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CN112359186A - 一种磁性材料真空退火方法 - Google Patents

一种磁性材料真空退火方法 Download PDF

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CN112359186A
CN112359186A CN202011267111.0A CN202011267111A CN112359186A CN 112359186 A CN112359186 A CN 112359186A CN 202011267111 A CN202011267111 A CN 202011267111A CN 112359186 A CN112359186 A CN 112359186A
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CN
China
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vacuum
cooling
magnetic material
heating
annealing method
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Application number
CN202011267111.0A
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Inventor
张斯博
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Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd
Original Assignee
Shenyang Aerospace Xinguang Group Co Ltd
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Publication date
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    • C21D1/00—General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/74—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material
    • C21D1/773—Methods of treatment in inert gas, controlled atmosphere, vacuum or pulverulent material under reduced pressure or vacuum
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明提供一种磁性材料真空退火方法，采用真空热处理设备进行真空淬火，其真空度小于6.67×10‑3Pa，为保证材料热应力及其他应力的缓慢释放，加热过程中室温加热至800℃，采用100min缓慢升温，700℃～500℃降温过程采用0.8小时至1小时缓慢冷却，为保证材料磁性能符合指标要求，采用800℃～900℃保温2小时，900℃保温3小时至4小时，900℃～700℃降温过程中保温2小时至4小时；本发明防止复杂结构电磁纯铁磁性材料在真空热处理过程中易变形处出现较大的应力集中，同时能够保证材料磁性能符合指标的工艺参数，能够较好的控制复杂结构电磁纯铁磁性材料热处理后的变形量，缩短热处理工序加工时间，实现节能降耗、绿色清洁生产。

Description

一种磁性材料真空退火方法
技术领域
本发明属于磁性材料工艺方法技术领域，特别涉及一种磁性材料真空退火方法。
背景技术
电磁纯铁是一种碳含量很低的铁基软磁合金。由于其具有饱和磁感应强度高、矫顽力低、磁导率高、冷、热加工性能好、价格便宜等优点，在电器、电讯、电子、航空等工业领域中得到广泛应用。但由于它的电阻率低，易老化等特点，使它不能用作交变磁场下的电工材料，一般被用作恒稳磁场下的导磁材料。在制造永磁体时，需要选择矫顽力大的材料。制造铁芯、轭铁等则需要电磁纯铁这样矫顽力小的材料，以使电流切断后尽快失去磁性。
关于电磁纯铁异种材料焊接真空热处理后的各项磁性能指标是否满足指标要求，对真空热处理工艺方法提出了很高的要求，不仅需要保证电磁纯铁材料的磁性能指标符合指标要求，而且还要控制异种材料的焊接应力释放，保证真空热处理后产品的变形量满足产品指标要求。所以选择合适的电磁纯铁真空退火工艺参数是满足GB6983-2008标准中规定各项磁性能指标的关键。但由于电磁纯铁工艺要求特有的严格性和异种材料焊接结构产品特点的复杂性，按照GB6983-2008推荐的磁性材料真空退火工艺进行生产，多次出现磁性能特别是矫顽力不合格的情况。目前，电磁纯铁磁性材料异种材料焊接结构的真空热处理工艺过程，在真空热处理过程中在由于异种材料的热膨胀率不一致，加之焊接及机械加工应力在加热过程中的释放，造成材料热处理后变形量较大的技术问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种磁性材料真空退火方法，能够在满足产品的磁性能指标的前提下，保证产品热处理后微变形的要求。
本发明采用的技术方案是：一种磁性材料真空退火方法，包括以下步骤：
步骤1、加热；
步骤1.1、室温将产品装入真空炉，室温加热至800℃±10℃；
步骤1.2、由800℃升温至900℃±10℃，升温完成后保温3h-4h；
步骤2、冷却；
步骤2.1、由900℃±10℃降温至700℃±10℃；
步骤2.2、由700℃±10℃降温至500℃±10℃；
步骤2.3、随炉冷却至150℃以下出炉空冷。
进一步优化，本方法采用真空热处理设备进行真空淬火，整个真空退火过程中真空度小于6.67×10-3Pa。
进一步优化，步骤1.1中升温速率控制在6℃～8℃/min，采用至少100min缓慢升温，保证材料热应力及其他应力的缓慢释放。
进一步优化，步骤1.2中升温速率控制在0.75℃～0.92℃/min，升温过程保持2小时，保证材料磁性能符合指标要求。
进一步优化，步骤2.1中降温速率控制在0.75℃～1.83℃/min，降温过程保持2小时至4小时，保证材料磁性能符合指标要求。
进一步优化，步骤2.2中降温速率控制在3℃～4.58℃/min，降温过程保持0.8小时至1小时，保证材料热应力及其他应力的缓慢释放。
进一步优化，按照上述方法退火后产品的变形量控制在5μm～10μm。
进一步优化，按照上述方法退火后产品的矫顽力为16A/m～18A/m，最大磁导率为0.0259H/m～0.0327H/m，极大提升了电磁阀产品的响应时间。
本发明的有益效果是：
1、本发明的加工方法防止复杂结构电磁纯铁磁性材料在真空热处理过程中易变形处出现较大的应力集中，同时能够保证材料磁性能符合指标的工艺参数达到电磁纯铁材料组织转变临界冷却速度以上，能够较好的控制复杂结构电磁纯铁磁性材料热处理后的变形量；
2、提高了磁性材料的磁感应强度等各项磁性能指标，满足了航天用快速反应电磁阀的设计需要；
3、合理优化工序过程，缩短热处理工序加工时间，实现节能降耗、绿色清洁生产。
附图说明
图1为电磁纯铁磁性材料真空退火工艺曲线图。
具体实施方式
本发明是一种磁性材料真空退火方法，电磁纯铁磁性退火的目的是为了通过磁性退火消除变形内应力，使基体完成再结晶过程，并使晶粒充分长大以获得高的电磁性能。高电磁性能的金相组织是等轴的、大的晶粒且均匀的铁素体组织。晶粒小或大小不均匀，都会对矫顽力产生较大的影响，而晶粒度的大小与均匀度受到保温温度和升温及降温速度的影响。因此热处理工艺对降低电磁纯铁矫顽力也至关重要。加热速度及冷却速度不同直接影响材料再结晶磁性退火的晶粒大小，也就是影响晶粒度的织构，从而影响产品的矫顽力，同时对于异种材料焊接结构电磁纯铁产品的变形量控制有较好的控制效果。
为保证材料热应力及其他应力的缓慢释放，加热过程中室温加热至800℃过程中，采用至少100min缓慢升温，700℃～500℃降温过程采用0.8小时至1小时缓慢冷却。为保证材料磁性能符合指标要求，采用800℃～900℃保温2小时，900℃保温3小时至4小时，900℃～700℃降温过程中保温2小时至4小时。
下面以加工电磁纯铁磁性材料为DT4C的产品为例，结合图1对本发明技术作进一步具体的阐述说明。
加热阶段：室温将产品装入真空炉，抽真空至6.67×10-3Pa以下，室温加热至800℃±10℃，升温速率控制在8℃/min；由800℃升温至900℃±10℃保温3h-4h，升温速率控制在0.83℃/min。
冷却阶段：在900℃±10℃保温3h-4h结束后，真空度保持6.67×10-3Pa情况以下，由900℃±10℃降温至700℃±10℃，降温速率控制在0.75℃/min至1.83℃/min；由700℃±10℃降温至500℃±10℃，降温速率控制在3℃/min至4.58℃/min；然后随炉冷却至150℃以下出炉空冷。
全过程真空度：小于6.67×10-3Pa。

Claims (8)

1.一种磁性材料真空退火方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1、加热；
步骤1.1、室温将产品装入真空炉，室温加热至800℃±10℃；
步骤1.2、由800℃升温至900℃±10℃，升温完成后保温3h-4h；
步骤2、冷却；
步骤2.1、由900℃±10℃降温至700℃±10℃；
步骤2.2、由700℃±10℃降温至500℃±10℃；
步骤2.3、随炉冷却至150℃以下出炉空冷。
2.根据权利要求1所述一种磁性材料真空退火方法，其特征在于：本方法采用真空热处理设备进行真空淬火，整个真空退火过程中真空度小于6.67×10-3Pa。
3.根据权利要求1所述一种磁性材料真空退火方法，其特征在于：所述步骤1.1中升温速率控制在6℃～8℃/min。
4.根据权利要求1所述一种磁性材料真空退火方法，其特征在于：所述步骤1.2中升温速率控制在0.75℃～0.92℃/min。
5.根据权利要求1所述一种磁性材料真空退火方法，其特征在于：所述步骤2.1中降温速率控制在0.75℃～1.83℃/min。
6.根据权利要求1所述一种磁性材料真空退火方法，其特征在于：所述步骤2.2中降温速率控制在3℃～4.58℃/min。
7.根据权利要求1-6任意一项所述一种磁性材料真空退火方法，其特征在于：按照上述方法退火后产品的变形量控制在5μm～10μm。
8.根据权利要求1-6任意一项所述一种磁性材料真空退火方法，其特征在于：按照上述方法退火后产品的矫顽力为16A/m～18A/m，最大磁导率为0.0259H/m～0.0327H/m。
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