一种FeCo2V‑0.25Nb软磁合金的双级热处理方法与流程

本发明涉及一种FeCo2V软磁合金的热处理方法。

背景技术：

FeCo2V软磁合金具有高饱和磁感应强度，高居里温度以及低矫顽力的特点，是制造多电发动机磁悬浮轴承静子和转子叠片的首选材料。针对多电发动机的使用技术要求，其工作温度范围为500℃～600℃，要求使用温度在600℃时合金的屈服强度大于600MPa。

FeCo2V软磁合金的力学性能及磁性能均与合金的热处理工艺有关系。当合金在再结晶温度点以上进行退火时，合金发生再结晶，形成再结晶晶粒，使合金的矫顽力下降，提高合金的磁性能。但随着退火温度升高，再结晶程度增高，晶粒尺寸增大，合金的屈服强度和抗拉强度均会发生明显的下降。此外，当合金在再结晶温度以下进行时效时，合金内部会产生析出相，析出相使合金的屈服强度和抗拉强度明显提高，但是析出相的存在会阻碍合金内部磁畴的运动，使矫顽力升高，磁性能降低。

技术实现要素：

本发明是为了解决目前FeCo2V-0.25Nb软磁合金无法同时获得较高的磁性能和力学性能的技术问题，而提供一种FeCo2V-0.25Nb软磁合金的双级热处理方法。

本发明的一种FeCo2V-0.25Nb软磁合金的双级热处理方法是按以下步骤进行的：

一、将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为710℃～730℃的炉子中，在温度为710℃～730℃和防氧化的条件下保温4min～6min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷；

二、将步骤一水冷后的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为590℃～610℃的炉子中，在温度为590℃～610℃和防氧化的条件下保温55min～65min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷，即完成FeCo2V-0.25Nb软磁合金的双级热处理方法。

本发明的有益效果：

利用本发明的双级热处理方法处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在室温条件下的抗拉强度σ_b是单级热处理工艺的1.22倍，在室温条件下的屈服强度σ_0.2是单级热处理工艺的1.1倍～1.21倍；高温条件下的抗拉强度σ_b与屈服强度σ_0.2也均得到显著提高；

本发明的双级热处理方法与单级热处理方法相比，使FeCo2V-0.25Nb软磁合金矫顽力较高温退火处理后会有所升高，但明显低于低温时效后合金的矫顽力；同时，通过双级热处理后软磁合金的饱和磁感应强度不发生明显的变化。

附图说明

图1为力学强度和延伸率的数据图，1为经过试验三的双级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，3为经过试验二的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金；

图2为磁性能数据图，1为经过试验三的双级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，3为经过试验二的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金。

具体实施方式

具体实施方式一；本实施方式为一种FeCo2V-0.25Nb软磁合金的双级热处理方法，具体是按以下步骤进行的：

一、将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为710℃～730℃的炉子中，在温度为710℃～730℃和防氧化的条件下保温4min～6min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷；

二、将步骤一水冷后的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为590℃～610℃的炉子中，在温度为590℃～610℃和防氧化的条件下保温55min～65min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷，即完成FeCo2V-0.25Nb软磁合金的双级热处理方法。

具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中所述的防氧化的条件为将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金埋在Al₂O₃粉末中。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤二中所述的防氧化的条件为将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金埋在Al₂O₃粉末中。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤一中所述的防氧化的条件为在炉子中通入保护气。其他与具体实施方式一相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同点是：步骤二中所述的防氧化的条件为在炉子中通入保护气。其他与具体实施方式一相同。

通过以下试验验证本发明效果：

试验一：本试验为对比试验，是一种FeCo2V-0.25Nb软磁合金的单级热处理方法，具体是按以下步骤进行的：

将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为720℃的炉子中，在温度为720℃和防氧化的条件下保温30min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷，即完成FeCo2V-0.25Nb软磁合金的单级热处理方法；

所述的防氧化的条件为将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金放入瓷舟中埋在Al₂O₃粉末中。

试验二：本试验为对比试验，是一种FeCo2V-0.25Nb软磁合金的单级热处理方法，具体是按以下步骤进行的：

将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为600℃的炉子中，在温度为600℃和防氧化的条件下保温60min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷，即完成FeCo2V-0.25Nb软磁合金的单级热处理方法；

所述的防氧化的条件为将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金放入瓷舟中埋在Al₂O₃粉末中。

试验三：本试验为一种FeCo2V-0.25Nb软磁合金的双级热处理方法，具体是按以下步骤进行的：

一、将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为720℃的炉子中，在温度为720℃和防氧化的条件下保温5min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷；

二、将步骤一水冷后的FeCo2V-0.25Nb软磁合金在防氧化的条件下放入温度为600℃的炉子中，在温度为600℃和防氧化的条件下保温60min，然后从炉子中取出并放入水中进行水冷，即完成FeCo2V-0.25Nb软磁合金的双级热处理方法；

步骤一中所述的防氧化的条件为将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金放入瓷舟中埋在Al₂O₃粉末中；步骤二中所述的防氧化的条件为将待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金放入瓷舟中埋在Al₂O₃粉末中。

试验一、二和三中待处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金的元素百分比见表1，

表1

图1为力学强度和延伸率的数据图，1为经过试验三的双级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，3为经过试验二的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，从图可以看出，对于FeCo2V-0.25Nb软磁合金，当进行双级热处理时，合金室温条件下的屈服强度和抗拉强度明显高于单级热处理工艺时，同时合金的延伸率也较高，此时，合金的室温σ_0.2为1300MPa，σ_b为1570MPa，ε为5.2％。此时合金的抗拉强度和屈服强度分别是试验二的1.22倍和1.1倍，延伸率是其17倍；双级热处理后的FeCo2V-0.25Nb软磁合金的抗拉强度和屈服强度分别是试验一的1.22倍和1.21倍，而延伸率类似。因而，在试验三的双级热处理工艺下合金力学性能优异。

图2为磁性能数据图，1为经过试验三的双级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，2为经过试验一的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，3为经过试验二的单级热处理的FeCo2V-0.25Nb软磁合金，从图可以看出，对于FeCo2V-0.25Nb合金，当进行双级热处理时，合金室温条件下的矫顽力介于试验一和二的单级热处理工艺之间，而饱和磁感应强度与单级热处理工艺类似。试验三的双级热处理过的合金的矫顽力Hc为1.81kA/m，饱和磁感应强度为2.32T，对比单级热处理工艺，双级热处理工艺下合金的矫顽力为试验二的0.88倍，是试验一的1.25倍。通过双级热处理工艺，合金的矫顽力较高温退火处理后会有所升高，但明显低于低温时效后合金的矫顽力。同时，通过双级热处理后软磁合金的饱和磁感应强度不发生明显的变化。

FeCo2V-0.25Nb软磁合金在工作环境下的使用温度为500℃～600℃，因而在实验过程中需要对经过热处理后合金的高温性能进行测试。

表2所示为试验三中经过双级热处理后FeCo2V-0.25Nb软磁合金的高温力学性能及高温磁性能，可以看出其高温力学性能均高于1000MPa，高于合金工作温度下的使用要求，同时合金的矫顽力有所上升，但饱和磁感应强度在500℃～600℃的工作温度下均能达到1.9T以上。

表2

σ_0.2表示屈服强度，σ_b表示抗拉强度，ε表示延伸率，H_c表示矫顽力，B_m表示饱和磁感应强度。