1J22高饱和磁感应强度软磁合金之欧阳光明创编

Fe-Co二元晶态合金由3种物相组成，即体心立方(bcc) α′无序晶体结构、体心立方 (bcc) 相及面心立方(fcc)相。研究已表明，含35%Co 的Fe-Co 合金饱和磁通密度Bs达到最大值，其Bs值可达2.45 T，居里点约为900℃，而且，Fe-Co 合金的居里点随其钴含量的增加而提高。约含50%Co时居里点最高，为 980℃，此时，合金的磁晶各向异性常数K 1值接近于零，具有最高的磁导率。但是，Fe-Co晶态合金涡流损耗较高，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。

1.4.2 Fe-Co基非晶软磁材料

随着非晶制备技术的发展和对非晶合金软磁性能的不断认识，Fe-Co非晶合金逐渐得到了材料研究者的特别关注和深入研究。按照Inoue提出的非晶形成 3条经验法则，研究者在Fe-Co二元晶态合金中添加约 20%（原子分数）不同配比的Si、B、C、P等类金属非磁性元素用于提高合金的非晶形成能力，其余约80%为Fe、Co、Ni 等磁性元素作为基体合金，从而研制出了Fe-Co基非晶软磁材料。

由于受非晶形成能力和制备过程中传热的限制，目前只能获得低维产品，工业应用的Fe-Co非晶软磁合金材料主要是通过对粒状、带状等低维非晶材料进行热挤压、热轧、热锻等后续加工来获得各种形状的产品。虽然，Fe-Co 基合金非晶带材已经广泛用于各种变压器和电感器，成为电力、电子和信息领域不可缺少的重要基础材料。但是其形状特征在某些方面也始终限制着它的许多应用。随着

表5 1J22尺寸及允许偏差

备注：根据GB/T 15002-1994

2.5 1J22合金的技术标准

GB/T 15001-1994 《软磁合金尺寸、外形、表面质量、实验方法和检验规则》

GB/T 15002-1994 《高饱和磁感应强度软磁合金技术条件》

A801/A801M-99 《UNS R30005和 K92650锻造铁钴高饱和磁感应强度软磁合金规范》

2.6 1J22合金的应用

1J22是高饱和磁感应强度铁钴钒软磁合金，是现有的软磁合金中饱和磁感应强度最高的（Bs=2.45T），饱和磁致伸缩系数最大(60～100×10-6)，居里点也很高(980℃)，是居里点最高的软磁合金。由

于饱和磁感应强度高，在制作同等功率的电机时，可大大缩小体积，在作电磁铁时，在同样截面积下能产生大的吸合力。由于居里点高，可使该合金能在其他软磁材料已经完全退磁的较高温度下工作，并保持良好的磁稳定性。由于有大的磁致伸缩系数，极适于作磁致伸缩换能器，输出能量高，工作效率也高。该合金电阻率低(0.4μΩ·m)，不宜在高频下使用。通过加入1.4～1.8的V元素，大大的改善了该合金的冷加工塑性，但V的加入降低了磁性。

由于1J22合金具有上述特点，因此，他被用于要求高Bs（磁感应强度）、高λs（饱和磁致伸缩系数）和低频、高温下使用的铁磁原件。如电磁铁极头，磁控管中的端焊管，电话耳机耳膜振动膜，力矩马达转子、微电子转子、磁致伸缩换能器铁芯、电源变压器、继电器、换能器等……。

1J22铁钴钒软磁合金已生产、使用多年，性能稳定，材料较成熟。成品规格主要是热轧材、锻材、冷拉丝、冷轧带。但1J22合金同时存在价格较贵、易氧化、加工性能差等缺点，一定程度上限制了其使用范围。

四、1J22合金的生产工艺

3.1 1J22合金的冶炼和铸造

1J22合金熔炼与铸造工艺采用真空感应炉(VIM)熔炼。生产过程中如采用全新料冶炼时，由于含Co量高，气体较多，冶炼时很容易产生钢液溅射的现象，造成化学成分难于控制和粘结坩埚。因此

在冶炼时可配入40～50%的返回料可以减少钢液的喷溅。配入的C 也需在装料时全部加入坩埚中，这样可以避免在精炼时加C造成大量气体上升和钢液沸腾喷溅。

从《采用不同返回比试制软磁合金1J22热轧带材的研究》一文中可以看出，采用不同的返回比而制定的与其相应的工艺可以生产出符合GB/T 15001-94 和GB/T 15002-94标准的1J22合金热轧带材，且用不同的返回比生产出来的带材其性能也非常接近。随着返回比的增大，其带材成本也大幅下降。同时，如果全部采用全新料冶炼，锻造时容易出现肉眼可见的小裂纹，原因如下：全新料熔清后浮在钢水面上的炉渣较多（全新料加入的钒铁较多，而钒铁中的夹杂物较多，会形成较多的炉渣），而这些炉渣在真空浇注时残留在真空锭的表面，真空锭虽经剥皮并经局部打磨，但残留的个别未彻底清除微细缺陷在锻造时，容易产生应力集中而出现微小裂纹。

3.2 1J22合金锻坯的表面处理

1J22合金锻造后，锻坯进行修磨时，往往产生锻坯表面发纹或网裂，严重影响后续产品的质量。产生的原因主要是1J22合金在900～930℃附近发生α↔γ相转变，但是在470～640℃区间也会有γ相析出（α′↔α′+γ），采用砂轮修磨时往往因为局部过热，锻坯表面局部会出现发蓝现象，这会导致析出γ相，使锻坯的局部内应力增加，塑性降低，产生表面发纹。锻坯产生发纹的地方，愈是加重修磨，发纹愈是严重。所以在锻坯表面处理时可以采用轻微的修磨量或者用刨床去皮。

吨35吨真空和非真空感应炼钢炉，电渣炉和锻造。产品有管材、棒材、板材、丝材、带材、法兰、锻件和管件等。产品应用于石油化工、航空航天、船舶、能源、军工、电子、环保、机械以及仪器仪表等领域。

5.3丹阳市凯鑫合金材料有限公司（有现货坯料）

丹阳市凯鑫合金材料有限公司是专业生产和销售膨胀合金，纯镍合金、软磁合金、耐蚀合金、高温合金、高电阻电热合金、双金属带材的专业化厂家，其主导产品有：铁镍钴玻封合金4J29、4J44、铁镍玻封合金4J42，4J48，4J50，4J52、铁镍低膨胀合金4J36，4J32，殷钢、瓷封合金4J33、4J34、铁铬玻封合金4J28、Kovar，Invar以及纯镍合金N6、Nickel200，Nickel201，镍铝合金Ni95Al5，软磁合金1J36，1J46，1J50，1J79，1J85、1J22；耐蚀合金monel400/monel K500、Inconel625/601/600/Inconel718/Inconel X750/Incoloy 800/800H/825/901/925/926、NS系列、哈氏合金系列、高温合金GH132、GH169、GH128、GH4145、GH3030、GH3039、GH140、GH3600、GH3625、高电阻电热合金N40/Cr20Ni35/ Cr20Ni80、双金属带材5J20110/5J11、5J1480/5J18、5J1380、5J1580/5J16、5J1070/5J23等系列产品。各系列产品严格按执行标准及用户要求生产，经过严格的检测合格后出厂。

生产设备：真空感应炉、电渣重熔炉、真空热处理炉，拉拔、穿管、磨光、机加工等设备