1J21是一种铁钴基软磁合金,具有高饱和磁感应强度、高居里点和优异的磁致伸缩性能,广泛应用于微特电机、磁传感器、电磁铁及高温磁性器件等领域。
高饱和磁感应强度:1.5~1.7特斯拉(T),远超普通硅钢(1.0~1.3T),适用于高磁场需求场景;
高磁导率:低磁场下磁导率显著高于传统材料,减少磁阻,提升磁通效率;
低矫顽力:≤200安培/米(A/m),易磁化与退磁,适合动态磁场环境;
高居里点:约980℃,高温下仍能保持磁性,优于铁镍基合金(如1J18的居里点约500℃);
高磁致伸缩系数:适用于磁致伸缩换能器,能量转换效率高。
应用领域
1、电磁器件
微特电机:制作定转子片,重量轻、体积小,适用于航空航天、机器人等高精度场景;
电磁铁极头:高饱和磁感应强度提升磁场强度,减少能耗;
磁控管端焊管:低矫顽力确保快速响应,适用于雷达、通信设备。
2、传感器与换能器
磁致伸缩换能器:高磁致伸缩系数实现高效能量转换,输出功率较传统材料提升50%;
磁传感器:高磁导率增强信号灵敏度,适用于地磁探测、汽车转速监测。
3、极端环境应用
发动机涡轮密封环:耐受650℃高温燃气冲刷,使用寿命较传统材料提升3倍;
核电阀门密封面:在含硼酸水介质中服役寿命超10万次启闭循环,抗腐蚀性能优异;
矿山破碎机颚板:破碎玄武岩时单位能耗降低18%,磨损率<0.05mm/千吨处理量。
熔炼与铸造
双联工艺:采用真空感应熔炼+电渣重熔,确保材料纯净度(氧含量≤20 ppm,氮含量≤50 ppm),通过电磁搅拌实现成分均匀化(偏析度<0.5%)。
定向凝固技术:减少杂质(如C、S含量<0.01%),优化晶粒取向,提升磁性能稳定性。
热机械加工
1、热轧
温度:1150~1200℃多道次轧制,总压下量>80%,终轧温度≥850℃(抑制碳化物析出)。
控冷:分级冷却工艺(30℃/s快冷至650℃,再缓冷至室温),获得细小贝氏体组织,提升强度与韧性。
2、冷加工
冷轧:30%~50%变形量加工,位错密度提升至10¹⁵ m⁻²量级,增强磁各向异性。
激光选区熔化(SLM):激光功率200~250 W,扫描速度800~1000 mm/s,层厚30 μm,成型件致密度>99.5%,适用于复杂结构件。
热处理工艺
1、固溶处理
温度:1150~1200℃,保温1~2小时,水淬或油淬快速冷却,锁住微观结构,提升硬度与强度。
2、时效处理:
温度:480~520℃,保温4~6小时,析出Laves相(Fe₂Mo型,尺寸20~50 nm),优化磁性能与机械性能。
3、磁场热处理:
加热至850±10℃,保温4小时,以50℃/h冷至750℃再保温3小时,随后以200℃/h冷至300℃出炉,过程中施加15~20奥斯特直流磁场,提升低磁场下的磁感应强度与方形系数。