1J85鐵鎳合金 坡莫合金 板材 棒材 卷料

1913年美國(guó)人埃爾門(G.W.Elmen)發(fā)現(xiàn)，含鎳量為30%～90%的Ni-Fe合金在弱、中磁場(chǎng)下具有良好的軟磁特性，其中含鎳78%的鎳鐵合金的起始磁導(dǎo)率μi，遂命名為坡莫合金(permalloy)，意即導(dǎo)磁合金。他還發(fā)現(xiàn)了進(jìn)一步提高 50%～90%Ni-Fe合金起始磁導(dǎo)率的特殊熱處理工藝，稱為“坡莫合金熱處理”。1921年78%Ni-Fe合金被用于電話繼電器。1924年英國(guó)人史密斯(Smith)等發(fā)明了添加銅、鉻的76%Ni-Fe合金，稱為 “Mumetal”(英國(guó)Telcon公司生產(chǎn))。1931年美國(guó)人延森(T.D.Yensen)發(fā)明了用真空熔煉和氫氣高溫退火的工藝，以凈化合金，并發(fā)展了商品牌號(hào)為Hipernik的超級(jí)鎳鐵合金。1934年美國(guó)人凱薩爾(G.A.Kelsall)發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)熱處理可明顯提高鐵鎳合金的磁導(dǎo)率，65%Ni-Fe(65坡莫合金)經(jīng)磁場(chǎng)熱處理后，μmax提高約10倍。1947年美國(guó)人波佐思(R.M.Bozorth)等發(fā)明了μi和μm的合金，稱超坡莫合金。60年代初，中國(guó)鋼鐵研究總院發(fā)明了用橫向磁場(chǎng)處理和加適量氧氣的方法，制得了Br和Hc接近于零，磁導(dǎo)率非常恒定的65%Ni- Fe合金(中國(guó)牌號(hào)1J66)。70年代以后，為適應(yīng)高頻開關(guān)電源和磁記錄技術(shù)發(fā)展的需要，在含高鎳的鎳鐵合金中加入鈮、鉭、釩、鎢、鈦、硅和鋁等各種元素制得了高硬度、高電阻率、低損耗的高磁導(dǎo)率合金，成為軟磁合金中性能類型最多，品種和用途最廣，代表性的合金。

 

坡莫合金是一種在較弱磁場(chǎng)下有較高的磁導(dǎo)率的鐵鎳合金，鎳含量在30%以上的鎳鐵合金，在室溫時(shí)都為單相的面心立方(γ)結(jié)構(gòu)，但在30%Ni附近的單相結(jié)構(gòu)很不穩(wěn)定，因此實(shí)用的鐵鎳軟磁合金，含鎳量都在 36%以上。鐵鎳合金在含鎳75%(原子分?jǐn)?shù))附近，在此單相合金中會(huì)發(fā)生Ni3Fe長(zhǎng)程有序轉(zhuǎn)變，這時(shí)合金的點(diǎn)陣常數(shù)和物理性質(zhì)，如電阻率和磁性等都會(huì)發(fā)生變化。因此，要考慮有序轉(zhuǎn)變對(duì)性能的影響。通常在Ni3Fe合金中加入少量Mo或Cu等附加元素，以抑制長(zhǎng)程有序的生成。

 

圖1示出二元鎳鐵合金的飽和磁化強(qiáng)度Js、居里溫度Tc、磁晶各向異性K1及磁致伸縮常數(shù)λ與鎳含量的關(guān)系。圖2示出Ni-(Fe+Cu)-Mo合金的 K1和λ與成分和熱處理冷卻速度的關(guān)系。圖3示出由軋制和磁退火工藝得到的單軸各向異性常數(shù)Ku1、Ku2隨鎳含量的變化。由圖可知，K1不僅依賴于成分，且與Ni3Fe的短程有序(為熱處理冷卻速度所控制)有關(guān)。λ基本上由成分決定，僅在Ni3Fe的成分處，冷卻速度才對(duì)λ111和λ100有少許影響。低于Tc以下溫度磁場(chǎng)熱處理時(shí)產(chǎn)生的Ku2要比滑移形變(冷軋時(shí))產(chǎn)生的Ku1小一個(gè)數(shù)量級(jí)。Ku1和Ku2都是單軸各向異性，所以當(dāng)沿其擇優(yōu)方向磁化時(shí)可得到矩形磁滯回線，而沿垂直方向磁化可得到低Br的扁平回線。對(duì)鎳含量為70%~80%的合金，其Kl≤0，易磁化方向?yàn)?，需避免{100}立方織構(gòu)、混亂取向的隨機(jī)織構(gòu)。而鎳為45%~68%的合金K1>0、易磁化方向?yàn)?，故為獲得高磁性，應(yīng)盡量獲得立方織構(gòu)。具體可采用大壓下量冷軋和較低溫度(900～1050℃)退火。坡莫合金的最終退火應(yīng)在不含氧，露點(diǎn)在一40℃以下的純氫氣氛中或在真空度達(dá)10-2～10-3Pa的氣氛中進(jìn)行。