[发明专利]耐海水腐蚀高饱和磁感应强度软磁合金的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属材料，特别涉及一种耐海水腐蚀高饱和磁感应强度软磁合金的制备方法。

背景技术

软磁合金是指具有低矫顽力和较高磁导率的一类合金，广泛应用于无线电子工业设备、精密仪器仪表、电力设备等领域。软磁合金的主要特性有“两高”、“两低”即磁导率高、饱和磁感高、矫顽力低、磁滞损耗低。软磁合金按其分类可分为铁镍软磁合金、磁温度补偿合金、耐蚀软磁合金、高饱和磁感应强度软磁合金、高硬度高电阻高磁导合金等。

常用的耐蚀软磁合金包括Fe-Al系、Fe-Ni系和Fe-Cr系，对于耐海水腐蚀软磁合金而言，只能选择Fe-Cr系。Fe-Cr合金具有抗蚀能力强、磁性温度稳定性高等特点，可用于制作各种在腐蚀性环境条件下工作的磁性元器件，被普遍认为是制作各种电磁阀的理想导磁材料，因此在最近二三十年里受到了海洋、船舶、石油、电子、仪器仪表等工业部门的广泛重视，从而促进了Fe-Cr耐蚀软磁合金不断发展。以往的研究主要是以提高和改善合金耐腐蚀能力为主，使其合金适合在恶劣的环境下使用。随着工业技术的进步，新型仪器设备的不断出现，海洋、航海、石油钻井等推进技术的提高，要求耐蚀软磁合金既有高的磁性能（高磁感、低矫顽力，可以有效减小推进系统有关零件的结构尺寸，减轻重量），又具有良好的耐多种介质腐蚀的特性，特别是许多仪器、装备是在潮湿、海洋性等环境下使用和存储。

对于Fe-Cr系耐蚀软磁合金而言，影响合金磁性的因素很多，主要有化学成分、杂质含量、热处理制度、应力缺陷等。杂质含量对软磁合金的磁性有明显的影响。当合金中存在碳化物、氧化物、氮化物等夹杂缺陷时，这些非磁性掺杂可以降低畴壁在某一位置的畴壁能，有效地钉扎它的运动，抑制畴壁的移动，造成畴壁钉扎，阻碍磁化过程，使得矫顽力增加、磁导率降低。对于耐蚀合金而言，影响材料耐腐蚀性能的因素包括合金种类、合金成分、杂质含量、内部组织结构、表面状态等。一般而言，Cr、Ni、Mo、Nb等有益元素、较少的杂质含量、均质化微观组织结构及高质量的表面状态有利于提高材料的耐腐蚀性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种耐海水腐蚀高饱和磁感应强度软磁合金制备方法，所述合金既具有优异的磁性能，还能满足海水苛刻环境下的耐腐蚀性能要求，同时具有优良的机械性能。

本发明的技术方案是：

耐海水腐蚀高饱和磁感应强度软磁合金的制备方法，该合金的各组分重量百分含量为：Cr 18.0~25.0%；Mo  0.5~3.0%；微合金化元素0.16~2.8；Fe为余量，该合金的制备方法有以下步骤：

按照上述的配比取各组分；

1）真空熔炼

取Fe、Cr、Mo，加热至全熔状态后开始第一次精炼，其第一次精炼温度1600～1650℃，真空度≥优于10Pa，精炼时间2～10kg/min；随后加入微合金化元素C、Si、Mn、Nb、Ni、Cu、Zr、B，充分搅拌，进行第二次精炼，精炼温度1550～1600℃，真空度≥5Pa,精炼时间3～15kg/min；调节钢液温度至1520～1560℃，在氩气保护气氛下以3～8kg/min速度浇铸，制得电渣重熔用电极棒；

2）电渣重熔

清除步骤2）所得电极棒表面氧化皮，将渣料加热至熔融状态后将电极棒缓慢速插入渣池中，控制电压40～60V，电流3000～9000A，电渣重熔；电渣重熔结束前用功率递减法补缩，电渣完毕后，将铸锭冷却≥30min，得到钢锭；

3）锻造

步骤3）所得钢锭进行锻造，升温速度为100～120℃/h，保温温度950～1120℃，保温时间60～120min，终锻温度≥800℃，锻制成圆棒；

4）热处理

步骤3）所得圆棒进行真空退火处理，空冷，得到本发明所述耐海水腐蚀高饱和磁感应强度软磁合金。

本发明较好的技术方案是，该合金的各组分重量百分含量为：Cr  20.5~21.5%；Mo  0.8~1.8%；微合金化元素1.05~1.145；Fe为余量。

所述微合金化元素为C、Si、Mn、Nb、Ni、Cu、Zr、B。

所述微合金化元素各组分重量百分含量为，C: 0.005~0.03%；Si: 0.05~0.3%；Mn: 0.05~0.5%；Nb: 0.05~0.5%；Ni: 0~1%；Cu: 0.005~0.2%；Zr: 0.001~0.05%；B: 0.001~0.03%。