[发明专利]铁基磁致伸缩合金丝及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铁基磁致伸缩合金丝，成分为Fe_{100‑x‑y‑z}M_xN_yRE_z，M为Ga、Ni、Co中的一种，N为Al、Mn、V、Nb、Cu、Ti、Zr中的一种或多种，RE为La、Ce、Pr、Tb、Dy、Y、Er、Nd中的一种或多种，其中x＝10～70，y＝0～15，0＜z≤1.0，余量为Fe。本发明还公开了一种铁基磁致伸缩合金丝的制备方法，采用热旋锻热拉拔工艺制备。本发明解决了现有磁致伸缩合金丝磁性能差、力学性能不稳定、表面质量不均匀的难题。

技术领域

本发明涉及一种磁性材料技术，具体是，涉及一种铁基磁致伸缩合金丝及其制备方法。

背景技术

磁致伸缩材料是一类具有电磁能/机械能相互转换的功能材料。由于它们能量密度高、耦合系数大，具有传感和驱动功能，因而作为智能材料和相应器件在超声波、计算机、汽车等应用领域的制动器、控制器、换能器、传感器、微位移器、精密阀门等领域得到了越来越广泛的应用和发展。由于磁致伸缩合金丝的直径小，能广泛应用于各类传感器(如位移传感器、压力传感器、扭矩传感器)。目前，国外磁致伸缩合金丝的制备技术比较成熟，制备的合金丝的综合性能较好，但是价格昂贵，而且国外对磁致伸缩合金丝的成分及制备工艺保密，没有相关文献可以借鉴，我国自主研发的合金丝的信号杂波太多，磁致伸缩性能较差，表面质量均匀性差，使传感器的灵敏度和精度变差。

发明内容

本发明所解决的技术问题是提供一种铁基磁致伸缩合金丝及其制备方法，解决了现有磁致伸缩合金丝磁性能差、力学性能不稳定、表面质量不均匀的难题。

技术方案如下：

一种铁基磁致伸缩合金丝，成分为Fe_100-x-y-zM_xN_yRE_z，M为Ga、Ni、Co中的一种，N为Al、Mn、V、Nb、Cu、Ti、Zr中的一种或多种，RE为La、Ce、Pr、Tb、Dy、Y、Er、Nd中的一种或多种，其中x＝10～70，y＝0～15，0＜z≤1.0，余量为Fe。

进一步，成分为Fe_82.8Ga₁₇Dy_0.2、Fe_54.7Ni₄₅Y_0.3或者Fe_69.2Co₃₀Ce_0.8。

一种铁基磁致伸缩合金丝的制备方法，采用热旋锻热拉拔工艺制备，包括：

按照成分进行配料并加入烧损量；将配料放入真空感应炉中，抽真空至3～5Pa，通入氩气保护熔炼形成合金，熔化后精炼3～5分钟后浇注成合金锭；成分为Fe_100-x-y-zM_xN_yRE_z，M为Ga、Ni、Co中的一种，N为Al、Mn、V、Nb、Cu、Ti、Zr中的一种或多种，RE为La、Ce、Pr、Tb、Dy、Y、Er、Nd中的一种或多种，其中x＝10～70，y＝0～15，0＜z≤1.0，余量为Fe；

将合金锭加热至700～1000℃，保温1～2小时后进行锻造，最终锻造至直径30-35mm的合金坯料；

将锻造后的合金坯料进行900～950℃热轧轧制成直径为7.0～9.0mm的盘条；

将轧制好的盘条在温度为700～900℃下，经过热旋锻制得直径为3.0～5.0mm的盘条；

将经过热旋锻制得的盘条置于真空热处理炉中进行去应力退火，在800℃下保温1小时后，炉冷至室温；

将去应力退火后的盘条在温度为500～700℃下热旋锻，制得直径为0.5～2.5mm的合金丝；