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1J12精密软磁铁铝合金的力学性能、熔炼工艺

作者:穆然时间:2025-09-20 20:24:22 次浏览

信息摘要:

1J12 抗拉≥580MPa,熔炼 1500℃,含 Fe-Al12%。执行 GB/T 15002,磁致伸缩系数≥30×10⁻⁶,适配低频元件。

1J12精密软磁铁铝合金面向微磁路件,兼具轻质与磁性稳定性,常用于小型变压器芯、传感磁路和无铁芯电机部件。铝基体承载Fe、Si等相,配方经过控制以获得较高初始透磁和机械韧性。按美标/国标双体系设计,兼容ASTM E8/E8M室温拉伸试验与GB/T 228.1-2010金属材料拉伸性能标准,确保力学与磁性参数在设计公差内可 repeat。

技术参数:化学成分(近似,质量分数)以Al为主,Fe 6–12%,Si 6–12%,Ni 0–2%,Cu 0–1%,B 0–2%,余量为铝;力学性能(室温,退火态)σy 130–190 MPa,σb 260–350 MPa,延伸率δ 2–6%,弹性模量E约70 GPa,硬度HV 40–65;密度约2.7 g/cm3。磁性参数(退火态,典型)Bs约0.58 T,初始相对磁导率μe约3500–6000,矫顽力Hc约2–15 A/m;磁损随退火温区与晶粒状态变动,需通过工艺优化来匹配磁路需求。

熔炼工艺:原料检验、惰性保护熔化、在线脱气与精炼,熔融温度控制在660–720°C区间,氩气吹扫以降低气体夹杂;合金化在炉内实现,浇注温度控制720–740°C,铸坯经快速初步定向浇注后进入定型与热处理工序。熔炼过程中强调氢气控制与污染物排除,铸后应尽速去应力退火以稳定晶粒与磁性相分布。

热处理与加工:退火温度420–520°C,保温1–4小时,缓冷至室温,随后按磁性目标进行再退火或分级时效,以提升μe与Bs稳定性。加工过程需注意铝基材料的热应力与位错重排,避免过度晶粒粗化或相分离影响力学与磁性的一致性。测试方法以ASTM E8/E8M与GB/T 228.1-2010统一执行,确保室温力学性能可追溯。

材料选型误区:一是把磁性指标作为唯一选型依据,忽略力学强度和加工性对部件寿命的影响;二是依赖单一数据源进行设计,未结合热处理对磁性与力学的耦合效应;三是忽视熔炼过程中的污染与气体含量对晶粒与磁性相分布的影响,导致实物与理论偏差增大。

技术争议点:是否通过高温退火实现晶粒粗化来提高磁导率μe,还是采用低温/短时退火促使晶粒细化以提升μi,二者在实际磁路应用中的权衡尚未统一,需结合具体部件几何、热循环与载荷谱综合评估。

行情与资料源:在美标/国标双标准下,材料成本与价格随全球供需波动,参考LME基准价与上海有色网报价,近月铝材价格呈波动态势,设计时应以公开行情做辅助成本估算,并将价格区间作为设计裕度输入。综合来看,1J12在双体系设计下具有可追溯性与可制造性,适合对重量敏感且对磁性有稳态要求的微型磁路方案。
1J12精密软磁铁铝合金的力学性能、熔炼工艺

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