铁钴软磁合金是指具有很高饱和磁感应强度的铁钴二元或三元软磁合金。由于铁钴二元合金存在有序结构,使合金变脆难于加工,因此常常加入少量钒或铬以改善加工性能。

外文名

iron-cobalt soft magnetic alloy

学科

材料工程

正文

具有很高饱和磁感应强度(

B

s)的一种软磁合金,含钴27~50%。1912年普罗伊斯(A.Preus)等发现35Co-Fe合金的饱和磁感应强度达2.43T,比纯铁高13%。1929年埃尔门(G.W.Elmen)发现了具有高的起始磁导率(μ0)和高的最大磁导率(μm)的50Co-Fe合金,并将其命名为Permendur;但由于这种合金脆,不易冷加工,没有被推广应用。1932年怀特(J.H.White)等在50Co-Fe合金中加入2%V,改善了它的加工性并明显提高了电阻率(ρ)。这种合金称为2V-Permendur。1947年美国斯坦利(Stanley)等在35Co-Fe合金中加入0.5%Cr,提高了电阻率和改善了加工性,这种合金称为Hiperco。1957年古尔德(H.L.B.Gould)等在氢气氛下冶炼出纯净的2V-Permendur,最后经磁场热处理获得矩形磁滞回线和更高磁性,这种合金称为Supermendur。1975年梅杰 (R.V.Major)等在2V-Permendur中加入4.5%Ni,进一步改善了塑性,并放宽了热处理温度范围。现在工业生产的Fe-Co软磁合金有两种:加0.5~0.6%Cr的(27~35)Co-Fe合金和加约2%V的49Co-Fe合金。中国从60年代开始生产2V-Permendur合金(牌号1J22)。

磁特性  Fe-Co合金的主要磁特性是

B

s值高(见表)。尤以35Co-Fe合金最高,另外在较高磁感应强度(

B

)下的磁导率(μ)高(如 Supe-rmendur合金在B=2.0T时,μ值高达70000~90000,居里温度(

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有序结构,使合金变脆。加入2%V或0.5%Cr可使有序转变温度降低,转变速度变慢。从有序转变温度以上(如900℃)淬火,可抑制有序结构的形成,明显地改善冷加工性。在50Co-Fe合金中加入2%V,电阻率可提高4倍多。这种合金的塑性和磁性对纯净度和热处理工艺都很敏感。27Co-Fe合金比较容易进行冷加工。

铁钴软磁合金

用途  Fe-Co合金由于ρ值较低,涡流损耗(

W

e)较高,只适于在直流和低频条件下使用。目前主要用于航空发电机和电动机、大功率脉冲变压器铁芯等。因为合金的饱和磁感和较高磁感应强度下的磁导率都高,所以铁芯尺寸和重量可以减小。由于居里温度高,也用来制作高温下使用的电器元件。这种合金也是制造高级电磁铁、磁透镜、小体积继电器和电话接收器膜片的重要材料。矩形回线的 Supermendur合金用来制作电磁开关和记忆元件。

参考书目

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