永磁零件磁性能稳定化处理方法技术

技术编号:5119368 阅读:193 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
一种永磁零件磁性能稳定化处理方法,它涉及永磁零件磁性能稳定化处理方法,属热处理工艺领域。本发明专利技术所述永磁材料为Fe-Cr-Co合金、Alnico合金以及Sm-Co合金,在高温、低温以及冷热循环条件下进行稳定化处理。技术要点:步骤一:将待处理的永磁零件在500℃高温条件下进行加热,并在该温度下保持2小时;步骤二:将完成步骤一的待处理的永磁零件取出并迅速放入温度为-196℃的液氮中冷却,并在该温度下保持2小时;步骤三:多次连续重复步骤一、步骤二,重复次数为至少30次。高温最高达到500℃,低温为-196℃,冷热循环是高温500℃与低温-196℃两个温度点之间进行温度循环,以达到器件对永磁零件磁性能的稳定性指标要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及,属热处理工艺领域。
技术介绍
Fe-Cr-Co合金、Alnico合金以及Sm_Co合金由于其优异的磁性能以及高的使用温度而广泛地应用在航空、航天、国防和军工等领域。在空天环境下服役的永磁器件, 必将受到温度的冷热交替变化,如何保证在温度循环条件下磁性器件的使用稳定性,须 经过多次冷热循环稳定化处理后方能投入服役,否则可能因性能不稳定而导致器件的失 效。Fe-Cr-Co系永磁合金的宏观磁性能,与单畴a 1相中的磁矩取向度有关。当 磁体被饱和磁化时,磁矩处于高度的取向状态,故显示出较高的宏观磁性能,其磁性处 于最高状态(即能量最高状态),具有自发地向稳定状态(能量较低状态)转变的趋势。 因此,充磁之后磁矩必然会自发地向能量较低的状态转移。这意味着磁矩相对原来的磁 化方向发生某种程度的偏离,于是导致宏观磁性的下降。温度变化可以加速这一转变过 程,从而导致磁性变化。这样,以损失部分磁性为代价换取了材料磁性的相对稳定。Alnico系永磁合金的温度不可逆变化规律各向同性Alnico合金,只在高温部 分(相对于常温而言)才出现不可逆现象;各向异性Alnico合金,在高低温部分都出现不 可逆现象,而且低温部分退磁率比高温部分大。柱状晶各向异性Alnico合金的不可逆退 磁率比等轴各向异性Alnico合金的小。Alnico合金的不可逆退磁率与磁体尺寸比有关, 一般退磁率与尺寸比呈反变化关系。Alnico合金的可逆温度系数,一般为0.02左右。其 特点是,各向异性Alnico合金的温度系数与磁体的尺寸比有关;在0 80°C间,尺寸比 大则温度系数也大(指绝对值而言),在低温区域规律不明显。各向同性Alnico合金的 温度系数不依赖于尺寸比。等轴晶各向异性AlniC05合金的温度系数在高于常温部分为负 值,在常温及其以下为正值;柱状晶AlniC05合金的温度系数变化不大,在-20 +50°C 间皆为负值。柱状晶AlnicoS合金的温度系数也比较小。在温度区间_196°C 500°C之 间,其稳定性变化规律仍不清楚。Sm-Co永磁因其磁性能高、居里温度高、剩磁温度系数低、耐蚀性及热稳定性 好而在永磁材料中具有不可替代的作用,它的出现极大地改善了永磁材料适应工作环境 的能力,在高温领域及要求低温度系数领域有着广泛的应用。改善Sm-Co磁体温度稳定 性的方法主要是用一些重稀土金属元素(如Ho、Er, Dy、Gd等)部分取代轻稀土元素 Sm。这是因为轻稀土金属化合物的磁化强度随温度的升高而降低,它的磁通具有负的温 度系数。而如何优化稳定化处理工艺,是提高器件使用寿命的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种永磁零件的磁性能稳定化处理方法,以提高永磁器件 的使用稳定性和可靠性。本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是本专利技术所述的是按照以下步骤实现的步骤一将待处理的永磁零件在500°C高温条件下进行加热,并在该温度下保 持2小时;步骤二 将完成步骤一的待处理的永磁零件取出并迅速放入温度为-196°c的液 氮中冷却,并在该温度下保持2小时;步骤三多次连续重复步骤一、步骤二,重复次数(循环次数)为至少30次。本专利技术的有益效果是利用本专利技术所述的技术方案处理永磁零件,可使永磁零件的稳定性和可靠性得 到了显著提高。永磁零件的剩磁氐、矫顽力H。、最大磁能积(BH)max、膝点Hk均有较大 幅度的改善,请参见实难效果部分。本专利技术方法与现有的处理方法相比,专利技术取得了预 料不到的技术效果,其技术效果产生了 “量”的变化。附图说明图1冷热循环过程示意图(横坐标t表示时间,其单位是小时h ;纵坐标T表示 温度,其单位是摄氏度。C );图2a是在温度循环作用下第一种Fe-Cr-Co合金材料磁性能的不可逆变化率, 图2b是在温度循环作用下第二种Fe-Cr-Co合金材料磁性能的不可逆变化率,在 图2a和2b中,表示剩磁、H。表示矫顽力、(BH) _表示最大磁能积、Hk表示膝点; 图3是在温度循环作用下两种Alnico合金磁性能的不可逆变化率; 图4a是Sm-Co(2:17型)合金经冷热循环后的磁性能变化规律图(剩磁变化率, Br/Br0),图4b是Sm-Co(2:17型)合金经冷热循环后的磁性能变化规律图(矫顽力变化 率,H/HJ,图4c是Sm-Co(2:17型)合金经冷热循环后的磁性能变化规律图(最大磁能积变 化率,(BH^yCBH)—),图4d是Sm-Co(2:17型)合金经冷热循环后的磁性能变化规律图(膝点变化率, Hk/Hk0)。表 权利要求1.一种,其特征在于;所述方法是按照以下步骤实 现的步骤一将待处理的永磁零件在500°c高温条件下进行加热,并在该温度下保持2小时;步骤二 将完成步骤一的待处理的永磁零件取出并迅速放入温度为-196°C的液氮中 冷却,并在该温度下保持2小时;步骤三多次连续重复步骤一、步骤二,重复次数为至少30次。2.根据要求1所述的,其特征在于;在步骤一中将 待处理的永磁零件在放入充有氩气保护气的管式炉中进行加热。3.根据要求1或2所述的,其特征在于;所述待处理 的永磁零件的材料为Fe-Cr-Co合金、Alnico合金或Sm-Co合金。全文摘要一种,它涉及,属热处理工艺领域。本专利技术所述永磁材料为Fe-Cr-Co合金、Alnico合金以及Sm-Co合金,在高温、低温以及冷热循环条件下进行稳定化处理。技术要点步骤一将待处理的永磁零件在500℃高温条件下进行加热,并在该温度下保持2小时;步骤二将完成步骤一的待处理的永磁零件取出并迅速放入温度为-196℃的液氮中冷却,并在该温度下保持2小时;步骤三多次连续重复步骤一、步骤二,重复次数为至少30次。高温最高达到500℃,低温为-196℃,冷热循环是高温500℃与低温-196℃两个温度点之间进行温度循环,以达到器件对永磁零件磁性能的稳定性指标要求。文档编号C21D9/00GK102021298SQ20101050973公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月18日 优先权日2010年10月18日专利技术者姜建堂, 孙学银, 徐成彦, 杨丽, 王文寿, 甄良, 邵文柱 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种永磁零件磁性能稳定化处理方法,其特征在于;所述方法是按照以下步骤实现的:步骤一:将待处理的永磁零件在500℃高温条件下进行加热,并在该温度下保持2小时;步骤二:将完成步骤一的待处理的永磁零件取出并迅速放入温度为-196℃的液氮中冷却,并在该温度下保持2小时;步骤三:多次连续重复步骤一、步骤二,重复次数为至少30次。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:甄良邵文柱孙学银徐成彦杨丽姜建堂王文寿
申请(专利权)人:哈尔滨工业大学
类型:发明
国别省市:93[中国|哈尔滨]

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