1J12 的铝 12%:高铝带材的温轧与氢退火路线
1J12 是铁铝软磁合金,铝 11.6%~12.4%、硅不超过 0.15%、锰不超过 0.010%、碳不超过 0.03%、磷与硫各不超过 0.015%,余量为铁。它对应 IEC 60404-8/6 的 G1 类,技术条件标 GB/T 15004,供货以温轧带材为主。铝给到 12%,工艺路线就被锁死了。
铝 12% 已属高铝脆性区
铝在铁里固溶,提高电阻率、降低涡流损耗,同时让室温塑性迅速下降。铝含量超过 10% 以后,室温冲击韧性明显变差,冷弯时容易脆断;到 12%,带材不能按普通碳钢的方式冷弯成形。这就是它只能温轧、不能冷轧的原因:温轧把加工温度提到塑性可用的区间,避开室温脆性。
锰 0.010% 压得比同族严一个数量级

同族的 1J06 锰上限是 0.10%,1J12 压到 0.010%。锰在软磁合金里影响电阻率与再结晶行为,压得这么低说明这支料对杂质元素的控制要求高。代价是冶炼难度上升:锰常作为脱氧元素使用,要把成品压到 0.010%,原料与脱氧制度都要改。
成品退火必须氢或真空
1J 系软磁的通行做法是成品在氢气或真空炉中高温退火,消除冷加工应力、净化杂质并使晶粒长大,退火后再测磁性能。必须用氢气或真空的原因有两条:一是高铝钢表面氧化会直接损失有效截面,氧化层还改变表面应力状态;二是氢气氛能还原表面的氧化物,把杂质带走。
退火温度与晶粒
退火温度按牌号与性能要求选,温度高则晶粒大、矫顽力低、磁导率高,但强度下降、板形容易变差;温度低则退火不充分,磁性能达不到。氢气退火的安全要求高,炉子要密封、露点要控,出炉温度要低于回火脆性区。真空退火的冷却速度慢,对薄带容易造成晶粒过大。

冲裁与叠压
冷冲裁、卷绕铁芯时要控制变形量与刃口间隙,毛刺会形成局部应力集中并恶化磁性能。冲片叠压前应做去应力退火,叠压压力不宜过大,压力过大会引入应力,磁导率下降。冲片的毛刺方向要一致,叠压后铁芯的磁性能才均匀。
片间绝缘与涂层
叠片铁芯的片间绝缘直接影响涡流损耗,涂层或氧化膜的质量决定绝缘电阻。涂层烘烤温度必须低于材料的再结晶退火温度,否则等于做了一次不充分的退火,基体晶粒还没长好,涂层先固化了,后续无法补救。涂层厚度要均匀,局部过薄会造成片间短路。

磁性能的测量条件
软磁材料的磁感、磁导率与铁损都随测量磁场、频率与温度变化,验收要写清测量条件。同一批料,在 0.5 T 与 1.0 T 下测出的磁导率可以差出一大截,不写条件,双方的数据无法比对。试样要按约定方向取,温轧带材有各向异性。
到货核对三项
一是成分,核铝、锰、碳,铝低于 11.6% 电阻率不足,高于 12.4% 更脆;二是磁性能,按 GB/T 15004 与 GB/T 15018 一档的约定方法与条件测;三是尺寸与表面,带材看厚度公差、板形与氧化色。替代 1J46 使用时,要按磁感与铁损两项重新核算,不能只看牌号对照表,两项都要在约定磁场下比。
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