一种高强度1J22带材及其制作方法技术

本发明专利技术公开了一种高强度1J22带材及其制作方法，属于合金材料加工处理领域，该高强度1J22带材在原有成分中增加了Nb和Cr，通过特殊的处理工艺，显著提升了1J22带材的机械性能，使得该高强度1J22合金能够满足矫顽磁力Hc≤110A/m,抗拉强度Rm＞590MPa，屈服强度ReL＞360Mpa，该1J22带材的制作方法中涉及了快速冷却、冰盐水淬火等技术点，解决了现有铁钴合金1J22带材热处理后材料的磁性能高，但机械性能强度差、产品寿命低的技术问题。

A High Strength 1J22 Strip and Its Manufacturing Method

The invention discloses a high-strength 1J22 strip and its manufacturing method, which belongs to the field of alloy material processing. The high-strength 1J22 strip adds Nb and Cr to the original composition. Through special processing technology, the mechanical properties of 1J22 strip are significantly improved, so that the high-strength 1J22 alloy can meet the coercive magnetic force Hc < 110A/m, the tensile strength Rm > 590MPa, and the yield strength ReL > 360Mpa. The manufacturing method of the 1J22 strip involves such technical points as rapid cooling and brine quenching, which solves the technical problems of high magnetic properties, poor mechanical strength and low product life of the existing 1J22 iron-cobalt alloy strip after heat treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种高强度1J22带材及其制作方法
本专利技术属于合金材料加工处理领域，尤其涉及一种高强度1J22带材及其制作方法。
技术介绍
软磁合金是一种重要的金属软磁材料，具有良好的磁性能，其居里温度高达980℃，常温下的饱和磁感应强度高达2.4T，以及高的磁导率和低的矫顽力．软磁铁合金主要应用于变压器和电动机中，以及用于制作电话机膜片、高速打印机嵌铁及接收机线圈等。同时，该合金与其他材料相比，可以显著降低重量、减少体积，在航空、航天等领域具有其它软磁合金不可替代的应用地位，其中最主要的应用就是制作航空发电机核心部件——转子和定子。但是经热处理后的软磁合金的机械性能差，使用一段时间后产生变形影响使用效果，按现有方法制作的1J22，其抗拉强度Rm普遍小于790MPa,屈服强度REL普遍小于360MPa。造成上述问题的主要原因是现有1J22热处理工艺存在缺陷，常见的处理方法包括：加热温度850-900℃，保温时间3-6小时，冷却制度为以50℃/h-100℃/h的速度冷却道750℃，然后以180℃-240℃/h的速度冷却至300℃以下出炉。上述处理方案以及其他类似的技术方案中：加热时间、冷却速度、淬火温度等都需要改善，以便进一步提升1J22冷轧带材机械性能。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高强度1J22带材及其制作方法，该高强度1J22带材在原有成分中增加了Nb和Cr，通过特殊的处理工艺，显著提升了1J22带材的机械性能，使得该高强度1J22合金能够满足矫顽磁力Hc≤110A/m,抗拉强度Rm＞590MPa，屈服强度ReL＞360Mpa，该1J22带材的制作方法中涉及了快速冷却、冰盐水淬火等技术点，解决了现有铁钴合金1J22带材热处理后材料的磁性能高，但机械性能强度差、产品寿命低的技术问题。为了实现上述系统，本专利技术采取的技术方案是：一种高强度1J22带材，其特征在于，含有47-51重量份的Co、1.5-2.5重量份的V、0.03-0.5重量份的Nb、0.01-0.2重量份的Cr、以及47.2-50.8重量份的Fe。优选的，1J22带材的氧含量小于100PPm。优选的，1J22带材的厚度为1.8-2.5mm。优选的，还含有C、Si、Mn、P、S、Ni和Cu，所述C的含量小于0.02重量份，所述Si的含量小于0.02重量份，所述Mn的含量小于0.02重量份，所述P的含量小于0.015重量份，所述S的含量小于0.015重量份，所述Ni的含量小于0.015重量份，Cu的含量小于0.015重量份。上述高强度1J22带材制作方法具有如下有益效果：该高强度1J22带材在原有成分中增加了Nb和Cr，通过特殊的处理工艺，显著提升了1J22带材的机械性能和耐磨性，使得该高强度1J22合金能够满足矫顽磁力Hc≤110A/m,抗拉强度Rm＞590MPa，屈服强度ReL＞360Mpa。一种高强度1J22带材的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）真空冶炼：将1J22的原材料装入真空感应炉中进行真空冶炼，出钢前8-15分钟向真空冶炼中的钢液配入Nb和Cr，使真空冶炼后的钢液含有47-51重量份的Co、1.5-2.5重量份的V、0.03-0.5重量份的Nb、0.01-0.2重量份的Cr、以及47.2-50.8重量份的Fe；（2）浇筑：使用所述钢液浇筑钢锭，浇筑钢锭的氧含量≤100ppm；（3）锻造：扒去所述钢锭的氧化皮，将扒皮后的钢锭锻造成扁坯；（4）固溶：将所述扁坯装入真空感应炉中加热2-5小时，加热温度为800-1200℃；（5）热轧：将固溶后的扁坯热轧成带坯，所述带坯的热轧厚度为1.9-2.6mm；（6）淬火：将热轧后的带坯放入冰盐水中淬火；（7）修磨冷轧：将淬火后的带坯修磨、冷轧至成品1J22带材；（8）热处理：将所述1J22带材装入热处理炉中加热至770-790℃，加热过程中向热处理炉的加热腔中持续通入氢气保护；（9）保温：将加热至770-790℃的1J22带材在氢气环境中保温3-4h；（10）冷却：以≥400℃/h的冷却速度，将1J22带材冷却至190-210℃，出炉。具体的，所述以≥400℃/h的冷却速度包括：在热处理炉的加热腔中设置有氩气喷管，氩气喷管通过阀门连接有液态氩气源，利用低温氩气以≥400℃/h的冷却速度冷却J22带材。具体的，其特征在于，所述加热过程中向热处理炉的加热腔中持续通入氢气包括：在热处理炉的加热腔中设置有氢气喷管，氢气喷管通过阀门连接有液态氢气源，利用氢气喷管在加热过程中向热处理炉的加热腔中持续通入氢气。具体的，所述冰盐水的温度为0至-10℃。具体的，所述浇筑钢锭的氧含量≤100ppm包括：使用真空感应炉钢液进行真空脱氧，控制炉中的真空度≤0.2Pa,使得浇筑钢锭的氧含量≤100ppm。一种高强度1J22带材的制作方法，具有如下有益效果：（1）氢气环境加热技术方案，将待加工1J22材料放入真空感应炉中加热，加热至770-790℃，加热过程中向热处理炉的加热腔中持续通入氢气，在氢气环境中能够有效避免材料氧化，将材料加热至780℃附近，能够细化晶粒，提高机械性能。（2）快速冷却方案：以≥400℃/h的冷却速度，将770-790℃的1J22带材冷却至200℃，这种快速冷却方案依靠低温氩气，通过快速冷却能够阻止晶相组织的有序化，降低脆性，提高机械性能。（3）元素添加：在合适的时间向1J22带材添加Nb、Cr，能够显著改善1J22带材的机械性能，这是因为添加的Nb能够起到固溶强化的作用，提高机械性能。（4）冰盐水淬火：利用冰盐水的低温特性，防止晶体结构相变，提高机械性能。具体实施方式在本专利技术的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。实施例一一种高强度1J22带材，具体通过如下步骤制成：（1）真空冶炼：将1J22的原材料装入真空感应炉中进行真空冶炼，出钢前8分钟向真空冶炼中的钢液配入Nb和Cr，使真空冶炼后的钢液含有47重量份的Co、1.5重量份的V、0.03重量份的Nb、0.01重量份的Cr、以及47.2重量份的Fe；其中，1J22的原材料在真空感应炉中冶炼成钢液，在出钢前8分钟时，向钢液配入Nb和Cr。需要说明的是，1J22带材的杂质，如C、Si、Mn、P、S、Ni和Cu的含量越低越好，C的含量小于0.02重量份，Si的含量小于0.02重量份，Mn的含量小于0.02重量份，P的含量小于0.015重量份，所述S的含量小于0.015重量份，所述Ni的含量小于0.015重量份，Cu的含量小于0.015重量份。（2）浇筑：使用所述钢液浇筑钢锭，浇筑钢锭的氧含量≤100ppm；具体的，使用真空感应炉钢液进行真空脱氧，控制炉中的真空度≤0.2Pa,使得浇筑钢锭的氧含量≤100ppm。（3）锻造：扒去所述钢锭的氧化皮，将扒皮后的钢锭锻造成扁坯；（4）固溶：将所述扁坯装入真空感应炉中加热2小时，加热温度为1200℃；（5）热轧：将固溶后的扁坯热轧成带坯，所述带坯的热轧厚度为1.9m本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高强度1J22带材，其特征在于，含有47‑51重量份的Co、1.5‑2.5重量份的V、0.03‑0.5重量份的Nb、0.01‑0.2重量份的Cr、以及47.2‑50.8重量份的Fe。

【技术特征摘要】
1.一种高强度1J22带材，其特征在于，含有47-51重量份的Co、1.5-2.5重量份的V、0.03-0.5重量份的Nb、0.01-0.2重量份的Cr、以及47.2-50.8重量份的Fe。2.根据权利要求1所述的高强度1J22带材，其特征在于，1J22带材的氧含量小于100PPm。3.根据权利要求1所述的高强度1J22带材，其特征在于，1J22带材的厚度为1.8-2.5mm。4.根据权利要求1所述的高强度1J22带材，其特征在于，还含有C、Si、Mn、P、S、Ni和Cu，所述C的含量小于0.02重量份，所述Si的含量小于0.02重量份，所述Mn的含量小于0.02重量份，所述P的含量小于0.015重量份，所述S的含量小于0.015重量份，所述Ni的含量小于0.015重量份，Cu的含量小于0.015重量份。5.制作如权利要求1至4中任意一项所述的高强度1J22带材的方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）真空冶炼：将1J22的原材料装入真空感应炉中进行真空冶炼，出钢前8-15分钟向真空冶炼中的钢液配入Nb和Cr，使真空冶炼后的钢液含有47-51重量份的Co、1.5-2.5重量份的V、0.03-0.5重量份的Nb、0.01-0.2重量份的Cr、以及47.2-50.8重量份的Fe；（2）浇筑：使用所述钢液浇筑钢锭，浇筑钢锭的氧含量≤100ppm；（3）锻造：扒去所述钢锭的氧化皮，将扒皮后的钢锭锻造成扁坯；（4）固溶：将所述扁坯装入真空感应炉中加热2-5小时，加...

【专利技术属性】
技术研发人员：王凯，
申请(专利权)人：陕西新精特钢研精密合金有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61