收藏词条 编辑词条 半硬磁合金
半硬磁合金(semihard magnetic alloy)
矫顽力在2kA/m至20kA/m,磁性能介于软磁合金和永磁合金之间的磁性合金。又称半永磁合金。
20世纪60年代,随着航天技术和自动控制技术的发展,对稳定高速转动的磁滞电动机和电子开关系统中的簧片开关等的需求日益增长,因而在这些器件中所用的磁性合金也受到高度重视。这些磁性合金的磁性要求与一般永磁合金的有所不同,如磁滞电动机转子是利用合金的磁滞特性,封闭型继电器的铁芯是利用合金的高剩磁强度和高的矩形比等,而这些特性都是要求在一定的磁化磁场下进行的,所以合金的矫顽力不能很大。为了进一步发展这些合金,于是将其单独划类,并给予新的名称:半硬磁合金。
特性及应用 绝大多数半硬磁合金都具有良好的塑性形变能力,可以进行锻、轧、拉丝和冲片等机械加工,易于制成各种复杂形状和小型截面的元件。有些元器件要求与玻璃封接,因此合金还要求在封接加热时磁性能保持不变。半硬磁合金主要用来制作磁滞电动机转子、铁簧继电器的簧片开关、封闭继电器的铁芯、电子计算机的存贮元件和测量仪表中的小型磁铁等。分类半硬磁合金的品种很多,依据主要用途可以分为磁滞合金、簧片开关用合金、继电器铁芯用材料和存贮器用半硬磁合金。
(1)磁滞合金。主要用于制造磁滞电动机转子。由于转子是在磁性随外界磁场变化的条件下工作的,因此要求在一定的磁化磁场(即工作磁场)下,转子有很好的磁滞特性,能产生最大的磁滞损耗功。判断磁滞合金性能的好坏主要根据以下几个参数(见图):
中国的技术标准(GBn171—82,GBn173—82)中对磁滞合金的牌号、成分和磁滞特性作了规定(表1)。此外,还有铁钻铬钒合金,如成分为35%Co、8%Cr、4%~8%V,余为Fe的合金,其磁滞特性为Hμ=3.2~8.6kA/m,Bμ=1.1~1.43T,Pμ=10.9~21.0kJ/m3,Kμ=0.55~0.60.
表1磁滞合金的成分与磁滞特性
牌号 |
成 分/% |
磁 滞 性 能 |
|||
Hμ/kA·m-1 | Bμ/T | Pμ/kJ·m-3 | Kμ | ||
2J4 | 44~45Co,3.5~4.5V,5.3~6.7Ni余Fe | 3.98~5.17 | 1.3~1.6 | ≥15.0 | ≥0.62 |
2J7 | 51~53Co,6.5~7.5V,余Fe | 6.37~9.55 | 1.0~1.3 | ≥19.0 | ≥0.61 |
2J9 | 51~53Co,8.5~9.5V,余Fe | 8.76~11.94 | 0.9~1.25 | ≥22.0 | ≥0.59 |
2J 10 | 51~53Co,9.5~10.5V,余Fe | 14.30~18.30 | 0.9~1.20 | ≥30.0 | ≥0.58 |
2J 11 | 51~53Co,10.5~11.5V,余Fe | 15.90~20.70 | 0.9~1.20 | ≥35.0 | ≥0.57 |
2J 12 | 51~53Co,11.5~12.5V,余Fe | 19.90~27.90 | 0.8~1.10 | ≥45.0 | ≥0.56 |
2J 51 | 11~13Co,14~15W,余Fe | 2.79~3.98 | 1.2~1.6 | ≥10.0 | ≥0.58 |
2J 52 | 15~17Co,5~6Mo,10~11lW,余Fe | 4.78~7.16 | 0.9~1.35 | ≥11.0 | ≥0.50 |
ZJ 53 | 3~4Ni,2.5~3.5Mo,11.5~12.5Mn,余Fe | 6.37~11.94 | 0.6~0.9 | ≥10.0 | ≥/0.45 |
2J 21 | 11~13Co,10.5~11.5Mo,余Fe | 9.55~12.74 | 1.0~1.3 | ≥20.0 | ≥0.46 |
2J 23 l | 11~13Co,12.5~13.5Mo,余Fe | 14.33~17.51 | 1.0~1.3 |
≥30.0 |
≥0.48 |
2J 25 | 11~13Co,14.5~15.5Mo,余Fe | 17.51~22.29 | 0.9~1.2 | ≥38.0 | ≥0.50 |
2J 27 | 11~13Co,16.5~17.5Mo,余Fe | 23.88~28.66 | 0.9~1.2 | ≥47.0 | ≥0.45 |
(2)簧片开关用合金。在电子开关系统中广泛采用簧片开关做控制元件,它要求合金的矫顽力不高,但要有高的剩磁和高的矩形比Br/B200(B200为在16kA/m磁场下的磁感应强度)。此外,为了保证与玻璃有良好的封接性,要求合金有接近玻璃的热膨胀特性。这类材料最早使用FeCoV3.5(美国牌号Remendur),70年代又研制了含少量铌、钛或金的钴铁基合金。它们的磁性能列于表2中。
(3)继电器铁芯用材料。封闭型继电器大多用半硬磁合金作铁芯,其外部绕上线圈,当线圈中通电流时半硬磁合金被磁化,由于外磁场磁化方向与原来半硬磁合金方向相反,使半硬磁合金处于无磁状态,致使原来接通的开关接头断开。而当线圈中没有电流通过时,由于半硬磁合金有高的剩磁,继电器重新闭合。为了使继电器有灵敏的开闭性能,要求材料有高的剩磁和高的矩形比。这类合金的成分与磁性也列于表2中。
(4)存贮器用半硬磁合金。20世纪60年代中期,采用半硬磁和软磁合金做成两条连续丝带用在电子计算机中,一条是贮存信息的半硬磁合金带(或一系列小磁片),另一条是读出信息的软磁合金带,从而实现信息的半永久贮存装置,称为磁扭线。作为磁扭线的半硬磁合金要求有低的应力敏感性、高矩形比和一定的矫顽力(Hc=0.8~4.0kA/m),其饱和磁化强度Bs要接近另一条软磁合金带的Bs的两倍,并且要一次热处理完成。用于磁扭线的半硬磁合金也列于表2中。