Fe-Cr-Co變形永磁合金2J85,，其大的特點(diǎn)是可處理性,，冷變形是可處理的,。它的鈷含量較低,，磁特性較高,，加工過程簡單,，主要應(yīng)用于電,、聲、傳感器,、儀表,、汽車等方面。生產(chǎn)的2J85系列產(chǎn)品是根據(jù)使用者需求的磁特性,，通過拔制,、壓延、沖壓等方法,，制造出不同的磁元件,。金屬磁性材料主要有兩種類型：一種是高磁導(dǎo)率和一種是高矯頑力硬磁合金。而性能介于軟磁材料和硬磁材料之間的為半硬磁材料,，其矯頑力Hc為0.79～19.89kA/m,，剩磁Br為1T以上。半硬磁材料的發(fā)展主要可歸結(jié)為兩個(gè)方面,。其一,，矯頑力Hc=3.97～19.89kA/m，剩磁Br＞800mT的永磁合金用于磁滯電機(jī)中,，具有起動(dòng)快,、同步特性優(yōu)異、噪音低等優(yōu)點(diǎn),，目前正得到廣泛的應(yīng)用,。由于磁滯電動(dòng)機(jī)對材料的需求日益增加，類型也越來越大,；二是在自動(dòng)控制系統(tǒng)中,，鐵簧繼電器、門鎖繼電器等所需的矯頑力Hc低,、剩磁Br高材料,；其他電子設(shè)備同樣常用的具有中間性能的材料，其使用量和類型都在不斷擴(kuò)展,，促進(jìn)了這些具有中間性能的半硬磁材料的發(fā)展,。

對于2J85半硬磁性元件，用戶技術(shù)要求為,，剩磁Br＞1.20T,，矯頑力Hc在15.91～19.89kA/m之間,，矯頑力區(qū)間很窄，大面積都為不合格,，必須確保矯頑力穩(wěn)定在這個(gè)范圍內(nèi),。在實(shí)際生產(chǎn)中，矯頑力的波動(dòng)往往很難避免,，是一批維的產(chǎn)品矯頑力也會發(fā)生很大的波動(dòng),，超過一定的要求，每一批次的部件都要進(jìn)行一次測試,，這不但會影響到生產(chǎn)效率，還會導(dǎo)致浪費(fèi),。為了解決這一問題,，本文從不同熱處理階段和不同磁性能的部件進(jìn)行了金相組織觀察，并進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn),，以尋求一種穩(wěn)定的半硬磁2J85磁性能的方法,。

2J85化學(xué)成分

2J85變形永磁合金應(yīng)用

汽車?yán)锍瘫?/p>

自動(dòng)電流表

汽車感應(yīng)儀表

助聽器

經(jīng)緯儀

森林指南針

中繼

內(nèi)置磁性揚(yáng)聲器

航海磁羅盤

磁化省煤器

鐵路信號儀表

直線電機(jī)

工業(yè)全自動(dòng)洗衣機(jī)水位開關(guān)

乳品行業(yè)流量計(jì)

直流電機(jī)定子

磁平衡吸引子

千瓦時(shí)計(jì)

油田井下定位儀

低速永磁電機(jī)

自動(dòng)儀表

電磁矩陣顯示系統(tǒng)

恒溫控制儀

磁力攪拌機(jī)

微型步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子

磁滯電機(jī)

2實(shí)驗(yàn)

2J85以工業(yè)純鐵、金屬鉻,、電解鈷,、高純硅和其他一些合金化元素為原料，按表1的成分,，在200kg的真空中頻感應(yīng)爐中熔煉合金,，經(jīng)過鍛造、熱軋和冷拔,，加工成Φ2.95×34mm的小棒,。

2J85Fe-Cr-Co合金的磁硬化過程屬于一種亞穩(wěn)分解型(調(diào)幅分解)反應(yīng)。一般熱處理制度均為高溫固溶后快速冷卻,，再進(jìn)行中溫磁場熱處理,，進(jìn)行多級回火。一般的熱處理工藝為：

（1）固溶處理：在1200℃×（20～30）min,，冷水淬,。

（2）磁場熱處理：在大于200kA/m（2500Oe）磁場強(qiáng)度的熱處理爐中，進(jìn)行（640～650）℃×（1～2h）等溫處理,。

（3）回火熱處理：進(jìn)行620℃×1h+610℃×1h+590℃×2h+570℃×3h+560℃×4h+540℃×6h階梯多級回火,。

用LEICADMIXP光學(xué)顯微鏡（OM）對磁棒的金相組織進(jìn)行觀察。采用Cambridge-S250型掃描電鏡（SEM/EDS）進(jìn)行電鏡組織觀察,。用國產(chǎn)AMT-4型磁性能測試儀檢測磁棒的剩磁Br和矯頑力Hc,，并利用Minitab15軟件對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3結(jié)果與分析

3.1金相組織觀察

用掃描電鏡觀察固溶+磁場熱處理及固溶+磁場+回火熱處理后試樣的橫向和縱向的金相組織,，如圖1所示,，經(jīng)過磁場熱處理時(shí)發(fā)生調(diào)幅分解α→α1+α2，形成強(qiáng)鐵磁性相的α1相單疇粒子彌散地分布在非(弱)鐵磁性相α2相基體周圍的組織結(jié)構(gòu)。圖1a中細(xì)小的白色點(diǎn)狀物為析出的強(qiáng)鐵磁性相α1,，彌散分布在弱磁性相α2中,。但由于α1、α2兩相的成分差別不大,，導(dǎo)致合金的矯頑力,、磁能積等性能很低，故需要低溫回火以增大兩相的成分差別,。從圖1b中可以看出α1相的長度較短,，此時(shí)試樣的磁性能非常低，剩磁214.5mT,，矯頑力3.74kA/m,。

低溫回火過程中Fe-Cr-Co合金組織將發(fā)生以下三種變化：α1、α2兩相的成分差別增大,、α1相體積分?jǐn)?shù)增多以及調(diào)幅組織的粗化,。經(jīng)過多級回火處理后，Cr向α2擴(kuò)散,，而Fe,、Co原子向α1相擴(kuò)散，α1和α2兩相成分差和點(diǎn)陣常數(shù)差逐步增大,。在回火過程中α1相和α2相的相對量要發(fā)生變化,，實(shí)驗(yàn)表明，隨回火溫度的降低,，α2相的相對量減少,，而α1相的相對量增加，經(jīng)過多級回火后α1相的體積增加了1.5～2.0倍,。根據(jù)時(shí)效過程中調(diào)幅結(jié)構(gòu)周期的不變性,，從而推斷，在時(shí)效過程中α1相體積分?jǐn)?shù)的增加,，不是由于新相的析出,，而是α1相的伸長和長大所致。由圖1c和d可看出經(jīng)過多級回火后α1相明顯比回火前（圖1a和b）長大,，α1相橫截面的直徑變大,，縱向伸長。試樣的磁性能為,，剩磁Br=1.34T,，矯頑力Hc=18.86kA/m。而當(dāng)兩個(gè)相的相對比例不所表現(xiàn)出的磁性能也不同,。由此說明,，影響2J85磁性能穩(wěn)定性為關(guān)鍵的因素之一是磁性能提高熱處理階段—多級回火,。

3.2不同多級回火工藝對半硬磁鐵鉻鈷合金的影響

對同一化學(xué)成分的Φ2.95×34mm試樣，選定固溶處理及磁場處理工藝,，改變回火處理工藝,，具體如下：

固溶處理工藝：1200℃×20 min

磁場處理工藝：650℃×1 h

回火處理均采用多級回火，分為A,、B,、C、D共4組回火工藝：

第一組采用工藝A：620℃×1h+610℃×1h+590℃×2h三級回火,；

第二組采用工藝B：620℃×1h+610℃×1h+590℃×2h+570℃×3h四級回火,；

第三組采用工藝C：620℃×1h+610℃×1h+590℃×2h+570×3h+560℃×3h五級回火；

第四組采用工藝D：620℃×1h+610℃×1h+590℃×2h+570℃×3h+560℃×3h+540℃×2h六級回火,。對應(yīng)上述不同回火工藝的樣品磁性能如表2所示,。從表中可以看出，材料的剩磁沒有太大變化,，矯頑力的差異較為明顯。隨著回火級數(shù)增加,，矯頑力逐漸增大,。回火工藝C對應(yīng)的樣品的矯頑力為18.78kA/m和19.41kA/m,，符合矯頑力H c=15.91～19.89kA/m的要求,，應(yīng)采用工藝C的5級回火處理此批產(chǎn)品。

對回火工藝C的50個(gè)試樣的矯頑力進(jìn)行檢測,，并采用直方圖進(jìn)行分析,，如圖2所示。矯頑力的均值為17.28kA/m,，標(biāo)準(zhǔn)差為1.54kA/m,，標(biāo)準(zhǔn)差反映了任一過程或產(chǎn)品特性值相對于其均值的分散程度。標(biāo)準(zhǔn)差越小,，說明該批產(chǎn)品特性值的分散程度越小,。由圖2可以看出，有少部分元件的矯頑力超出了15.91～19.89kA/m的范圍,，可以判定該批產(chǎn)品的磁性能不是很穩(wěn)定,，還不能完全符合要求。