电磁阀用软磁材料及其制备方法与流程

本发明涉及冶金，特别是涉及一种电磁阀用软磁材料及其制备方法。

背景技术：

1、电磁阀是一种将电磁能转换为机械能的电磁元件，是一种受指令信号操纵使线圈电气回路通断，借电磁力完成启闭动作的自动阀门，是液体或气体流量控制阀中常用的一种。电磁阀具有体积小，动作灵敏，性能可靠等优点，被广泛应用在医疗、纺织、矿山、食品制造以及各种自动控制系统等行业，并取得了巨大成绩。近年来，电磁阀主要向微型、低功耗、高寿命、高频率方向发展，这就对材料性能，加工工艺提出更高的要求。

2、所谓软磁材料，特指那些矫顽力小，容易磁化和退磁的磁性材料，即这类材料磁滞回线所包围的面积很小。因为它们容易磁化和退磁，磁化曲线在饱和以前上升得很陡，即具有很高的磁导率，可以起到很好的聚集磁力线的作用，所以软磁材料被广泛用来作为磁力线的通路，即用作导磁材料，例如传感器的铁芯，磁屏蔽罩，特殊磁路的轭铁等。

3、软磁材料种类多和用途广，具有五种主要的磁特性：

4、1.高的磁导率。磁导率是对磁场灵敏度的量度。

5、2.低的矫顽力。显示磁性材料既容易受外加磁场磁化，又容易受外加磁场或其他因素退磁，而且磁损耗也低。

6、3.高的饱和磁通密度和高的饱和磁化强度。这样较容易得到高的磁导率林和低的矫顽力，也可以提高磁能密度。

7、4.低的磁损耗和电损耗。这就要求低的矫顽力和高的电阻率。

8、5.高的稳定性，这就要求上述的软磁特性对于温度和震动等环境因素有高的稳定性。

9、当前常用的重要的软磁材料主要有四种。一是电工纯铁，它是一种含c量极低的软铁，它是应用最早，价格便宜的软磁材料。它具有较高的磁导率，具有很高的饱和磁感应值，在直流磁场中应用很广。二是硅钢片，具有常用软磁材料中最高的饱和磁感应强度，但其铁损也是最大的。三是坡莫合金，是指铁镍合金，其最大特点是具有很高的弱磁场导磁率最简单的坡莫合金是铁镍两种元素组成的合金，其电阻率低，力学性能不好，实际应用并不多。四是软磁铁氧体，它是一系列含有氧化铁的复合氧化物材料，其饱和磁感应强度很低。在该电磁阀中，软磁材料选用纯铁。主要是因其价格便宜，磁导率高。在相同结构下，软磁材料的磁导率越大，磁铁的磁场分布越均匀。即我们应尽可能地采用在工作磁场下磁导率大的软磁材料。

10、动铁芯是电磁阀中的一个关键部件，随着电磁阀向微型、低功耗、高寿命、高频率方向发展，对铁芯零件的磁性能要求越来越高。

11、1.高的磁导率。在线圈匝数一定时，若铁芯零件的磁导率高，则通以不大的激励电流，能产生较高的磁感应强度。

12、2.低的矫顽力。即磁滞回线的面积小，则铁损亦小。

13、3.低的电阻率。以降低涡流损耗。

14、因此，利用高的磁导率，低的矫顽力，低的电阻率的材料制成的铁芯零件，容易磁化，有助于缩小产品的尺寸。另外，铁芯零件的冷加工过程中产生的应力，也会影响铁芯零件的磁导率和电阻率，从而影响铁芯的磁性能。

15、当前，企业大多采用电工纯铁作为电磁阀铁芯的生产材料。电工纯铁材料的磁性能主要由其含碳量决定,在含碳量一定的情况下，机械加工应力使材料的磁导率下降，矫顽力增大。为了消除机械加工应力给零件磁性能造成的不良影响，使零件的磁性能处于最佳状态,要对零件进行真空退火。当前常用的电工纯铁材料有dt4、dt4a、dt4e和dt4c等优质电磁材料，碳、硫、磷含量均超低，具有较高的饱和磁感应强度、较低的矫顽力、较高的磁导率、较好的冷热加工性能。但由于其原材料质量技术水平要求高，造成生产其原材料的质量稳定性不高，因此，针对国内现有大量原材料的特性，提出一种制备方法的优化方法，以得到高性能的软磁材料，以满足工业化的需求。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对现有中电磁阀使用的软磁材料矫顽力不稳定，综合性能较差、无法满足电磁阀的导磁性能要求问题，提供一种电磁阀用软磁材料及其制备方法。

2、一种电磁阀用软磁材料的制备方法，包括如下步骤：

3、选用dt4c材料作为母材；

4、对所述母材进行拉拔处理，其中，拉拔总压缩率≥80％，部分压缩率≤10％，得到预成型线材；

5、对所述预成型线材进行再结晶退火处理，其中，再结晶退火处理的温度为840～860℃，处理时间为4～6小时。

6、作为一种优选方案，所述母材，以所述母材的总质量为100％计，包括如下重量百分比的下列元素组分：c≤0.010％；s≤0.020％；p≤0.020％；余量为fe。

7、作为一种优选方案，在拉拔过程中所采用的润滑剂为金属皂、脂肪或脂肪酸。

8、作为一种优选方案，所述拉拔处理步骤中，拉拔速度为10m/s。

9、作为一种优选方案，所述再结晶退火处理在甲醇气氛中进行。

10、一种电磁阀用软磁材料，由如上所述制备方法制备得到。

11、作为一种优选方案，所述电磁阀用软磁材料的平均晶粒度为10～12级

12、一种电磁阀采用如上所述的电磁阀用软磁材料制成。

13、与现有技术相比，本发明采用的电磁阀用软磁材料的制备方法中，选用dt4c材料作为母材，该材料属于工业纯铁，产品具有成分稳定、有害元素低、钢质纯净度高、表面质量高、几何尺寸精度高、电磁性能很好等优点，同时具有材质柔软，韧性极好，可以冲压成极复杂的形状，选择此材料作为软磁材料的母材，使该材料通过后续的加工工艺，可以更好地制备得到性质优良的软磁材料。首先，对母材进行拉拔处理，其中，拉拔总压缩率≥80％，部分压缩率≤10％；在拉拔过程中，为了减少加工硬化，采取较小的部分压缩率，使部分压缩率≤10％，能够减少加工硬化程度，使产品成型前保持良好的塑性；同时采取较大的总压缩率，使总压缩率≥80％，总压缩率增加，能够提高型变量，有利于后续热处理及提升产品表面光洁度，总压缩率大，这样产生的变形量就越大，内部组织变化时产生应力值就越高，钢丝的内部组织更细，更碎，可以为后续再结晶退火提供更多的能量，使其晶粒更为均匀，规整，矫顽力更小；部分压缩率小，可使加工过程中钢丝表面加工硬化程度大幅度降低，产品成型前保持良好的塑性，提高产品性能稳定性及成材率。其次，对所述预成型线材进行再结晶退火处理，整个过程的关键在于对再结晶退火处理的温度和时间进行控制，控制处理温度为840～860℃，处理时间为4～6小时，在此温度下处理4～6小时，能够消除形变内应力，使材料内部金相组织重新均匀化，稳定化，稳定降低矫顽力，满足产品在电磁阀用软磁材料中使用的性能要求。

技术特征：

1.一种电磁阀用软磁材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的电磁阀用软磁材料的制备方法，其特征在于，所述母材，以所述母材的总质量为100％计，包括如下重量百分比的下列元素组分：c≤0.010％；s≤0.020％；p≤0.020％；余量为fe。

3.根据权利要求1所述的电磁阀用软磁材料的制备方法，其特征在于，在拉拔过程中所采用的润滑剂为金属皂、脂肪或脂肪酸。

4.根据权利要求1所述的电磁阀用软磁材料的制备方法，其特征在于，所述拉拔处理步骤中，拉拔速度为10m/s。

5.根据权利要求1所述的电磁阀用软磁材料的制备方法，其特征在于，所述再结晶退火处理在甲醇气氛中进行。

6.一种电磁阀用软磁材料，其特征在于，所述电磁阀用软磁材料由如上所述权利要求1-5任一项所述制备方法制备得到。

7.根据权利要求6所述的电磁阀用软磁材料，其特征在于：所述电磁阀用软磁材料的平均晶粒度为10～12级。

8.一种电磁阀，其特征在于，所述电磁阀采用权利要求7所述的电磁阀用软磁材料制成。

技术总结本发明涉及一种电磁阀用软磁材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：选用DT4C材料作为母材；对所述母材进行拉拔处理，其中，拉拔总压缩率≥80％，部分压缩率≤10％，得到预成型线材；对所述预成型线材进行再结晶退火处理，其中，再结晶退火处理的温度为840～860℃，处理时间为4～6小时。本发明所述制备方法工艺简单，制作方便，得到的软磁材料综合性能良好，平均晶粒度为10～12级，晶粒大小均匀等轴，无混晶；具有较高的饱和磁感应强度、较低的矫顽力、较高的磁导率、低的电阻率、较好的冷热加工性能，使其材料力学性能达到最佳状态。技术研发人员：王斯华,刘崇尧,陈文学,肖杰受保护的技术使用者：东莞科力线材技术有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/16