[发明专利]复合钒、钛元素的铁铬钴永磁合金及其加工方法

说明书

技术领域

本发明为铁铬钴永磁合金及其加工方法，特别涉及复合钒、钛元素的铁铬钴永磁合金及其加工方法，属于铁铬钴永磁合金及其加工技术领域。

背景技术

随着机电产业和信息产业的高速发展，高磁性能的铁铬钴永磁合金的需求量越来越大。铁铬钴永磁合金是一种可加工永磁材料，可耐高温：400℃以下保持磁性不衰退；可机械加工如：切削，攻丝，打眼，冲压等；耐撞击：弥补其他磁性材料易碎、易裂的缺陷；可加工成各种规格的丝、管、棒、带，再根据客户需要进行冲压、车、铣、刨、磨等加工制成磁性元件。传统的铁铬钴合金都要采用真空冶炼，冶炼好的钢锭再进行锻造、热轧、冷轧带(冷拉丝)、机械加工和热处理才能制成磁性元件。铁铬钴合金的真空冶炼、锻造、热轧、冷轧和加工过程中的软化处理都需要用到大型专用设备，其功耗很高，加工难度又比普通的钢材和不锈钢材料大，合金成材率只有60-80％，这些因素使得铁铬钴合金的加工成本达到材料成本的2-5倍。这使得铁铬钴合金的总体成本很高，加工周期也很长，制约了铁铬钴合金的大量使用。

发明内容

本发明的目的是针对上述铁铬钴永磁合金加工规程的现有技术中，其功耗高、加工难度大、成材率低、加工成本高的缺陷，提供了一种复合钒、钛元素的铁铬钴永磁合金及其加工方法，可以达到其功耗低、易加工、成材率高、加工成本低的目的。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：复合钒、钛元素的铁铬钴永磁合金，其产品为小圆柱体形或小长方体形等，具体的各类产品形状可达到五十至七十种，其化学成分的各合金元素重量百分比为：铬Cr：23-28％，钴Co：9-18％，钒V：0.5-2.0％，Ti：0.5-2.0％。其余为铁和不可避免的杂质。由于Ti对细化晶粒的效果相当显著，所以虽然采用非真空冶炼，合金的磁性能也能达到要求；同时V的加入，使得合金在缓慢冷却的情况下也能保持单一的α中，不会有有害相γ的析出，采用非真空铸造的产品不需要进行固溶处理。

所述的复合钒、钛元素的铁铬钴永磁合金的化学成分中，各合金元素重量百分比为：铬Cr：24.8％，钴Co：11.2％，钒V：1.5％，Ti：1.2％。其余为铁和不可避免的杂质。

所述的复合钒、钛元素的铁铬钴永磁合金的化学成分中，各合金元素重量百分比为：铬Cr：25.6％，钴Co：10.7％，钒V：0.6％，Ti：0.7％。其余为铁和不可避免的杂质。

所述复合钒、钛元素的铁铬钴永磁合金的加工方法包括造砂型，中频感应冶炼、浇铸，修磨，磨加工，热处理，磁性检验步骤，具体为：

(1)造砂型

根据产品的形状，制造合适的铸造用型腔金属模具，再通过铸造用石英砂和金属模具制造砂型浇铸装置，所述砂型浇铸装置包括底板、加热板、导向板和模具排列板，所述模具排列板上排列有10至200个金属模具。

(2)中频感应冶炼、浇铸

使用30-500Kg的中频感应炉，通过感应加热的方式把炉内的纯铁、金属铬、金属钴全部融化，再依次添加钒铁和金属Ti，等到Ti融化后，然后通过浇铸系统把冶炼好的钢水浇铸到产品专用砂型中。

(3)修磨

等砂型中的产品冷却后，把每个产品小心的敲下来，然后在砂轮机上修磨掉产品上的浇口。

(4)磨加工

修好浇口的产品，根据产品形状，选用无芯磨床，立磨，平面磨床，内圆磨床等对产品进行磨削加工。

(5)热处理

对经过磨削加工的产品，按照铁铬钴合金热处理工艺要求在永磁合金高效连续等温磁场热处理炉内，以630-660℃，160KA／m的磁场下进行1-2h的等温处理，然后在620℃-540℃温度区间内进行分段时效处理。

当然也可以在普通电磁铁型的磁场热处理设备内进行热处理，但功耗高、效率低。

(6)磁性检验

对热处理完成的产品，按照产品磁化方向进行饱和充磁，采取磁特性测量、磁通检验等方式对产品磁性进行检验。

所述金属模具为小圆柱体形产品的金属模具，所述砂型浇铸装置为小圆柱体形产品的砂型浇铸装置，所述模具排列板为模具排列板A，所述模具排列板A为方形，模具排列板A共设置有36个模具A，以6行、6列设置(所述小圆柱体形产品的砂型浇铸装置的其他部分结构均为现有技术，在此不再赘述)。

所述金属模具为小长方体形产品的金属模具，所述砂型浇铸装置为小长方体形产品的砂型浇铸装置，所述模具排列板为模具排列板B，所述模具排列板B为方形，模具排列板B共设置有64个模具B，以4列设置(所述小长方体形产品的砂型浇铸装置的其他部分结构均为现有技术，在此不再赘述)。