發(fā)表時間:2009-09-09 文章來源:
1931年日本三島德七發(fā)明了Fe-Ni-Al三元硬磁合金。1938年英國奧利弗(D.A.Olivor)等在Fe-Ni-Al的基礎(chǔ)上加入Co12%并采用磁場熱處理方法改善了合金的磁性。40年代初荷蘭范于爾克 (A.T.Van Urk)等人用同樣方法制成高性能的Alnico 5合金。后來美國埃貝林(D.G.P.Ebeling)和英國麥凱格 (M.McCaig)等人發(fā)現(xiàn)定向結(jié)晶法可明顯改善合金磁性。1956年荷蘭科赫 (A.J.Koch)等制成含鈦的Fe-15Ni-34Co-7Al-5Ti合金,矯頑力顯著提高。1960年制成了定向結(jié)晶的Alnico 5磁體。后來又出現(xiàn)定向結(jié)晶含鈦Alnico 8合金。50年代初,中國開始生產(chǎn)Fe-Ni-Al合金,1960年和1965年相繼研制出具有定向結(jié)晶的Alnico 5和Alnico 8合金。
類別和用途 各國制造的Fe-Ni-Al和 Fe-Ni-Al-Co系硬磁合金牌號繁多,一般可分為:①各向同性合金。包括Fe-Ni-Al(Alni型)和低鈷 (≤15%Co)的Fe-Ni-Al-Co合金,磁能積較低,分別為1.0和1.5MGs·Oe;②各向異性合金。包括含Co24%的Fe-Ni-Al-Co(Alnico 5型)和含Co34%、Ti5%的Fe-Ni-Al-Co-Ti(Alnico 8型)合金,磁能積分別為4~5和3~4MGs·Oe。后者矯頑力為 1300~1500Oe;③定向結(jié)晶的各向異性合金。定向結(jié)晶Alnico5和Alnico8合金磁能積分別為7~8和9~11MGs·Oe,具有更高的磁性。
圖示出幾種合金的去磁曲線;定向結(jié)晶磁體磁滯回線具有很高的矩形比(Br/Bm)。表列出幾種中國牌號和相應(yīng)美國牌號的這類合金的磁性能。
Al-Ni-Co系合金應(yīng)用范圍很廣,特別適用于要求穩(wěn)定的恒磁場和較高溫度的場合。主要用于制作電子電聲器件、儀器儀表、各種發(fā)電機(jī)和電動機(jī),以及利用吸引力和排斥力的機(jī)械裝置,如磁力吸盤和磁力傳送帶等。
生產(chǎn)工藝 Al-Ni-Co系合金的制造工藝包括熔煉、造型和澆鑄、熱處理以及磨削加工等。合金熔煉多采用中頻或高頻感應(yīng)爐。需控制好Al、Ti等易被氧化的元素。大量生產(chǎn)多采用砂型鑄造,對于形狀復(fù)雜并要求一定光潔度的鑄件,可采用熔模鑄造。定向結(jié)晶磁體可通過熱模鑄造或區(qū)域熔煉制得,熔煉爐溫度應(yīng)適當(dāng)提高。
精整過的鑄件需進(jìn)行熱處理或磁場熱處理。Fe-Ni-Al型合金在1200℃以上固溶熱處理,以臨界冷卻速度冷卻至室溫。Fe-Ni-Al-Co型合金一般在 1300℃固溶(成α相),隨后快冷至 850℃以下進(jìn)行磁場熱處理(Alnico5合金采用控速冷卻,Alnico8合金采用等溫處理),發(fā)生spinodal分解,形成α1+α2雙相結(jié)構(gòu);w的α1相為富Ni和Al的弱磁性相,彌散針狀的α2相為富Fe和Co的強(qiáng)磁性相,后者有較大的形狀各向異性,并沿磁場方向排列,從而具有優(yōu)異的硬磁性能。最后在550~650℃進(jìn)行單級或多級回火,以獲得最佳磁性。Al-Ni-Co系合金質(zhì)硬而脆,只能以切割或磨削工藝達(dá)到所要求的尺寸和精度。
除鑄造方法外,也可用粉末冶金法制造磁體,其機(jī)械性能優(yōu)于鑄造磁體,但磁性能稍差。