1J22 电磁铁极头：2.15 T 与 128 A/m 为什么离不开磁场退火？

1J22 是铁钴钒软磁合金，钴 49.0%~51.0%、钒 0.80%~1.80%、碳不大于 0.04%、锰与硅各不大于 0.30%，铁余量。饱和磁感应强度约 2.4 T，居里点约 980℃，电阻率 0.27 μΩ·m，饱和磁致伸缩系数 60~100×10⁻⁶。热处理后带材 B4000 不小于 2.15 T、矫顽力不大于 128 A/m，锻材 B4000 不小于 2.05 T、矫顽力不大于 144 A/m。

2.4 T 是软磁材料的天花板

铁的饱和磁感应约 2.1 T，加钴后可以提到 2.4 T，这是目前软磁材料的最高档。同样体积的极头，用 1J22 可以做到更高的磁场，或者同样磁场下体积更小、重量更轻。航空与航天对重量敏感，这是它不可替代的原因。代价是电阻率只有 0.27 μΩ·m，高频下涡流损耗大，只适合直流与低频。

磁场退火为什么能降矫顽力

矫顽力低意味着材料容易被磁化与退磁，磁滞损耗小。在 750℃ 保温阶段施加 1240~1600 A/m 的直流磁场，可以让磁畴沿磁场方向排列，冷却后形成取向有利的畴结构，矫顽力下降、矩形比提高。这道工序对极头、继电器铁芯这类要求低矫顽力的件是必需的，不做就只能拿到较高的矫顽力。

氢气退火与露点

带材的退火制度是随炉升温 850~900℃ 保温 3~6 h，以 50℃/h 冷至 750℃，再以 180~240℃/h 冷至 300℃ 出炉；氢气露点不高于 −40℃。露点控制不好，表面氧化或渗氢都会恶化磁性能。锻坯的制度温度更高，1100℃±20℃ 保温 3~6 h，冷却分段。

加工与脆性

合金经 880℃ 左右快速淬火后可加工成薄带与细丝，带、丝可冲制、卷绕；热轧材与冷拉材可切削与磨削。含钴材料较硬脆，冲裁要注意模具间隙与刀具磨损。终热处理缓冷后塑性差，只能轻微研磨，不能折弯或冲压。

到货复验

订料写：成分（钴 49%~51%、钒 0.8%~1.8%、碳不大于 0.04%）、形态（带、丝、棒、锻材）、供货态、磁性能（B4000、B8000、矫顽力）、力学、尺寸公差。国标按 1J 软磁合金体系，外标可参照 ASTM A801 与 Hiperco50、俄 50КФ 的对应关系，磁性能验收细则另以公开技术资料作对照。

磁性能测试的条件

磁性能与测试条件强相关：试样的热处理状态、磁化场的频率、叠片系数、应力状态都会影响读数。验收要注明测试方法（直流磁滞回线或冲击法）、试样尺寸与热处理制度。同一批材料，未退火与退火后的 B4000 可能差 0.1 T 以上，不比条件就没有意义。

极头的装配与应力

极头在装配时受到的夹紧力会引入应力，应力通过磁致伸缩影响磁性能。装配时夹紧力要均匀，避免局部受压；极头与轭铁的接触面要研磨贴合，间隙会增大磁阻。磁致伸缩系数 60~100×10⁻⁶ 意味着它在磁化时会伸长，结构上要留出微量位移空间。

检修与更换

极头的检修看：表面磨损与锈蚀、磁性能下降、线圈过热。磁性能下降多与过热或机械冲击有关，过热会让磁畴结构退化。极头一般不做返修，磨损超差就更换。更换时要成对更换，避免两侧磁阻不一致导致磁场不均。

叠片与涡流损耗

1J22 的电阻率只有 0.27 μΩ·m，整块使用在交变磁场下涡流损耗很大。直流极头可以整块，交流或脉冲工况要改成叠片，片间绝缘，叠片方向与磁通方向平行。叠片厚度一般 0.1~0.35 mm，越薄损耗越小但叠片系数下降。选材时要先确认工况是直流还是交流，再决定形态。