鐵鈷釩超合金及其制備方法技術

本發明專利技術涉及一種鐵鈷釩超合金，其特征在于，包括下列質量百分比的成分：純Co?49.0～51.0％；純V?1.63～2.2％；純Ni?0.2～0.6％；純鐵Fe?47.0～49.0％。采用本發明專利技術的鐵鈷釩超合金及其制備方法，在不同磁場下飽和磁感應強度(B值)可達到材料的峰值(2.5T)，矯頑力低，渦流損耗低，同時材料的韌性好，便于后期的加工產品成材率和良品率提高40％，熱處理工藝的開發便于操作人員操作，能使產品的飽和磁感強度(B值)在峰值時趨于穩定，其它各項性能也非常穩定。

【技術實現步驟摘要】
鐵鈷釩超合金及其制備方法
本專利技術涉及材料領域，特別涉及金屬材料，具體是指一種鐵鈷釩超合金及其制備方法。
技術介紹
鐵鈷釩超合金其具有良好的磁性能，由于飽和磁感應強度好，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生大的吸合力，其特殊用途主要用作電工設備中的變壓器，電動機，電話機膜片，高速打印機嵌鐵，接收機線圈，開關，存儲器鐵芯，電磁鐵極頭，繼電器，換能器，還適宜做體積小的航空，航天用電器元件等。且由于其居里點高(居里溫度高達980℃)，可使該合金能在其他軟磁材料已經完全退磁的較高溫度下工作，并保持良好的磁穩定性。由于有大的磁致伸縮系數，極適于作磁致伸縮換能器，輸出能量高，工作效率也高，還可以可作為高溫磁性元件和宇航核動力系統中的鐵芯，電器設備核控制元件等，但該合金電阻率低(0.27μΩ·m)，不宜在高頻下使用。隨著工業和技術的發展，該合金被用于性能要求更高的領域。如用來制作應用于500℃高溫的航空航天發電機系統。而現有技術中，其具有不穩定型，往往在不同磁場下的飽和磁感應強度(B值)較低，矯頑力高，渦流損耗較高，而且性能極不穩定，合金材料脆性大，在后期加工過程中廢品率高達30％，卷帶的長度太短，不適用于連續沖壓模具批量生產，不能批量生產造成材料的成材率降低了10％，熱處理沒有固化的工藝和措施，產品的各項性能穩定性不好。所以，為了適應工業和技術發展對材料的需求，一種不同磁場下飽和磁感應強度(B值)高，矯頑力低，渦流損耗低，同時材料的韌性好，便于后期的加工產品成材率和良品率提高的，熱處理工藝的開發便于操作人員操作，能使產品的飽和磁感強度(B值)在峰值時趨于穩定，其它各項性能也非常穩定的鐵鈷釩超合金是十分具有實用價值的。
技術實現思路
本專利技術的目的是為了克服上述現有技術中的缺點，提供一種不同磁場下飽和磁感應強度(B值)高，矯頑力低，渦流損耗低，同時材料的韌性好，便于后期的加工產品成材率和良品率提高的，熱處理工藝的開發便于操作人員操作，能使產品的飽和磁感強度(B值)在峰值時趨于穩定，其它各項性能也非常穩定的鐵鈷釩超合金及其制備方法。為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供了一種鐵鈷釩超合金，其特點在于，包括下列質量百分比的成分：較佳地，還包括下列質量百分比的成分，本專利技術另一方面提供了一種上述的鐵鈷釩超合金的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：步驟(1)：將所述的純Fe、純V、純Co、純Ni按所述的質量百分比加入真空感應爐中熔煉，熔煉完后得到熔煉物，在1480～1520℃保溫20～50分鐘，以保證所有合金元素溶解并充分擴散，將所述的熔煉物置入金屬模具中澆鑄獲得Φ180×L的鑄錠；步驟(2)：將所述的鑄錠進行車加工到不大于Φ170×L后，得到加工后的鑄錠，將所述的加工后的鑄錠進行鑄錠開坯鍛造工藝后，第一次淬火，得到鍛造后的坯料；加熱爐為天然氣加熱爐或電爐；步驟(3)：將所述的鍛造后的坯料進行熱軋帶坯加熱工藝后，第二次淬火，得到熱軋后的坯料；步驟(4)：將所述的熱軋后的坯料進行冷軋帶工藝，得到所述的冷軋后的坯料；步驟(5)：將所述的冷軋后的坯料進行熱處理工藝，得到所述的鐵鈷釩超合金。較佳地，所述的鑄錠開坯鍛造工藝為將所述的加工后的鑄錠以每小時100～150℃升溫至700～730℃保溫90分鐘，再以每小時150～200℃升溫至900～930℃保溫60分鐘，后以每小時150～200℃升溫至1160～1180℃保溫120分鐘開始鑄錠開坯鍛造，終鍛溫度至少為850℃，鍛造規格為30×160×L。較佳地，所述的熱軋帶坯加熱工藝為將所述的鍛造后的坯料以每小時200～300℃升溫至1160～1180℃保溫120分鐘開始熱軋帶坯加熱，終軋溫度大于900℃，軋制規格為2.3×160×L。較佳地，所述的冷軋帶工藝為將所述的熱軋后的坯料先采用45％以上的壓下率軋制得到初冷軋坯料，軋制規格為1.0～1.1mm，然后對冷軋帶清理后再將所述的初冷軋坯料直接冷軋至0.4×160×L尺寸得到所述的冷軋后的坯料。較佳地，所述的第一次淬火溫度為860～870℃，淬火硬度值HB190，淬火介質為冰水加NaC1。采用冰水主要是為降低水的溫度，提高淬火的冷卻速度，加入NaCl主要是增加淬透性。較佳地，所述的第二次淬火溫度為890～900℃，淬火硬度值HB180，淬火介質為冰水加NaC1。采用冰水和NaCl理由同上，。較佳地，所述的熱處理工藝為將所述的冷軋后的坯料進行清洗、脫脂、脫氣和凈化表面后置于一個真空熱處理爐中，以每小時60～100℃的速率升溫至845～855℃，由于在真空中加熱原有的氧化物轉變成分解壓較高的亞氧化物，不經分解而直接升華為氣相氧化物，還有些氧化物可以以氧化物和轉變亞氧化物兩種形式同時蒸發，從而得到坯料表面為光亮色，保持材料原色。然后保溫360分鐘得到保溫后的坯料，所述真空熱處理爐的真空度系數為8×10-3Pa，將所述的保溫后的坯料以105～110℃/h的速率爐冷至180～220℃，之后充氮氣快速冷卻至室溫，硬度值在HB200～HB300之間，得到所述的鐵鈷釩超合金。較佳地，其特征在于，所述的鐵鈷釩超合金還經過熱處理氧化工序。更佳地，其特征在于，所述的熱處理氧化包括將所述的鐵鈷釩超合金在Mg(OH)2中加熱至350℃～400℃，在所述的鐵鈷釩超合金的表面產生氧化鎂保護膜。讓后期的高溫退火的工件之間不會粘接。較佳地，所述的鑄錠的尺寸是Φ180×L。采用本專利技術的鐵鈷釩超合金及其制備方法，在不同磁場下飽和磁感應強度(B值)可達到材料的峰值(2.5T)，矯頑力低，渦流損耗低，同時材料的韌性好，便于后期的加工產品成材率和良品率提高40％，熱處理工藝的開發便于操作人員操作，能使產品的飽和磁感強度(B值)在峰值時趨于穩定，其它各項性能也非常穩定。其通過對該合金化學成份的微量元素進行嚴格的控制，采用“超純凈”+“真空熔煉”電解(Fe，Co，V，Ni純度＞99.99％)的方式，更加準確的控制合金的成份，減少合金中的氣體含量，同時將有害夾雜，非金屬夾雜物及低熔點有色雜質進行除去，提高該合金的強溶度。并且結晶組織得到了改善，確保了該合金產品的晶粒度最終達到納米晶。并且對熱處理加工冷卻氣體進行了選擇，得到的鐵鈷釩超合金十分各項性能十分優良，十分具有實用價值。附圖說明圖1系德國Vacflux50，中國1J22，本專利技術實施例的FeCoV超合金三種材料的交流飽和磁感應強度的曲線對比圖。圖2系德國Vacflux50，中國1J22，本專利技術實施例的FeCoV超合金三種材料在不同頻率下動態渦流損耗曲線對比圖。具體實施方式為了能夠更清楚地理解本專利技術的
技術實現思路
，下面對本專利技術的具體實施方法作進一步說明。本實施例制備鐵鈷釩超合金步驟如下：步驟(1)：將純Fe、純V、純Co、純Ni按質量百分比加入真空感應爐中熔煉，熔煉完后得到熔煉物，在1480～1520℃保溫20～50分鐘，以保證所有合金元素溶解并充分擴散，將熔煉物置入金屬模具中澆鑄獲得Φ180×L的鑄錠；鑄錠的尺寸是Φ180×L。步驟(2)：將鑄錠進行車加工到不大于Φ170×L后，得到加工后的鑄錠，將加工后的鑄錠進行鑄錠開坯鍛造工藝后，第一次淬火，得到鍛造后的坯料；加熱爐為天然氣加熱爐或電爐。步驟(3本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鐵鈷釩超合金，其特征在于，包括下列質量百分比的成分：

【技術特征摘要】
1.一種鐵鈷釩超合金，其特征在于，包括下列質量百分比的成分：還包括下列質量百分比的成分，所述的鐵鈷釩超合金的制備方法包括下列步驟：步驟(1)：將純Fe、純V、純Co、純Ni按所述的質量百分比加入真空感應爐中熔煉，熔煉完后得到熔煉物，將所述的熔煉物置入金屬模具中澆鑄獲得鑄錠，其中所述的純Fe、純V、純Co、純Ni的純度＞99.99％；步驟(2)：將所述的鑄錠進行車加工到不大于Φ170×L后，得到加工后的鑄錠，將所述的加工后的鑄錠進行鑄錠開坯鍛造工藝后，第一次淬火，得到鍛造后的坯料，淬火介質為冰水加NaC1；步驟(3)：將所述的鍛造后的坯料進行熱軋帶坯加熱工藝后，第二次淬火，得到熱軋后的坯料，淬火介質為冰水加NaC1；步驟(4)：將所述的熱軋后的坯料進行冷軋帶工藝，得到所述的冷軋后的坯料；步驟(5)：將所述的冷軋后的坯料進行熱處理工藝得到所述的鐵鈷釩超合金，所述的熱處理工藝為將所述的冷軋后的坯料進行清洗、脫脂、脫氣和凈化表面后置于一個真空熱處理爐中，以每小時60～100℃的速率升溫至845～855℃，并保溫360分鐘得到保溫后的坯料，所述真空熱處理爐的真空度系數為8×10-3Pa，將所述的保溫后的坯料以105～110℃/h的速率爐冷至180～220℃，之后充氮氣快速冷卻至室溫，硬度值在HB200～HB300之間，得到所述的鐵鈷釩超合金。2.一種權利要求1所述的鐵鈷釩超合金的制備方法，其特征在于，包括下列步驟：步驟(1)：將純Fe、純V、純Co、純Ni按所述的質量百分比加入真空感應爐中熔煉，熔煉完后得到熔煉物，將所述的熔煉物置入金屬模具中澆鑄獲得鑄錠，其中所述的純Fe、純V、純Co、純Ni的純度＞99.99％；步驟(2)：將所述的鑄錠進行車加工到不大于Φ170×L后，得到加工后的鑄錠，將所述的加工后的鑄錠進行鑄錠開坯鍛造工藝后，第一次淬火，得到鍛造后的坯料，淬火介質為冰水加NaC1；步驟(3)：將所述的鍛造后的坯料進行熱軋帶坯加熱工藝后，第二次淬火，得到熱軋后的坯料，淬火介質為冰水加NaC1；步驟(4)：將所述的熱軋后的坯料進行冷軋帶工藝，得到所述的冷軋后的坯料；步驟(5)：將所述的冷軋后的坯料進行熱處理工藝得到所述的鐵鈷釩超合金，所述的熱處...

【專利技術屬性】
技術研發人員：汪晶，陳俊全，王東，
申請(專利權)人：上海康晟特種合金有限公司，中國人民解放軍海軍工程大學，信陽圓創磁電科技有限公司，
類型：發明
國別省市：上海;31