[发明专利]用于高动态的电磁致动器的Fe-Co合金

说明书

本专利申请是优先权日为2008年1月22日、发明名称为“用于高动态的电磁致动器的Fe-Co合金”的中国发明专利申请第200980102809.2号(国际专利申请号为PCT/FR2009/000039)的分案申请。

技术领域

本发明涉及Fe-Co合金，其更特别地旨在用来制造具有大动态范围的电磁致动器，但又绝不限于此。

背景技术

电磁致动器是一种电磁设备，其用电磁转换模式将电能转换成机械能。这些致动器中的一些称为“线性”致动器，因为它们将接收的电能转换为可移动部件的线性位移。这类致动器可以在电磁阀和电子喷射器中见到。

这类电子喷射器的优选应用是内燃机特别是柴油机的燃油直喷。另一个优选的应用涉及特别类型的电磁阀，该电磁阀用于内燃机(无论汽油机还是柴油机)阀门的电磁控制。

在这些致动器中，电能通过一系列电流脉冲传递给线圈，产生磁场，该磁场使开放的磁轭磁化，因而产生具有间隙的磁轭。轭的几何特征能使大多数磁场线相对于间隙区域指向轴向。在电脉冲的影响下，间隙经受磁势差。致动器还包括一个芯，该芯能在线圈中电流的作用下移动。特别地，引入该线圈的磁势差在磁化的芯上通过磁场梯度产生电磁力，该线圈在静止于轭一极的可移动芯和轭的相反极之间。从而使得磁化的芯移动。由于两个对称的弹簧，静止位置也可以处于间隙的中间，从而通过弹簧的刚性提高可移动部件的动态范围，特别是对于电磁控制阀。

可移动芯的运动关于电脉冲的即时产生随着相转换而发生。对于致动器的最优运行，可以表明金属在20℃下必须具有高电阻率ρ_el，特别是高于50μΩ.cm，以及低的矫顽场H_c，即低于32Oe，并优选低于8Oe。这些条件通过在轭和磁芯中感应的小电流产生提供了优异的动态磁化范围，使得磁芯的最小磁化成为可能，从而使其获得快速的移动。因此，这种优异的动态范围使得减少致动时间和致动器的能量消耗成为可能。

芯还必须具有高饱和磁化强度J_s，即高于1.75T并优选高于1.9T以便在脉冲末端最大可能地允许最大的力。特别是该力确保致动器保持在开或关的位置，当要完全停止高压流体的流动时或者当要补偿一个或多个弹簧的回复力时，这一点特别重要。因而，这样水平的饱和磁化强度导致具有高容量能量和力的紧凑致动器。

这些磁芯具有不同的形状，其可以由轧制的线材、棒材、板材和片材制造。因此，它们必须具备良好的可热变形性及优选(必要时)具有好的冷成形性。

一旦制造出来并服役，这些芯可能经受轻微的氧化工作环境，因而，必须具有良好的抗腐蚀性以便抵抗这种过早的磨损。

当它们完成其行程时由于突然停止的冲撞，它们也要经受多次冲击，因而必须具备良好的机械性能，也就是说，实际上在热轧状态中，对于至少2mm的厚度，拉伸强度R_m大于500MPa并且优选屈服强度R_0.2大于250MPa。

通常，铁-钴(Fe-Co)合金，例如在EP715320中描述的铁-钴合金用于制造电磁致动器。所述的材料包含6-30％的钴和3-8％的选自铬、钼、钒和/或钨中一种或多种元素，余量为铁。然而，这些合金具有不足的动态范围。

发明内容

本发明的目的是提供一种适于廉价制造压缩电磁致动器芯的材料，该致动器具有高动态范围和高饱和度。进而，这种材料必须允许改进的热加工及优选的冷加工。

因而，本发明的第一个目的在于一种Fe-Co合金，其组成以重量％计包含：

6≤Co+Ni≤22

Si≥0.2

0.5≤Cr≤8

Ni≤4

0.10≤Mn≤0.90

Al≤4

Ti≤1

C≤1

Mo≤3

V+W≤3

Nb+Ta≤1

Si+Al≤6

O+N+S+P+B≤0.1

组成的余量由铁和因熔炼所致的不可避免的杂质构成，

进一步，应当理解的是，其含量满足下述关系：

Co+Si-Cr≤27

Si+Al+Cr+V+Mo+Ti≥3.5

1.23(Al+Mo)+0.84(Si+Cr+V)≥1.3

14.5(Al+Cr)+12(V+Mo)+25Si≥50。