可變形永磁材料介紹

可變形永磁材料概述

可變形永磁材料是指具有良好的塑性，能夠進行鍛、軋、拉絲以及切削加工的永磁材料。該類材料可以製成細薄截面或形狀複雜，具有不同磁性和高力學性能的零件，因而在永磁材料領域中佔有獨特的地位。可變形永磁材料主要應用於磁羅盤儀、航空與自動化儀表，磁滯電機轉子以及磁性翻轉顯示系統等等。

可變形永磁材料主要包括鐵鎳釩系永磁合金，變形鐵鉻鈷永磁合金，磁滯合金冷軋帶和鐵鈷鉬磁滯合金熱軋（或鍛）棒材。

鐵鈷釩永磁合金化學成分

變形鐵鉻鈷永磁合金化學成分

鐵鈷釩合永磁合金熱處理制度

應用概況與特殊要求

1）小型永久磁鐵

如鐵鉻鈷合金和鐵鈷釩合金，由於具有良好的塑性和延展性，可以製成絲材和帶材，適用於做小截面的永磁元件，在軍事和民用工業中獲得廣泛的應用。如航海磁羅徑中的指向磁鋼、校正磁鋼；航空、航天工業中電子計算機的矩陣元件；兵器用的經緯儀管狀羅針，航空與汽車儀表用磁鋼；磁性翻轉顯示器、磁力攪拌器、磁性天平、電度表及永磁電機定子用磁鋼等等。

2）磁滯電機轉子

磁滯電機結構簡單，能自行起動，轉矩恆定、無噪音，因此在導航陀螺儀、傳真通訊以及各種記錄儀器中被廣泛採用。

磁滯合金是製造磁滯電機轉子用的材料。它是利用特定（非飽和）磁化狀態的磁滯功來工作的，這種特定的磁化場稱工作磁場。由於電機種類不同，要求的轉矩大小不同，工作磁場也不相同，一般要求在一定的工作磁場下，材料具有最大的磁滯，因此材料必須具有在工作磁場回線面積。此外爲使材料處於最佳工作點，通常要求材料的Hμ、Bμ能與定子繞組的磁場強度和定子鐵芯的磁感應強度相匹配，而使磁滯電機的總損耗最小。除此之外，還要求材料的導電性好，磁穩定性能好，具有一定的抗蝕能力和良好的成形性能等等。

可變形永磁材料化學性能

1）抗氧化性能

變形永磁材料在室溫下具有較好的抗氧化性能，但鐵鉻鉬永磁合金的抗氧化性能稍差，高於1000℃時鉬易蒸發，超過1100℃時，表面氧化嚴重。

2）耐腐蝕性能

變形永磁材料中鐵鉻鈷永磁合金的耐腐蝕性能最好，在大氣中不鏽蝕。其他合金的耐腐蝕性能一般。

可變形永磁材料-工藝性能與要求

1）成形性能

可變形永磁材料在回火熱處理之前都具有良好的塑性，可以進行切削加工。其冷軋帶材可進行衝剪加工，絲材可以卷繞。但是大多數材料在回火後，硬度大大增加，材料變得硬脆，切削困難，只能磨削加工。如鐵鈷釩系永磁合金及磁滯合金冷軋帶材，回火後硬度 HRC 高達58~62。因此通常是在回火之前將材料衝前或切前加工。只有鐵鈷釩系合金，無論在熱軋(或鍛)態，固溶狀態，甚至回火後的時效硬化狀態下均能承受各種切削加工，成形性能較好，可以製造形狀複雜的永磁元件。

對於鐵鈷鉬磁滯合金，在鍛態或淬火後的狀態都可用硬質合金刀縣進行切前加工。但是隨着合金中鉬含量的增加，硬度稍有提高，此外晶粒尺寸也愈大，材料變得較脆，因此切削時容易發生晶粒崩落現象，給加工帶來一定困難所以在加工高鉬合金時應特別仔細控制，避免發生脫粒現象。同火後其硬度顯著增高，只能磨削加工。

對於不在真空或惰性氣體保護下進行熱處理的工件，處理後如果需要則應除氧化表皮，當然工件也須預留精加工餘量。此外熱處理時要防止碳的滲入，以免磁性能發生變化。

2）焊接性能

可變形永磁材料對的焊接性能一般。

關於可變形永磁材料使用建議

鐵鉻鈷永磁合金不僅具有良好的塑性和延展性，而且具有較好的磁性能，是目前使用最廣泛的一種可變形永磁材料。其磁性能可與鑄造鋁鎳鈷合金相媲美，而價格比鐵鈷釩永磁合金便宜。該合金成分均勻，組織緻密、性能穩定，可以代替部分鑄造鋁鎳鈷介金和鐵鈷釩合金製作形狀複雜的永磁元件。該合金的熱處理工藝複雜，不易控制，特別是矯頑力對磁場熱處理的等溫溫度和時間很敏感，因此應特別注意。最好是用戶單位加工好元件後交由材料的生產單位進行熱處理，以保證得到最佳磁性能。

鐵鈷釩磁滯合金在回火之前均勻良好的塑性，經90%應變量的冷軋(或拎拉絲)後可獲得優異的磁滯性能和強烈的磁各向異性，即縱向(沿軋向)的磁性能比橫向(垂直於軋向)要好。因此若能在製作過程中採用絲材來作磁滯電機轉子，其性能更好，更有發展前途。也可將合金軋成 0.05mm 的薄帶，纏繞成圓筒形作轉子，這樣能利用合金軋向的優異磁性。此外在國外，如俄羅斯還採用縱橫向軋製的工藝，即先將合金沿縱向從 7mm 厚冷軋到2mm,然後再沿其垂直方向(即橫向)冷軋，從2m 冷軋到0.7mm，這樣也可提高磁滯性能。

鐵鈷鉬系合金製造工藝簡單,可以作成鍛造轉子或熱軋片(厚度不小於 2mm)，對含鉬量爲10%~12%的合金可熱穿成管材作轉子，這樣可大大節約材料和製作費用。

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