整理者：耀德講堂 / 邱耀弘 博士

資料來源：中國軟磁合金牌號及性能匯總──百度文庫(baidu.com)

在上一期，Dr.Q提到讀者們較不熟悉的軟磁合金，相信大家都可以略知其基本的目的，以電子化的設計控制材料的磁性能作用，這樣就可以把軟磁材料作為可受電流與電子訊號控制的元件，最終希望能夠在讀者的手機中就可操作或控制這些總成產品，我們可以隨意差遣這些電子產品。

在磁性材料中的軟磁合金牌號，以下列出幾大類最常使用：

• 鐵芯──純鐵與鐵素體不銹鋼（鐵）；

• 1J22 (Fe-50Co)──主要是以鈷和鐵兩元素合金；

• 1J50 （Fe-50Ni，又稱Premalloy 坡莫合金）──主要是以鎳和鐵倆元素合金；

• 1J79 & 1J85 (Fe、75-83%Ni、Cu、Mo)──主要是以鎳和鐵倆元素合金且鎳多。

這些為數眾多的牌號，我們按照以下小節說明，讀者要注意以下都是規則型材（片 / 板 / 帶 / 條 / 絲 / 棒 / 圓棒等）：

1. 中磁導率較飽和中磁感應強度軟磁合金；

2. 高磁導率軟磁合金；

3. 高飽和磁感應強度軟磁合金；

4. 磁溫度補償合金；

5. 軟磁鐵芯材料；

6. 增加磁導率工藝。

• 牌號：1J46、1J50、1J54

• 規格（材料的形狀 / 尺寸）：

- 冷軋帶材：0.03-0.10×180-250mm/0.10-1.00×10-250mm/1.00-2.50×100-250mm

- 冷拉絲材：?0.10-6.00mm

- 熱軋扁材：4.50-20.00×50-250mm

- 熱鍛棒材：?20.0-100.00 mm或方棒

- MIM粉末專門使用：粉末粒徑<40um，d50 =10um

• 產品特點：

  具有較高的飽和磁感應和高的磁導率。

• 產品用途：

中等磁場中使用的各種變壓器、繼電器、電磁離合器、扼流圈及磁路零件的鐵芯、極靴、耳機膜片、接地漏電短路器用繼電器零件、煤氣安全閥、磁屏蔽、陀螺儀、自動同步馬達、電子表微型馬達等

• 化學成分(wt%)：注意碳含量很低

• 中磁導率較飽和磁感應強度軟磁合金的交流磁性能（如圖）

• 牌號：1J76、1J77、1J79、1J80、1J85、1J86

• 規格（材料的形狀 / 尺寸）：

- 冷軋帶材：0.03-0.10×180-250mm/0.10-1.00×10-250 mm/1.00-2.50×100-250 mm

- 冷拉絲材：?0.10-6.00 mm

- 冷軋扁材：4.50-20.0×50-250 mm

- 熱鍛棒材：?20.0-100.0 mm或方棒

• 產品特點：

  具有高或極高的起始磁導率和最大磁導率、極低的矯頑力、較低的飽和磁感。

• 產品用途：

弱磁場中使用的高靈敏度和小型功率變壓器、磁放大器、繼電器、扼流圈、磁記錄裝置用磁頭、磁屏蔽、各種帶繞鐵芯、切割鐵芯及疊片鐵芯等。

• 化學成分(wt%)

• 高磁導率軟磁合金的交流磁性能

• 高磁導率軟磁合金直流磁性能 

• 牌號：1J30、1J31、1J32、1J33、1J38

• 規格（材料的形狀 / 尺寸）：

• -冷軋帶材：0.03-0.10×2.5-100mm/0.10-1.00×1.5-200mm/1.00-2.50×6.0-200mm

• 產品特點：

  這是一類低居禮溫度(25℃～200℃)合金，其突出特點是在居禮溫度以下，磁感值隨溫度升高而急劇減小，并幾乎呈現線性關系。

• 產品用途：

  通常用于使用永久磁鐵的行波管、磁控管、風向風透表、電壓調節器、里程速度表、汽油表、電度表等中的磁分路溫度、補償元件或感溫元件。

• 化學成分 (wt%)

• 磁性能

• 分項說明

-1J30、1J31和1J32的使用溫度范圍為-55～70℃主要用于行波管、磁控管、風向和風速表等。磁溫性能與鐵鎳二元金相似并具有高電阻率的鐵鎳鋁合金，1J33為含鋁約1.5%的鐵鎳鋁合金，鋁的加入使合金的電阻率和硬度都有了明顯提高。合金的使用溫度范圍-40～80℃，主要用于電壓調節器。

-1J38為含有約Cr13%的鐵鎳鉻合金，大量鉻的加入降低了合金的居禮溫度和磁感應強度，同時也提高了合金的電阻率和硬度，合金的居禮和磁溫特性對成分波動的敏感性比鐵鎳二元合金低，因而比較易于控制，且不存在低溫不可逆性變，其使用溫度范圍為-40～60℃，主要用于電度表和汽車儀表組件。

-對冷軋態合金進行300℃以上不同溫度的熱處理，可以在小范圍內進一步調節合金的性能。1J30、1J31、1J32和1J38經熱處理后磁感應強度提高，而1J33則下降。1J30、1J31和1J32一般在退火狀態下使用，在真空或氫氣中隨爐升溫到800～1000℃，保溫30～120℃min。而后爐冷。

-為了更好地滿足電度表和汽車里程表的使用要求，生產磁感應強度波動允許范圍較窄的三種牌號鐵鎳鉻磁溫度補償合金。如CNi37B-1、CNi37B-2和CNi37B-3

-特性：具有第三電磁效應（計算機閥用）牌號：1J36，1J 117

• 軟磁合金產品元件熱處理法的重點：

-在井式爐或箱式爐通氫氣保護處理，加熱到1150~1180℃保溫4hrs，而后以150℃/h緩冷到600℃然后急冷到100~200℃出爐即可；

-最好使用100%干氫氣（露點<-40°C）；如果使用混合氫氣，建議使用氬氣而不要使用氮氣，氮氣容易和某些金屬元素高溫起反應；氫氣可以幫助脫碳與脫氧并防止產品表面氧化膜產生；

-加熱溫度高些、保溫時間長些、冷卻速度慢些都有利于提高合金的磁導率和降低矯頑力；

-慎防制程中的間隙元素碳(C)、氧(O)、氮(N)、硫(S)進入材料中影響磁導率，尤其是碳和氧；

-如零件疊加（重疊處理）必須用氧化鎂粉隔開處理，防止產品之間的沾黏。

• 軟磁合金產品元件粉末制品的重點：

-使用氫氣燒結對于脫碳脫氧最有幫助；

-產品密度要做到越接近理論密度越好；

-晶粒越大有助于穩定性的增加，晶界多缺陷多；

-有氣孔要設法使其變圓；

-尺寸越對稱，各種磁性能越穩定；

-所有磁性材料燒結不要使用氧化鋁板，建議使用氧化鋯承燒材料；氧化鋁板容易積碳且來回置換碳和鋁，如必須使用，定期燒白氧化鋁（在空氣中1600°C空燒至少2小時），使氧化鋁恢復米白色，滲碳位置變淺或粉紅化（氧化錳殘留）。

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