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摘要:在非密封环境下对软磁材料进展连续地退炽热处理,能够极大地提高退火效率;通过这种方法在各温区形成的退火曲线,能够改善软磁材料的显微构造,将各晶粒易磁化轴排列在同一方向;磁畴织构使磁畴沿磁场方向取向,从而提高软磁材料的磁导率,降低软磁材料的矫顽力;软磁材料经过退炽热处理后, 具备高磁导率、低矫顽力,能快速地响应外磁场变化;软磁材料在低矫顽力条件下,提高电磁产品的灵敏性。
关键词:退炽热处理;退火曲线;灵敏性一、引言
软磁材料,指的是当磁化发生在 Hc 不大于 1000A/m,这样的材料称为软磁材料。典型的软磁材料,可以用最小的外磁场实现最大的磁化强度。软磁材料易于磁化,也易于退磁,广泛用于电工设备和电子设备中。应用最多的软磁材料是铁硅合金以及各种软磁铁氧体等 。
软磁材料在加工成零部件后必需经过退炽热处理才能获得好的软磁性能,消退加工应力。目前,传统的退火方式,一般是将一个批次的软磁材料置于密封的气氛炉中,软磁材料随炉加热、保温与冷却,具体热处理的保护条件为 860℃~ 930℃,保温 4 小时后随炉冷却。经过这种退炽热处理之后,软磁材料矫顽力 HC
为 ~,传统的退火方式一方面效率极其低下,只能一炉一炉地退火, 耗电又耗时;而且退火的温度不能依据软磁材料进展准时调整,影响软磁性能。
这种软磁材料退炽热处理方法与传统方法相比,传统方法 24 小时可以产出1000 套;本方法 24 小时可以产出 4000 套零部件,并且由于连续进料、连续出料, 每小时耗电量仅 10KW,并且将退炽热处理后的零部件,通过样棒测试 DT4E HC≤48A/m;DT4C HC≤32A/m。能够使得软磁材料具有高磁导率和低矫顽力,提
高了电磁产品的灵敏性。
二、退炽热处理方法
1、承受超声波清洗机对软磁材料进展除锈处理;
2、承受超声波清洗机对软磁材料进展去油防锈处理;
3、承受枯燥箱将软磁材料烘干;
4、承受链式炉对软磁材料进展退火处理。三、链式炉的设计和技术指标
本软磁材料退炽热处理方法使用的链式炉示意图如图 1 所示,其主要组成局部为:链式炉 1、氮气气幕 2、传送链 3、第一升温区 11、其次升温区 12、第一保温区 13、其次保温区 14、第一降温区 15、其次降温区 16 以及冷却温区 17, 每个温区能够单独设置温度,同时在链式炉的入口与出口分别设置有氮气气幕, 能够将链式炉的炉膛与外界隔绝,从而在非密封环境下对软磁材料进展连续地退炽热处理,提高软磁材料的生产效率以及质量。
图 1 链式炉示意图
本方法的退火曲线如图 2 所示,退火时第一升温区的温度为 660±50℃、其次升温区的温度为 800±50℃、第一保温区的温度为 910±50℃、其次保温区的温度为 910±50℃、第一降温区的温度为 810±50℃、其次降温区的温度为690±50℃、冷却温区的温度≤40℃;
退火时链式炉的传送链带使软磁材料依次通过第一升温区、其次升温区、第一保温区、其次保温区、第一降温区、其次降温区以及冷却温区,并使
软磁材料在第一升温区的时间为 30±5min、其次升温区的时间为 30±5min、第一保温区的时间为 30±5min、其次保温区的时间为 30±5min、第一降温区的时间为 30±5min、其次降温区的时间为 40±5min、冷却温区的时间为 40±5min;
退火时链式炉的炉膛内连续通入氮气,使炉膛内的氧含量≤15PPm。
图 2 退火曲线示意图四、主要功能
软磁材料在加工成零部件后必需经过退炽热处理才能获得好的软磁性能,消退加工应力。目前,传统的退火方式,一般是将一个批次的软磁材料置于密封的气氛炉中,软磁材料随炉加热、保温与冷却,具体热处理的保护条件为 860℃~ 930℃,保温 4 小时后随炉冷却。经过这种退炽热处理之后,软磁材料矫顽力 HC 为 ~。
本软磁材料退炽热处理方法 ,转变了传统方法一炉一炉退火的方式,改用链式炉对软磁材料进展退火,能够极大地提高退火效率,同时,链式炉内的各个区间能够单独转变温度,从而形成良好的温度曲线,进而改善软磁材料的显微构造,将各晶粒易磁化轴排列在同一方向;磁畴织构使磁畴沿磁场方向取向,提高软磁材料的磁导率,降低软磁材料的矫顽力;软磁材料经过退炽热处理后,具备高磁导率、低矫顽力,能快速地响应外磁场变化;软磁材料在低矫顽力条件下, 提高电磁产品的灵敏性。
五、实施方式
1、在除锈处理过程中,承受超声波清洗机,将软磁材料浸入除锈液中超声波清洗 10min,除锈液中水与除锈剂的质量比为 100:5;
2、在去油防锈处理过程中,承受超声波清洗机,将软磁材料浸入去油防锈液中超声波清洗 10min,去油防锈液为去油剂与防锈剂的混合液,去油剂与防锈剂的质量比为 100:;
3、去油防锈工艺完成后,对软磁材料进展烘干;烘干时承受枯燥箱,烘干温度 60±10℃,烘干时间 1h±10min;
4、烘干完成后,承受链式炉对软磁材料进展退火处理,链式炉的入口与出口分别设置氮气气幕将链式炉 1 的炉膛与外界隔绝,链式炉的炉膛由入口至出口包含第一升温区、其次升温区、第一保温区、其次保温区、第一降温区、其次降温区以及冷却温区;
结合图 2 所示,依据图 2 的退火曲线图,分别对第一升温区、其次升温区、第一保温区、其次保温区、第一降温区、其次降温区以及冷却温区的温度进展单独设置,设置完成后,将待退火的软磁材料放置在传送链上, 利用传送链带使软磁材料依次通过第一升温区、其次升温区、第一保温区、其次保温区、第一降温区、其次降温区以及冷却温区,传送链的速度优选为 30~35mm/分钟,并且依据图 2 的退火曲线图,在各个温区内设置不同的保温时间,使软磁材料的温度变化与退火曲线图所设置的一样,到达更好的退火效果,同时退火时链式炉 1 的炉膛内连续通入氮气,使炉膛内的氧含量≤15PPm,从而连续地在非密封环境下对软磁材料进展退火,提高效率,增加软磁性能,节约能源。
五、结论
以高压直流接触器为例,传统的退火方式一方面效率极其低下,只能一炉一炉地退火,耗电又耗时,24 小时只能产出 1000 套;而且退火的温度不能依据软磁材料进展准时调整,影响软磁性能,通过本方法进展退火后,24 小时可以产出 4000 套零部件,生产效率大大提升,并且由于连续进料、连续出料,每小时耗电量仅 10KW,能耗也得到了降低。同时将退炽热处理后的零部件,通过样
棒测试 DT4E HC≤48A/m;DT4C HC≤32A/m。完成了软磁材料的高磁导率、低矫顽力。提高了电磁产品的灵敏性,提高了产品的性能。