一種復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路及其制備方法,屬于軟磁材料技術(shù)領(lǐng)域。復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路由較高磁導(dǎo)率軟磁合金與高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金復(fù)合而成；在磁路中靠近氣隙處，復(fù)合一個具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料作為極頭，使磁路中的磁通能夠集中在極頭上，減少漏磁，從而提高氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度。復(fù)合磁路選用較高磁導(dǎo)率的軟磁合金1J50與高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金1J22，經(jīng)加工、焊接及鍛造的方法復(fù)合在一起，復(fù)合后器件氣隙處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)到1.6T以上，解決了單一合金制作的器件氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度低的問題。可用于濾波器、電磁鐵、微電機(jī)、繼電器等方面。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】,屬于軟磁材料
。復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路由較高磁導(dǎo)率軟磁合金與高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金復(fù)合而成；在磁路中靠近氣隙處，復(fù)合一個具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料作為極頭，使磁路中的磁通能夠集中在極頭上，減少漏磁，從而提高氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度。復(fù)合磁路選用較高磁導(dǎo)率的軟磁合金1J50與高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金1J22，經(jīng)加工、焊接及鍛造的方法復(fù)合在一起，復(fù)合后器件氣隙處的磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)到1.6T以上，解決了單一合金制作的器件氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度低的問題。可用于濾波器、電磁鐵、微電機(jī)、繼電器等方面。【專利說明】
本專利技術(shù)屬于軟磁材料
，特別是涉及。
技術(shù)介紹
磁通量所通過的磁介質(zhì)的路徑叫做磁路。 電磁磁路又稱電磁路，它靠激磁線圈通以激磁電流而獲得一個磁場，該磁場把線圈中的介質(zhì)（如鐵芯、空氣）磁化，形成各種形式的磁路。大多數(shù)磁路含有磁性材料和工作氣隙，完全由磁性材料構(gòu)成閉合磁路的情況也有不少，各種磁路傳遞著磁能、發(fā)揮著應(yīng)有的機(jī)能。 在電磁路中，軟磁鐵芯的作用是增強(qiáng)工作氣隙中的磁場強(qiáng)度，希望軟磁材料的磁阻越小越好，所消耗的能量也越小，要求軟磁材料具有高的磁導(dǎo)率和低的矯頑力。同時，為了減小漏磁，軟磁合金的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度越高越好。 在現(xiàn)有軟磁合金中，1J79、1J85具有高的磁導(dǎo)率，而飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度很低，分別為 O.79T和O. 75T，而在氣隙處產(chǎn)生的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度就更低；中鎳軟磁合金具有較高的磁導(dǎo)率和中等水平的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，以1J50為例，飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為I. 5T，初始磁導(dǎo)率為8mH/m左右，最大磁導(dǎo)率為100mH/m左右，在氣隙處產(chǎn)生的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度低于I. 5T ;高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金1J22具有高的BsJt 2. 4T左右，但是它的矯頑力很高，在60-120A/m水平，磁導(dǎo)率很低，雖然在氣隙處能夠產(chǎn)生高的磁感應(yīng)強(qiáng)度，但磁阻太大，需要更大的磁化電流或更多的線圈匝數(shù)，導(dǎo)致器件發(fā)熱嚴(yán)重等。然而隨著應(yīng)用的更高要求及磁路設(shè)計理念的發(fā)展，要求導(dǎo)磁件具有高靈敏性、小型化、輕質(zhì)化已成為發(fā)展趨勢，與這種高性能磁路設(shè)計對應(yīng)的是對軟磁材料高磁導(dǎo)率、低矯頑力和高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度等的要求。 綜上所述，目前沒有一種單一合金能夠同時具有高的磁導(dǎo)率、低的矯頑力及高的飽和磁感強(qiáng)度，滿足高性能磁路的使用要求。為了解決單一合金的不足，開展了復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路及制備的研宄。 人們也試圖研宄復(fù)合的軟磁材料，例如，申請?zhí)枮?005020059320. O,名稱為復(fù)合型錄音磁頭外殼的技術(shù)專利，公開了一種由內(nèi)、外鐵鎳軟磁合金層和置于內(nèi)外鐵鎳軟磁合金層之間的純鐵芯層復(fù)合而成磁頭外殼材料，申請?zhí)枮?00810200102. 2，名稱為一種磁頭外殼用復(fù)合軟磁合金材料及制備方法，它們都是經(jīng)過復(fù)合軋機(jī)軋制而成的復(fù)合軟磁材料，是一種新的材料，材料厚度一般都小于2. Omm,其磁性能介于兩種材料之間，不能滿足本項目器件的使用要求，而且無法加工出尺寸較大的器件。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供，在激磁電流不變的情況下，提高磁路氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，解決單一合金磁路氣隙處的磁感應(yīng)強(qiáng)度低的問題。 本專利技術(shù)復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路由較高磁導(dǎo)率軟磁合金與高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金復(fù)合而成；在磁路中靠近氣隙處，復(fù)合一個具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料作為極頭，使磁路中的磁通能夠集中在極頭上，減少漏磁，從而提高氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度。 根據(jù)磁化原理，磁化部分選用磁導(dǎo)率較高的軟磁合金1J50合金，極頭部分選用高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度材料1J22。1J50、1J22是標(biāo)準(zhǔn)的軟磁合金，1J50的成分是：鎳49. 0-50. 5%,其余為鐵及不可避免的雜質(zhì)；1J22的成分是鈷49. 0-51. 0%，釩O. 8-1. 8%，其余為鐵和不可避免的雜質(zhì)。 復(fù)合后氣隙中的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)I. 6T以上。 合金材料的制備采用常規(guī)冶煉、澆注、扒皮、鍛造方法。 本專利技術(shù)提供的復(fù)合結(jié)構(gòu)制備方法，包括加工、焊接、熱加工、器件加工及成品熱處理。即在1J50鍛材高度方向加工出一個直徑及深度與1J22規(guī)格相匹配的孔，將1J22車光棒置于其中，在端面縫隙處焊實，放入加熱爐中加熱到1000-1200°C，保溫10-50分鐘，鍛造變形比控制在40-70%，鍛造復(fù)合在一起。工藝步驟及控制的技術(shù)參數(shù)如下： 1、機(jī)加工：根據(jù)器件尺寸選取IJ50鍛材的規(guī)格，根據(jù)極柱的設(shè)計尺寸選擇1J22的規(guī)格及長度，在1J50鍛材上加工出一個直徑及深度與1J22規(guī)格匹配的孔，將1J22車光棒置于其中，采用焊條將端面結(jié)合處的縫隙焊實，減少熱復(fù)合時的氧化程度； 2、熱復(fù)合加工：將機(jī)加工好的坯料放入加熱爐中加熱到1000-1200°C，保溫10-50分鐘，鍛造變形比控制在40-70%，鍛造復(fù)合后空冷； 3、器件加工：可根據(jù)設(shè)計所需，將復(fù)合后的毛坯加工出不同長度的極頭； 4、復(fù)合器件熱處理：將加工好的復(fù)合器件放入熱處理爐中，采用氫氣或真空保護(hù)，隨爐升溫到1050-1180°C、保溫2-6小時、以100-200°C /h的冷速冷卻到500_600°C，以大于4000C /h的冷速冷卻到室溫，能夠獲得所需的特性。 本專利技術(shù)的優(yōu)點是，本專利技術(shù)提供的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路能夠有效的提高氣隙中的磁感應(yīng)強(qiáng)度，相比單一由1J50合金制作的器件，在磁化電流不變的情況下，氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度從小于I. 5T增加到I. 8T。而單獨采用高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的1J22合金制作該磁路，雖然氣隙中的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度較高，但所需的磁化電流較大，器件發(fā)熱嚴(yán)重。 此外，本專利技術(shù)所提供的生產(chǎn)方法簡易，便于實施和控制，具備良好的可操作性。 【具體實施方式】 通過下列實施例進(jìn)一步說明專利技術(shù)的技術(shù)方案。 實施例I 選擇成分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的1J50、1J22合金鍛材，將1J50加工出長X寬X高為60X60X50mm的毛還件，沿高度方向上，在端面的中心加工一個C>20mm，深I(lǐng)Omm孔，將1J22加工出一個直徑Φ19. 8mm，深I(lǐng)Omm的棒，置于孔中，將結(jié)合面焊實，經(jīng)加熱爐加熱到IOOO0C，保溫50分鐘，沿高度方向鍛造到30mm，經(jīng)加工，器件最終極柱高度為20mm，極頭部分1J22的高度為4mm。熱處理制度：在氫氣或真空保護(hù)下，隨爐升溫到1050°C，保溫6小時，以100°C /h的冷速冷卻到600°C，以大于400°C /h的冷速冷卻到室溫。經(jīng)熱處理后，該復(fù)合磁路氣隙中的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)I. 6T。 實施例2 選擇成分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的1J50、1J22合金鍛材，將1J50加工出長X寬X高為60X60X60mm的毛還件，沿高度方向上，在端面的中心加工一個Φ20ι?πι，深I(lǐng)Omm孔，將1J22加工出一個直徑Φ19. 8mm，深I(lǐng)Omm的棒，置于孔中，將結(jié)合面焊實，經(jīng)加熱爐加熱到1100°C，保溫30分鐘，沿高度方向鍛造到30mm，經(jīng)加工，器件最終極柱高度為20mm，極頭部分1J22的高度為8mm。熱處理制度：在氫氣或真空保護(hù)下，隨爐升溫到1120°C，保溫4小時，以150°C /h的冷速冷卻到550°C，以大于400°C /h的冷速冷卻到室溫。經(jīng)熱處理后，該復(fù)合磁路氣隙中的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度可達(dá)I. 7T。 實施例3 選擇成分滿足標(biāo)準(zhǔn)要求的本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點】
一種復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路，其特征在于：所述的復(fù)合結(jié)構(gòu)磁路由較高磁導(dǎo)率軟磁合金與高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度軟磁合金復(fù)合而成；其特征在于：在磁路中靠近氣隙處，復(fù)合一個具有高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的材料作為極頭，使磁路中的磁通能夠集中在極頭上，減少漏磁，從而提高氣隙中磁感應(yīng)強(qiáng)度；所述的較高磁導(dǎo)率軟磁合金為1J50，高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度合金為1J22；復(fù)合后氣隙中的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度達(dá)1.6T以上。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：雷成輝，陳岳，徐明舟，安楊，李西銘，
申請(專利權(quán))人：北京北冶功能材料有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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