1j50是什么材料 1J50软磁合金钢带/钢板/圆钢

不同热处理方法对1J50合金软磁性能影响研究

前言

精密合金是具有特殊物理性能（如磁学、电学 、膨胀、电阻等性能）的金属合金材料。精密合金可应用于电子电气、消费电子、精密仪表、信息通讯、金属封接、自动控制、汽车、航空、核电等诸多领域，是核心关键材料。

我司主要产品包括：软磁合金（1J21、1J22、1J27、1J50、1J79、1J85）永磁合金（2J4、2J85）弹性合金（3J21、3J33、3J53）膨胀合金（4J29、4J36、4J42、4J50）电阻合金（6J22、6J23）等。

产品形态包括：精密带材、光亮棒材、丝材、环件等形式；带材的最小厚度 0.005mm，最大宽度450mm，精度极限可达到±0.5μm。

摘要:1J50软磁合金良好的磁性能主要是通过合适的热处理工艺方法得到的，用金相显微镜、XRD等对不同热处理工艺的1J50软磁合金的组织结构进行了分析，用软磁测试仪对1J50软磁合金的磁性能进行了检测。结果表明，不同热处理工艺方法得到的1J50软磁合金组织和性能存在比较明显的差异。氢气气氛热处理得到的合金软磁性能优异。

1J50软磁合金具有较高的饱和磁感应Bs和较低的矫顽力，Bs在铁镍合金中最高，主要作为铁芯用于小功率变压器、微电机、继电器、扼流圈、电磁离合器中，也用作磁屏蔽罩、话筒振动膜、电磁衔铁和磁导体。1J50合金具有良好的低温直流磁性能，它在室温下的性能一旦确定，低温下变化较小，而且1J50合金在低温下仍具有面心立方结构，它的塑性良好。

在宇航领域、超导领域会涉及极低温度，所以该合金是这些领域使用的首选软磁材料。为使材料饱和磁感应强度尽可能高，矫顽力尽可能低，需对材料进行热处理，国内关于1J50软磁合金的热处理方法工艺及组织结构的研究比较少。本文对1J50软磁合金拟采用不同方法进行热处理，对处理前后组织结构和磁性能进行分析研究，以期通过热处理得到磁性能良好的产品。

1、试验材料及方法

1.1 试验材料

所用原始1J50软磁材料为锻造块材，其化学成分见表1，所用H2纯度为99.99%。

1.2 热处理工艺方法

热处理方法分3种，分别是低真空环境、高真空环境、氢气气氛保护环境，3种热处理方法分别在不同设备中进行，热处理工艺见表2。

1.3 性能测试

采用金相显微镜观察不同热处理方法试样的显微组织，采用X射线衍射仪(XRD)检测材料的物相组成，采用软磁测试仪测试材料磁性能。

2、试验及分析

2.1 组织结构分析

图1为经不同热处理工艺处理后1J50软磁合金金相组织照片，图1(a)为未经过热处理材料组织形貌，组织中存在较多的变形孪晶，晶粒大小不均匀，晶界多，晶体内缺陷较多;图1(b)为低真空随炉冷却处理组织，在晶界、晶内分布有大量块状及颗粒状灰色相。

一般来说，杂质及晶体缺陷的存在会阻碍晶核生长和晶粒长大，并且会使晶格发生畸变，从而促使合金初始及最大磁导率降低，矫顽力增大。图1(c)、(d)分别为高真空和氢气保护气氛的热处理组织，与图1(a)、(b)相比，晶体内块状、颗粒状灰色相消失，组织更加均匀，图1(d)晶粒相比图1(c)尺寸更大，晶界更少，晶体缺陷相对更少。

图2为热处理前后XRD衍射结果，从图中可以看出，工艺一衍射峰与其它相比，位置有明显变化，组织主要由Fe3O4、FeNi3、Ni相组成，Fe3O4相的形成是因为材料在低真空下热处理被氧化的结果，FeNi3、Ni相的形成与热处理工艺中随炉冷却有关，二元镍铁合金随炉冷却时会发生有序转变，形成FeNi3相，这些相的存在会导致晶体内缺陷增加，畴壁移动困难，使得材料矫顽力增大，磁导率、饱和磁感应强度等性能降低;工艺二、三及未热处理的相主要为γ固溶体，衍射峰的位置无明显变化，但衍射峰的宽度发生改变，高真空及氢气保护热处理后衍射峰宽度细化，说明材料内部的应变及缺陷减小，晶粒长大，晶体结构更加完整。

2.2 磁性能结果分析

利用软磁测量装置，测定1J50在不同热处理工艺前后的磁性能的变化。磁性测量曲线如图3、图4所示。从图中可以看出，与低真空相比，高真空环境及氢气保护气氛下，曲线形态发生了明显变化，饱和磁感应强度增大、矫顽力减小，磁导率增加，磁滞损耗减小。表3为磁性能测试结果，表中数据显示，经过氢气保护热处理后，1J50合金的磁导率μ0.4及最大磁导率均有显著提高，饱和磁感应强度Bs也有所提高，矫顽力Hc显著下降，磁性能改变明显。

3、结论

(1)1J50软磁合金经过氢气热处理后，晶粒会变得粗大且均匀，磁性能得到显著改善，氢气保护气氛热处理的软磁的磁性能要优于真空环境处理软磁性能。

(2)采用氢气热处理工艺对锻造态1J50软磁合金处理后可获得如下主要磁性能指标:Hc为9.359A/m，Bs为1.504T，μ0.4为4.505mH/m，μm为34.89mH/m。

4、 产品典型特点如下：

• 产品的物理性能优异；

• 材料化学成分精准、夹杂物含量低、材料纯净度高；

• 尺寸精度高，带材板型好，平整度高，表面质量指标优良； • 带钢卷重大，最大卷重2800kg；

5、典型应用如下:

• 电子电气：感应器铁芯、扼流圈铁芯、传感器、特种变压器、电磁阀和磁屏蔽、波形弹簧等产品；

• 消费电子：手机屏板及中板、电子器件连接器，无线耳机、5G基站器件等；

• 自动控制：信号放大器、传感器、开关； • 精密仪表：压力传感膜片； • 信息通讯：光纤连接器、线缆屏蔽。