金属材料百科

铁钴钒永磁合金

2023-07-01

英文

FeCoV Permanent magnetic alloy

简介

含52%钴、9%~13%钒,其余为铁的变形永磁合金。1940年美国人内斯毕特(E. A. Nes-bitt)等在研究中发现,铁钴合金中加入钒能够提高矫顽力,从而发明了铁钴钒永磁合金,取名为维加洛合金(Vicalloy)。1960年德国人巴朗(W. Baran)等用铬置换部分钒,开发了52%钴、8%钒和4%铬的维加洛合金,称为克虏伯Koerzit T。铁钴钒永磁合金具有良好的塑性变形能力,可以进行热锻、热轧、冷轧或冷拉丝、加工成薄板或细丝,适用于制作形状复杂的元件。

合金在高温下是面心立方的γ相奥氏体,经淬火后转变成α相马氏体。随着钒含量的增加,合金中淬火残留的γ相增多,室温下呈(α+γ)两相状态。经过变形量为80%以上的冷加工后,γ相几乎全部转变成α相。最后在600℃附近回火后,又从α相中析出均匀弥散的γ相,使矫顽力Hc显著上升。关于回火后呈(α+γ)两相状态获得高矫顽力的原因,有人认为是由于γ相的析出把α相分得更细,磁性的α相被非磁性的γ相均匀地包围,形成单畴粒子的结果。也有人认为合金在(α+γ)两相区回火,α相的钒含量降低,有序倾向增大,α相的有序化可能增加单畴的应力各向异性。同时增加了α相与γ相的饱和磁化强度(Ms)之差,从而提高了矫顽力。冷加工的另一个作用是使合金产生冷轧织构,造成强烈的磁各向异性,使矩形比(Br/Bs)也明显提高。

中国制订的标准(GBn 172—82)中对该合金的成分和磁性作了规定(见表)。

铁钴钒永磁合金的成分与磁性

牌号 主 要 成 分 丝 材 带 材
矫顽力Hc
/kA·m-1
剩磁
Br/T
Br·Hc
/kJ·m-3
矫顽力Hc
/kA·m-1
剩磁
Br/T
Br·Hc
/kJ·m-3
2J31 51%~53%Co,10.8%~
11.7%V,余Fe
≥23.88 ≥1.00 ≥24.0 ≥17.51 ≥1.00 ≥19.2
2J32 51%~53%Co,11.8%~
12.7%V,余Fe
≥27.86 ≥0.85 ≥24.0 ≥23.88 ≥0.75 ≥19.2
2J33 51%~53%Co,12.8%~
13.7%V,余Fe
≥31.84 ≥0.70 ≥24.0 ≥27.86 ≥0.60 ≥18.4

铁钴钒合金的磁性较好,能够制成小截面的永磁元件,可用作微型永磁电动机的转子,还用于电话受话器、汽车仪表等。但该合金中含大量的钴,成本较高,因而用途受到很大限制。