一、1J22概述
1J22是高飽和磁感應(yīng)強度鐵鈷釩軟磁合金，在現(xiàn)有軟磁材料中該合金的飽和磁感應(yīng)強度最高(2.4T)，居里點也很高(98℃)，飽和磁致伸縮系數(shù)最大(60～100×10-6)。由于飽和磁感應(yīng)強度高，在制作同等功率的電機時，可大大縮小體積，在作電磁鐵時，在同樣截面積下能產(chǎn)生大的吸合力。由于居里點高，可使該合金能在其他軟磁材料已經(jīng)完全退磁的較高溫度下工作，并保持良好的磁穩(wěn)定性。由于有大的磁致伸縮系數(shù)，極適于作磁致伸縮換能器，輸出能量高，工作效率也高。該合金電阻率低(0.27μΩ·m)，不宜在高頻下使用。價格較貴、易氧化、加工性能差，添加適量鎳或其他元素，可改善其加工性。
1.1 1J22材料牌號 1J22(Co50V2)。
1.2 1J22相近牌號 50КФ(俄羅斯)，Permendur(英國)，Supermendur(美國)，HiperCo50(美國)。
1.3 1J22材料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
GB/T 15001-1994 《軟磁合金尺寸、外形、表面質(zhì)量、實驗方法和檢驗規(guī)則》
GB/T 15002-1994 《高飽和磁感應(yīng)強度軟磁合金技術(shù)條件》
1.4 1J22化學(xué)成分 見表1-1。
表1-1%
|
C |
Mn |
Si |
P |
S |
Cu |
Ni |
Co |
V |
Fe |
|
≤ |
|||||||||
|
0.04 |
0.30 |
0.30 |
0.020 |
0.020 |
0.20 |
0.50 |
49.0～51.0 |
0.80～1.80 |
余量 |
1.5 1J22熱處理制度 冷軋帶材試樣：隨爐升溫到850～900℃，保溫3～6h,，以50℃/h速度冷卻到750℃，再以180～240℃/h速度冷卻至300℃出爐，退火介質(zhì)為露點不高于－40℃的氫氣。
鍛坯所取試樣：隨爐升溫到1100℃±20℃，保溫3～6h，以50～100℃/h速度冷卻到850℃，保溫3h，然后以30℃/h速度冷卻到700℃，再以200℃/h速度冷卻至300℃出爐，退火介質(zhì)為露點不高于－40℃的氫氣。
用于要求在較低磁場下具有較高磁感應(yīng)強度、較低矯頑力、較高矩形比的材料：隨爐升溫到850℃±10℃，保溫4h，以50℃/h速度冷卻到750℃，保溫3h,然后以200℃/h速度冷卻到300℃出爐，在保溫(750℃)開始加1240～1600A/m直流磁場，退火介質(zhì)為露點不高于－40℃的氫氣。
1.6 1J22品種規(guī)格與供應(yīng)狀態(tài) 以冷軋帶材、冷拉絲材，熱軋（鍛）扁材和棒材，不經(jīng)熱處理供應(yīng)。品種規(guī)格、尺寸及允許偏差見表1-2，對尺寸有特殊要求的，由供需雙方協(xié)議。
表1-2
|
產(chǎn)品種類 |
(δ或D)/mm |
B/mm |
L/mm≥ |
產(chǎn)品種類 |
(δ或D)/mm |
B/mm |
L/mm≥ |
||
|
尺寸 |
允許偏差 |
尺寸 |
允許偏差 |
||||||
|
冷軋帶材 |
0.05～0.09 |
0 －0.015 |
60～120 |
5000 |
冷拉絲材
|
>0.49～0.09 |
±0.03 |
- |
- |
|
>0.09～0.19 |
0 －0.02 |
500 |
>0.90～3.00 |
±0.04 |
|||||
|
>0.19～0.25 |
0 －0.03 |
200 |
>3.00～6.00 |
±0.06 |
|||||
|
>0.25～0.40 |
0 －0.04 |
200 |
熱軋（鍛）扁材和棒材 |
6.0～8.0 |
±0.5 |
- |
1000 |
||
|
>0.40～0.70 |
0 －0.05 |
200 |
>8.0～12.0 |
±1.0 |
1000 |
||||
|
>0.70～1.00 |
0 －0.06 |
200 |
>12.0～35.0 |
±1.5 |
250 |
||||
|
冷拉絲材 |
0.10～0.19 |
±0.01 |
－ |
－ |
>35.0～50.0 |
±2.0 |
250 |
||
|
>0.19～0.49 |
±0.02 |
>50.0～80.0 |
±4.0 |
250 |
|||||
|
>80.0～100.0 |
±5.0 |
150 |
|||||||
1.7 1J22熔煉與鑄造工藝 采用真空感應(yīng)爐熔煉。
1.8 1J22應(yīng)用概況與特殊要求 已生產(chǎn)、使用多年，性能穩(wěn)定，材料較成熟。適宜做質(zhì)量輕、體積小的航空、航天用電器元件，如微電子轉(zhuǎn)子、電磁鐵極頭、繼電器、換能器等。
二、1J22物理及化學(xué)性能
2.1 1J22熱性能 見表2-1。
表2-1
|
θ/℃ |
20～100 |
20～200 |
20～300 |
20～400 |
20～500 |
20～600 |
20～700 |
20～800 |
|
α1/10-6℃-1 |
9.2 |
9.5 |
9.8 |
10.0 |
10.4 |
10.5 |
10.8 |
11.3 |
2.2 1J22密度 見表2-2。
2.3 1J22電性能 見表2-2。
2.4 1J22磁性能
2.4.1 1J22居里點 見表2-2。
2.4.2 1J22飽和磁致伸縮系數(shù) 見表2-2。
表2-2
|
ρ/(μΩ·m) |
ρ/(g/cm3) |
Tc/℃ |
λθ/10-6 |
|
0.40 |
8.20 |
980 |
60～100 |
2.4.3 1J22標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的磁性能
2.4.3.1 1J22不同厚度的典型靜態(tài)磁性能見表2-3。
表2-3
|
δ/mm |
在不同磁場強度(A/m)下的靜態(tài)磁性能/T |
Hc/(A/m)≤ |
|||||
|
B400 |
B800 |
B1600 |
B2400 |
B4000 |
B8000 |
||
|
0.1 |
1.68～1.79 |
1.94～2.01 |
2.12～2.15 |
2.20～2.25 |
2.28～2.31 |
2.35～2.40 |
120～148 |
|
0.2 |
1.70～1.80 |
2.00～2.02 |
2.15～2.18 |
2.22～2.25 |
2.30～2.33 |
2.40～2.41 |
115～135 |
|
0.35 |
1.70～1.81 |
1.95～2.02 |
2.12～2.17 |
2.20～2.24 |
2.20～2.24 |
2.28～2.34 |
123～135 |
2.4.3.2 1J22不同厚度的鐵損見表2-4。
表2-4
|
δ/mm |
f/Hz |
P/(W/kg) |
||||
|
P1.5 |
P1.7 |
P1.9 |
P2.0 |
P2.1 |
||
|
0.1 |
50 |
3.54～4.74 |
4.40～5.93 |
5.49～7.52 |
6.32～9.05 |
8.29～11.8 |
|
400 |
30.15～39 |
31.5～48.6 |
42.5～58.4 |
48.7～63.2 |
55.5～69.4 |
|
|
800 |
62.7～82.4 |
78.3～102.1 |
94.5～122.5 |
103～131.5 |
114.1～153.1 |
|
|
1000 |
74.6～105.9 |
91.7～132 |
110.9～158.3 |
122～173.1 |
138.8～197.8 |
|
|
0.2 |
50 |
3.68～4.03 |
4.59～4.99 |
5.77～6.62 |
6.7～7.87 |
8.33～9.84 |
|
400 |
35.2～36.3 |
43.7～45.2 |
50.4～56.5 |
58.4～64.2 |
64.0～77.6 |
|
|
800 |
84.7～87.7 |
106.5～110.8 |
130.6～138.2 |
144～156.1 |
157.0～179 |
|
|
1000 |
115.2～121.4 |
146～153.1 |
182～192.3 |
198～210.8 |
222～241 |
|
|
0.35 |
50 |
3.79～4.19 |
4.66～5.30 |
5.48～6.95 |
6.29～9.27 |
7.00～9.75 |
|
400 |
45.1～51.3 |
56.9～65.1 |
70.2～79.6 |
77.5～88.4 |
85.7～99.8 |
|
|
800 |
125.1～145 |
161.1～188 |
204～233 |
227～258 |
241～290.5 |
|
|
1000 |
177.5～206 |
234～266 |
297～334 |
332～374 |
369.5～434 |
|
2.4.4 1J22不同厚度的動態(tài)磁化曲線及損耗曲線 見圖2-1～圖2-5d=0.35、0.2mm厚的試樣清漆絕緣，d=0.1mm的試樣為氧化鎂絕緣。
2.5 1J22化學(xué)性能
2.5.1 1J22抗氧化性能 易氧化。
三、1J22力學(xué)性能
3.1 1J22技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能
3.2 1J22室溫及各種溫度下的力學(xué)性能
3.2.1 1J22硬度 合金軟態(tài)HRB90，冷硬態(tài)HRC35。
3.2.2 1J22拉伸性能
3.2.2.1 1J22抗拉強度 合金軟態(tài)σb=490MPa,冷硬態(tài)σb=1323MPa。
3.2.2.2 1J22規(guī)定非比例伸長應(yīng)力合金軟態(tài)σP0.2=343MPa。
3.2.2.3 1J22斷后伸長率 合金的斷后伸長率δ=1%。
3.3 1J22持久和蠕變性能
3.4 1J22疲勞性能
3.5 1J22彈性性能
3.5.1 1J22彈性模量 合金的彈性模量E=216GPa。
四、1J22組織結(jié)構(gòu)
4.1 1J22相變溫度
4.2 1J22時間-溫度-組織轉(zhuǎn)變曲線
4.3 1J22合金組織結(jié)構(gòu) 該合金組織結(jié)構(gòu)為體心立方晶格的單相固溶體，在900～930℃附近發(fā)生γ«α相轉(zhuǎn)變，當(dāng)溫度低于730℃時，產(chǎn)生有序化，形成FeCo超結(jié)構(gòu)，無序的α相轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?alpha;′相。
五、1J22工藝性能與要求
5.1 1J22成形性能 合金經(jīng)880℃左右快速淬火后，可以加工成薄帶和細(xì)絲，帶、絲可沖制、卷繞或加工成各種形狀的元器件。
5.2 1J22焊接性能 焊接性能較差。
5.3 1J22零件熱處理工藝
5.4 1J22表面處理工藝
5.5 1J22切削加工與磨削性能 該合金的熱軋（鍛）材、冷拉絲材和帶材，可切削和磨削加工。當(dāng)合金加工成元器件，并經(jīng)緩慢冷卻的最終熱處理后，塑性很差，只能輕微研磨。
