[发明专利]一种FeAl4棒材及其生产工艺

说明书

本发明提供一种FeAl4棒材及其生产工艺，该FeAl4棒材的化学组成及各成分的重量百分比含量为：C为＜0.05%，Si为＜0.05%，Mn为＜0.35%，P为＜0.015%，S为＜0.015%，Cr为＜0.1%，Al为3.6~4.0%，B为≤0.001%，Ni为≤0.2%，La+Ce为0.3%，余量为铁和符合工业标准的杂质。该FeAl4棒材价格低，易于冷加工，具有良好的磁性能和较大的饱和磁致伸缩系数，可广泛应用于各种高精度仪器仪表上。

技术领域

本发明涉及磁致伸缩材料技术领域，尤其涉及一种FeAl4棒材及其生产工艺。

背景技术

磁致伸缩材料是具有机械能/电能转换效率高、能量密度大、响应速度高、可靠性好、驱动方式简单等特点，正是这些性能优点引发了传统电子信息系统、传感系统、振动系统等的革命性变化。磁致伸缩材料作为一类智能材料，被广泛应用液位传感器、位移传感器、磁弹性型扭矩传感器、杨氏模量传感器、超精密机械加工、精密测量仪器、照相机快门、精密流量控制、坦克、核潜艇、激光镜、电子显微镜、高速阀和燃料喷射装置、电力传输继电器、以及机器人的机械联动等装置中，在物位精密测量、质量检验、优化控制、工况检测和故障诊断等领域发挥着重要的作用。

磁致伸缩传感器用的核心敏感材料大多采用磁致伸缩材料。Fe-Ga合金的研究正处于起步阶段，其具有较高的磁致伸缩应变，但其磁致伸缩性能受晶体取向影响较大，且加工难度也较大，难于加工成传感器所需的尺寸，而且该材料价格较高。Fe-Ni或Fe-Co磁致伸缩合金均含很高的钴或镍，而钴或镍的价格在上百元到数百元之间，远远高于铁或铝几元到十元左右的价格；Fe-13Al磁致伸缩合金的Al含量高于10％时，室温脆性很高，难于冷加工成型。

随着科学技术的发展，磁致伸缩材料仪器仪表的使用范围也越来越宽，因此，迫切需要开发一种既具有低成本、高居里温度、又易于冷加工成薄带的新型磁致伸缩材料，以降低成本，并大大地促进该产业的高速发展。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提供一种FeAl4棒材及其生产工艺，该棒材具有很低价格、易于冷加工、高的居里温度，高的电阻率和硬度，密度较小，抗振动和抗冲击性能良好，在轧制方向及较宽的温度范围内具有良好的磁性能和较大的饱和磁致伸缩系数，能够在许多领域取代价格昂贵的稀土超磁致伸缩材料、铁钴及铁镍磁致伸缩材料，可广泛应用于各种高精度仪器仪表上。

为实现上述目的，本发明提供一种FeAl4棒材，该FeAl4棒材的化学组成及各成分的重量百分比含量为：C为＜0.05％，Si为＜0.05％，Mn为＜0.35％，P为＜0.015％，S为＜0.015％，Cr为＜0.1％，Al为3.6～4.0％，B为≤0.001％，Ni为≤0.2％，La+Ce为0.3％，余量为铁和符合工业标准的杂质。

作为可选的技术方案，该FeAl4棒的化学组成及各成分的重量百分比含量为：C为＜0.04％，Si为0.02％，Mn为0.1％，P为＜0.015％，S为＜0.015％，Cr为＜0.1％，Al为3.8％，B为≤0.001％，Ni为≤0.2％，La+Ce为0.3％，余量为铁和符合工业标准的杂质。

本发明还提供一种制备如上所述的FeAl4棒材的生产工艺，该FeAl4棒的生产工艺包括以下步骤：

(1)备料：所有材料、浇注用耐材、脱氧剂严格烘烤，确保无油无杂质；

(2)真空炉冶炼：将全新原料按设计成分投入真空炉冶炼，对真空炉抽真空，真空度低于3Pa时送电熔炼，并浇铸形成钢锭；

(3)剥皮：对该钢锭进行剥皮处理，去除该钢锭表面缺陷；

(4)锻造：缓慢加热升温，将该钢锭锻造成锻坯，锻造加热温度为1080～1120℃；

(5)剥皮抛光：将锻坯剥皮形成棒材，并对该棒材抛光形成棒材成品，涂油定尺入库；