电工钢及磁合金的退火热处理

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电工钢及磁合金的退火热处理

来源: | 作者:鼎言热处理 | 发布时间: 2019-11-17 | 6513 次浏览 | 分享到:

电工钢及磁合金的退火热处理
现代工业对于电工钢及磁合金除了磁导率、磁损外,还提出了稳定性(如在60~400℃.<8×10³~1.3×10^-4Pa冲击负荷和放射性照射下可稳定工作)的特殊要求,对于硅钢必须进一步去除增高矫顽力、降低磁导率、加大磁损失的各种杂质(碳、氧、氢、硫化物、氮化物等);消除冲剪等工序所造成的应力畸变。目前广泛采用的氢气退火或真空退火。实践证明,真空退火的温度、保温时间、真空度、冷却条件与磁合金的磁感应强度、矫顽力、磁导率等有密切联系,其原因在于不同的真空退火工艺改变了杂质成分、含量大小以及分布;改变了晶粒粗细均匀性、冷变形的不均匀状态,如取向、纤维分布、晶格缺陷、畸变程度等。文献指出2经真空退火的D820钢代表比经空气退火,在1500GS的空载电流降低8.8%,铁损减少6.4%、
(1)普通软磁材料的真空退火软磁材料用量最大的为硅钢、成卷、成叠热轧的变压器电机硅钢,在一般情况下,这类材料在罐式真空炉内进行850~1150℃的中温退火(真空度为2.7×10³~4×10³Pa),漏气率<1.33×10³/h条件下即可脱除部分碳和硫,提高塑性并得到均匀磁性。微弱的氧化对于绝缘性是无害的,把真空度提高到13.3Pa,可进一步提高磁感应强度,降低单位铁损。真空度提高到1.3×10^-1Pa以上的高真空退火,夹杂物可减少至原来的1/2~2/3,损耗系数减少25%~40%,从而得到更高质量的硅钢。
低温退火多用于硅钢片的制成品,如冷轧钢冲压件、铁芯等,为消除冷加工应力,保持表面光洁,可在1.3×10^-2-1.3×10^-1Pa、700-850℃加热2~4h,然后以40~60℃/h的速度冷至20-250℃或按钢材出厂规定的规范进行真空退火。
对于含ω(Si)>3%的热轧硅钢,为了获得低矫顽力等高磁性指标可进行高温(1120-1200℃)真空退火,用于消除氢、氮、碳、氧等杂质,同时还可彻底消除应力,并进行充分再结晶,从而获得完善的纤维组织。
广泛用于无线电、自动控制方面的灵敏继电器、电磁放大器等元件的高导磁铁镍合金(坡莫合金),在弱磁场下应具有高磁导率、低矫顽力与磁滞损耗。对于真空熔炼的含ω(N)5%的合金于1200~1250℃进行退火,对于含ω(Ni)79%的合金于1100~1150℃进行退火都可获得良好的磁性,经一般电炉熔炼的合金应在1300℃进行退火可获得较高的磁性能对于退火后升温速度一般无要求。软磁材料与硬磁材料的区别是磁性不同。如表2-11所示。
矫顽力H<10奥斯特为软磁,H。=10-300奥斯特为半硬磁,H>300奥斯特为硬磁目前广泛应用于氢气退火和真空退火。电工纯铁的真空退火见图2-1,硅钢片的真空退火见图22。FeNi系合金真空退火规范见表212,FeAl系合金真空退火规范见表213

(2)软磁合金退火的工艺问题一般认为软磁合金先在真空中500~600℃加热,以排除表面潮气,后在氢中1100℃保温,再在氢中冷至600℃是较好的退火方法,高温退火还必须防止工件叠片间或与卡具黏合,可在其间撒工业纯氢氧化镁或滑石粉等,也可将经高于退火的温度下除过气体的氧化铝粉撒布其间需要注意的是在石墨结构材料的真空热处理炉中加热软磁材料,磁性不会明显下降,但此类材料不得与石墨直接接触
要求高的导磁合金的含碳量越低越好,其基本化学成分也应精确,当以石墨毡隔热和以石墨布作加热元件的真空炉中的石墨与漏入的氧作用生成CO而具有渗碳作用时,处理含碳量极低的坡莫合金将得不到令人满意的性能2
(3)硬磁合金的烧结和退火在真空炉中烧结成分复杂的Fe-Ni- Al-Co-Cu等硬磁合金粉末,可以排除其中的所含的气体,并显著提高其磁性。其工艺过程及特点如下:在500℃以下加热过程中,沾染物与塑性黏结剂挥发出大量的气体,在700℃进行预热,此时可除气50%,在继续加热到900~1000℃时再次出现气峰,这可能与氧化铁的分解有关,最后在1300℃、5×10-2Pa下烧结成形。一般烧结不使用石墨元件的真空加热炉,目的是避免因增碳而使磁性下降,实践证明,烧结结果与炉子的元件无关,但要求炉子的漏气率要低,烧结件不得与石墨件直接接触,可采用衬底钼垫或涂以特殊材料,需要防止形成低熔点的共晶。

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