1J22軟磁合金（帶材）是高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的鐵鈷釩軟磁材料。該材料磁飽和強(qiáng)度較高(2．4T)，各相異性較小，在制作同等功率的電機(jī)時(shí)，可顯著縮小該電機(jī)的體積。另外，該合金由于居里溫度比較高，因此它能在一般軟磁合金無(wú)法正常工作的溫度較高的環(huán)境下繼續(xù)工作，并能保持較為良好的磁性能，因此該材料作為航天同步、力矩等電機(jī)的電樞沖片在航天領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。近幾年來(lái)，一般1J22軟磁合金（帶材）的真空退火處理，厚度0．2mm和0．35mm都采用同一工藝進(jìn)行處理。此時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象，那就是0．35mm厚的1J22軟磁合金（帶材）真空處理后的磁性能遠(yuǎn)低于0．2mm厚的磁性能。因此初步判定該工藝可能僅適用于0．2mm厚的1J22軟磁合金（帶材)，而不適用于0．35mm厚1J22軟磁合金（帶材)。如果仍然采用一般1J22（帶材）熱處理工藝規(guī)范對(duì)其進(jìn)行退火處理，已經(jīng)無(wú)法保證良好的磁性能，將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量及電機(jī)的性能。由于該合金的含鈷量(50％）較高，故其價(jià)格比較昂貴，更不能馬虎對(duì)待。鑒于此，我們重新對(duì)1J22（帶材）真空熱處理工藝進(jìn)行了各種試驗(yàn)和方案論證。通過(guò)幾十爐次的試驗(yàn)，我們發(fā)現(xiàn)了問(wèn)題所在，針對(duì)該問(wèn)題我們重新優(yōu)化工藝，然后結(jié)合產(chǎn)品處理，進(jìn)一步穩(wěn)定了該熱處理工藝，使1J22（帶材）熱處理后的磁性能達(dá)到預(yù)期水平。

1鐵鈷釩合金概述

通常我們使用的1J22軟磁材料（帶材）是鈷含量在50％左右的鐵鈷釩合金。該合金組織結(jié)構(gòu)為體心立方晶格的單相固溶體，在900℃附近發(fā)生γ-α相轉(zhuǎn)變，當(dāng)溫度低于730℃時(shí)，產(chǎn)生有序化轉(zhuǎn)變，形成FeCo超結(jié)構(gòu)，無(wú)序的α相轉(zhuǎn)變?yōu)橛行?/span>α相。并且該合金脆性較大，極易氧化。

2合金化學(xué)成分對(duì)工藝及性能的影響

經(jīng)過(guò)咨詢(xún)材料進(jìn)貨方，發(fā)現(xiàn)進(jìn)貨廠(chǎng)方為了滿(mǎn)足我們對(duì)0．35mm厚1J22軟磁合金硬度和提高切削加工的要求，故在冶煉時(shí)加入了少許雜質(zhì)。材料成分對(duì)比如表1所示。

由表1可知，0．35mm厚1J22軟磁合金的雜質(zhì)多于0．2mm，成分變化了，當(dāng)然熱處理工藝也必須相應(yīng)地做調(diào)整。經(jīng)過(guò)實(shí)踐和試驗(yàn)，在保溫溫度上找到了問(wèn)題所在。由于0．35mm厚1J22軟磁合金中加入了較多的雜質(zhì)，因此它的最高退火溫度必須降低。經(jīng)過(guò)幾十爐的摸索，找到了最適合0．35m厚1J22軟磁合金（帶材）的最高保溫溫度，即在850℃附近進(jìn)行保溫才能獲得良好的磁性能。而原先所采用的工藝保溫溫度在890℃附近。原工藝與850℃工藝處理后所測(cè)得的磁性能對(duì)比如表2所示。

由表2可看出，采用850℃保溫溫度新工藝所處理的0．35mm厚1J22合金，B值大幅度提高，而矯頑力Hc大幅度降低，通過(guò)分析驗(yàn)證，證明摸索出的新工藝是正確合理的。

3真空退火中保溫時(shí)間對(duì)1J22（帶材）磁性能的影響

保溫在磁性材料熱處理工藝過(guò)程中是不可或缺的，保溫時(shí)間的長(zhǎng)短主要取決于真空熱處理爐的規(guī)格和爐膛以及等溫區(qū)的大小。根據(jù)守則規(guī)定，以前我們1J22（帶材）真空熱處理一般保溫采用3h，最多不超過(guò)3．5h，現(xiàn)經(jīng)過(guò)不斷摸索，發(fā)現(xiàn)保溫時(shí)間5h所處理的材料磁性能達(dá)到了優(yōu)良水平。其原因有3點(diǎn)：（1）增加了保溫時(shí)間，真空熱處理爐的溫度變得更加均勻；（2)5h的保溫時(shí)間已經(jīng)基本能把合金的雜質(zhì)去除干凈；（3）合金中的晶粒進(jìn)一步長(zhǎng)大，更利于合金磁化，因此能顯著提高1J22（帶材）的磁性能。當(dāng)然，過(guò)長(zhǎng)的保溫時(shí)間會(huì)使得1J22材料脆性增加，并增加機(jī)械加工的難度，因此一般我們不建議保溫時(shí)間超過(guò)5h。詳見(jiàn)表3。

4.真空退火中真空度對(duì)1J22（帶材）磁性能的影響

一般來(lái)說(shuō)，1J22（帶材）退火處理必須在氫氣或真空中進(jìn)行，由于條件限制，我們的1J22（帶材）都是在真空熱處理爐中進(jìn)行處理。真空，顧名思義就是低于一個(gè)大氣壓力的氣體狀態(tài)。我們的真空爐之所以能達(dá)到真空狀態(tài)，主要是通過(guò)機(jī)械泵、羅茨泵和擴(kuò)散泵。1J22（帶材）作為合金材料，隨著溫度的逐步升高，它會(huì)釋放出大量氣體及雜質(zhì)等，同時(shí)真空爐自身的爐膛也會(huì)相應(yīng)有水汽釋放，此時(shí)真空度會(huì)比較低，約為0.1一～0.03Pa。在保溫時(shí)，真空度則提升至0.005Pa左右。由于1J22（帶材）特別容易氧化，因此真空度越高對(duì)該材料越有利。在高真空度下進(jìn)行退火處理，可以保證1J22（帶材）不被氧化，并且有利于去除和揮發(fā)有害氣體及雜質(zhì)，提高磁性能。

5工藝優(yōu)化后的應(yīng)用

1J22軟磁合金（帶材）作為電樞鐵心，是電機(jī)中的關(guān)鍵部件。因此1J22（帶材）的磁性能直接影響電機(jī)最后的性能，在設(shè)計(jì)、工裝、工藝相同的情況下對(duì)工藝優(yōu)化前與優(yōu)化后進(jìn)行對(duì)比，應(yīng)用結(jié)果對(duì)比如下：某電機(jī)對(duì)起動(dòng)電壓有較高的要求，工藝優(yōu)化前做過(guò)幾輪產(chǎn)品，起動(dòng)電壓都無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在工藝優(yōu)化后起動(dòng)電壓已完全滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的要求。

6結(jié)語(yǔ)

本文詳細(xì)敘述了1J22軟磁合金（帶材)，由于化學(xué)成分的變化而導(dǎo)致熱處理工藝的改變，尤其是保溫濕度的重新優(yōu)化，是該材料熱處理工藝的重中之重。經(jīng)過(guò)多爐次的試驗(yàn)和探討，證明了優(yōu)化后的1J22軟磁合金（帶材）真空熱處理工藝是科學(xué)合理的。應(yīng)用于產(chǎn)品中也已取得了顯著效果。