新型恒导磁铁芯1J34H.pdf

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摘要
申请专利号:

CN85100770

申请日:

1985.04.01

公开号:

CN85100770A

公开日:

1986.08.27

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

|||授权|||审定||||||公开

IPC分类号:

H01F1/16

主分类号:

H01F1/16

申请人:

首钢特殊钢公司冶金研究所

发明人:

陈国钧; 肖慧; 杨惠林; 郝国勤; 郭思; 杜文; 刘润启

地址:

北京市海淀区德外小营冶金研究所

优先权:

专利代理机构:

首钢公司专利代理事务所

代理人:

牛照祥

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内容摘要

新型恒导磁铁芯——1J34H属于软磁合金系中的恒导磁合金元件,它应用在电子工业中的仪器仪表中。该元件可以做直流电源中的电感元件,高频电源中的储能元件,隔离变压器元件,以及脉冲电源中的脉冲变压器。该元件的研究成功,主要采用特殊的冷加工工艺,以及元件的最终热处理工艺,都有独特之处,以致使该元件使用磁场宽(0~8Oe)交直流叠加导磁率高(1000高/奥),输出电感值大。由于元件铁损小,致使应用频率高(1k-20kHz)。

权利要求书

1: 一种恒导磁铁芯,其成份是由铁、镍、钴和钼组成并采用真空炉冶炼,热加工,冷加工,剪切及热处理而制成,其特征在于冷加工时最终压下量为70~85%和横向磁场处理。
2: 根据权利要求1所说的铁芯,其特征在于随炉升温至600~700℃时保温(1~2小时)加磁场,并以每小时20℃的冷速到300℃以下。
3: 根据权利要求2所说铁芯,其特征在于所加磁场强度为400~600奥斯特。

说明书


本发明属于电子工业用合金

    国际GBn202-83中有1J34合金,其成分与本发明铁芯类似,但制作工艺特别是热处理工艺完全不同,因而磁性能也完全不同。1J34为经过纵向磁场处理而获得矩形磁滞回线合金;1J34h为经横向磁场处理而获得恆导磁铁芯。1J34和1J34h是属于两个不同合金系列。

    苏联精密合金手册(Прецизионные    сплавы    Справочник    Издателбство“метаиургия”1983)中列出了性能与本发明合金类似的47HK、47HKX、40HKM等,但成分完全不同。

    近几年来我国也研制了几种恆导磁合金,如1J34Kh、1J50h等,但成分和性能又与本发明不同。

    表1列出了国内外低剩磁恆导磁合金的成分对比。

    图2,为国内外恆导磁合金特性对比。

    本发明的任务是取代铁镍磁粉芯和硅钢开口铁芯,提高性能,缩小磁性元件的体积重量。

    取代性能类似的苏联合金47HK,降低损耗,减小温升发热。

    本发明是:

    (1)合金成分:

    Ni    33.5~35.5%

    Co    28.5~30.5%

    Mo    2.8~3.5%

    Fe    余

    (2)合金特性:

    *μ为H=80.240,400,640,800A/m下諸磁导率的平均值。

    在频率为400Hz,正弦交流磁感变化△B=0.01T下,直流磁场在0~640A/m内,有效磁导率μe≥1.25mH/m(卽1000Gs/Oe)。在单极性脉冲磁化下的性能见表2。

    其他物理性能:电阻率50μΩ-cm,比重8.7g/cm3,居里温度600℃。

    图3为本合金的直流磁滞回线。

    图1为本合金的磁导率与磁场关系曲线。

    (3)工艺过程:

    真空度10-3mmHg柱以上真空冶炼

    热加工:1250±10℃保温1小时

    冷轧压下量70~85%。将钢带剪切、捲绕、涂层成不同规格铁芯最终热处理工艺:

    ①高温热处理:(真空处理真空度10-3~10-4mmHg或氢气处理)

    随炉升温 (1000℃~1150℃)/(保温2~4小时) 100℃/小时→600℃~700℃

    →拉入水套冷(或推炉冷)

    ②横向磁场处理(氢气保护)

    随炉升温 (600~700℃)/(保温(1~2小时)加磁场) 20℃/小时→300℃以下400~600Oe

    出炉(出炉时的磁场)

    表2    本发明合金的脉冲性能*

    脉宽τ(μs)    0.5    1    5    10

    脉冲磁导率μp    1.88    2.55    7.88    14.6

    mH/m    (1500)    (2040)    (6300)    (11700)

    (Gs/Oe)

    *△B=0.1T    f=1KHz

    效果:

    本发明(1J34H铁芯)的成功,使我国研制出一种新型横导磁铁芯,填补了该合金系列的空白。1J34H铁芯主要用于无工频电源中,做电感元件,使重量减轻,体积缩小,电感输出量大于1J66合金二倍,大于铁粉芯十倍,使得一安倍至二安倍的直流电流有了良好的电感元件。同时,该铁芯还能做脉冲宽为(5~10μs)的脉冲变压器铁芯。在某些情况下,还可做儲能电感和隔离变压器。由于该铁芯的优异性能和广泛应用,所以在仪器仪表工业中正在推广应用。

    表1    国内外低Br合金的成分及与本发明合金的对比

    牌号    Ni    Co    其他元素    Fe

    47HK    46-48    22.5-23.5    余

    4JHKX    46-48    21.5-22.5    Cr1.8-2.2    余

    40HKM    39.5-40.5    24.5-26.0    Mo3.9-4.1    余

    64H    63-65    余

    68HM    67-69    Mo1.5-2.5    余

    53H-BN    52.5-54    余

    1J34Kh    35-38.5    28.5-30    Nb1.5-2.5    余

    1J67h    64.5-66    Mo1.8-2.2    余

    1J66    64.5~65.5    Mn0.7-1.10    余

    1J50h    49-51    余

    本发明1J34h    33.5-35.5    28.5-30.5    余

    附图说明:

    图1    1J34H合金    μ≈随H=变化曲线。

    图2    国内外恆导磁磁性对比

    1.1J792    2.1J66    3.Ni47Co23Cr(苏)

    4.1J34H(本发明铁芯)    5.1J34Kh    6.恆导磁Si-Fe

    7.1J50H

    图3    1J34H磁滞回线。

    实例:

    a.冶炼工艺及成分配入量

    (1)采用200kg真空炉进行冶炼,真空度10-3~10-4mmHg柱,冶炼工艺与生产牌号1J34相同。

    (2)原材料:

    金属1#镍,金属钴,金属Mo,工业纯铁(太铁),石墨碳,结晶硅,重熔锰

    (3)成分配入及分析结果:如下表(註:炉号为D9-1474)

    b,锻造:

    经扒皮后的钢锭锻造工艺是:

    小于700℃入炉,随炉升温,加热到1250℃+10后,保温1.5小时后开锻,经三火锻造成40±3×200+5×500的钢坯,其冷却方式为空冷,锻坯进行大面精整后进行热轧,锻坯重105Kg。

    c,热轧

    热轧加热工艺为:随炉升温,加热至1240℃保温30分钟开轧,热轧规格4×200

    D,冷轧工艺:

    开坯变形量控制在50~60%,最终变形量控在80%左右:其工艺路线是:

    4.0→疏松→酸洗→焊接→第一次开坯1.8→退火(温度1000℃速度0.5m/分)→第二次开坯到0.8→退火(温度1000℃速度1m/分)→切边→第三开坯0.25→第三次退火(温度1000℃速度1.5m/分)→成品冷轧0.05×200

    E,铁芯的制做:

    1.钢带剪切成规格地宽度,经清洗、去毛刺,后进行MgO涂层卷绕成规定尺寸。例如φ16/20×10×0.05(註此规格是给06-12所做的合同号为C83-06Z-18

    2.铁芯热处理

    热处理是在氢气炉中进行,热处理工艺是:随炉升温至1100℃保温2小时后100℃/小时速度降温,降至700℃后拉入水套冷。然后,做横向磁场处理:随炉升温至650℃保温2小时,20℃/小时速度降温至250℃以下出炉。磁场强度H=400Oe

    3.磁性水平:见下表

    样品号 μ1μ3μ5μ3μ10α% Hc

    D9-1474-1    1400    1470    1440    1350    1330    10.5    0.295

    2    1300    1430    1360    1330    1300    10.0    0.27

    3    1300    1430    1360    1310    1280    9.2    0.31

    BrBsμe1μe3μe5μe8

    500    15000    1410    1270    1250    1380

    400    15100    1310    1240    1210    1330

    400    15000    1330    1220    1200    1310

    (註:μ1μ3μ5μ8μ10Hc Br Bs均为直流参数α%为恆定性,μe1~μe3为交流参数)

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新型恒导磁铁芯1J34H属于软磁合金系中的恒导磁合金元件,它应用在电子工业中的仪器仪表中。该元件可以做直流电源中的电感元件,高频电源中的储能元件,隔离变压器元件,以及脉冲电源中的脉冲变压器。该元件的研究成功,主要采用特殊的冷加工工艺,以及元件的最终热处理工艺,都有独特之处,以致使该元件使用磁场宽(08Oe)交直流叠加导磁率高(1000高/奥),输出电感值大。由于元件铁损小,致使应用频率高(1k-2。

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