[发明专利]复合硅、锆元素的铁铬钴永磁合金及其变形加工工艺

说明书

技术领域

本案属于铁铬钴永磁合金材料领域，特别涉及降低钴含量、改善加工性能的铁铬钴合金及其变形加工方法。

背景技术

随着机电产业和信息产业产品多样化的发展，高性能磁性材料的变形加工是亟待解决的问题。

市场上大量使用的永磁合金材料主要有铸造铝镍钴、铁氧体、稀土、钕铁硼，这些材料是采用铸造或粉末冶金生产的，尽管磁性能高，但机械性能差，不具备可加工性，带有铸造或粉末冶金的各种缺陷，不能制造细长、微薄、形状复杂、尺寸精确的永磁元件。

因而业界开始着力研究铁铬钴系列变形永磁合金材料。

已知技术如中国专利98803221.X公开了一种含低浓度稀土元素的Nd-Fe-B微晶永磁体的制造方法，软磁性相和硬磁性相混合其中，铸造之后具有不小于2.5kOe的内禀矫顽力iHc和不小于9kG的剩余磁通密度Br，其性能一价格比可与硬磁铁氧体比拟，具有70-500μm厚度的微晶结构，有利于磁路尺寸和厚度的降低。通过在压强不高于30KPa减压惰性气体气氛中，在旋转的冷却辊上铸造具有特定组成的合金熔体，从合金熔体直接制造具有15-50nm微晶结构的微晶永磁体合金。在此制造工艺中采用具有其中添加了Co、Cr、Mn、Ni、Cu、Ga、Ag、Pt、Au和Pb的特定组成的合金熔体，可以获得微晶永磁体合金，内禀矫顽力iHc提高到不小于2.5kOe，与Nd-Fe-B三元磁体的制造条件范围相比，可以呈现硬磁性能的最佳辊圆周速度范围可以扩展，并获得厚度为70μm-500μm。

又如中国专利99801229.7公开了耐热性优良的永磁体合金及其制造方法，其组成为：C：0.1-15原子％，B：0.5-15原子％(C和B之和为2-30原子％)，Co：0-40原子％(不含O％)，Dy+Tb：0.5-5原子％，R：8-20原子％(R表示由Nd、Pr、Ce、La、Y、Gd、Ho、Er和Tm所组成的组中选择的至少1种元素)，其余为Fe和不可避免的杂质。

现有的可加工形铁铬钴系列永磁合金材料或因为磁性能低、或因钴的含量居高难下，价格昂贵(一般钴的含量≥20％)，而制约了产业应用。市场亟待高加工性能、低钴含量的铁铬钴变形永磁合金材料问世。

发明内容

本发明所要解决的问题在于，克服袭用技术存在的上述缺陷，而提供一种复合硅、锆元素的铁铬钴永磁合金及其变形加工工艺及其变形加工工艺。

本发明的首要目的是提供一种复合硅、锆元素的铁铬钴高性能可加工永磁合金；

本发明的又一目的是提供上述复合硅、锆元素的铁铬钴永磁合金的变形加工工艺。

本发明解决合金材料技术问题是采取以下技术方案来实现的，依据本发明提供一种复合硅、锆元素的铁铬钴永磁合金，其中，其重量百分比成分为：铬(Cr)22-27％、钴(Co)10-16％、硅(Si)0.8％-1％、锆(Zr)0.2％-0.8％，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明解决合金材料技术问题还可以采用以下措施进一步实现：

前述的复合硅、锆元素的铁铬钴永磁合金，其中，其重量百分比是：铬(Cr)23.1％、钴(Co)14.9％、Si(硅)0.98％Zr(锆)0.71％，其余为铁和不可避免的杂质。

本发明解决加工工艺技术问题是采取以下技术方案来实现的，依据本发明提供一种复合硅、锆元素的铁铬钴永磁合金的变形加工工艺，其特征在于，具有如下工序：

I、冶炼工序，炼出钢锭，且钢锭致密，不存在皮下气泡和组织疏松；钢锭的化学成份为：碳(C)≤0.03％、磷(P)≤0.03％、硫(S)≤0.03％、锰(Mn)≤0.2％、铬(Cr)：22-27％、钴(Co)：10-16％、硅(Si)0.8-1％、锆(Zr)0.2-0.8％，其余为铁和不可避免的杂质；

II、锻造工序，将前序冶炼后的钢锭扒皮锻造，锻成预设尺寸的、表面平整光洁无叠皮的坯料；

锻造的入炉温度为500℃-800℃；

加温到1140℃-1190℃时，保温20-40分钟直至钢锭均匀热透；

终锻温度为≥950℃；空冷；

III、热轧工序，将表面质量符合工艺要求的坯料进行加热处理，加热时间控制为2-2.5小时；

坯料随炉升温，入炉温度不高于800℃，加热到1090℃-1130℃，保温为20分钟后按预设规格热轧成型；

IV、酸洗工序，对前序热轧成型品进行酸洗、修磨、截切；