鐵鈷軟磁合金是指具有很高飽和磁感應強度的鐵鈷二元或三元軟磁合金。由于鐵鈷二元合金存在有序結構,使合金變脆難于加工,因此常常加入少量釩或鉻以改善加工性能。

外文名

iron-cobalt soft magnetic alloy

學科

材料工程

正文

具有很高飽和磁感應強度(

B

s)的一種軟磁合金,含鈷27~50%。1912年普羅伊斯(A.Preus)等發(fā)現(xiàn)35Co-Fe合金的飽和磁感應強度達2.43T,比純鐵高13%。1929年埃爾門(G.W.Elmen)發(fā)現(xiàn)了具有高的起始磁導率(μ0)和高的最大磁導率(μm)的50Co-Fe合金,并將其命名為Permendur;但由于這種合金脆,不易冷加工,沒有被推廣應用。1932年懷特(J.H.White)等在50Co-Fe合金中加入2%V,改善了它的加工性并明顯提高了電阻率(ρ)。這種合金稱為2V-Permendur。1947年美國斯坦利(Stanley)等在35Co-Fe合金中加入0.5%Cr,提高了電阻率和改善了加工性,這種合金稱為Hiperco。1957年古爾德(H.L.B.Gould)等在氫氣氛下冶煉出純凈的2V-Permendur,最后經磁場熱處理獲得矩形磁滯回線和更高磁性,這種合金稱為Supermendur。1975年梅杰 (R.V.Major)等在2V-Permendur中加入4.5%Ni,進一步改善了塑性,并放寬了熱處理溫度范圍?,F(xiàn)在工業(yè)生產的Fe-Co軟磁合金有兩種:加0.5~0.6%Cr的(27~35)Co-Fe合金和加約2%V的49Co-Fe合金。中國從60年代開始生產2V-Permendur合金(牌號1J22)。

磁特性? Fe-Co合金的主要磁特性是

B

s值高(見表)。尤以35Co-Fe合金最高,另外在較高磁感應強度(

B

)下的磁導率(μ)高(如 Supe-rmendur合金在B=2.0T時,μ值高達70000~90000,居里溫度(

T

c)高(如50Co-Fe合金的

T

c≈980℃)。而50Co-Fe合金和35Co-Fe合金都存在Fe-Co有序結構,使合金變脆。加入2%V或0.5%Cr可使有序轉變溫度降低,轉變速度變慢。從有序轉變溫度以上(如900℃)淬火,可抑制有序結構的形成,明顯地改善冷加工性。在50Co-Fe合金中加入2%V,電阻率可提高4倍多。這種合金的塑性和磁性對純凈度和熱處理工藝都很敏感。27Co-Fe合金比較容易進行冷加工。

鐵鈷軟磁合金

用途? Fe-Co合金由于ρ值較低,渦流損耗(

W

e)較高,只適于在直流和低頻條件下使用。目前主要用于航空發(fā)電機和電動機、大功率脈沖變壓器鐵芯等。因為合金的飽和磁感和較高磁感應強度下的磁導率都高,所以鐵芯尺寸和重量可以減小。由于居里溫度高,也用來制作高溫下使用的電器元件。這種合金也是制造高級電磁鐵、磁透鏡、小體積繼電器和電話接收器膜片的重要材料。矩形回線的 Supermendur合金用來制作電磁開關和記憶元件。

參考書目

G.Y.Chin & J.H. Wernick,Soft Magnetic Metallic Materials,Ferromagnetic Materials,Vol.2, pp.57~188,North-Holland Publ.Co.,1980.