH/m，但當(dāng)冷卻速度為200 °C/h時(shí)，其磁導(dǎo)率下降較多，為6.25mH/m；
[0068]同理，當(dāng)冷卻速度為100 °C /h和135 °C /h時(shí)，其矯頑力較接近，分別為55A/m和57.5A/m，但當(dāng)冷卻速度為200°C/h時(shí)，其矯頑力上升較多，為63A/m。
[0069]在本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，所述退火步驟包括:將保溫后的所述低碳鋼軟磁材料按照上述設(shè)定的冷卻速度冷卻至中間溫度后自然冷卻至100°c以下。優(yōu)選地，該中間溫度可以是350-500°C。由此可以防止因冷卻過快導(dǎo)致的結(jié)晶效果不理想。
[0070]因此，通過上述測試結(jié)果可以看出，本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，優(yōu)選方案為:熱處理時(shí)間為750 °C，保溫時(shí)間為2h，冷卻速度為50 0C /h。
[0071]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，有益效果在于:將低碳鋼低碳鋼軟磁材料升溫至600-850 V，并保溫0.5-4h后退火冷卻出爐，通過優(yōu)化該熱處理工藝，改善低碳鋼低碳鋼軟磁材料內(nèi)部的晶粒尺寸、晶粒取向、晶體缺陷、參雜物等因素來改善其磁導(dǎo)率、矯頑力等磁性能。通過本發(fā)明提供的熱處理工藝，可以使磁碗使用的低碳鋼低碳鋼軟磁材料的磁導(dǎo)率與原材料相比提升近5倍，矯頑力也下降近5倍，因此，能極大的提升揚(yáng)聲器BL值，并降低揚(yáng)聲器的漏磁;同時(shí)，退火工藝中冷卻速度對低碳鋼軟磁材料的磁性能具有一定的影響，通過限定其冷卻速度為50-200°C/h，進(jìn)一步提高低碳鋼軟磁材料的磁性能。
[0072]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其它相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，包括如下步驟: 加熱步驟:將所述低碳鋼軟磁材料置于加熱爐內(nèi)，升溫至600-850°C ; 保溫步驟:保溫0.5-4h; 退火步驟:將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料冷卻至100°C以下，出爐。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，在所述加熱步驟之前還包括對所述低碳鋼軟磁材料進(jìn)行預(yù)處理，所述預(yù)處理包括對所述低碳鋼軟磁材料進(jìn)行沖壓成型。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于， 所述加熱步驟中，將所述低碳鋼低碳鋼軟磁材料升溫至700-800°C。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述保溫步驟中，保溫時(shí)間為2-4h。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述退火步驟包括； 將保溫后的所述低碳鋼軟磁材料按照設(shè)定的冷卻速度冷卻至中間溫度后自然冷卻至100 °C以下;所述冷卻速度為50-200 °C/h。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述退火步驟中，冷卻速度為50-135°C/h。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的低碳鋼軟磁材料的熱處理方法，其特征在于，所述中間溫度為350-500。。。
【文檔編號】H01F1/14GK106086328SQ201610565961
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月18日
【發(fā)明人】李犇, 占方偉, 徐萌萌, 汪劍橋
【申請人】瑞聲科技(新加坡)有限公司