[发明专利]一种低成本高磁导率高磁屏蔽高锰软磁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于精密合金功能材料领域，特别涉及一种低成本高磁导率高磁屏蔽高锰软磁合金及其制备方法；该软磁合金可用作小型变压器、抗流圈、继电器、探伤仪以及磁记录装置磁头的铁芯、磁头屏蔽罩等。

背景技术

FeNi系坡莫合金(Ni含量34％～84％)在我国已研究生产了半个世纪。现在国内用量保持2000t左右，产值可达4亿元。其中，Ni含量78.5～80.0的1J79合金和Ni含量79.0～81.0的1J85合金在高初始磁导率软磁合金应用非常广泛。

高磁导率坡莫合金根据其Ni含量大体可分为三类：低镍(35％～40％)的PD，中镍(42％～50％)的PB，高镍(70％～85％)的PC，相应的磁性能为PC型＞PB型＞PD型。

但目前Ni价格偏高，合金中大量的Ni增加了成本，因此研制高磁导率低成本的铁镍软磁合金是目前各国关注的热点。

铁镍合金(含镍40％至90％)属于面心立方结构的单相固溶体，并且具有铁磁性。因此在相当大的成分区域中，铁镍系合金是一种极具使用价值的软磁材料。超结构相Ni₃Fe的存在是该合金一个极为重要的性质，它不但是有关有序化问题的研究对象，更与技术应用直接相关。该类合金的主要特点是具有高磁导率和低矫顽力以及较好的防锈性能，加工性能良好，可做尺寸要求十分精确的薄带元件。因此该类合金被广泛应用于电讯工业、仪表、电子计算机和控制系统方面。但此类合金的缺点是成本高，工艺因素的变动对磁性影响很大。

发明内容

本发明的目的是针对现有FeNi(Ni：34-84wt％)软磁合金的不足，通过Mn元素的添加并采用相应的热处理制度，得到一种低成本高磁导率高磁屏蔽高锰软磁合金。

本发明的另一个目的是提供一种低成本高磁导率高磁屏蔽高锰软磁合金的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

本发明提供一种低成本高磁导率高磁屏蔽高锰软磁合金，该软磁合金化学组成成分按质量百分比为：Mn 10.8-13.2％，Fe 4.8-7.2％，Si0.6-1.0％，Cu 8.8-10.2％，Mo 3.7～5.3％，C≤0.03，P≤0.010，S≤0.010，余为Ni。

所述软磁合金采用如下步骤制备：真空感应熔炼合金→锻造方坯→热轧→温轧→低温预热处理→H₂磁场热处理。

优选地，Mn 10.8-13.2％，Fe 4.9-7.0％，Si 0.6-0.9％，Cu 8.9-10.2％，Mo 3.8～5.3％。

所述软磁合金具有如下磁性能：初始磁导率可达375mH/m，最大磁导率大于550mH/m；高磁屏蔽特性与高镍合金相比上升了2～3dB；信噪比为2dB。

所述软磁合金具有Fe与Ni形成的Ni₃Fe有序结构，该结构是一种以面心立方结构为基的超结构。

本发明提供一种低成本高磁导率高磁屏蔽高锰软磁合金的制备方法，包括如下步骤：

a)真空感应熔炼合金：按照软磁合金化学组成成分按质量百分比为Mn 10.8-13.2％，Fe 4.8-7.2％，Si 0.6-1.0％，Cu 8.8-10.2％，Mo 3.7～5.3％，C≤0.03，P≤0.010，S≤0.010，余为Ni，进行原料配比，然后，采用真空感应炉熔炼合金；

b)锻造方坯：将步骤a中熔炼后的合金熔液高温锻造成方坯；

c)热轧：对步骤b中锻造的方坯进行连续热轧至2.5-3.5mm；

d)温轧：将热轧后的合金板材进行温轧加工至0.4-0.6mm；

e)低温预热处理：将温轧加工后合金板材进行低温预热处理；

f)H₂磁场热处理：将低温预热处理后的合金进行磁场H₂热处理，获得低成本高磁导率高磁屏蔽高锰软磁合金。

所述步骤b中，锻造温度为1140±20℃。

所述步骤e中，低温预热处理温度为850±20℃，保温时间为60±10min。

所述步骤f中，氢气热处理温度为1100±20℃，保温时间为120±10min。冷速150±20℃/h，磁场40±5Oe。

所述步骤b中，锻造温度为1135-1142℃。

所述步骤f中，氢气热处理温度为1100-1120℃，保温时间为120-125min，磁场强度为39-42Oe。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：