生產(chǎn)由軟磁合金制成的薄帶材的方法以及所得到的帶材的制作方法
【專利摘要】用于生產(chǎn)能夠被機械切割的由軟磁合金制成的帶材的方法，該軟磁合金的化學(xué)組成以重量計包括：18％≤Co≤55％、0％≤V+W≤3％、0％≤Cr≤3％、0％≤Si≤3％、0％≤Nb≤0.5％、0％≤B≤0.05％、0％≤C≤0.1％、0％≤Zr+Ta≤0.5％、0％≤Ni≤5％、0％≤Mn≤2％，其余是鐵和煉制中不可避免的雜質(zhì)，根據(jù)所述方法，對通過熱軋而得到的帶材進行冷軋以得到厚度小于0.6mm的冷軋帶材。在冷軋后，在介于該合金的有序/無序轉(zhuǎn)變溫度和該合金的鐵素體/奧氏體轉(zhuǎn)變開始溫度之間的溫度下，使通過連續(xù)爐，隨后快速冷卻至低于200℃的溫度來進行連續(xù)退火處理。所得到的帶材。
【專利說明】生產(chǎn)由軟磁合金制成的薄帶材的方法以及所得到的帶材

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及生產(chǎn)鐵-鈷型軟磁合金的帶材。

【背景技術(shù)】
[0002] 許多件電子技術(shù)設(shè)備包括磁部件和尤其是由軟磁合金制成的磁軛。特別地，尤 其在航空、鐵路或汽車領(lǐng)域中的交通工具上的發(fā)電機是這樣的情況。通常，所用的合金是 鐵-鈷型合金并且尤其是包含約50重量％的鈷的合金。這些合金具有以下優(yōu)點：具有非常 強的飽和感應(yīng)，在大于或等于1. 6特斯拉的工作感應(yīng)下具有高的磁導(dǎo)率，以及在高的感應(yīng) 下具有相當(dāng)強的電阻率以允許減少交流電流損耗。當(dāng)它們在當(dāng)前的使用中時，這些合金具 有對應(yīng)于彈性極限介于約300和500MPa之間的機械強度。然而，對于某些應(yīng)用來說，所期 望的是具有高的彈性極限的合金，該合金的彈性極限可以達(dá)到或超過600MPa，或者在某些 情況下甚至為900MPa。后面所謂的HEL合金特別用于生產(chǎn)航空器上的微型化交流發(fā)電機。 這些交流發(fā)電機的特征在于非常高的旋轉(zhuǎn)速度，該旋轉(zhuǎn)速度可超過20000rpm,這需要機械 強度大的部件裝配成磁軛。為了得到合金高的彈性極限的性能，在多項專利中提出了添加 不同的合金元素，諸如尤其是鈮、碳和硼。
[0003] 所有含有15重量％至55重量％的鈷的這些材料，無論它們是否具有近似等原子 的Fe-Co組成或者它們是否含有比鈷更多的鐵，都必須經(jīng)受適當(dāng)?shù)耐嘶?，以便得到所期?的使用性能，以及尤其是得到取決于它們所旨在的用途的所尋求的機械性能和磁性能之間 良好的折衷。對于這些合金，已知的良好建立并實踐的是，電子技術(shù)部件（定子、轉(zhuǎn)子以及 其它各種型材）由冷軋至最終厚度所得到的加工硬化材料的帶材切割成。在已被切割之 后，在最后步驟中使部件系統(tǒng)地經(jīng)受靜態(tài)型的退火以便調(diào)節(jié)磁性能。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)Fe-Co合金的靜態(tài)退火是指一種熱處理，在該熱處理期間，使切割的部 件保持在高于200°C持續(xù)至少1小時，并且使切割的部件升高至大于或等于700°C的溫度， 在此溫度下實施平穩(wěn)期。平穩(wěn)期是指至少10分鐘的時間段，在此時間段期間，溫度變化至 多比設(shè)定溫度值高或低20°C。在此處理中，在室溫和平穩(wěn)期之間的上升和下降在工業(yè)生產(chǎn) 條件下通常花費至少1小時的時間。因此，允許良好地優(yōu)化磁性能的工業(yè)"靜態(tài)"退火處理 包括從一小時至若干小時的這種溫度平穩(wěn)期：因此"靜態(tài)"退火花費若干小時。
[0005] 以本身為本領(lǐng)域技術(shù)人員所已知的方式，對由熱軋并且然后經(jīng)受超淬火而得到的 厚度通常為約2至2. 5_的帶材進行冷軋。超淬火提供了以下可能性，很大程度上避免材 料中的有序/無序轉(zhuǎn)變，該材料進而幾乎保持無序，但相對于其在高于700°C的溫度下的結(jié) 構(gòu)狀態(tài)是非常不改變的。由于這種處理，該材料然后可以被冷軋而沒有降低至最終厚度的 任何問題。
[0006] 然后由此得到的帶材具有足夠的延展性，從而能夠通過機械切割而被切割。而且， 當(dāng)這些帶材被用于生產(chǎn)由薄帶材切割而成的部件的堆疊物組成的磁軛時，這些合金以加工 硬化狀態(tài)的帶材的形式被出售給用戶。然后，用戶切割部件，堆疊部件并確保安裝或組裝磁 軛，并然后進行所需的質(zhì)量熱處理以用于得到所尋求的性能。這種質(zhì)量熱處理旨在得到在 晶粒再結(jié)晶后晶粒的生長的一定發(fā)展，因為晶粒尺寸決定機械性能和磁性能之間的折衷。 取決于電子技術(shù)機器的相關(guān)部件，關(guān)于性能的折衷可以不同，以及因此熱處理可以不同。因 而，一般地，航空機上的發(fā)電機的定子和轉(zhuǎn)子在相同的帶材部分一起被切割以便最小化金 屬廢料。但是，轉(zhuǎn)子通常在小于800°C的溫度下經(jīng)歷促進相當(dāng)高的機械性能的熱處理，而定 子通常在高于800°C的溫度下經(jīng)歷優(yōu)化磁性能的熱處理（因此具有較大的平均晶粒尺寸）。
[0007] 另外，對于每種類型的切割部件，該質(zhì)量熱處理可以包括兩種退火：一種，正如剛 剛已經(jīng)看到的，用于調(diào)整磁性能和機械性能；而另一種用于氧化金屬片材的表面以便減少 層間磁損耗。此第二種退火也可以被有機材料、無機材料或混合材料的沉積所取代。
[0008] 根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的這種技術(shù)的缺點是多重的并且將特別提及的是以下各項：
[0009] -當(dāng)期望達(dá)到至少500至600MPa的彈性極限時，需要改變合金（復(fù)雜的、更大庫存 量的、更昂貴的）；事實上，當(dāng)在至少850°C下進行退火時，本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的適用于大 多數(shù)電子技術(shù)應(yīng)用中的Fe-Co合金可以達(dá)到諸如從0. 4至0. 60e (32至48A/m)矯頑場的軟 磁性能，并且當(dāng)退火溫度降低至低于750°C時，也可以達(dá)到450至500MPa的彈性極限；在每 種情況下，彈性極限從未在相同的合金上達(dá)到600MPa ;為了解決該問題，必須使用組成稍 有不同的其它合金，尤其是使用析出物或第二相；
[0010]-需要用戶對所有切割部件進行退火（無論等級是否具有高的彈性極限（HEL)); 事實上，在靜態(tài)退火后，合金太脆，以便能夠被機械裝置切割；
[0011] -需要必須支持至少500MPa的彈性極限的高磁損耗；
[0012] -難以或甚至不可能用熱處理達(dá)到HEL性能，機械性能和磁性能的特定折衷；事實 上，從理論上說，總是可以通過施加介于700和720°C之間的溫度平穩(wěn)期，用如上所述的"靜 態(tài)退火"得到HEL性能（500至1200MPa的彈性極限），因此處于從加工硬化狀態(tài)和然后恢 復(fù)到一定程度上結(jié)晶狀態(tài)的范圍內(nèi)的冶金學(xué)狀態(tài)中并且特定于此類型的退火；但是，在實 踐中，在500至1200MPa這個范圍內(nèi)，彈性極限將基本上在一定程度上取決于平穩(wěn)期溫度； 在該平穩(wěn)期溫度下的性能的此過敏性阻止了工業(yè)換位（industrial transposition)，因為 靜態(tài)工業(yè)爐一般不能保證待退火的負(fù)載溫度均勻性優(yōu)于+/-l〇°C，S卩，彈性極限的調(diào)整范圍 的程度介于500和1200MPa之間；例外地，此均勻性可能為+/-5°C ;然而，這不足以用于控 制工業(yè)生產(chǎn)。
[0013] -當(dāng)最終靜態(tài)退火被施加到具有復(fù)雜幾何形狀的由加工硬化的金屬切割的部件 (例如，具有細(xì)長支架的變壓器的E-部件/型材）時，難以達(dá)到成品部件的特定維度。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明的目的是通過提出一種方法來找到針對這些缺點的解決方法，使用該方法 可以由相同的合金來生產(chǎn)鐵-鈷型的軟磁合金薄帶材，該方法能夠提出一種帶材，該帶材 可以很容易地被切割；通過隨后施加第二靜態(tài)熱處理或連續(xù)熱處理，該帶材也可以以預(yù)定 義的方式具有平均且非常高的彈性極限而同時保持得到良好至非常好的磁性能；在諸如例 如傳統(tǒng)的靜態(tài)退火的退火作用下，該合金能夠從具有高的彈性極限的狀態(tài)轉(zhuǎn)到具有高的磁 性能的狀態(tài)下；該合金還具有對高達(dá)200°c的機械性能的良好耐老化性。
[0015] 為此目的，本發(fā)明的目的是一種用于生產(chǎn)能夠被機械切割的軟磁合金的帶材的方 法，該軟磁合金的化學(xué)組成以重量計包括：
[0016] 18%^ Co ^ 55%
[0017] 0%^ V+ff ^ 3%
[0018] 0%^ Cr ^ 3%
[0019] 0%^ Si ^ 3%
[0020] 0%^ Nb ^ 0. 5%
[0021] 0%^ B ^ 0. 05%
[0022] 0%^ C ^ 0. 1%
[0023] 0%^ Zr+Ta ^ 0. 5%
[0024] 0%^ Ni ^ 5%
[0025] 0 % ^ Mn ^ 2 %
[0026] 其余由鐵及煉制中不可避免（elaboration)的雜質(zhì)組成，
[0027] 根據(jù)此方法，對通過熱軋由此合金組成的半成品而得到的帶材進行冷軋以得到厚 度通常小于〇. 6_的冷軋帶材，并且，在冷軋后，通過如下方式對所述帶材進行連續(xù)退火處 理：在介于合金的有序/無序轉(zhuǎn)變溫度（例如：本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的Fe-49% Co-2% V 合金為700至710°C )和合金的鐵素體/奧氏體相變點（對于本發(fā)明的Fe-Co合金通常為 880至950°C )之間的溫度下，使所述帶材通過連續(xù)爐，隨后快速冷卻至低于200°C的溫度。
[0028] 退火溫度優(yōu)選介于700°C和930°C之間。
[0029] 優(yōu)選地，對帶材的前行速度進行調(diào)整以使得帶材在退火溫度下的停留時間小于10 分鐘。
[0030] 優(yōu)選地，帶材在離開處理爐時的冷卻速率大于1000°C /h。
[0031] 根據(jù)本發(fā)明，對帶材在爐中的前行速度以及退火溫度進行調(diào)整以調(diào)節(jié)帶材的機械 強度。
[0032] 優(yōu)選地，合金的化學(xué)組成是這樣的：
[0033] 47%^ Co ^ 49. 5%
[0034] 0. 5%^ V ^ 2. 5%
[0035] 0%^ Ta ^ 0. 5%
[0036] 0%^ Nb ^ 0. 5%
[0037] 0%^ Cr<0. 1%
[0038] 0%^ Si<0. 1%
[0039] 0%^ Ni<0. 1%
[0040] 0%^ Mn<0. 1%
[0041] 此方法具有如下優(yōu)點：能夠生產(chǎn)一種薄帶材，該薄帶材可以容易地被機械裝置切 害IJ，并且該薄帶材就冶金學(xué)結(jié)構(gòu)而言不同于已知的帶材。特別地，由此方法得到的帶材是厚 度小于0. 6mm的冷軋軟磁合金的帶材，所述軟磁合金由化學(xué)組成以重量計包括如下物質(zhì)的 合金組成：
[0042] 18%^ Co ^ 55%
[0043] 0%^ V+W ^ 3%
[0044] 0%^ Cr ^ 3%
[0045] 0%^ Si ^ 3%
[0046] 0%^ Nb ^ 0. 5%
[0047] 0%^ B ^ 0. 05%
[0048] 0%^ C ^ 0. 1%
[0049] 0%^ Zr+Ta ^ 0. 5%
[0050] 0%^ Ni ^ 5%
[0051] 0 % ^ Mn ^ 2 %
[0052] 其余由鐵及煉制中不可避免的雜質(zhì)組成，所述合金的冶金學(xué)結(jié)構(gòu)是：
[0053] -或者，"部分結(jié)晶"型，S卩，在用氯化高鐵進行化學(xué)蝕刻后，在放大倍數(shù)為X40的 顯微鏡下觀察的樣品至少10%的表面上不能夠識別出晶界；
[0054] -或者，"結(jié)晶"型，S卩，在用氯化高鐵進行化學(xué)蝕刻后，在放大倍數(shù)為X40的顯 微鏡下觀察的樣品至少90%的表面上能夠識別出晶界的網(wǎng)絡(luò)，并且，在晶粒尺寸為0至 60 μ m2的范圍內(nèi)，存在晶粒尺寸寬度（grain size width)為10 μ m2的至少一個組，所述至 少一個組包括是相同晶粒尺寸組的晶粒的至少兩倍的晶粒，所述相同晶粒尺寸組對應(yīng)于對 具有相同組成的未經(jīng)受連續(xù)退火，而是經(jīng)受在一定溫度下的靜態(tài)退火的對照冷軋帶材的觀 察結(jié)果，使得用靜態(tài)退火所得到的矯頑場與用連續(xù)退火所得到的矯頑場之間的差值小于通 過連續(xù)處理所得到的矯頑場的值的一半；并且，在晶粒尺寸為0至60 μ m2的范圍內(nèi)，存在寬 度為10ym2的至少一個晶粒尺寸組，其中，對已經(jīng)歷連續(xù)退火的樣品所觀察到的晶粒的數(shù) 目與晶?？倲?shù)的比例，比對應(yīng)于從已經(jīng)歷靜態(tài)退火的所述對照冷軋帶材上所取的樣品的同 一比例大至少50%。
[0055] 對于本領(lǐng)域技術(shù)人員很明顯的是，術(shù)語"結(jié)晶"在這里被用作"再結(jié)晶"的同義詞。 實際上，薄帶材形式的冷軋帶材是完全加工硬化的，即，晶態(tài)順序長距離地完全移位，并且 晶體或"晶粒"的概念不再存在。然后，連續(xù)退火處理允許此加工硬化的基質(zhì)"結(jié)晶"成晶 體或晶粒。不過，這種現(xiàn)象也被稱為再結(jié)晶，因為這不是合金所經(jīng)歷的第一次結(jié)晶，因為其 煉制階段來自固化的液體金屬。
[0056] 優(yōu)選地，軟磁合金的化學(xué)組成是這樣的：
[0057] 47%^ Co ^ 49. 5%
[0058] 0. 5%^ V ^ 2. 5%
[0059] 0%^ Ta ^ 0. 5%
[0060] 0%^ Nb ^ 0. 5%
[0061] 0%^ Cr ^ 0. 1%
[0062] 0%^ Si ^ 0. 1%
[0063] 0%^ Ni ^ 0. 1%
[0064] 0%^ Μη ^ 0. 1%
[0065] 并且彈性極限RP(I 2介于590MPa和llOOMPa之間，矯頑場He介于120A/m和900Α/ m之間，1600A/m的場的磁感應(yīng)B介于1. 5和1. 9特斯拉之間。
[0066] 此外，帶材飽和時的磁化強度大于2. 25T。
[0067] 使用這種帶材，能夠生產(chǎn)用于磁組件的部件，例如轉(zhuǎn)子部件和定子部件以及尤其 是用于磁軛的部件，以及磁組件諸如磁軛，通過直接切割根據(jù)本發(fā)明的帶材的部件，如果需 要，通過組裝由此切割的部件以便形成組件，諸如軛，并且任選地通過使它們中的一些（例 如，僅定子部件）或它們中的一些（例如，定子軛）經(jīng)歷補充退火處理以允許優(yōu)化磁性能， 以及特別是最小化磁損耗。
[0068] 而且，本發(fā)明的目的也是一種用于生產(chǎn)磁組件的方法，根據(jù)所述方法，多個部件通 過機械切割由前述方法得到的帶材而被切割，并且在切割之后，組裝這些部件以形成磁組 件。
[0069] 另外，能夠使磁組件或部件經(jīng)受質(zhì)量靜態(tài)退火，S卩，用于優(yōu)化磁性能的退火。
[0070] 優(yōu)選地，質(zhì)量靜態(tài)退火或用于優(yōu)化磁性能的退火是在介于820°C和880°C之間的 溫度下退火介于1小時和5小時之間的時間。
[0071] 例如，磁組件是磁軛。

【具體實施方式】
[0072] 現(xiàn)在將更具體地而非以限制性的方式描述本發(fā)明，并通過實施例進行說明。
[0073] 為了生產(chǎn)冷軋薄帶材，所述冷軋薄帶材用于通過機械切割來生產(chǎn)電子技術(shù)設(shè)備的 磁軛部件，使用本身已知的合金，該合金的化學(xué)組成以重量計包括：18%至55%的鈷、0% 至3%的釩和/或鎢、0%至3%的鉻、0%至3%的硅酮、0%至0. 5%的鈮、0%至0.05%的 硼、0%至0. 1 %的C、0%至0. 5%的鋯和/或鉭、0%至5%的鎳、0%至2%的錳，其余是鐵和 煉制中不可避免的雜質(zhì)。
[0074] 優(yōu)選地，該合金含有47%至49. 5%的鈷、總和為0%至3%的釩+鎢、0%至0. 5% 的鉭、0%至0. 5%的鈮、小于0. 1 %的鉻、小于0. 1 %的硅、小于0. 1 %的鎳、小于0. 1 %的錳。
[0075] 另外，釩含量應(yīng)優(yōu)選大于或等于0.5%，以便提高磁性能，并且在快速冷卻期間更 好地遠(yuǎn)離脆化有序化；并且保持小于或等于2. 5%，以便避免第二非磁性奧氏體第二相的 出現(xiàn)。鎢并非不可缺少的。而鈮含量應(yīng)優(yōu)選大于或等于0.01%以便在高溫下控制晶粒生長 并且促進熱轉(zhuǎn)變。鈮實際上是一種生長抑制劑，在連續(xù)退火時可以同時限制結(jié)晶的萌發(fā)和 晶粒生長。
[0076] 該合金含有少量的碳，以便在煉制期間脫氧化反應(yīng)是足夠的，但是，碳含量應(yīng)保持 小于0. 1 %且優(yōu)選小于0. 02%或甚至小于0. 01%，以便避免形成過多的使磁性能變差的碳 化物。
[0077] 諸如Mn、Si、Ni或Cr的元素含量的下限沒有限制。這些元素可以不存在，但它們 一般至少以次于它們在原材料中的存在量或者次于被煉制爐的耐火材料所污染的量的非 常少的量存在。當(dāng)這些元素以非常少的量存在時，它們對合金的磁性能沒有影響。當(dāng)它們 以顯著量存在時，這意味著它們已被自愿地添加，以便將該合金的磁性能調(diào)節(jié)至目標(biāo)應(yīng)用。
[0078] 該合金例如是已知名稱為AFK 502R的合金，基本上含有約49%的鈷、2%的釩和 0. 04%的銀，其余由鐵和雜質(zhì)以及少量的諸如C、Mn、Si、Ni和Cr的元素組成。
[0079] 以本身已知的方式對該合金進行煉制并且鑄造成半成品諸如錠的形式。為了生產(chǎn) 薄帶材，半成品諸如錠被熱軋以便得到熱帶材，熱帶材的厚度取決于實際的生產(chǎn)條件。作為 參考，此厚度一般介于2和2. 5mm之間。在熱軋結(jié)束時，使所得到的帶材經(jīng)受超淬火。該處 理能夠在相當(dāng)大的程度上避免材料中的有序/無序的轉(zhuǎn)變，從而后者保持幾乎無序的結(jié)構(gòu) 狀態(tài)，相對于其在高于700°C的溫度下的結(jié)構(gòu)狀態(tài)是非常不改變的，并且它因而是足夠延展 的，使得能夠被冷軋。因此，超淬火允許熱帶材隨后被冷軋而沒有降低到最終厚度的任何問 題。如果在軋制結(jié)束時的溫度足夠高，在離開熱軋時可以直接實現(xiàn)超淬火，或者，在相反的 情況下，在加熱至高于有序/無序轉(zhuǎn)變溫度的溫度后實現(xiàn)超淬火。在實踐中，在720°C和室 溫之間建立的脆化有序化中，例如在金屬離開熱軋時，用水將金屬從800-1000°C的溫度突 然冷卻至室溫（通常以高于l〇〇〇°C /分鐘的速率），或者，隨后被緩慢冷卻并因此變脆的熱 軋金屬，在突然冷卻至室溫之前，被加熱到800°C和1000°C之間。這樣的處理本身是本領(lǐng)域 技術(shù)人員已知的，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何在對于他/她來講通常可得的設(shè)備上實現(xiàn)這樣 的處理。
[0080] 在超淬火后，熱帶材被冷軋以便得到厚度小于1mm，優(yōu)選小于0.6mm，一般介于 0. 5mm和0. 2mm之間，并且可被降低至0. 05mm的冷帶材。
[0081] 在已經(jīng)生產(chǎn)了加工硬化的冷軋帶材后，在使合金處于無序的鐵素體相的溫度下， 在連續(xù)爐中使它經(jīng)受連續(xù)退火。這意味著該溫度介于有序/無序轉(zhuǎn)變溫度和鐵素體/奧氏 體相變點之間。對于鈷含量為45重量％至55重量％的鐵-鈷合金，退火溫度應(yīng)介于700°C 和930°C之間。連續(xù)退火的溫度范圍可以更加朝向低溫，因為鈷含量將接近18%。例如，在 27%的鈷的情況下，退火溫度應(yīng)介于500°C和950°C之間。本領(lǐng)域技術(shù)人員知道如何根據(jù)合 金的組成來確定此退火溫度。
[0082] 可以對通過爐內(nèi)的速度進行調(diào)整以便顧及爐的長度，使得通過爐均勻溫度區(qū)域的 時間小于10分鐘，優(yōu)選介于1和5分鐘之間。在任何情況下，用于保持處理溫度的時間應(yīng) 大于30s。對于長度為約一米的工業(yè)爐，速度應(yīng)大于0.1米/分鐘。對于長度為30m的另一 種類型的工業(yè)爐，連續(xù)的速度應(yīng)大于2米每分鐘，并且優(yōu)選7至40米/分鐘。一般地，本領(lǐng) 域技術(shù)人員知道如何根據(jù)爐的長度來自行調(diào)整連續(xù)的速度。
[0083] 應(yīng)注意的是，所使用的處理爐可以是任何類型的。特別地，這可以是具有電阻器的 常規(guī)爐，或者具有熱輻射的爐、具有焦耳效應(yīng)的退火爐、用流化床進行退火的設(shè)施，或者任 何其它類型的爐。
[0084] 在離開爐時，帶材應(yīng)以足夠快的速率被冷卻以避免發(fā)生完全的有序-無序轉(zhuǎn)變。 然而，本發(fā)明人們驚奇地注意到，不同于必須被超淬火以便然后能夠被冷軋的厚度為2mm 的帶材，旨在被機械加工、被模壓（stamp)、被沖壓（punch)的小厚度（0. 1至0. 5mm)的帶材 可以僅經(jīng)受部分有序化，其結(jié)果僅是低程度的脆化使得不需要超淬火。
[0085] 本發(fā)明人們還驚奇地注意到，在正如剛剛描述的連續(xù)退火結(jié)束時，從無序/有序 轉(zhuǎn)變不完全的那一刻起，切割帶材的可能性變得非常良好。這出乎意料地意味著這樣的帶 材可以被機械裝置切割，盡管部分有序化產(chǎn)生一定程度的脆化。
[0086] 為了使無序/有序轉(zhuǎn)變不完全，介于有序/無序溫度（對于組成接近Fe-49 % Co-2% V的常規(guī)合金為700°C )和200°C之間所確定的冷卻速率應(yīng)大于600°C每小時，并優(yōu) 選大于1000°C每小時或者甚至大于2000°C /h。在實踐中，冷卻速率不必要超過10000°C / h，并且介于2000°C /h和3000°C /h之間的速率通常是足夠的。
[0087] 本發(fā)明人們驚奇地注意到，不同于可以得到類似的機械性能或磁性能的靜態(tài)熱處 理所注意到的，使用這樣的結(jié)晶處理的連續(xù)萌發(fā)，得到了足夠延展性的帶材，以便能夠被機 械切割用于生產(chǎn)旨在堆疊用于形成磁軛或任何其他磁組件的部件。
[0088] 本發(fā)明人們也注意到，通過調(diào)節(jié)通過爐內(nèi)的時間，能夠調(diào)節(jié)帶材所得到的機械特 性，使得能夠由標(biāo)準(zhǔn)鐵-鈷合金得到具有常規(guī)機械特性即彈性極限介于300和500MPa之間 的合金以及高彈性極限（HEL)型即彈性極限大于500MPa、優(yōu)選介于600和lOOOMPa之間并 且可以達(dá)到1200MPa的合金。當(dāng)然，這些熱處理產(chǎn)生非常不同的磁性能，特別是關(guān)于磁損 耗。標(biāo)準(zhǔn)鐵-鈷合金是例如AFK 502R型鐵-鈷合金，AFK 502R型鐵-鈷合金基本上含有 49%的鈷、2%的釩和0. 04%的Nb，其余是鐵和雜質(zhì)。
[0089] 本發(fā)明人注意到，這組不同尋常的性能，即，在退火狀態(tài)下被切割的能力，同時期 望地將彈性極限設(shè)置在300和1200MPa之間，與根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)退火所得到的特定的冶 金學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，根據(jù)本發(fā)明的連續(xù)退火所得到的特定的冶金學(xué)結(jié)構(gòu)不同于來自靜態(tài)退 火的冶金學(xué)結(jié)構(gòu)。特別是，該冶金學(xué)結(jié)構(gòu)與結(jié)晶速率有關(guān)，并且對于充分結(jié)晶的材料，與晶 粒尺寸分布有關(guān)，該晶粒尺寸分布非常不同于靜態(tài)退火所得到的晶粒尺寸分布，從而能夠 得到材料的相同使用性能。
[0090] 現(xiàn)將由一系列測試更具體地描述連續(xù)熱處理及其發(fā)生條件對50%鈷型合金機械 性能和磁性能的影響。
[0091] 一方面，對含有 48. 6% Co-1. 6% V-0. 119% Nb-0. 058% Ta-0. 012% C，其余是鐵 和雜質(zhì)的非標(biāo)準(zhǔn)組成的合金AFK502NS (鑄件JB990)和等級為AFK 502R型的常規(guī)合金（鑄 件 JD173)即含有 48. 6 % Co-1. 98 % V-0. 14 % Ni-0. 04 % Nb-0. 007 % C，其余是鐵和雜質(zhì) 的標(biāo)準(zhǔn)合金進行實驗室測試。使首先被生產(chǎn)成厚度為〇. 2_的冷軋帶材形式的這些合金 通過使它們通過溫度分別保持在7851：、8001：、8401：和8801：的熱爐中一分鐘而經(jīng)受熱處 理。在氬氣下進行允許模擬如同工業(yè)流的熱處理的這些熱處理，并隨后以介于2000°C /h 和10000°C /h之間的速率進行快速冷卻，并且，考慮到測定這種類型的速率的不確定性和 介于平穩(wěn)期溫度和200°C或室溫之間的冷卻速率的不均勻性的不確定性，稍微更具體地以 6000+/-3000°C /h的速率進行快速冷卻。這些測試能夠得到示于表1中的結(jié)果。
[0092] 在表1中：
[0093] T :是以°C計的退火溫度
[0094] B1600 :是對于1600A/m(約200e)的磁場以特斯拉表示的磁感應(yīng)。
[0095] Br/Bm :是剩磁感應(yīng)Br與在樣品磁飽和時所得到的最大磁感應(yīng)Bm的比。
[0096] He :是以A/m計的矯頑場。
[0097] 損耗：是當(dāng)樣品經(jīng)受可變的磁場時，由感應(yīng)電流所耗散的以W/kg計的磁損耗，在 本發(fā)明的情況下，可變的磁場是通過使用所施加的磁場的電子伺服控制來產(chǎn)生交變正弦感 應(yīng)的頻率為400Hz的交變場，這種交變場本身對本領(lǐng)域技術(shù)人員來講是已知的，磁場的最 大值是2特斯拉。
[0098] RPa 2 =是對標(biāo)準(zhǔn)化樣品以純牽引方式所測得的常規(guī)彈性極限。
[0099] 表1 :i車?yán)m(xù)熱處理及其發(fā)牛.條件對本幾械件會R矛口磁件會R的影口向
[0100]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于生產(chǎn)能夠被機械切割的軟磁合金的帶材的方法，所述軟磁合金的化學(xué)組成 以重量計包括： 18%^ Co ^ 55% 0%^ V+W ^ 3% 0%^ Cr ^ 3% 0%^ Si ^ 3% 0%^ Nb ^ 0. 5% 0%^ B ^ 0. 05% 0%^ C ^ 0. 1% 0%^ Zr+Ta ^ 0. 5% 0%^ Ni ^ 5% 0%^ Μη ^ 2% 其余由鐵及煉制中不可避免的雜質(zhì)組成， 根據(jù)所述方法，對通過熱軋由所述合金組成的半成品而得到的帶材進行冷軋以得到厚 度小于0. 6mm的冷乳帶材， 其特征在于，在冷軋后，通過在介于所述合金的有序/無序轉(zhuǎn)變溫度和所述合金的鐵 素體/奧氏體相變點之間的溫度下，使所述帶材通過連續(xù)爐，并隨后快速冷卻至低于200°C 的溫度來對所述帶材進行連續(xù)退火處理。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火溫度介于700°C和930°C之間。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述退火溫度介于720°C和900°C之間。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項所述的方法，其特征在于，對所述帶材的通過速度進 行調(diào)整，以使在所述退火溫度下所述帶材在所述連續(xù)爐中的停留時間小于10分鐘。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項所述的方法，其特征在于，所述帶材離開所述連續(xù)爐 時的冷卻速率大于600°C /h。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述帶材離開所述連續(xù)爐時的冷卻速率 大于 1000°C /h。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6中任意一項所述的方法，其特征在于，對所述帶材在所述連續(xù)爐 內(nèi)的通過速度和所述退火溫度進行調(diào)整，以調(diào)節(jié)所述帶材的機械強度。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項所述的方法，其特征在于，所述合金的化學(xué)組成為： 47%^ Co ^ 49. 5% 0. 5%^ V ^ 2. 5% 0%^ Ta ^ 0. 5% 0%^ Nb ^ 0. 5% 0%^ Cr<0. 1% 0%^ Si<0. 1% 0%^ Ni<0. 1% 0%彡 Μη〈0· 1%。
9. 一種冷乳的軟磁合金帶材，厚度小于0. 6mm，由合金組成，所述合金的化學(xué)組成按重 量計包括： 18%^ Co ^ 55% 0%^ V+ff ^ 3% 0%^ Cr ^ 3% 0%^ Si ^ 3% 0%^ Nb ^ 0. 5% 0%^ B ^ 0. 05% 0%^ C ^ 0. 1% 0%^ Zr+Ta ^ 0. 5% 0%^ Ni ^ 5% 0%^ Mn ^ 2% 其余由鐵及煉制中不可避免的雜質(zhì)組成， 其特征在于： 或者，結(jié)構(gòu)是"部分結(jié)晶"型，即，在用氯化高鐵進行化學(xué)蝕刻后，在放大倍數(shù)為X 40的 顯微鏡下觀察的樣品至少10%的表面上不能夠識別出晶界； 或者，所述結(jié)構(gòu)是"結(jié)晶"型，即，在用氯化高鐵進行化學(xué)蝕刻后，在放大倍數(shù)為X40的 顯微鏡下觀察的樣品至少90%的表面區(qū)域上能夠識別出晶界的網(wǎng)絡(luò)；并且，在晶粒尺寸為 0至60 μ m2的范圍內(nèi)，存在晶粒尺寸寬度為10 μ m2的至少一個組，所述至少一個組包括是 第一晶粒尺寸組的晶粒的至少兩倍的晶粒，所述第一晶粒尺寸組對應(yīng)于對具有相同組成的 未經(jīng)受連續(xù)退火，而是經(jīng)受在一定溫度下的靜態(tài)退火的對照冷軋帶材的觀察結(jié)果，使得用 靜態(tài)退火所得到的矯頑場與用連續(xù)退火所得到的矯頑場之間的差值小于通過連續(xù)處理所 得到的矯頑場的值的一半；并且，在晶粒尺寸為〇至60 μ m2的范圍內(nèi)，存在寬度為10 μ m2的 至少一個晶粒尺寸組，其中，對已經(jīng)歷連續(xù)退火的樣品所觀察到的所述晶粒的數(shù)目與晶粒 總數(shù)的比例，比對應(yīng)于從已經(jīng)歷靜態(tài)退火的所述對照冷軋帶材上所取的樣品的所述晶粒的 數(shù)目與晶?？倲?shù)的比例大至少50%。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的軟磁合金帶材，其特征在于，所述化學(xué)組成為： 47%^ Co ^ 49. 5% 0. 5%^ V ^ 2. 5% 0%^ Ta ^ 0. 5% 0%^ Nb ^ 0. 5% 0%^ Cr ^ 0. 1% 0%^ Si ^ 0. 1% 0%^ Ni ^ 0. 1% 0%^ Μη ^ 0. 1% 并且，彈性極限RpQ.2介于590MPa和1 lOOMPa之間，矯頑場He介于120A/m和900A/m之 間，對于1590A/m的磁場的磁感應(yīng)介于1. 5特斯拉和1. 9特斯拉之間。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的軟磁合金帶材，其特征在于，飽和時的磁化強度大于 2· 25T。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9至11中任意一項所述的軟磁合金帶材，其特征在于，所述化學(xué)組成 是使：0%彡C彡0· 02%。
13. 根據(jù)權(quán)利要求9至12中任意一項所述的軟磁合金帶材，其特征在于，當(dāng)所述軟磁 合金帶材經(jīng)受根據(jù)符合IS07799標(biāo)準(zhǔn)程序的彎曲測試時，所述帶材能夠經(jīng)得起至少15次彎 曲。
14. 根據(jù)權(quán)利要求9至13中任意一項所述的軟磁合金帶材，其特征在于，所述軟磁合金 帶材的厚度介于0. 05mm和0. 6mm之間，并且，所述軟磁合金帶材表現(xiàn)出小于500W/kg的磁 損耗。
15. -種用于生產(chǎn)磁組件的方法，其特征在于，通過機械切割根據(jù)權(quán)利要求1至8中任 意一項所述的方法所得到的根據(jù)權(quán)利要求9至14中任意一項所述的帶材而切割出多個部 件，并且在切割后，組裝所述部件以形成磁組件。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，額外地使所述磁組件經(jīng)受用于優(yōu)化磁 性能的靜態(tài)退火。
17. 根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述用于優(yōu)化磁性能的靜態(tài)退火是在 介于820°C和880°C之間的溫度下持續(xù)介于1小時和5小時之間的平穩(wěn)期時間的退火。
18. 根據(jù)權(quán)利要求14至17中任意一項所述的方法，其特征在于，所述磁組件是磁軛。
【文檔編號】C22C30/00GK104114724SQ201280069508
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2012年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月16日
【發(fā)明者】T·瓦克勒, 雷米·巴特奈特 申請人:艾普倫